رمزگشایی از اسرار دنیا تاریک در کوه های شیلی - وبلاگ هاپرسین

به گزارش وبلاگ هاپرسین، ایسنا نوشت: رصدخانه ورا روبین که هنوز در مرحله توسعه است، پس از تکمیل شدن می تواند اسرار نهفته را در خصوص دنیا تاریک فاش کند.

یک رصدخانه نو پیشگام که قرار است دقیق ترین نقشه دنیا را ترسیم کند، در این فرآیند می تواند دو مورد از مهم ترین رازهای علم یعنی ماهیت انرژی تاریک و ماده تاریک را حل نماید. این عناصر در مجموع، چیزی را می سازند که به عنوان دنیا تاریک شناخته می گردد.

رصدخانه ورا روبین(Vera Rubin Observatory) در حال حاضر در شیلی مراحل توسعه را می گذراند و قرار است در سال 2025 فعالیت خود را شروع کند. هنگامی که این کار انجام گردد، رصدخانه ورا روبین به آنالیز میراث فضا و زمان می پردازد. این رصدخانه در هر شب تا 1000 عکس از آسمان می گیرد و دیدگاه نو و هیجان انگیزی را در خصوص دنیا و چگونگی تکامل آن به دانشمندان می دهد.

با انجام دادن این کار، میدان دید وسیع روبین نشان می دهد که چگونه شبکه ای از ماده تاریک، تصویر کهکشان های دور را تحریف می نماید. این کار به دانشمندان امکان می دهد تا بهتر بتوانند از این ماده مرموز نقشه برداری نمایند. از آنجا که این شبکه کیهانی در مقیاس بزرگ ظاهرا کهکشان ها را به سوی هم می کشاند و انرژی تاریک آنها را از هم جدا می نماید، رصدخانه ورا روبین می تواند جزئیات این طناب کشی کیهانی را به نمایش بگذارد و نشان دهد که انرژی تاریک و ماده تاریک چگونه در هم تنیده شده اند تا کیهان را شکل دهند.

• کمیاب ترین الماس دنیا/ عکس

• مادری که سرطان کودکش را در دوربین دید/ عکس

آندرس آلخاندرو پلازاس مالاگون(Andrés Alejandro Plazas Malagón) دانشمند پروژه روبین گفت: ما با روبین، همه چیز را در اختیار خواهیم داشت. ما ویژگی کهکشان های بسیار بیشتری را نسبت به آنچه اکنون داریم، آنالیز می کنیم. این کار، قدرت ترسیم کردن نحوه توزیع ماده تاریک و مطالعه کردن چگونگی تکامل انرژی تاریک به ما می دهد.

روبین می تواند دنیا تاریک را روشن کند

مطالعه کردن ماده تاریک و انرژی تاریک برای پژوهشگران چالش برانگیز است زیرا اگرچه 95 درصد از کل انرژی و محتوای ماده دنیا را تشکیل می دهند اما اساسا برای ما نامرئی هستند. این بدان معناست که مواد سازنده ستاره ها، سیاره ها و همه اجرام اطراف ما، تنها پنج درصد از محتوای کیهان را تشکیل می دهند.

علت اینکه ماده تاریک دیده نمی گردد، این است که با نور تعامل ندارد. بنابراین، فقط می توان از اثرات گرانشی آن بر نور و ماده معمولی که قابل تماشا است، استنباط کرد. این اثرات گرانشی به معنای واقعی کلمه، به نگه داشتن محتویات کهکشان ها در کنار هم یاری می نمایند. این همان چیزی بود که ورا روبین ستاره شناس آمریکایی کشف کرد. اگرچه ماده تاریک، محتویات درون کهکشان ها را نگه می دارد اما خود آن کهکشان ها نیز گرد هم می آیند. این بدان معناست که مواد در مقیاس بسیار بزرگ تری پخش می شوند و ساختار دنیا ما را قوی نگه می دارند.

بعلاوه، انرژی تاریک در مقیاس بزرگ تری عمل می نماید، انبساط کیهان را سرعت می بخشد، کهکشان ها را سریع تر از هم جدا می نماید و در عین حال با بافت فضا و زمان تعامل دارد. مالاگون ادامه داد: شما می توانید ماده تاریک را به عنوان کوشش برای ساختن ساختارهای کیهانی در نظر بگیرید و این در حالی است که انرژی تاریک کوشش می نماید آنها را از هم جدا کند.

عمل انرژی تاریک به وسیله ثابت کیهانی توصیف می گردد اما بعضی از دانشمندان آن را به عنوان بدترین پیش بینی نظری در تاریخ فیزیک توصیف نموده اند. ارزش نظری ثابت کیهانی، همان طور که به وسیله تئوری میدان کوانتومی و محاسبه همه ذرات موجود در دنیا پیش بینی می گردد، بیشتر از اندازه اندازه گیری شده به وسیله ستاره شناسانی است که مشاهدات کیهانی را انجام می دهند.

روبین می تواند با بهتر ترسیم کردن شبکه کیهانی نامرئی ماده تاریک و با استفاده از پدیده ای به نام هم گرایی گرانشی که برای اولین بار به وسیله آلبرت اینشتین در نظریه نسبیت عام پیش بینی شد، به مشخص کردن اندازه دقیق ثابت کیهانی یاری کند.

وقتی نور از یکی از تاب خوردگی های فضا-زمان عبور می نماید، مسیر آن منحنی می گردد. این بدان معناست که وقتی یک جرم میان زمین و یک منبع نوری دور قرار می گیرد، نور آن منبع پس زمینه می تواند مسیرهایی را در اطراف جرم مداخله گر طی کند که براساس اندازه نزدیکی خمیده می شوند. گاهی اوقات، این مسیرها به بزرگنمایی منبع نور از نقطه نظر ما در زمین منجر می شوند. این پدیده به هم گرایی گرانشی معروف است.

ماده تاریک نیز جرم دارد. بنابراین، با وجود این واقعیت که شکل اسرارآمیز ماده با نور تعامل ندارد، در این خمش نور شرکت می نماید. این اثر برای مشخص این موضوع استفاده شده است که بیشتر کهکشان ها به وسیله هاله ای از ماده تاریک احاطه شده اند.

تصویری از کهکشان های متشکل از ماده تاریک و انرژی تاریک که اثرات هم گرایی گرانشی را نشان می دهد.

در موارد شدید که هم گرایی قوی نامیده می گردد، اثر فضا-زمان منحنی می تواند به ظاهر شدن چندین باره اشیا در یک تصویر بیانجامد یا باعث گردد که جرم موجود در پس زمینه، لکه دار یا مخدوش به نظر برسد. این امر می تواند نور را تقویت کند و امکان تماشا اجرام دور و کم نور را فراهم آورد. موارد نامحسوس تری از هم گرایی گرانشی به نام هم گرایی ضعیف نیز وجود دارند که در نوع خود سودمند هستند.

تئو شوت(Theo Shutt) دانشجوی مقطع دکتری دانشگاه استنفورد گفت: اگر هم گرایی قوی مانند نگاه کردن از ته لیوان باشد، هم گرایی ضعیف مانند نگاه کردن از یک پنجره بزرگ و به طور نامحسوسی تاب خورده است.

هم گرایی ضعیف می تواند باعث ایجاد اعوجاج های نامحسوس در کهکشان های دوردست گردد که معمولا خیلی خفیف هستند و نمی توان آنها را به تنهایی مشاهده کرد اما زمانی که یک اثر انحرافی روی چند کهکشان به طور هم زمان در نظر گرفته گردد، قابل برآورد کردن هستند.

این در نهایت بدین معناست که هم گرایی ضعیف به عنوان نتیجه شبکه ماده تاریک دنیا، به مجموعه داده بزرگی شامل کهکشان ها و نمایی از اعوجاج جمعی در سراسر آسمان احتیاج دارد.

اینجاست که رصدخانه ورا روبین وارد می گردد. این رصدخانه با میدان دید وسیعی که به وسیله تلسکوپ 8.4 متری مجهز به بزرگترین دوربین دیجیتال در دنیا فراهم می گردد، می تواند بخش های بزرگی از آسمان را پوشش دهد و اطلاعاتی را درباره میلیاردها کهکشان و شکل آنها جمع آوری کند. در واقع، روبین می تواند آن قدر قوی باشد که شواهدی را ارائه دهد مبنی بر این که ماده تاریک و انرژی تاریک اصلا اجزای مناسبی برای دنیا نیستند و ممکن است برای شرح دادن کیهان به یک نظریه اصلاح شده گرانش احتیاج باشد.

مالاگون گفت: انرژی تاریک، مفهومی است که با نظریه پذیرفته شده گرانش در نظریه نسبیت عام اینشتین مطابقت دارد اما روبین به ما امکان می دهد جایگزین هایی را برای آن کشف کنیم. این موضوع فوق العاده هیجان انگیز است.

5858