کهکشانهای کوتوله و ماده تاریک
دانشمندان با تحلیل نور کهکشانهای کوتوله ای که بدور کهکشان راه شیری در حال چرخش هستند، کشف کرده اند که جرم کمینه برای کهکشانها در جهان ، 10 میلیون برابر جرم خورشید می باشد . این جرم می تواند کوچکترین واحد ساختاری از ماده ی تاریک اسرارآمیز باشد ، به ماده ی نامرئی ماده ی تاریک گفته میشود .
تجمع ستاره هایی که در این واحد های ساختاری شکل می گیرند، کهکشان ها را پدید می آورند . حتی با وجود اینکه در حدود 6/5 تمام مواد موجود در جهان را ماده ی تاریک تشکیل می دهد با این حال دانشمندان شناخت بسیار کمی در مورد خواص میکروسکوپی این ماده دارند. Louis Strigari- از دانشگاه کالیفرنیا - در این باره می گوید : با شناخت این جرم کهکشانی کمینه ، ما می توانیم درک بهتری از چگونگی رفتار ماده ی تاریک داشته با شیم ، واین آگاهی برای شناخت اینکه که چگونه جهان و زندگی که ما می شناسیم بوجود آمده است بسیار ضروری و لازم است.
ماده ی تاریک رشد ساختار ها را در جهان کنترل می کند.بدون این ماده کهکشان های مشابه کهکشان راه شیری ما بوجود نمی آمدند.دانشمندان می دانند که چگونه گرانش ماده ی تاریک ماده ی معمولی را جذب می کند و موجب می شود که کهکشان ها تشکل شوند. آنها همچنین گمان می کنند که کهکشانهای کوچک در طی زمان با یکدیگر ادغام می شوند تا کهکشان های بزرگتری همچون کهکشان راه شیری ما را بوجود آورند.
کوچکترین کهکشان های شناخته شده ، کهکشان های کوتوله نام دارند و درخشندگی آنها بسیار زیاد و در حدود 1000 تا 1 میلیون برابر درخشندگی خورشید می باشد. دست کم 22 عدد از این کهکشان های کوتوله شناخته شده اند که کهکشان راه شیری را دور می زنند. دانشمندان UCI ،18 عدد از آنها را با استفاده از داده های بدست آمده بوسیله ی تلسکوپ Keck در هاوایی و تلسکوپ Magellan در شیلا ، با هدف محاسبه ی جرم آنها مورد بررسی قرار دادند. با تحلیل نور ستارگان در هر کهکشان ، انها مشخص کردند که ستارگان سریع چگونه حرکت می کنند. با استفاده از سرعت آنان ، آنها جرم هر کهکشان را محاسبه کردند.
محققین انتظار دارند این جرم ها تغییر کنند، درخشانترین کهکشان ها بیشترین وزن و کم نروترین کهکشان کمترین وزن را دارند. اما بطور شگفت آور تمامی کهکشان های کوتوله جرم مشابه ای در حدود 10 میلیون برابر جرم خورشید دارند.
Manoj Kaplinghat ، پروفسور دستیار ستاره شناسی و فیزیک و نویسنده در UCI ، این یافته ها را با استفاده از یک شبیه سازی ذهنی که در آن انسان ها نقش ماده ی تاریک را بازی می کنند ، توضیح می دهد.
Kaplinghat می گوید : فرض کنید شما یک موجود بیگانه هستید که بر فراز زمین پرواز می کنید و محیط های شهری را از طریق میزان تراکم نور در شب تشخیص می دهید. از درخشندگی نورها ، شما ممکن است گمان کنید که برای مثال بیشتر انسان ها در لس آنجلس زندگی می کنند تا مومبایی ، اما این وضعیت درست نیست.
وی گفت : آنچه ما کشف کرده ایم بسیار گسترده تر است و مشابه اینست که بگوییم تمامی محیط های شهری ، حتی آنهایی که در شب بطور واضحی برای موجود بیگانه مرئی هستند ، جمعیتی در حدود 10 میلیون دارند.
از آنجاییکه کهکشان های کوتوله بیشتر ماده ی تاریک هستند - نسبت ماده ی تایک نسبت به ماده ی معمولی به بزرگی 10000 به یک است – کشف کمترین جرم یک خاصیت بنیادی از ماده ی تاریک را آشکار می کند.
James Bullock نویسنده و مدیر مرکز UCI برای کیهان شناسی در این باره می گوید : ما هیجان زده شده ایم زیرا این کهکشانها واقعا نامرئی هستند ، اما شامل میزان چشمگیر و عظیمی از ماده ی تاریک هستند. این به ما کمک می کند تا ذراتی را که ماده ی تاریک را می سازند بهتر درک کنیم و این برخی چیزها را در مورد چگونگی شکل گیری کهکشان ها در جهان به ما یاد می دهد .
دانشمندان می گویند توده های ماده ی تاریک ممکن است وجود داشته باشند که شامل ستاره ها نشوند. تنها توده های ماده ی تاریکی که آنها می توانند درحال حاضر مستقیم آشکارسازی کنند آنهایی هستند که توسط ستارگان روشن می شوند
دانشمندان امیدوارند در مورد خواص میکروسکوپی ماده ی تاریک در زمانی که تصادم هادرون در سوئیس در اواخر امسال ایجاد می شود چیزهایی را یاد بگیرند. این دستگاه دو پرتو از هسته را در یک حلقه در جهت های مخالف شتاب می دهد و سپس بشدت آنها را باهم برخورد می دهد تا شرایط اولیه را دقیقا پیش از بیگ بنگ بازآفرینی کند. با انجام این کار دانشمندان امیدوارند ذرات ماده ی تاریک را در آزمایشگاه برای اولین بار خلق کنند.
منبع: آسمان شب
تاثیر ماده سیاه بر ایجاد شراره های خورشیدی
به گزارش خبرگزاری مهر، برخی از ستاره شناسان دلیل وقوع شراره های خورشیدی - پدیده ای که در آن نور خورشید به واسطه شعله های بزرگ به طور ناگهانی دچار نوسان تابش می شود را قطع و وصل انفجاری میدان های مغناطیسی درون خورشید و برخی دیگر این رویداد را به عناصر سازنده ماده سیاه، ماده ای که بیشترین حجم را در جهان به خود اختصاص داده است، نسبت می دهند. ستاره شناسان معتقدند مقداری از این ماده که آگزیون نامیده می شود در درون خورشید تولید شده و با میدان های مغناطیسی خورشیدی دچار فعل و انفعال شده و به سمت خارج از خورشید فوران می کند که این فرایند شعله هایی با طول موج امواج ایکس ایجاد خواهد کرد. فیزیکدانان بر این باور بودند که فوتون های شعله های ایجاد شده باید دارای خصوصیات خاص تابشی باشند و مانند اشعه در یک مسیر خاص حرکت کنند، اما بررسی ها نشان داد که آنها خصوصیات اشعه ای نداشته و در تمام مسیرهای ممکن حرکت می کنند. در این میان محققان دانشگاه پاتراس در یونان اعلام کردند که جواب این سوال را یافته اند. تحقیقات آنها نظریه اثبات نشده ای را ارائه کرد که نشان می داد اولین سری از اشعه ایکس که توسط فعل و انفعالات آگزیون تولید می شود باعث یونیزه شدن عناصر موجود در نزدیکی آن شده و در نتیجه الکترون زیادی آزاد می شود که این الکترون ها باعث ایجاد ناهنجاری در تابش شعله های خورشیدی می شوند. بر اساس گزارش Newscientist، کیهان شناسان در صدد بررسی های بیشتر بر روی این پدیده خورشیدی بوده تا عمقی را که شعله از آن زاده شده است را برای تخمین حجم آگزیون مولد آن، مشخص کنند. با تشخیص جرم این ماده می توان کشف کرد که تا کنون چه تعداد از این عنصر در جهان هستی تولید شده که به واسطه آن نسبت میزان آگزیون و مواد دیگر تشکیل دهنده در ماده سیاه مشخص خواهد شد.
منبع :
یا ماده تاریک ستارگان اولیه را تقویت کرد؟
ر اساس مطالعه ی جدیدی دانشمندان به این نتیجه رسیده اند که ممکن است اولین ستارگان که جهان اولیه را روشن می کردند توسط ماده تاریک تقویت می شده اند.محققان دانشگاه میچاگان ، این ستارگان اولیه را ستارگان تاریک می نامند و اظهار می کنند که حرارت و گرمای ماده تاریک ، انرژی لازم این ستارگان را به جای واکنش های هسته ای تأمین می کرده است.
دانشمندان می گویند با توجه به تمرکز ماده تاریک در عالم اولیه ذرات فرضی با نام ویمپ ها (ذرات سنگین با تعامل ضعیف) درون ستارگان اولیه جمع شدند و و خود را برای تولید یک منبع حرارتی برای تقویت ستارگان ، نابود کردند.کاترین فریز و تیم وی اظهار داشتند:" ما رفتار ویمپ ها را در ستارگان اولیه مطالعه کردیم و دریافتیم که آنها می توانند اساسا تحول ستاره ای را تکمیل کنند.فرآورده های حاصل از نابودی ماده تاریک موجود در ستاره ها می تواند به دام بیفتد و انرژی لازم را برای گرم کردن ستاره و جلوگیری از رمبش(فرو ریختن) آن ذخیره کند."
فلسفه ی این بررسی و تحقیق این است که 95% جرم کهکشانها و خوشه های کهکشانی در قالب یک نوع ناشناخته از ماده و انرژی است.محققان همچنین می گویند : " اولین ستارگانی که در عالم شکل گرفتند ، یک مکان طبیعی برای جستجوی میزان نابودی ماده تاریک هستند.آنها دارای قرمز گرایی بسیار بالا هستند و زمانی شکل گرفته اند که عالم بسیار چگال تر از اکنون بوده است و در مرکز چگال هاله های ماده تاریک."
تمرکز ماده تاریک در آن زمان ، بسیار بالا بوده است و این بدین معناست که هر ستاره معمولی به طور طبیعی شامل مقادیر عظیمی از ماده تاریک بوده است.ستارگان تاریک با نابودی ذرات ماده تاریک که موجب آزاد شدن حرارت می شوند شکل می گیرند اما این تنها ویژه ستارگانی است که 400 برابر جرم خورشیدی هستند.به نظر می رسد که این امر امکان پذیر باشد زیرا ستارگانی که مقادیر کمتری ماده تاریک دارند با جاروب کردن ماده تاریک از فضای اطراف خود ، به طور طبیعی رشد خواهند کرد.ستارگان همچنان به رشد خود ادامه می دهند تا زمانیکه ماده تاریک برای تغذیه وجود دارد ، هنگامی که ماده تاریک به اتمام می رسد ، ستارگان می رمبند و به سیاهچاله تبدیل می شوند.
اگر آنها واقعا وجود داشته باشند ، ستارگان تاریک باید با تلسکوپهای آینده آشکار شوند و اگر آنها را بیابیم قادر به مطالعه ویمپ ها خواهیم بود و در واقع حضور ماده تاریک را می توانیم ثابت کنیم.
منبع : وبسایت پارس اسکای
پايان جهان يا شروع دوباره ؟
پيدايش جهان هستي را كه در تئوري كلاسيك جاذبه كه بر روي فضا – زمان حقيقي پايه گذاري شده است فقط به دو طريق مي توان بيان كرد. يا آن كه از بينهايت قبل وجود داشته باشند يا اينكه با بيگ بنگ در لحظه اي با خصوصيت عجيب به نام تكينگي يا نقطه ي يگانه در زمان گذشته آغاز گرديده است ولي حالت سومي هم وجود مي تواند داشته باشد كه هر دو حالت قبل را شامل باشد و هيچ كدام به طور مستقل نباشد .يعني اينكه فضا – زمان از بينهايت قبل وجود داشته باشد ولي در هر بازه ي زماني معين به نام دوره ي تناوب مسير معيني را بپيمايد . اين به معناي حركت فضا در طي زمان ميباشد نه به اين معنا كه جهان در قالبي در حال حركت است. در تئوري كوانتم جاذبه امكان ديگري نيز وجود دارد زيرا هنگامي كه از زمان و فضاي نا اقليدسي استفاده مي كنيم كه در آن جهت زمان و فضا يك نوع هستند . امكان اين كه فضا – زمان در حالت انبساط مشخص و معين باشند (يعني بي نهايت نباشند) موجود است ول در عين حال مي توانند هيچ گونه مرز و كناره اي نداشته باشند .فضا-زمان مي تواند همانند سطح كره دو بعدي باشد .انبساط و گسترش بر روي سطح كره زمين مشخص است ولي حد و مرزي نداشته باشد به معناي اينكه شما در هر جهت حركت كنيد به پاياني نمي رسيد عليرغم اينكه زمين محدود است كناره اي وجود ندارد و اين به خاطر انحناي سطح كره است و سطح نا اقليدسي آن .
مي توان به طرف غروب رفت و به پاياني نرسيد . بنابراين تئوري كوانتمي جاذبه راهي باز نموده است كه در آن فضا-زمان فاقد مرز و كناره باشد و لزومي ندارد كه براي آن لحظه ي بيگ بنگ تكينگي قائل شد تا در آن كليه ي قوانين فيزيك بي اعتبار و بدون ارزش باشند.
در تئوري كوانتمي جاذبه مفهوم زمان موهومي وارد مي شود . زمان موهومي به وسيله ي اعداد موهومي اندازه گيري مي شوند .زمان موهومي مفهوم كاملا مشخص رياضي دارد.اگر ما يك عدد حقيقي را در خودش ضرب كنيم يك عدد مثبت حقيقي حاصل مي شود ولي بنا به ضرورت هاي دنياي رياضيات و تبعا فيزيك مجموعه ي جديدي از اعداد با خواص عجيب و نامانوس وارد محاسبات شدند كه تعاريف دقيق رياضي داشتند . براي مثال حاصل توان دوم اين اعداد عددي منفي است يعني از حاصل ضرب هر عدد اين مجموعه در خودش عددي منفي حاصل مي شود . براي درك بهتر زمان موهومي به مثال زير توجه كنيد :
نويسنده در 25 فروردين به دنيا آمده است در سال 1369 . حال ما مي توانيم چند نتيجه بگيريم :25فروردين سال 69 زماني است كه نويسنده به دنيا آمده است و يا زماني كه نويسنده به دنيا آمده است 25 فروردين 1369 است . در نگاه اول اين دو جمله يكسان به نظر مي رسند ولي در با اندكي تفكر مي توان به اين نتيجه رسيد كه اين دو دو اتفاق مجزا هستند كه تحت شرايطي به صورت همزمان رخ داده اند . يعني يكي تولد و ديگري 25 فروردين سال 1369.حال زمان واقعي را در نظر بگيريد تحت هيچ شرايطي زمان واقعي به عقب بر نمي گردد و همواره جهت خاص خود يعني از گذشته به آينده را دارد و برگشت در زمان محال است .اگر ما زمان تولد را ما به احتساب ساعت خود جهان حساب كنيم به فرض فرد در سال 17000000001و ماه 1وروز 25 و ساعت .... به دنيا آمده است . در تئوري كوانتمي جاذبه جهان همواره انبساط و انقباض پيدا ميكند و اتفاقات يكساني را طي مي كند و در كل مي توان گفت كه دوره ي تناوب دارد مشابه آنچه كه در تئوري جهان هاي تپنده ارائه داده مي شود .اين به اين معناست كه نويسنده يكبار ديگر در سال 47000000002 و ... دو باره متولد مي شود حال آيا اين به معناي اين است كه ما در زمان حقيقي به عقب باز گشته ايم ؟به طور مسلم خير.تنها نكته اينجاست كه جهان در سال47000000002همانند سال17000000001رفتار ميكندوترتيب اتفاقات يكسان است و اين نشان دهنده ي زمان موهومي مي باشد .يعني در واقع زمان موهومي تابه حالت رفتار جهان است و اگر در لحظه اي جهان همانند لحظه ي ديگر رفتار كند زمان براي هر دو لحظه نسبت به يك مبدا خيالي يكي است .تفاوت زمان موهومي با زمان حقيقي در اين است كه در زمان حقيقي هيچ دو لحظه اي نبايد يكسان باشند زيرا براي نشان دادن وضعيت فضا از زمان استفاده مي كنيم و چون همواره فضا در حال تغيير است و چون جهت زمان از گذشته به آينده و يكطرفه مي باشد پس هيچ دو لحظه اي نبايد وضعيت يكسان داشته باشند (از حيث موقعيت فضا).البته اين رفتار جهان و رابطه ي بين زمان حقيقي و موهومي را به صورت زير مي توان توجيه كرد.براي مثال اگر ما به فرض جهاني با دوره ي تناوب 30ميليارد داشته با شيم و بخواهيم يك دوره ي 120ميليارد ساله از آن را به احتساب زمان حقيقي بررسي كنيم به شكل زير مي رسيم :
همان طور كه در شكل واضح است در حقيقت زمان موهومي زمان احتسابي ما در طول هر تناوب جهان است به نحوي كه بديهي است كه در آغاز هر تناوب ما زمان را صفر در نظر مي گيريم در صورتي كه به هيچ وجه اين گونه نيست و در زمان حقيقي صفر محسوب نمي شود .در واقع ما محور را به بردار هاي كوچكتر تقسيم مي كنيم كه همگي يكسانند.و با پايان زمان موهومي زمان موهومي دوباره شروع مي شود.در فرضيه ي ((بيكناره))انبساط جهان هستي و خط سير آن را در يك سطح كروي مانند كره ي زمين / مي توان معرفي كرد كه در آن نقطه ي شمال معرف زوامن ومهومي مي باشد .جهان هستي از قطب شمال به عنوان نقطهاي يگانه شروع مي شود و به تدريج انبساط مي يابد و به سمت جنوب جابجا ميشود به طوري كه دواير عرض جغرافيايي معرف مراحل انبساط خواهند بود.تا آنجا كه جهان هستي به حداكثر انبساط با زمان موهومي برسدو آن دايره خط استوا است. از آن به بعد جهان هستي شروع به انقباض نموده و اين انقباض با زمان موهومي تا نقطه ي يگانه ي قطب جنوب ادامه دارد.
جهان هستي در نقب شمال و قطب جنوب داراي ابعاد ((هيچ))است ول اين بدان مفهوم نيست كه اين نقاط داراي خصوصيت عجيب يا تكينگي باشند.همان طور كه قطبين شمال و جنوب زمين داراي اين حالت عجيب نيستند.
بنابراين قوانين فيزيك در اين نقاط كاملا صادق مي باشند و همان طور كه اين قوانين در قطبين شمال و جنوب زمين نيز صادق است.
در سالهاي اوليه ي قرون بيستم همگان به زملن مطلق باور داشتند.هرواقعه مي توانست با عددي از زمان مشخص شود.با اعلام تئوري نسبيت انيشتن ايده ي زمان واحد و مطلق رها شد وبه جاي ان طبق تئوري نسبيت هر ناظري مي توانست زمان خود را اندازه گيري نمايد و بدين ترتيب درك زمان نسبي گرديد.هنگامي كه سعي مي شود تئوري جاذبه را با مكانيك كوانتوم تلفيق نمايند بايد زمان موهومي را نيز در ان داخل نمايند.اين زمان رابا جهات در فضا اشتباه مي شود.اگر به طرف شمال برويم مي توانيم به جنوب باز بگرديم بهمين ترتيب اگر در زمان موهوميهم جلو برديم بايد قادر به بازگشت باشيم.اين بدان معني است كه اختلاف مهمي بين رفتن به جلو و برگشتن در زمان موهومي وجود ندارد.از طرف ديگر در زمان حقيقي همانطور كه مي دانيم اختلاف بزرگي بينسمت جلو و سمت عقب وجود دارد.اين اختلاف بين گذشته و اينده از كجاست؟ چرا ما گذشته را بخاطر مي اوريم و اينده به خاطر ما نمي ايد؟ در حالي كه قوانين فيزيك وجه امتيازي بين گذشته و اينده قائل نيست.
اختلاف بزرگي بين جهت جلو و عقب ذر زمان حقيقي و زندگي عادي موجود است.تصور كنيد يك فنجان از روي ميز سقوط كند و خرد و شكسته به صورت قطعاتي روي كف اتاق ريخته شود.اگر ما فيلم اين واقعه را ثبت كنيم به راحتي ميتوانيم فيلم را در جهت عكس به حركت در آوريم و ببينيم كه قطعات فنجان دوباره به هم مي چسبند و ناگهان فنجان از كف اتاق برخاسته و به روي ميز مي جهد و فنجان سالم بر روي ميز قرار مي گيرد.
علت اين كه ما در زندگي عادي چنين جرياني را نمي بينيم و درك نميكنيم آنست كه اين پديده به وسيله ي اصل دوم ترموديناميك منع شده است. اصل دوم ترموديناميك ميگويد آنتروپي يا بي نظمي با گذشت زمان افزايش مي يابد.فنجان خرد شده در كف اتاق بي نظمي است .افزايش آنتروپي با زمان مثالي است از آنچه خدنگ زمان ناميده مي شود و آن جهت زمان را مشخص مي كند. لااقل سه خدنگ زمان وجود دارد.اول خدنگ زمان ترموذيناميك كه در آن آنتروپي افزايش پيدا ميكند .دوم خدنگ زمان رواني و اينكه ما در آن جهتي را حس ميكنيم كه زمان مي گذرد و در آن گذشته به خاطرمان مي آيد در حالي كه آينده را به خاطر مني آوريم . سوم خئنگ زمان كيهاني و آن جهتي زماني است كه جهان هستي گسترش و انبساط پيدا ميكند .
در فرضيه ي بيكناره در مرحله ي انبساط جهان هستي اين سه خدنگ زمان به يك سو و جهت هستند هنگامي كه جهان از انبساط باز مي استد و شروع به انقباض كند خدنگ ترموديناميك بر عكس خواهد بود و بي نظمي با گذشت زمان كاهش مي يابد . كاهش بي نظمي اين امكان را مي دهد كه در مرحله ي انقباض تمامي وقايع عكس مرحله انبساط انجام شود و دو مرحله ي انبساط و انقباض قرينه ي هم گردند . قطعات فنجان خرد شده باز گرد هم آيند و سالم روي ميز قرار بگيرند و موجودات زنده زندگي خاص ديگري را تجربه كنند يعني اول بميرند و بعد متولد شوند يعني زندگي ديگري را با مرگ آغاز كنند .
در مرحله ي انبساط با گذشت زمان پروتون ها و نوترون ها در دل ستارگان تبديل به نور و تشعشعات گرديده و به بي نظمي كامل مي رسند . خدنگ ترموديناميك ديگر نمي تواند ديگر ادامه پيدا كند زيرا جهان هستي به پايان اين عامل يعني بي نظمي كامل رسيده است . پس موجودات زنده با اين تعريف فعلي فقط مي توانند كه در مرحله ي انبساط جهان هستي زندگي كنند زيرا شرايط انقباض با زندگي ايشان مطابقت ندارد .
جهان هستي در زمان واقعي داراي شروع و پاياني است كه در آن حد و مرزي براي فضا_زمان موجود مي باشد و قوانين فيزيك در لحظات آغازي و پاياني بلا اثر است .اما در زمان موهومي نه تكينگي وجود دارد و نه حد و مرزي در صورتي كه جهان به هيچ وجه بي انتها نيست . در حقيقت شايذ آنچه ما زمان موهومي مي ناميم از آنچه زمان حقيقي ناميده مي شود بنيادي تر باشد زيرا زمان حقيقي ساخته ي فكر خود ما از آنچه جهان هستي را به آن شبيه مي دا نيم است . بايد به ياد داشت كه تئوري علمي جز يك الگوي رياضي براي بيان و توجيه و ملاحظات و مشاهده هاي ما نيست و از انديشه ي خود ما تراوش ميكند و جز آن چيز ديگري نيست .بنابراين اگر سوال كنيم كه زمان حقيقي واقعيتر است يا زمان موهومي پرسشي بي محتوا و بيهوده كرده ايم .
اين تئوري از استاد شهيرجهان فيزيك استيون هاوكينگ بود كه در آخر به چيزي منتهي شد كه نويد آغاز زندگي با مرگ را مي داد.
در آن روز كه آسمان را چون طومارى در هم مىپيچيم، (سپس) همان گونه كه آفرينش را آغاز كرديم، آن را بازمىگردانيم; اين وعدهاى است بر ما، و قطعا آن را انجام خواهيم داد. (سوره انبيا آيه 104)
منبع:هوپا
