ماده تاریک و انرژی تاریک، ماموریت جدید و مهم آژانس فضایی اروپا

1 42

تلسکوپ فضایی اقلیدس با بهره‌گیری از میدان دید فوق‌العاده وسیع خود، به کاوش دو معمای بنیادین کیهان می‌پردازد که طی ماموریت شش ساله خود می‌تواند زمینه‌ کیهان‌شناسی را برای همیشه متحول سازد. این تلسکوپ فضایی با پرتاب موفقیت‌آمیز در تاریخ ۱ژوئیه۲۰۲۳ به دنبال یافتن سرنخ‌هایی درباره‌ دو راز بزرگ جهان، ماده تاریک و انرژی تاریک است و اولین یافته‌های علمی خود را در تاریخ ۲۳می۲۰۲۴ به اشتراک گذاشت.

علی‌رغم اینکه برآورد می‌شود حدود ۹۵ درصد جهان متشکل از ماده تاریک و انرژی تاریک باشد، اما امکان شناسایی مستقیم آن‌ها وجود ندارد. در عوض، دانشمندان این پدیده‌ها را از طریق اثرات پیچش گرانشی که در بسیاری از کهکشان‌های سراسر جهان قابل مشاهده است مورد مطالعه قرار می‌دهند. میدان دید عظیم اقلیدس امکان گسترش قابل توجه این جستجو برای انحنای فضا-زمان را فراهم خواهد آورد.

در همین رابطه بخوانید: فضا-زمان دقیقا از چه چیزی ساخته شده است؟

معرفی اقلیدس

این تلسکوپ فضایی به افتخار اقلیدس (Euclid)، ریاضیدان برجسته‌ یونان باستان و پدر علم هندسه، نامگذاری شده است که بیش از ۴ متر ارتفاع و بیش از ۳ متر قطر دارد. این تلسکوپ تنها به دو ابزار مجهز شده است:

  1. یک دوربین مادون قرمز نزدیک که فاصله و درخشندگی کهکشان‌ها را اندازه‌گیری می‌کند.
  2. یک دوربین نور مرئی که به مطالعه‌ شکل آن‌ها می‌پردازد.

دوربین‌های اقلیدس در میان تلسکوپ‌های فضایی به سبب وجه تمایز، نوآوری و میدان دید بی‌نظیر آن که شامل یک‌سوم کل آسمان شب می‌شود، رایج هستند. انتظار می‌رود تا پایان ماموریت ۶ ساله‌ این تلسکوپ، بیش از یک میلیارد کهکشان فهرست‌بندی شود.

توان تفکیک زمانی اقلیدس امکان نگاهی به گذشته تا ۱۰ میلیارد سال را فراهم می‌کند اندکی کمتر از تلسکوپ فضایی جیمز وب
توان تفکیک زمانی اقلیدس امکان نگاهی به گذشته تا ۱۰ میلیارد سال را فراهم می‌کند (اندکی کمتر از تلسکوپ فضایی جیمز وب)

در تاریخ ۲۳می۲۰۲۴، آژانس فضایی اروپا (ESA) پنج تصویر را که در طول ۲۴ ساعت اول عملیات علمی اقلیدس ثبت شده بود، به اشتراک گذاشت. تصاویر خیره‌کننده‌ از جزئی‌ترین نگاه تا به امروز به ناحیه‌ ستاره‌ساز مسیه ۷۸ (Messier 78) که در فاصله‌ ۱۳۰۰ سال نوری از صورت فلکی شکارچی قرار دارد. این تصویر، بیش از ۳۰۰ هزار جرم ناشناخته شامل ستارگان نوظهور و سیارهای سرکش مرموز رانده شده از منظومه‌ ستاره‌ای خود را در این ناحیه آشکار می‌کرد.

مجموعه‌ اولیه‌ مشاهدات علمی شامل نماهای دقیقی از کهکشان مارپیچی عظیم NGC 6744، گروه کهکشان‌های برخوردی دورادور (Dorado) و خوشه‌های کهکشانی عظیم آبل ۲۳۹۰ (Abell 2390) و ۲۷۶۴ می‌شود.

تصاویر اولیه‌ اقلیدس

در ۳۱جولای۲۰۲۳، آژانس فضایی اروپا اولین تصاویری را که توسط اقلیدس برای آزمون دو ابزار علمی اصلی ماهواره گرفته شده بود، به اشتراک گذاشت. تصویری که با طیف‌سنج و فتومتر مادون قرمز نزدیک اقلیدس (Near Infrared Spectrometer and Photometer به اختصار NISP) از ستارگان و کهکشان‌ها ثبت شده است. نور اجرام دور پیش از رسیدن به آشکارگر ابزار، از فیلتری عبور می‌کند که نور هر ستاره و کهکشان را براساس طول موج تفکیک می‌کند.

کاوش‌های اقلیدس

دانشمندان پس از تکمیل جمع‌آوری داده‌های تلسکوپ فضایی اقلیدس از آن برای ایجاد دو نقشه کیهانی استفاده خواهند کرد. نقشه اول به توزیع ماده تاریک در سراسر جهان با اتکا به پدیده عدسی گرانشی خواهد پرداخت. عدسی گرانشی پدیده‌ای است که طی آن جرم آسمانی نور را از یک منبع دور دست منحرف کرده و مسیر آن را به دلیل انحنای فضا-زمان خم می‌کند و در نتیجه باعث بزرگنمایی آن می‌شود.

نقشه دوم با بهره‌گیری از نوسانات آکوستیک باریونی (Baryon acoustic oscillations) که امواج فشار عظیم ماده در دوران داغ اولیه جهان بوده‌اند و اکنون همچون حلقه‌های سنی درختان در زمان یخ زده‌اند، به بررسی رشد شتابان جهان و عامل مسبب احتمالی آن انرژی تاریک خواهد پرداخت.

ماهیت ماده تاریک

ماده تاریک، عنصری مرموز و تا حدودی متناقض، بخش غالب معادل ۸۵ درصد از کل ماده موجود در جهان هستی را تشکیل می‌دهد؛ با این وجود، از آنجا که برهمکنشی مستقیم با نور ندارد، به طور کامل نامرئی است.

ماهیت ماده تاریک
ماهیت ماده تاریک

بنابراین، در حالی که خود ماده تاریک قابل رویت نیست چگونه از وجود ماده تاریک آگاهیم؟ برهمکنش‌های گرانشی آن با محیط اطراف قابل اندازه‌گیری است. حضور این ماده از طریق پیچش گرانشی شدید کهکشان‌ها یا سرعت غیرقابل توضیح ستارگان در حال گردش به دور مرکز کهکشان‌ها آشکار می‌شود.

برخی نظریه‌ها درباره ترکیب ناشناخته ماده تاریک حاکی از آن هستند که ذرات فرضی به نام ذرات سنگین با برهمکنش ضعیف (Weakly Interacting Massive Particles به اختصار WIMP) که هر یک جرمی ۱۰ تا ۱۰۰ برابر جرم یک پروتون دارند، می‌توانند گزینه‌های مناسبی برای پر کردن شکاف‌های نظری باشند. برخی دیگر نیز ذره بسیار ریز به نام آکسین (Auxin) که حتی از یک میلیاردم اندازه یک الکترون هم کوچک‌تر است را به عنوان نامزد اصلی تشکیل‌دهنده این ماده پیشنهاد کرده‌اند.

ماهیت انرژی تاریک

با وجود شباهت اسمی، انرژی تاریک ارتباط مستقیمی با ماده تاریک ندارد. انرژی تاریک نامی است که به پدیده شگفت‌انگیز انبساط شتاب‌دار و افسارگسیخته جهان هستی داده شده است.

ماهیت انرژی تاریک
ماهیت انرژی تاریک

این پدیده با توجه به مقدار ماده موجود در جهان هستی و در نتیجه قدرت گرانش آن، نباید اتفاق بیفتد. پاسخ کیهان‌شناسان این است که نیروی مرموزی در بطن جهان هستی وجود دارد که همه چیز را به سمت بیرون هل می‌دهد.

ناسا تخمین زده است که ۶۸ درصد از جهان هستی از انرژی تاریک، ۲۷ درصد از ماده تاریک و تنها ۵ درصد از ماده قابل رویت تشکیل شده است.

منبع techna
با اشتراک گذاری مطلب از اسپاش حمایت کنید
https://espash.ir/?p=78534
مطالب پیشنهادی اسپاش
اشتراک در
اطلاع از
guest
1 دیدگاه
بازخورد (Feedback) های اینلاین
مشاهده همه دیدگاه ها
مهسا
مهسا
15 روز قبل
امتیازدهی به مقاله :
     

واقعا دمتون گرم با این تحقیق هاتون 😍🫡
چقد خوبه که از تو فضایی که نمیبینیش باخبری 🙃
خدا یار و همراهتون باشه ❤❤
عالی هستید

آخرین ویرایش 15 روز قبل توسط مهسا