دانشمندان اولین ماده تاریکی که تا به حال در کیهان مشاهده شده است را مشاهده کردند

دانشمندان اولین ماده تاریکی که تا به حال در کیهان مشاهده شده است را مشاهده کردند

آنچه کمی از ماده تاریک می دانیم از محاسبات مبتنی بر درخشش کهکشان های اطراف با این حال، هر چه دورتر نگاه کنیم، نور ستارگان کم‌تر می‌شود و دیدن تأثیر ظریف این اسرارآمیزترین نیرو را سخت‌تر می‌کند.

 

اکنون همکاری بین اخترشناسان ژاپن و ایالات متحده با مطالعه روشی که توده‌های سایه‌دار ماده تاریک درخشش پس‌زمینه کیهان را منحرف می‌کنند، راهی متفاوت برای تابش نور بر تاریکی دوردست یافته است. .

مثل عکس‌هایی که از یک ماشین در حال حرکت رها شده‌اند، کل تاریخ جهان ما در وسعت فضا آغشته شده است. برای دیدن مجموعه ای از لحظه های عطف، تنها کاری که باید انجام دهیم این است که به پایین تر از بزرگراه نگاه کنیم.

متأسفانه، گسترش فزاینده همه چیز با آن عکس های فوری قدیمی تر مهربان نبوده است و پالت های نور ستاره آنها را گسترده می کند. تا زمانی که انرژی آنها از بین نرود، در نظر ما چیزی بیشتر از اخگرهای درخشان به نظر می رسند.

حیف است که نمی توانیم آنها را آنطور که هستند ببینیم. اگر آن کهکشان‌های اولیه شبیه آنهایی باشند که خیلی بعد در جدول زمانی کیهان می‌بینیم، ساختار آن‌ها باید تحت تأثیر حفره‌های گرانشی تولید شده توسط … خوب، ضعیف‌ترین ایده را نداریم.

به آن تاریکی می‌گویند. فقط به این دلیل مهم است که هیچ اطلاعاتی را منتشر نمی کند که چیزی در مورد ماهیت آن به ما بگوید. این احتمالاً نوعی جرم ذره‌مانند با ویژگی‌های کمی است که بی شباهت به نوترینو نیست. این احتمال وجود دارد که بازتابی از چیزی باشد که ما درباره شکل‌دهی فضا و زمان اشتباه فهمیده‌ایم.

 

کوتاه آن این است که ما هنوز تئوری مشخصی در مورد اینکه این پدیده کجا با موجود مطابقت دارد نداریم. فیزیک. بنابراین، اندازه گیری دقیق در مورد ظاهر این هاله های ماده تاریک فوق باستانی حداقل به ما می گوید که آیا آنها در طول زمان تغییر کرده اند یا خیر.

ما نمی‌توانیم جرم کل آن‌ها را – چه نامرئی و چه درخشان – با اندازه‌گیری نور کم رنگ آنها تخمین بزنیم. اما می‌توان از روشی استفاده کرد که جرم جمعی آن‌ها نور ستارگان را که از فضای اطرافشان عبور می‌کند منحرف می‌کند.

این تکنیک عدسی‌دهی به اندازه کافی برای گروه‌های بزرگی از کهکشان‌ها که بین ۸ تا ۱۰ میلیارد سال گذشته دیده شده‌اند، کار می‌کند. با این حال، هرچه عقب‌تر می‌خواهیم ببینیم، تشعشعات ستاره‌ای کمتری در پس‌زمینه برای تجزیه و تحلیل اعوجاج وجود دارد.

طبق گفته هیرونائو میاتاکه، اخترفیزیکدان دانشگاه ناگویا و همکارانش، منبع نور دیگری وجود دارد که می‌توانیم از آن استفاده کنیم. به نام پس زمینه مایکروویو کیهانی (CMB).

CMB را به عنوان اولین عکس از کیهان تازه متولد شده در نظر بگیرید. پژواک نور منتشر شده زمانی که کیهان حدود ۳۰۰۰۰۰ سال سن داشت، اکنون به شکل یک تشعشع ضعیف در فضا نفوذ می کند.

 

دانشمندان از الگوهای ظریفی در این زمزمه پس زمینه استفاده می کنند تا آزمایش انواع فرضیه ها در اولین مراحل حیاتی در تکامل کیهان با این حال، استفاده از آن برای تخمین میانگین جرم کهکشان های دور و توزیع هاله های ماده تاریک اطراف آن ها اولین بار بود.

“این یک ایده دیوانه کننده بود. هیچ کس متوجه نشد که ما می توانیم این کار را انجام دهیم.” می‌گوید ماسامی اوچی، اخترفیزیکدان از دانشگاه توکیو.

“اما بعد از اینکه دادم هیرونائو که در مورد یک نمونه کهکشان دوردست بزرگ صحبت می‌کرد، نزد من آمد و گفت شاید بتوان با CMB به ماده تاریک اطراف این کهکشان‌ها نگاه کرد.

هیرونائو و همکارانش روی مجموعه خاصی از اجرام ستاره‌زایی دور به نام کهکشان های شکست لیمن.

با استفاده از نمونه ای متشکل از نزدیک به ۱.۵ میلیون مورد از این اجرام جمع آوری شده از طریق بررسی برنامه استراتژیک Hyper Suprime-Cam Subaru، آنها به تجزیه و تحلیل الگوها پرداختند. در تشعشعات مایکروویو که توسط ماهواره پلانک آژانس فضایی اروپا دیده می شود.

این نتایج یک جرم هاله معمولی برای کهکشان های نزدیک به ۱۲ میلیارد سال در گذشته را در اختیار محققان قرار داد، دورانی که نسبتاً متفاوت از دوران گذشته بود. که امروزه نزدیک به خانه می بینیم.

 

طبق نظریه کیهان شناسی استاندارد، شکل گیری آن کهکشان های اولیه تا حد زیادی توسط نوسانات در فضا تعیین شده است که باعث اغراق در تجمع ماده می شود. جالب توجه است، این یافته‌های جدید از توده‌های کهکشانی اولیه منعکس‌کننده تجمع ماده است که کمتر از پیش‌بینی مدل‌های مورد علاقه کنونی است.

“یافته‌های ما هنوز نامشخص است”، می گوید Miyatake. “اما اگر درست باشد، نشان می دهد که کل مدل ناقص است، زیرا شما در زمان به عقب تر می روید.”

بازبینی مجدد مدل های موجود در مورد چگونگی ترکیب عناصر تازه پخته شده برای تشکیل اولین کهکشان ها می تواند آشکار کند. شکاف‌هایی که ممکن است منشأ ماده تاریک را نیز توضیح دهند.

هرچقدر که عکس‌های کودک کیهان محو شده‌اند، واضح است که آنها هنوز داستانی برای گفتن در مورد چگونگی به وجود آمدن ما دارند.

>این تحقیق در Physical Review Letters منتشر شده است.

برچسب‌ها:

نظرات کاربران

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.