امکان حل راز ماده تاریک توسط شبیه سازی بزرگ
بر طبق تحقیقات جدید ممکن است جستجو برای یافتن ماده تاریک (ماده سیاه) که بیشتر جرم جهان را تشکیل میدهد را به پایان برسانند.
در گذشته اعتقاد بر این بود که 85 درصد از حجم جهان را ماده تاریک (ماده سیاه) تشکیل می دهد؛ این موضوع از دید تسکوپ ها پنهان ماند بود تا اینکه 75 سال پیش دانشمندان از روی تاثیرات جاذبه آنها وجود آنرا اثبات کردند.
در حال حاظر کنسرسیوم بین المللی صورت فلکی سنبله، که شامل تیمی از دانشمندان کیهان شناسی در محل دانشگاه دورهام، با استفاده از شبیه سازی کامپیوتری در حال شبیه سازی حرکت دورانی کهکشانی مانند کهکشان راه شیری هستند، تا بیرون دادن پرتو گاما توسط ماده تاریک را مشاهده کنند.
آنها می گویند یافته هایشان که در نشریه Nature (به تاريخ 6 نوامبر) به چاپ رسیده، میتواند به تلسکوپ فرمی ناسا (NASA) در یافتن ماده تاریک و ورود به فصل جدیدی از شناخت جهان کمک کند.
کنسرسیوم بین المللی صورت فلکی سنبله در حال تحقیق بر روی هاله ماده سیاه – در اطراف کهکشان ها شکل می گیرد – که دارای جرمی یک تریلیون برابر جرم خورشید را داراست هستند.
شبیه سازی آنها – که به نام پروژه ابريز اکواريس شناخته می شود – نشان داد چگونه هاله کهکشان ها در میان سری برخوردهای شدید و ترکیب شدن ها بین انبوهی از ماده تاریکی که از بیگ بنگ (انفجار بزرگ) به بیرون پرتاب شدند تشکیل می شود.
دانشمندان پی بردند پرتو گاما زمانی تولید می شود که ذرات در یک ناحیه با چگالی زیاد ماده تاریک به هم برخورد کنند؛ می توان آنها را در نواحی از کهکشان راه شیری - در نزدیکی خورشید در مسیر اصلی مرکز کهکشان - به راحتی آشکار سازی کرد.
آنها به مسئولین تلسکوپ فرمی پیشنهاد کردند بر روی این بخش از کهکشان که پیش بینی می شود پرتو های گاما ماده تاریک باید برانگیختگی با تغییرات آرام و الگوهای مشخص ایجاد کند تحقیق کنند.
تیم صورت فلکی سنبله اعتقاد دارند اگر تلسکوپ فرمی این پرتو های پیش بینی شده از هاله روان درونی کهکشان راه شیری را کشف کند، ممکن است بتواند دیگر خوشه های نامرئی ماده تاریک را در نزدیکی خورشید مشاهده کند.
تیم صورت فلکی سنبله متشکل از دانشمندان موسسه فیزیک نجومی ماکس پلانک آلمان، موسسه محاسباتی نجوم دانشگاه دورهام انگلستان، دانشگاه ویکتوریا کانادا، دانشگاه ماساچوست امریکا و دانشگاه گرونینگن هلند است.
پروفسور کارلوس فرنک مدیر موسسه محاسبات دانشگاه دورهام می گوید: حل معمای ماده تاریک یکی از بزرگترین موفقیت های دانشمندان دوران ماست.
او افرود: تحقیقات برای یافتن ماده تاریک که چندین دهه زمان از نجوم را گرفت ممکن است به زودی به پایان برسد.
پروفسور سیمون وایت مدیر موسسه فیزیک نجومی ماکس پلانک میگوید: این محاسبات در نهایت به ما اجازه داد ببینیم پخش ماده تاریک در نزدیکی خورشید، جایی که ممکن است بتوانیم شانس یافتن آنرا داشته باشیم چگونه است.
دکتر فولکر اشپیقینکل از موسسه فیزیک نجومی ماکس پلانک مسئول راهبری کامپیوتر شبیه ساز است که 3.5 میلیون ساعت محاسبات را محاسبه میکند میگوید: این محاسبات تعریف دوباره از هنر شبیه سازی نجوم را ارائه می کند. بار ها فکر کرده بودم که اینکار به پایان نخواهد رسید.
مترجم: محمد علی عاشوری
منبع: دانشگاه دورهام
ماهیت ماده تاریک رو به روشن شدن!
دانشمندان اعلام کرده اند که تحقیقات در مورد ماده اسرار آمیزی که بخش اعظم جهان ما را تشکیل داده است یعنی ماده تاریک به زودی به پایان راه خود خواهد رسید. آنها به منظور بررسی چرخش کهکشان ما و تکامل تدریجی آن از ابر کامپیوتری کمک گرفته اند که مدل کهکشان راه شیری را شبیه سازی می کند. تحلیل گران همچنین توانسته اند پرتو های گامای ساطع شده از ماده تاریک را مشاهده کنند.
ماده تاریک ماده ایست که بیش از 85 درصد جرم جهان را تشکیل می دهد و به دلیل غیر قابل رویت بودن آن توسط تلسکوپ ها، دانشمندان از وجود آن بی اطلاع بودند اما درحدود 75 سال پیش به واسطه تاثیرات گرانشی که این ماده روی محیط پیرامونش داشت شناسایی شد. اگر محاسبات انجام شده درست باشد این کشف جدید می تواند کمک زیادی به تلسکوپ فرمی ناسا برای تحقیق روی ماده تاریک بکند و فصلی جدید از دانسته های ما از جهان را رقم خواهد زد.
کنسرسیومی از دانشمندان محقق روی این مساله که کنسرسیوم Virgo نامیده می شود، در حال مطالعه روی هاله های ماده تاریک هستند ،هاله ماده تاریک در واقع ساختاری است که اطراف کهکشان ها را احاطه کرده است وحاوی جرمی حدود18^10برابر جرم خورشید است. شبیه سازی ها در واقع چگونگی رشد تدریجی هاله کهکشان راه شیری را که براثر برخوردهای شدید وبه هم پیوستن خوشه های کوچکتر ماده تاریک -به جای مانده از زمان انفجار بزرگ – ایجاد شده است را نشان میدهند.
دانشمندان در محل برخورد ذرات، یعنی بخشهایی از فضا که تراکم زیادی از ماده تاریک وجود دارد پرتو های گاما را آشکار سازی کرده اند، این ناحیه تقریبا در نزدیکی خورشید و به سمت مرکز کهکشان قرار گرفته است. بنابراین دانشمندان مطالعات خود را روی این قسمت از کهکشان متمرکز کرده اند جایی که آنها انتظار دارند پرتوهای گاما را با تغییر پذیری یکنواخت و الگویی مشخص مشاهده کنند.
تیم تحقیقاتی Virgo معتقد است اگر تلسکوپ فرمی موفق به کشف پرتو های پیش بینی شده از هاله داخلی یکنواخت راه شیری شود در این صورت قادر خواهد بود خوشه های ماده تاریک غیر قابل مشاهده ای را که در سمت دیگر آن و در نزدیکی خورشید قرار دارد را نیزمشاهده کند.
پروژه Virgoدانشمندانی را ازمراکزی همچون: انستیتو اختر فیزیک ماکس پلانک(آلمان)،انستیتو تحقیقاتی کیهان شناسی دانشکاه دورهام (انگلیس)،دانشگاه ویکتوریا (کانادا)،دانشگاه ماساچوست (امریکا)، دانشگاه گرونیگن (هلند) را گرد هم آورده است.پرو فسور Carlos Frenkمدیر انستیتو کیهان شناسی دانشگاه دورهام می گوید:" حل معمای ماده تاریک یکی از بزرگترین دست آورد های تحقیقاتی عصر ما خواهد بود و جستجوی ماده تاریک یکی از موضوعات غالب کیهان شناسی در دهه های اخیر بوده است که به زودی به پایان راه خود خواهد رسید."
ترجمه: فاطمه اثنی عشری، مسئول بخش خبر انجمن ستاره شناسی اراک
