کارشناسان نظریه جدیدی را درباره منشا ماده تاریک مطرح کردند
ارسال شده توسط: پریسا فولادی 07 خرداد 1404 ساعت 12:51
دانشمندان با ارائه یک دیدگاه انقلابی، پیشنهاد می‌کنند که ماده تاریک، این عنصر گمشده و مرموز کیهان که حدود ۸۵ درصد جرم جهان را تشکیل می‌دهد، ممکن است از ذراتی بی‌جرم و پرانرژی متولد شده باشد که پس از بیگ‌بنگ، سرد و سنگین شده‌اند.
فهرست مطالب
جهان ما پر از رازهای شگفت‌انگیز است و یکی از بزرگترین معماها، ماده تاریک است. بیش از یک قرن است که می‌دانیم نیروی گرانشی که کهکشان‌ها را کنار هم نگه می‌دارد، بسیار بیشتر از آن چیزی است که با مشاهده‌ی ستاره‌ها، گازها و غبارهای مرئی بتوان توضیح داد. این گرانش اضافی به ما می‌گوید که باید چیزی نامرئی، سنگین و گسترده در کیهان وجود داشته باشد؛ چیزی که ما آن را ماده تاریک می‌نامیم. اما این ماده چیست و از کجا آمده است؟
یک ایده جسورانه: از نور به ماده
اکنون، دو فیزیکدان از کالج دارتموث آمریکا، گوانمینگ لیانگ و رابرت کالدول، نظریه‌ای جذاب و متفاوت را مطرح کرده‌اند که می‌تواند دیدگاه ما را نسبت به ماده تاریک دگرگون کند. آن‌ها معتقدند که برخلاف تصور رایج که ماده تاریک را همیشه سرد و کند می‌پنداشتیم، این ماده ممکن است زندگی خود را به شکلی کاملاً متفاوت آغاز کرده باشد.
تصور کنید به لحظات اولیه پس از بیگ‌بنگ، حدود ۱۳.۷ میلیارد سال پیش، سفر کنیم. در آن زمان، جهان یک سوپ فوق‌العاده داغ، فشرده و پرانرژی بود. به گفته‌ی لیانگ و کالدول، این سوپ مملو از ذراتی بی‌جرم بود که با سرعتی نزدیک به سرعت نور حرکت می‌کردند؛ بیشتر شبیه نور تا ماده‌ای سنگین.
رقص کوانتومی در کیهان نوزاد
اما با گذشت زمان و انبساط جهان، این سوپ داغ شروع به سرد شدن کرد. لیانگ و کالدول با الهام از مدل‌های فیزیکی (مانند مدل نامبو و جونا-لازینیو)، پیشنهاد می‌کنند که در این سرمایش کیهانی، برخی از این ذرات بی‌جرم (فرمیون‌های دیراک) شروع به جفت شدن با یکدیگر کردند، شبیه به اتفاقی که برای الکترون‌ها در مواد ابررسانا رخ می‌دهد.
نکته کلیدی این نظریه اینجاست: این فرایند جفت‌شدن، باعث شد که این ذرات پرانرژی و بی‌جرم، ناگهان انرژی خود را از دست داده و جرم پیدا کنند. رابرت کالدول این فرآیند را به تبدیل یک ابر طوفانی به تگرگ تشبیه می‌کند: «انرژی با چگالی بالا به حالتی با جرم و انرژی پایین تبدیل می‌شود.» به عبارت دیگر، ذراتی که زمانی مانند نور رفتار می‌کردند، یخ زدند و به ماده تاریک سرد و کندی تبدیل شدند که امروزه به دنبال آن هستیم.
بیشتر بخوانید
چرا این نظریه مهم است؟
سادگی و زیبایی: این مدل، بدون نیاز به افزودن ذرات یا نیروهای عجیب و غریب جدید، توضیحی بالقوه برای منشا ماده تاریک ارائه می‌دهد.حل معمای انرژی: این نظریه می‌تواند توضیح دهد که بخش بزرگی از انرژی عظیم اولیه جهان به کجا رفته است؛ این انرژی در فرآیند جرم‌دار شدن ذرات، ذخیره شده است.قابلیت آزمایش: برخلاف بسیاری از ایده‌ها، این نظریه قابل آزمایش است! اگر این انجماد کیهانی واقعا رخ داده باشد، باید اثر انگشتی از خود در قدیمی‌ترین نور جهان، یعنی تابش پس‌زمینه کیهان (CMB)، به جای گذاشته باشد. دانشمندان می‌توانند با تحلیل دقیق داده‌های CMB، به دنبال این نشانه‌ها بگردند و صحت این نظریه را بررسی کنند.
نگاهی نو به تاریکی
این نظریه، دریچه‌ای تازه به سوی درک یکی از عمیق‌ترین رازهای کیهان می‌گشاید. اگرچه هنوز راه درازی تا اثبات قطعی آن باقی است، اما این ایده که ماده تاریک ممکن است زمانی نور بوده باشد، هیجان‌انگیز است و پژوهشگران را به جستجوی شواهد در دل داده‌های کیهانی ترغیب می‌کند. همانطور که کالدول می‌گوید: «ما در حال ارائه رویکردی جدید برای اندیشیدن به ماده‌ی تاریک و شاید شناسایی آن هستیم.» این جستجو برای روشن کردن تاریکی، همچنان ادامه دارد.
