شکار برای ماده تاریک گریزان با دستیابی به ابزارهای قدرتمند وارد گود ، برای دستیابی به موفقیت آماده است

ماده تاریک ، حدود 83 درصد از کل ماده موجود در جهان را تشکیل می دهد ، نقشی اساسی در تکامل کیهان ما دارد. اما از آنجا که با نور تعامل ندارد و تنها از طریق تأثیر گرانشی که روی نور و سایر مواد دارد قابل مشاهده است ، خصوصیات آن همچنان به عنوان یک معما باقی مانده است.

ایجاد یک جهان شبیه سازی شده به تیمی از دانشمندان کمک کرده است که می توانند انبوهی از ماده تاریک اطراف کهکشان ها را تشکیل دهند ، زیرا پیشنهاد می شود آزمایش های آینده با تلسکوپ های قدرتمند برای رونمایی از اسرار موجود در ماده تاریک مفید باشد.

نتایج مطالعه جدید مشترک ، “ساختار جهانی هاله های ماده تاریک با دامنه جرمی 20 مرتبه از اندازه” ، در مجله Nature در تاریخ 2 سپتامبر منتشر شد.

تیم دانشمندان مرکز هاروارد و اسمیتسونیان برای اخترفیزیک ، کمبریج ، انستیتوی کیهان شناسی محاسباتی دانشگاه دورهام ، انگلستان ، موسسه ماکس پلانک در آلمان و آزمایشگاه کلیدی اخترفیزیک محاسباتی آکادمی علوم چین ، شبیه سازی دقیق تاریکی را انجام دادند موضوع. صحت آزمایش به فرضیات ارائه شده در مورد ماده بستگی داشت. در این حالت ، تیم فرض كرد كه ماده تاریك از ذرات عظیم متقابل ضعیف (WIMP) با جرمی در حدود 100 برابر پروتون تشكیل شده است.

حلقه اینشتین کهکشان SDP.81 با کهکشان ماده تاریک به عنوان یک نقطه سفید کوچک قابل مشاهده است

در حالی که شبیه سازی رایانه ای ماده تاریک WIMP قبلاً انجام شده بود ، نمونه اخیر دارای وضوح فوق العاده بالا ، شبیه سازی ویژگی ها در مقیاسی در محدوده سی مرتبه بزرگی است.

طبق این مطالعه ، ماده تاریک در هاله های اطراف کهکشان ها شکل گرفت ، همانطور که قبلا مشاهده شد ، هاله ها نیز در همه مقیاس های جرمی از هاله های کوچک با جرم سیاره گرفته تا هاله های عظیم تشکیل شده در اطراف خوشه های کهکشان در حال توسعه هستند.

تصویر ترکیبی که خوشه کهکشان 1E 0657-56 را نشان می دهد ، که به عنوان خوشه گلوله شناخته می شود

این هاله ها نسبت به مرکز خود بیشتر متراکم هستند ، با این واقعیت که این اتفاق در همه مقیاس ها رخ می دهد و باعث می شود ماده مشخصی از ماده تاریک باشد ، در لبه های آنها پخش می شود.

هاله های مقیاس کوچک ، اگرچه خیلی کوچک هستند که نمی توانند از طریق تأثیر گرانش آنها روی نور شناسایی شوند ، اما به طور بالقوه می تواند نحوه تعامل ماده تاریک با خود را روشن کند.

ماده تاریک گریزان

ماده تاریک ، ماده ای که اکثر مواد موجود در جهان را تشکیل می دهد ، از آنجا که مستقیماً مشاهده نشده است ، درگیر رمز و راز است ، اگرچه شواهدی از آن در ساختار و خوشه کهکشان ها دیده می شود.

حدود 83 درصد از كل مواد را تشكیل می دهد ، هنوز خصوصیات آن توسط دانش ناشناخته است.

نظریه های مختلفی در رابطه با ماده تاریک وجود داشته است. برخی از مدل ها این احتمال را دارند که سیاهچاله های اولیه ، که پس از انفجار بزرگ ایجاد شده اند ، می تواند نوعی ماده تاریک باشد. برخی دیگر معتقدند که ذرات مختلف ، مانند محورها ، می توانند ماده تاریکی باشند.

تصویر سیاهچاله توسط ESO

با این حال ، تحقیقات جدید نشان می دهد که شکار آن در حال گسترش به مکان های جدید است.

در حالی که بیشتر مشاهدات برای ردیابی ماده تاریک به ردیابهای زیرزمینی پرقدرت و زیرزمینی برای بزرگنمایی ذرات عظیم ضعیف برهم کنش یا WIMP ها که توسط دانشمندان بعنوان محتمل ترین ماده ماده تاریک پیشنهاد می شود ، متوسل می شوند ، اما مطالعات برای مشخص کردن روشهای دیگر طبیعت

تلسکوپ LISA ، یک رصدخانه موج گرانشی مستقر در فضا درباره موفقیت LISA Pathfinder و LIGO ، به رهبری آژانس فضایی اروپا (ESA) به عنوان ابزاری برای دستیابی به موفقیت بالقوه تلقی می شود.

مأموریت LISA همکاری ESA ، ناسا و یک کنسرسیوم بین المللی از دانشمندان را با تاریخ پیش بینی شده برای دهه 2030 تعیین می کند.

این تلسکوپ همچنین می تواند سیگنال ماده تاریک را به روشی جدید و از طریق امواج گرانشی شکار کند. اینها موج در فضا و زمان است که با برخورد سیاهچاله ها به بیرون منتقل می شود.

ادغام کهکشان ها ، هر کدام با سیاه چاله های بسیار عظیم در مرکز ، در Chandra Deep Field-North

آنچه استفاده آینده از چنین ابزارهای قدرتمندی را حیاتی می کند این است که ، به گفته کارشناسان ، زمان برای تشخیص ماده تاریک با استفاده از روش های فعلی در حال اتمام است.

پیش بینی می شود در دهه آینده آشکارسازهای مستقیم به “کف نوترینو” برخورد کنند و به دنبال آن مشاهدات توسط نوترینوها از فضا پنهان می شوند و آشکارسازهای زیرزمینی قادر به ادامه ماموریت خود نیستند.

کارشناسان اذعان می کنند که برای ورود آنلاین ردیاب های جدید به زمان و بودجه قابل توجهی نیاز است – این کار فقط با پشتیبانی قاطع این رشته قابل انجام است.

سوناک بوز ، یکی از نویسندگان مطالعه Nature ، گفت: “شما باید از طریق طراحی و برنامه ریزی و سپس ساختن چیزهایی به این تحقیق بپردازید.”