به گزارش IA: وقتی دانشمندان به داده های تلسکوپ هایی مانند تلسکوپ فضایی جیمز وب نگاه می کنند، به گذشته نگاه می کنند. از آنجایی که نور با سرعت محدودی حرکت می کند، آنچه امروز می بینیم رویدادهایی هستند که میلیون ها یا حتی میلیاردها سال پیش روی داده اند.
برای درک بهتر این سوال باید گفت که نور با سرعت 300000 کیلومتر در ثانیه حرکت می کند. نور ساطع شده از یک جرم آسمانی دور از زمین سال ها طول می کشد تا به سیاره ما برسد. ستاره ای را در فاصله یک سال نوری از زمین تصور کنید. هنگامی که نور این ستاره یک سال بعد به زمین می رسد، می توانیم ستاره را مانند یک سال پیش ببینیم و زمان کنونی آن را نمی بینیم.
اندازه گیری ماده تاریک حتی دشوارتر است زیرا ماده تاریک نور ساطع نمی کند.
بنابراین محققان از نظریه نسبیت انیشتین استفاده کردند و اعوجاج نور از کهکشان های دور را اندازه گیری کردند تا مشخص کنند کهکشان چقدر ماده تاریک در پیش زمینه دارد. هرچه خمش نور بیشتر باشد، مقدار ماده تاریک در کهکشان “عدسی” بیشتر است که باعث این اعوجاج می شود. این روش اثر همگرایی گرانشی نامیده می شود. کهکشان های عدسی دیسکی هستند اما به دلیل وجود غبار زیاد بین ستاره ای شکل عدسی به خود گرفته اند و البته تولد ستارگان این دسته از کهکشان ها زیاد است.
اجرام عظیم آسمانی مانند سیاهچاله ها نور را از دیگر کهکشان ها و ستارگان منحرف می کنند و ستاره شناسان از این روش برای رصد بهتر اجرام استفاده می کنند، اما این بار از این اثر نه برای مطالعه کهکشان های دیگر، بلکه خود ماده تاریک استفاده کردند.
مشکل کهکشان های دور
همانطور که به کهکشان های دورتر نگاه می کنیم، نوری که از آنها می آید ضعیف تر می شود و بنابراین اثر همگرایی گرانشی ضعیف تر و سخت تر می شود. دانشمندان سعی کرده اند از سیگنال های نوری چند کهکشان برای حل این مشکل استفاده کنند، اما ناتوانی در تشخیص کهکشان های بسیار دور به این معنی است که تاکنون فقط ماده تاریک مورد مطالعه قرار گرفته است که تنها هشت تا 10 میلیارد سال عمر دارد.
از آنجایی که جهان در حدود 13.7 میلیارد سال پیش آغاز شد، ناشناخته های زیادی در مورد زمان شروع و اتفاقات بعدی وجود دارد. برای درک بهتر این دوره، محققان دانشگاه ناگویا و دانشگاه توکیو در ژاپن با رصدخانه ژاپن و دانشگاه پرینستون در ایالات متحده برای استفاده از منبع متفاوتی از نور پس زمینه از سحابی مایکروویو همکاری کردند.
نگاه محققان به ماده تاریک 12 میلیارد سال پیش چگونه است؟
در این همکاری، دانشمندان از داده های نور مرئی برای شناسایی 1.5 میلیون کهکشان عدسی شکل که 12 میلیارد سال قدمت دارند، استفاده کردند. سپس از تابش پس زمینه کیهانی (CMB) بیگ بنگ برای غلبه بر کمبود نور از کهکشان های دورتر استفاده کردند.
با استفاده از داده‌های تشعشعات مایکروویو به‌دست‌آمده توسط ماهواره پلانک آژانس فضایی اروپا، محققان توانستند همگرایی امواج مایکروویو را توسط این کهکشان‌ها اندازه‌گیری کنند.
یویچی هاریکان، استادیار دانشگاه توکیو، در یک بیانیه مطبوعاتی گفت که اکثر محققان از کهکشان های اجدادی برای اندازه گیری توزیع ماده تاریک بین اکنون تا هشت میلیارد سال پیش استفاده می کنند.
با این حال، می توانیم به عقب تر نگاه کنیم. ما از تابش پس زمینه کیهانی دورتر برای اندازه گیری ماده تاریک استفاده کردیم. برای اولین بار، ما ماده تاریک را تقریباً در اولین لحظات شکل گیری جهان اندازه گیری کردیم.
تجزیه و تحلیل اولیه نشان داد که محققان داده های کافی برای تعیین توزیع ماده تاریک داشتند و توانستند ماده تاریک را 12 میلیارد سال پیش تشخیص دهند.
کهکشان هایی که 1.7 میلیارد سال پس از انفجار بزرگ شکل گرفتند هنوز در مراحل اولیه کیهانی خود بودند. در همان زمان، اولین خوشه های کهکشانی نیز شروع به شکل گیری کردند. خوشه های کهکشانی در مجموع از 100-1000 کهکشان تشکیل شده اند که حاوی مقادیر زیادی ماده تاریک هستند.
تا کنون، این گروه تنها یک سوم از داده های تابش پس زمینه کیهانی موجود را تجزیه و تحلیل کرده است. تجزیه و تحلیل بیشتر به محققان اجازه می دهد تا به عقب نگاه کنند.
46: