مقاله جدید وحشی ادعا می کند که چگونه ماده تاریک و ماده منظم با یکدیگر “گفتگو” می کنند

مقاله جدید وحشی ادعا می کند که چگونه ماده تاریک و ماده منظم با یکدیگر “گفتگو” می کنند

ماده تاریک یک ماده لغزنده است. تا آنجا که ما می توانیم بگوییم، باید وجود داشته باشد تا مدل های فعلی ما از کیهان کار کنند. اما نه تنها نمی توانیم آن را ببینیم، آن را احساس کنیم یا به هیچ وجه با آن تعامل نداشته باشیم – حتی مطمئن نیستیم که ماده تاریک واقعا چیست.

 

با این وجود، ما سرنخ‌هایی داریم، مانند اینکه ماده تاریک چگونه می‌تواند برهم‌کنش داشته باشد یا با ماده معمولی «صحبت کند» از طریق جاذبه، ماده تاریک، گرانش، واقعاً عجیب و غریب خواهد بود. نحوه عملکرد این فعل و انفعالات هنوز یک رمز و راز است، اما مقاله جدید پیشنهاد می کند که چیزی به نام “جفت غیر حداقلی” می تواند راه حل باشد.

“ما از خود پرسیدیم: آیا گرانش اشتباه است یا فقط چیزی را از دست می دهیم. در مورد طبیعت ماده تاریک بسیار مهم است؟ سه نویسنده، کیهان شناسان، جیووانی گاندولفی، آندریا لاپی و استفانو لیبراتی، توضیح می دهند بیانیه مطبوعاتی درباره کار آنها.

“ما با تحقیقات خود سعی کردیم به این سوالات جالب پاسخ دهیم.”

بهترین حدس ما در مورد اینکه ماده تاریک ممکن است چیست باشد این است سرد، ذرات عظیم با برهمکنش ضعیف، که فیزیکدانان تجربی در سراسر جهان دهه‌ها سال است که تلاش می‌کند را شناسایی کند، اما هنوز پیدا نکرده است.

علی‌رغم اینکه این نوع خاص از ماده تاریک در مدل‌های ما چقدر خوب کار می‌کند، هنوز هم وجود دارد. یکی دو موضوع یک مشکل بزرگ مسئله هاله کاسپی نامیده می شود، که در آن چگالی ماده تاریک در کهکشان ها مطابقت ندارد. به عنوان شبیه‌سازی N-body شناخته می‌شود.

 

این شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهند که برای توضیح ساختار و حرکت فعلی آن‌ها، در کهکشان‌های کم‌ماده، ماده تاریک باید «cuspy» باشد – به این معنی که بیشترین تمرکز را دارد. در اطراف قله یا خارج از کهکشان. اما مشاهدات به ما می‌گویند که به نظر می‌رسد اکثر کهکشان‌های کوتوله ماده تاریک خود را در وسط نگه می‌دارند.

این مقاله قطعاً اولین مقاله نیست و احتمالاً آخرین مقاله‌ای نخواهد بود که سعی در حل این مسائل ماده تاریک دارد. اما تیم تاکتیک جدیدی را پیشنهاد کرده است. محققان پیشنهاد می کنند که اگر ماده تاریک به طور غیر حداقلی با گرانش جفت شود، مشکل کاسپی و مشکل دیگری به نام رابطه شتاب شعاعی.

“در این مقاله، دیدگاه دیگری را برای اصلاح چارچوب استاندارد ماده تاریک سرد پیشنهاد می کنیم. و قادر به توصیف دقیق منحنی‌های چرخش کهکشان‌های مشاهده‌شده و در عین حال بازتولید صادقانه رابطه شتاب شعاعی است، این تیم در مقاله جدید خود می نویسد.

“معرفی چنین جفتی می تواند موفقیت ماده تاریک سرد را در مقیاس های بزرگ کیهانی حفظ کند و در عین حال رفتار آن را در سیستم های کهکشانی بهبود بخشد.”

کوپلینگ غیر حداقلی کمی اشتباه است. این بدان معناست که ماده تاریک مستقیماً با یک انحنای در فضازمان به نام تانسور اینشتین جفت می‌شود. به زبان ساده، این نوع جدیدی از برهمکنش بین ماده تاریک و گرانش است. اگر جفت شدن غیر حداقلی اتفاق بیفتد، ماده تاریک با فضازمان به روشی متفاوت از ماده معمولی برهمکنش می‌کند.

 

“این ویژگی ماده تاریک یک قطعه عجیب و غریب جدید نیست. فیزیک بنیادی،” نویسندگان می گویند.

“می توان وجود این جفت گیری غیر حداقلی را تنها با فیزیک شناخته شده توضیح داد.”

این فقط یک فرضیه است، و اگرچه به نظر می رسد به خوبی با داده های رصدی که تاکنون در اختیار داریم، مطابقت دارد، ماده تاریک هنوز یک جانور پیچیده است. ما به تحقیقات بسیار بیشتری نیاز داریم تا تعیین کنیم آیا جفت شدن غیر حداقلی واقعاً یکی از ویژگی های ماده تاریک است یا فقط فرضیه دیگری است که ما را به جلو می راند تا کشف کنیم واقعاً چه چیزی در حال وقوع است.

“آینده ماده تاریک به نظر می رسد. روشن تر،” نویسندگان در بیانیه مطبوعاتی یادداشت می کنند.

“مطالعات بیشتری برای بررسی تمام پیامدهای جالب این ویژگی جدید پیشنهادی ماده تاریک انجام خواهد شد. اگر کشف کنیم که این جفت غیر حداقلی می تواند سایر سوالات بی پاسخ کیهان را حل کند تعجب نمی کنیم. “

این تحقیق در ژورنال اخترفیزیکی.

 

برچسب‌ها:

نظرات کاربران

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.