ماده تاریک کیهان عمر طولانی دارد

Science Daily- تحقیق جدید موسسه نیلز بور اطلاعات جدیدی را نشان می دهد که قطعه ی جدیدی از دانش را به پازل معمای تاریک کیهان ،ماده تاریک ، می افزاید.

جهان تنها شامل اجسام آسمانی مرئی ، ستارگان ، سیارات و کهکشان ها نیست. یک هم بازی پر راز نیز وجود دارد ، ماده تاریک. ستاره شناسان می توانند اندازه بگیرند که ماده تاریک در اندازه های بزرگ وجود دارد اما کسی که نمی داند که این ماده تاریک چیست. ماده تاریک نوری منتشر نمی کند و هیچ نوری را باز نمی تاباند. نامرئی است و پر از راز و محققان نظریه های بسیاری در این مورد دارند. ماده تاریک باعث شده است که محققان برای دهه ها از زمانی که در 1970 کشف شد ، دچار سردرد شوند ، تحقیقات فشرده ای در این رابطه شکل گرفته است. ماده تاریک نامرئی است اما دارای جرم می باشد ، و بنابراین گرانش دارد که قابل اندازه گیری است.

با آنالیز کهکشان ها ممکن است که قابلیت اندازه گیری آنها را داشته باشیم و شاید به نظر برسد که بزرگترین ماده جمع شده ی کهکشان ماده تاریک است. همانند تجمع ستارگان در کهکشان ها ، کهکشان ها نیز در مجموعه ای متشکل از بیش از هزار کهکشان ، خوشه های کهکشانی را تشکیل می دهند. Singe Riemer Sorensen ، اختر فیزیک دان و دانشجوی دکترا در موسسه ی نیلز بور ، دو خوشه ی کهکشانی که با هم برخورد کرده اند را مورد بررسی قرار داده است.

برخورد خوشه های کهکشانی

هنگامی که دو خوشه ی کهکشانی با هیچ کدام از کهکشان یا ماده تاریک برخورد نمی کند ، دچار تصادم می شوند. هر چند که 12 درصد جرم خوشه های کهکشانی شامل ابرهای عظیم گاز و گرد و غبار و این ابر ها با هم تصادم می کنند. ابر های گاز داغ هستند و پرتو X منتشر می کنند که قابل مشاهده است ، و می توان دید که ابر ها به واقع در برخورد 2 خوشه ی کهکشانی با هم تحت فشار قرار می گیرند. هنگامی که ابرهای گاز با هم برخورد می کنند ، حتی داغ تر می شوند و پرتو X منتشر می کنند که بنابراین همه گوه ی جلوی گاز داغ تشکیل می شود. مشاهدات نشان می دهند که ماده تاریک می تواند نوعی ذره جدید و هنوز کشف نشده باشد. در میان پیشنهادات برای ماده تاریک ذرات نیز قرار می گیرند که وقتی که رو به کاهش می گذارند پرتوی X منتشر می کنند. یکی از آن ها اکسیون (AXION) معروف است که ذراتی هستند که در نظریه ها با ابعادی اضافه توصیف شده اند.

The two clusters of galaxies, called Bullet Cluster, are in the process of moving through each other. The red curves show gravitational measurements of the combined mass that consists of partly the visible matter of the galaxies and partly the invisible dark matter. X-ray measurements of the two clusters of galaxies show that the clouds of gas have been pushed out at the collision between the two clusters of galaxies. In the cluster of galaxies to the right there is a lot of dark matter, but very little x-ray, so the dark matter decays very slowly and thus has a very, very long lifetime. (Credit: Photo: Chandra x-ray telescope)

بنابراین برای قادر بودن به دیدن اشعه X از ماده تاریک ، محققان در جستجوی مکان هایی هستند که تمرکز ماده ی تاریک در آن جا ها زیاد باشد ، اما گازی در آن نواحی نباشد. چنین مکان هایی در 2 خوشه ی متصادم کهکشانی یافت می شود ، جایی که ابرهای گاز در این دو برخورد تحت فشار قرار می گیرند.

Signe Riemer Sorensen یکی از دو خوشه ی کهکشانی که در جریان برخورد با هم هستند را مورد بررسی قرار داده است. آنالیز ها نشان می دهد که این خوشه ای بزرگ با کهکشان های زیاد است و اندازه گیری گرانشی نشان داده است که مقدار زیادی ماده ی تاریک ، حدود 85 درصد جرم مجموع ، در آن وجود دارد.

هنگامی که ماده تاریک نشانه هایی از اشعه ی X را منتشر نمی کند این امکان وجود دارد تا محدوده ی بالاتری را محاسبه کنیم تا بدانیم که ذرات با چه سرعتی رو به کاهش می گذارند و بنابراین طول عمرشان را محاسبه نماییم.

نتیجه این است که اگر اکسیون ها ماده ی تاریک باشند باید طول عمری بیش از 3000000 بیلیون سال داشته باشند ، در این مورد ماده ی تاریک بسیاری وجود ندارد که هنوز رو به کاهش گذاشته باشد ، اگر 13.7 بیلیون سال پیش شکل یافته باشد و نتیجه این است که ماده تاریک طول عمری بسیار بسیار طولانی دارد.