رصد قدیمی‌ترین و دورترین ماده “تاریک جهان” برای اولین بار


به گزارش ایران اکونومیست و به نقل از آی‌ای، زمانی که اطلاعات به دست‌آورده‌های تلسکوپ‌هایی مانند تلسکوپ فضایی جیمز وب نگاه می‌کنند، در حال نگاه کردن به گذشته هستند. از آنجایی که نور با سرعت حرکت محدود می‌کند، آنچه امروز می‌بینیم رویدادهایی هستند که میلیون‌ها و حتی میلیون‌ها سال روی داده‌اند.

برای درک بهتر این موضوع باید گفت که نور با سرعت ۳۰۰ هزار کیلومتر بر حرکت می‌کند. نوری که از یک جرم آسمانی دور از زمین ساطع می‌شود با توجه به مسافتی که باید به کره‌ای رسید که سال‌ها در راه خواهد بود. ستاره‌ای را می‌بینید که در فاصله یک سال نوری از زمین قرار دارد. زمانی که نور این ستاره پس از یک سال به زمین برسد ما می‌توانیم ستاره‌ای را که یک سال قبل از آن رصد کنیم و زمان حال آن را نمی‌بینیم.

اندازه‌گیری ماده تاریک از این هم نمی‌شود زیرا ماده تاریک نوری از خود ساطع نمی‌کند.

بنابراین، نظریه نظریه نسبیت اینشتین را مورد استفاده قرار داد و تحریف نور کهکشان‌های دور را برای تعیین میزان ماده تاریک یک پیش‌زمینه مصرف کرد. هرچه خمش نور بیشتر باشد، مقدار ماده تاریک در کهکشان «عدسی» است که باعث ایجاد این تحریف می‌شود. این روش اثر همگرایی گرانشی نام دارد. کهکشان‌های عدسی، دیسک‌ها هستند ولی به دلیل زیاد بودن غبار میان ستاره‌ای شکل عدسی به خود گرفته‌اند و در این دسته کهکشان‌ها زیاد می‌شوند.

اجرام پرجرم آسمانی مانند سیاهچاله‌ها نور دیگر کهکشان‌ها و ستاره‌ها را منحرف می‌کنند و اختراع می‌کنند از این روش برای رصد بهتر اجرا می‌شوند، اما این بار آنها را از این اثر نه برای دیگران کهکشان‌ها برای بررسی خود ماده تاریک استفاده می‌کنند.

مشکل کهکشانهای دور

مواردی که به آن‌هایی که دورتر نگاه می‌کنند، نوری که از آن‌ها ضعیف‌تر می‌شوند، می‌شود و در نتیجه اثر همگرایی ضعیف‌تر و تشخیص آن سخت‌تر می‌شود. پژوهشگرانی که از دلایل نوری برای حل این مشکل استفاده می‌کنند، اما نمی‌توانم در تشخیص بسیاری از کهکشان‌های دور به این معنا باشد که ماده تاریک مربوط به تنها هشت تا ۱۰ میلیارد سال مورد مطالعه قرار گرفته است.

از آنجایی که جهان در حدود ۱۳.۷ سال پیش آغاز شد، ناشناخته‌های زیادی در زمان شروع آن و اتفاقاتی که از آن رخ داد، وجود دارد. برای درک بهتر این دوره زمانی، پژوهشگران دانشگاه ناگویا(ناگویا) و دانشگاه توکیو در ژاپن با رصدخانه ژاپن و دانشگاه پرینستون در همکاری دولت انجام دادند تا از منبع متفاوتی از نور پس زمینه، یعنی مایکروویو ناشی از مه‌بانگ استفاده کنند.

چگونه مواد تشکیل دهنده تاریکی متعلق به ۱۲ میلیارد سال پیش نگاه کردند؟

در این تحقیق از داده‌های نور مرئی برای شناسایی ۱.۵ میلیون نفر کهکشان عدسی متعلق به ۱۲ میلیون سال پیش استفاده کردند. آنها سپس از تابش زمینه هانی(CMB) مه‌بانگ برای غلبه بر نور کهکشان‌هایی که حتی دورتر استفاده می‌کردند.

محققان با استفاده از داده های تشعشعات مایکروویو دریافت شده توسط ماهواره پلانک آژانس فضایی اروپا، همبسته اند مایکروویو توسط این کهکشان ها را اندازه گیری کنند.

یویچی هاریکان (Yuichi Harikane)، استادیار دانشگاه توکیو، در بیانیه‌های مطبوعاتی گفت: بیشتر از کهکشان‌های برای جمع‌آوری ماده تاریک از زمان تا هشت میلیون سال پیش استفاده می‌شوند.

با این حال، ما می‌توانیم به گذشته نگاه کنیم. ما از تابش‌های زمینه‌های کیهانی دورتر برای اندازه‌گیری مواد تاریک استفاده کردیم. برای اولین بار، ما ماده تاریک را تقریباً در اولین نقطه تشکیل کیهان اندازه گیری کردیم.

تجزیه و تحلیل اولیه نشان داد که داده‌های کافی برای تعیین میزان ماده تاریک و تشکیل ماده تاریک متعلق به ۱۲ میلیون سال پیش را شناسایی کنند.

کهکشان‌هایی که ۱.۷ میلیارد سال پس از مه‌بانگ ایجاد شدند، هنوز در مراحل اولیه کیهانی خود بودند. در همین زمان، اولین خوشه‌های کهکشانی نیز شروع به شکل‌گیری کردند. خوشه‌هایکشانی از مجموع ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ نفر تشکیل می‌شوند که حاوی مواد تاریک هستند.

این گروه تنها یک سوم از داده‌های موجود از تابش زمینه کیهانی را تجزیه و تحلیل کرده است. تجزیه و تحلیل و تحلیل بیشتر به بهتر می‌دهد تا بیشتر از این به گذشته نگاه کنند.