جهان‌های ناپیدا: در جست‌وجوی ماده‌ی گمشده
اگر شام‌گاهان٬ فارغ از آلودگی نوری شـهرها٬ به آسمان پر ستاره نگاه کنید٬ ممکن است در بـرخی از بخش‌های آسمان فضاهای خالی ببینید که در آن‌ها نه ستاره‌ای به چشم می‌خورد نه سیاره‌ای.
اما آیا به‌راستی٬ آن فضاها خالی‌اند؟ تلسکوپ فضایی هابـل یکی از این فضاهای به‌ظاهر خالی را انتخاب کرد و برای ساعـت‌ها نوردهی کرد. نتیجه‌ای که به‌دست آمد بسیار باشکوه و حیرت‌انگیز بود.
در همان فضای به‌ظاهر خالی بیش از هزاران کهکشان هویدا شـدند. اگر تعداد کهکشان‌های این بخش کوچک را به سراسر آسمان بسط بدهیم به عددی حدود ۵۰۰ میلیارد کهکشان خواهیم رسیـد.
اما آیا عالم را فقط این جزایر کیهانی پر کـرده‌انـد؟ پاسخ منـفی است. صدهـا مـیلیارد کهکشـان به همراه میلیـاردها میلـیارد سحابی و ستاره و سیـاره و سیارک و کوتوله و بقیه‌ی اجرام ریز و درشـت
کیهانی والبته کره‌ی زمین و آدم‌هایش فقط ۵ درصد از کل عالم را تشکیل می‌دهند.تا مدت‌ها تصور می‌کردیم توانسته‌ایم زیر و بم جهان را با کمک تلسکوپ‌های زمینی و فضایی خودمان آشکار کنیم
اما غافل از این که تاکنون مشغول دیدن دم فیل بودیم!
این که ما ۵ درصد از جهان را می‌بینیم ریشه در سال‌های گذشته‌ی نجوم و فیزیک دارد و نخستین نشانه‌های آن به اوایل دهه‌ی ۱۹۳۰ برمی‌گردد؛آن زمان‌که یان اورت٬منجم هلندی در حال اندازه‌گیری
سرعت ستاره‌ها بود. او با بهره‌گیری از
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
(V= C ˣ (Δλ/λrest ( لاندا: طول موج نور ستاره C : سرعت نور) سرعت برخـی از ستارههای راه شیـری را اندازه گرفت اما نتـایج به‌دست آمده او را
غافلگیر کرده بودند. سرعت ستاره‌ها بسیار بیشتر از حد انتظار بود. این سرعت آن‌قدر زیاد بود که ستاره‌ها به آسانی می‌توانستند بر گرانش راه شیری غلبه کنند و از آن خارج شوند.
اما این اتفاق نیفتاده بود و ستاره‌ها همچنان در مداری به دور مرکز راه‌شیری در حرکت بودند.اورت گمان برد که احتمالاً جرمی ناپیدا در کهکشان وجود دارد که تأثیر گرانشی‌اش همچون ریسمانی مانع
از فرار ستاره‌ها می‌شود.
اما اورت تنها منجمی نبودکه با این تناقض روبرو شده بود بلکه فریتس زویکی٬ منجم سویسی نیز در حین بررسی سرعت کهکشان‌های خوشه‌ی گیسو به همان نتیجه‌ی اورت رسید.زویکی هنگامی
که با بهره‌گیری از روش داپلر سرعت کهکشان‌های خوشه‌ی گیسو را اندازه گرفت (حدود ۳۶۰ ± ۱۰۱۹کیلومتر بر ثانیه) متوجه شد که نتایج ۱۰ بار بزرگ‌تر از حد انتظار است.
به‌تدریج ادعای زویکی در بسیاری از خوشه‌های کهکشانی دیگر مانند سنبله آزمایش شد و نتایج مشابه حاصل شد. حدود ۶ سال پس از زویکی٬ هوراس بابکوک٬ منجم آمریکایی با بررسـی سرعــت
ستاره‌ها در نواحی بیرونی کهکشان آندرومدا متوجه شد که سرعت آن‌ها از قانون کپلری تبعیت نمی‌کند و بسیار بیشتر از حد انتظار است. بعدها٬ ورا روبین و کنت فورد در سال ۱۹۷۰ «نمودار دورانی»
آندرومدا را در بوته‌ی آزمایش قرار دادند و نتایج آن‌ها نیز غافل‌کننده بود. به نظر می‌آمد تخم‌مرغی که پیش از این در آن زندگی می‌کردیم در حال شکستن بود.
بر اساس قوانین نیوتن-کپلر٬ می‌توان نموداری را برای سرعت مداری ستاره‌ها نسبت به فاصله‌ی آن‌ها از مرکز کهکشان راه‌شیری رسم کرد که بسیار شبیه به چرخش یک فریزبی یا یک دیسک
حول مرکزش است. به این نمودار «نمودار دورانی کهکشان» می‌گویند. دانشمندان انتظار داشتند که هرچه ستـار‌ه‌ها به مرکز کهکشـان نزدیک‌تر باشند٬ سرعت‌شـان نیـز کم‌تر باشـد و با فاصلـه
گرفتن از مرکز کهکشان سرعت ستاره‌ها افزایش می‌یابدتا جایی که دیگر جرم مرکزی کهکشان نتواند روی ستارههای دورتر تأثیر بگذارد.از آن‌جا به بعد٬ سرعت ستاره‌ها دوباره باید کاهش مییافت.
در سال ۱۹۷۵ دو منجم به نام‌های رابرتز و وایت‌هارس موفق شدند تا بهره‌گیری از روش رصدی خاصی تا شعاع ۳۰ کیلوپارسکی کهکشان آندرومدا را بررسی کنند. آن‌ها دریافتند که تقریباً از فاصله‌ی ۱۶تا
۳۰ کیلوپارسکی٬سرعت ستاره‌ها ثابت مانده است. در صورتی که بر اساس قانون کپلر انتظار داشتند تا با دور شدن از مرکز کهکشان سرعت ستاره‌ها نیز کاهش پیدا کند.همه‌ی این نتایج گواهی بر حضور
جرمی است که دیده نمی‌شود اما تأثیر گرانشی‌اش بسیار مشهود است.تقریباً پس از آخرین نتایج به‌دست آمده‌ی همه‌ی منجمان قانع شده بودندکه یک جای کار لنگ می‌زند و ماده‌ای ناپیدا در محاسبات
آنان موش می‌دواند. اما آن ماده‌ی ناپیدا کجاست؟ چرا دیده نمی‌شود؟
canot.ir
