ماده تاریک به نوعی از ماده گفته میشود که با نور و با سایر مواد هیچگونه تعامل و ارتباطی ندارد، حتی با اکثر انرژیهایی که ما میشناسیم هم تعاملی ندارد!
این به این معناست که ما نمیتوانیم آنها را به هیچ روشی حس کنیم و یا ببینیم.
از چه طریقی متوجهی وجود آن شدیم؟ پاسخ کوتاه: ما وجود مادهی تاریک را از طریق اثر گرانشیاش تشخیص دادهایم
وقتی به کهکشانها نگاه میکنیم، سرعت چرخش ستارهها و حرکت خوشههای کهکشانی با مقدار مادهای که دیده میشود (ستارهها و گازها) سازگار نیست.
اگر فقط مادهی معمولی (اتمها) وجود داشت، کهکشانها باید از هم میپاشیدند؛ اما یک جرم پنهان و نادیدنی وجود دارد که با گرانشش آنها را کنار هم نگه میدارد.
ساختار این ماده از چیست؟ تا به حال، هیچکس بهطور دقیق نمیداند ساختار مادهی تاریک از چیست، اما چند فرضیهی مهم وجود دارند که دانشمندان دنبال میکنند
۱. ذرات سنگین فرضی (WIMPs)
•اسمشان از Weakly Interacting Massive Particles میآید
•خیلی سنگیناند (جرم زیادی دارند) و فقط با نیروی ضعیف هستهای و گرانش برهمکنش میکنند
۲. ذرات سبک مثل آکسیونها (Axions)
•خیلی سبکتر از پروتون یا الکترون هستند
• احتمال دارد در تعداد بسیار زیاد وجود داشته باشند و مجموع جرمشان همان چیزی باشد که ما به صورت مادهی تاریک درک میکنیم
۳. نوترینوهای سنگین (Sterile Neutrinos)
• نوترینوهایی هستند که با نیروهای شناخته شده اصلا برهمکنش نمیکنند (برخلاف نوترینوهای عادی که خیلی کم برهمکنش میکنند)
از میان مادههای موجود در جهان هستی تخمین زده میشود که چنددرصد مادهی تاریک باشد؟ بیشتر از %۸۰ مادهی جهان، مادهی تاریک است
مادهی تاریک چنددرصد کل جهان را اشغال کرده است؟ •%۲۷ مادهی تاریک
•۶۸% انرژی تاریک
•۵% مادهی معمولی (اتمها)
سرعت حرکت مادهی تاریک چهقدر است؟ دانشمندان دقیق نمیدانند چه ساختاری دارند، اما برای سرعت حرکت آنها فرضیاتی وجود دارد:
۱. مادهی تاریک سرد (Cold Dark Matter – CDM)
•ذرات سرعت خیلی کمی دارند (نسبت به سرعت نور).
•باعث میشوند ساختارهای بزرگ مثل کهکشانها و خوشهها بهراحتی شکل بگیرند.
۲. مادهی تاریک گرم (Warm Dark Matter – WDM)
•ذرات سبکترند و سرعت بیشتری دارند.
•روی شکلگیری ساختارهای کوچک (مثل کهکشانهای کوچک) اثر میگذارند
۳. مادهی تاریک داغ (Hot Dark Matter – HDM)
•مثالش نوترینوهای معمولی هستند.
•سرعتی نزدیک به سرعت نور دارند.
•اگر فقط این نوع وجود داشت، جهان امروز خیلی متفاوت بود و کهکشانها به شکل فعلی تشکیل نمیشدند.
نکتهی جالب: آیا میدانستید در همین لحظه که شما درحال خواندن این مطلب هستید میلیونها یا میلیاردها ذرات مادهی تاریک از بدن شما و سیارهی زمین عبور میکنند بی آنکه بفهمید؟
#مطلب_علمی
