baten kaitos
کاربر نگاه دانلود
تاریخچه
150 میلیون سال پس از مه‌بانگ (big bang) هنوز هیچ کهکشان، ستاره و سیاره‌ای وجود نداشته و کیهان چیزی تقریباً یکدست و بدون ساختار بوده است.
با گذر زمان نخستین ستاره‌ها شکل گرفتند و در مجموعه‌هایی به نام کهکشان گرد هم آمدند و از کنار هم قرار گرفتن کهکشان‌ها خوشه‌ها به وجود آمدند.
آنچه این کهکشان‌ها و خوشه‌های کهکشانی را کنار هم نگه می‌دارد نیروی گرانش است.
در برخی از این خوشه‌ها فضای بین کهکشان‌ها با گاز داغی پر شده است که با تلسکوپ‌های نوری معمولی قابل مشاهده نیست و فقط با استفاده از تابش ایکس و تابش گاما که از آن می‌آید دیده می‌شود. دانشمندان مقدار گازی که در خوشه‌ها بین کهکشان‌ها قرار دارد را اندازه‌گیری کردند. با این اندازه‌گیری‌ها مشخص شد، با توجه به رفتاری که کهکشان‌ها در خوشه‌ها دارند، مقدار مادهی موجود در آن‌ها باید 5 برابر بیش‌تر از چیزی باشد که ما می‌توانیم مشاهده کنیم.
فریتز زویکی (Fritz Zwicky) نخستین ستاره‌شناسی بود که در سال 1930 از عبارت «ماده تاریک» استفاده کرد. سرعتی که او برای خوشه‌ی کهکشانی Coma اندازه‌گیری کرد، ایجاب می‌کرد بیش از جرم مشاهده شده درون خوشه باشد.
در سال 1970 ستاره‌شناس آمریکایی ورا روبین(Vera Rubin) و همکارانش این نتایج را با مطالعه‌ی دوران کهکشان‌ها تائید کردند.
ماده تاریک از چه چیزی تشکیل شده است؟
مهم‌ترین ویژگی ماده تاریک این است که واقعا تاریک است! به این معنا که هیچ نوری ساطع نمی‌کند. نه از جنس نور مرئی، نه پرتو ایکس و نه فروسرخ.
با توجه به دانسته‌های بشر دانشمندان بیش از آن که بدانند «ماده تاریک چیست» می‌دانند که «ماده تاریک چه چیزی نیست»!
ماده تاریک ممکن بود از کوتوله‌های قهوه‌ای، یعنی ستاره‌های ناتوانی که جرم کافی برای سوختن نداشته‌اند، تشکیل شده باشد؛ ممکن بود از کوتوله‌های سفید، یعنی بازمانده‌ی هسته‌ی ستاره‌های مرده‌ی کوچک تا متوسط تشکیل شده باشد؛ یا از ستاره‌های نوترونی یا سیاه‌چاله‌ها، یعنی بازمانده‌ی ستاره‌های بزرگ پس از انفجارشان باشد.
اما در مورد هر یک از این پیشنهادها مشکلاتی وجود داشت. دانشمندان شواهد محکمی دارند که به قدر کافی کوتوله‌ی قهوه‌ای و سفید که بتواند نماینده‌ی ماده تاریک باشد وجود ندارد. ستاره‌های نوترونی و سیاه‌چاله‌ها نیز کمیاب‌تر از آن هستند که برای جایگزین ماده تاریک شدن کافی باشند.
و نیز ماده تاریک نمی‌تواند از جنس ابرهای بزرگی از گاز هیدروژنی باشد، چون این ابرها تابش فروسرخ یا رادیویی دارند و چنین تابش‌هایی مشاهده نشده است.
نظریه‌هایی در مورد مادهی تشکیل دهنده‌ی «ماده تاریک»
با همه‌ی این تفاسیر هنوز احتمالاتی برای تشکیل ماده تاریک از مادهی باریونی هم در نظر گرفته می‌شود. این عناصر احتمالی با عنوان MACHOها (massive compact halo objects) شناخته می‌شوند.MACHOها چیزهایی در حدود اندازه‌ی ستاره‌های کوچک تا سیاهچاله‌های کلان‌جرم هستند. آن‌ها ممکن است متشکل از سیاه‌چاله‌ها، ستاره‌های نوترونی یا کوتوله‌های قهوه‌ای باشند.
اما دیدگاه غالب امروز این است که ماده تاریک نمی‌تواند مادهی باریونی باشد. شاید از ذراتی تشکیل شده باشد که نظریه‌ای جدید آن را پیش‌بینی کند و دانشمندان هنوز باید در پی این نظریه‌ها باشند. یکی از این نظریه‌ها تشکیل ماده تاریک از ویمپ‌ها (ذرات جرم‌دار با برهمکنش ضعیف) (WIMPs: Weakly Interacting Massive Particles) است. ویمپ‌ها ذرات زیراتمی‌ای هستند که از ماده عادی ساخته نشده‌اند و از این جهت که در برهمکنش‌های ضعیف شرکت می‌کنند و بدون این که دیده شوند بین ماده‌های هادرونی (باریونی و مزونی) منتقل می‌شوند این نام را گرفته‌اند. نخستین کاندیداها می‌توانند نوترینوها، اکسیون‌ها و نوترالینوها باشند.
150 میلیون سال پس از مه‌بانگ (big bang) هنوز هیچ کهکشان، ستاره و سیاره‌ای وجود نداشته و کیهان چیزی تقریباً یکدست و بدون ساختار بوده است.
با گذر زمان نخستین ستاره‌ها شکل گرفتند و در مجموعه‌هایی به نام کهکشان گرد هم آمدند و از کنار هم قرار گرفتن کهکشان‌ها خوشه‌ها به وجود آمدند.
آنچه این کهکشان‌ها و خوشه‌های کهکشانی را کنار هم نگه می‌دارد نیروی گرانش است.
در برخی از این خوشه‌ها فضای بین کهکشان‌ها با گاز داغی پر شده است که با تلسکوپ‌های نوری معمولی قابل مشاهده نیست و فقط با استفاده از تابش ایکس و تابش گاما که از آن می‌آید دیده می‌شود. دانشمندان مقدار گازی که در خوشه‌ها بین کهکشان‌ها قرار دارد را اندازه‌گیری کردند. با این اندازه‌گیری‌ها مشخص شد، با توجه به رفتاری که کهکشان‌ها در خوشه‌ها دارند، مقدار مادهی موجود در آن‌ها باید 5 برابر بیش‌تر از چیزی باشد که ما می‌توانیم مشاهده کنیم.
فریتز زویکی (Fritz Zwicky) نخستین ستاره‌شناسی بود که در سال 1930 از عبارت «ماده تاریک» استفاده کرد. سرعتی که او برای خوشه‌ی کهکشانی Coma اندازه‌گیری کرد، ایجاب می‌کرد بیش از جرم مشاهده شده درون خوشه باشد.
در سال 1970 ستاره‌شناس آمریکایی ورا روبین(Vera Rubin) و همکارانش این نتایج را با مطالعه‌ی دوران کهکشان‌ها تائید کردند.
ماده تاریک از چه چیزی تشکیل شده است؟
مهم‌ترین ویژگی ماده تاریک این است که واقعا تاریک است! به این معنا که هیچ نوری ساطع نمی‌کند. نه از جنس نور مرئی، نه پرتو ایکس و نه فروسرخ.
با توجه به دانسته‌های بشر دانشمندان بیش از آن که بدانند «ماده تاریک چیست» می‌دانند که «ماده تاریک چه چیزی نیست»!
ماده تاریک ممکن بود از کوتوله‌های قهوه‌ای، یعنی ستاره‌های ناتوانی که جرم کافی برای سوختن نداشته‌اند، تشکیل شده باشد؛ ممکن بود از کوتوله‌های سفید، یعنی بازمانده‌ی هسته‌ی ستاره‌های مرده‌ی کوچک تا متوسط تشکیل شده باشد؛ یا از ستاره‌های نوترونی یا سیاه‌چاله‌ها، یعنی بازمانده‌ی ستاره‌های بزرگ پس از انفجارشان باشد.
اما در مورد هر یک از این پیشنهادها مشکلاتی وجود داشت. دانشمندان شواهد محکمی دارند که به قدر کافی کوتوله‌ی قهوه‌ای و سفید که بتواند نماینده‌ی ماده تاریک باشد وجود ندارد. ستاره‌های نوترونی و سیاه‌چاله‌ها نیز کمیاب‌تر از آن هستند که برای جایگزین ماده تاریک شدن کافی باشند.
و نیز ماده تاریک نمی‌تواند از جنس ابرهای بزرگی از گاز هیدروژنی باشد، چون این ابرها تابش فروسرخ یا رادیویی دارند و چنین تابش‌هایی مشاهده نشده است.
نظریه‌هایی در مورد مادهی تشکیل دهنده‌ی «ماده تاریک»
با همه‌ی این تفاسیر هنوز احتمالاتی برای تشکیل ماده تاریک از مادهی باریونی هم در نظر گرفته می‌شود. این عناصر احتمالی با عنوان MACHOها (massive compact halo objects) شناخته می‌شوند.MACHOها چیزهایی در حدود اندازه‌ی ستاره‌های کوچک تا سیاهچاله‌های کلان‌جرم هستند. آن‌ها ممکن است متشکل از سیاه‌چاله‌ها، ستاره‌های نوترونی یا کوتوله‌های قهوه‌ای باشند.
اما دیدگاه غالب امروز این است که ماده تاریک نمی‌تواند مادهی باریونی باشد. شاید از ذراتی تشکیل شده باشد که نظریه‌ای جدید آن را پیش‌بینی کند و دانشمندان هنوز باید در پی این نظریه‌ها باشند. یکی از این نظریه‌ها تشکیل ماده تاریک از ویمپ‌ها (ذرات جرم‌دار با برهمکنش ضعیف) (WIMPs: Weakly Interacting Massive Particles) است. ویمپ‌ها ذرات زیراتمی‌ای هستند که از ماده عادی ساخته نشده‌اند و از این جهت که در برهمکنش‌های ضعیف شرکت می‌کنند و بدون این که دیده شوند بین ماده‌های هادرونی (باریونی و مزونی) منتقل می‌شوند این نام را گرفته‌اند. نخستین کاندیداها می‌توانند نوترینوها، اکسیون‌ها و نوترالینوها باشند.
