کوی دانش - kooy

آیا ردیاب امواج گرانشی، ماده تاریک را نیز یافته است؟

آیا ردیاب امواج گرانشی، ماده تاریک را نیز یافته است؟
29 خرداد
05:15 1395
دانشمندان دانشگاه جانز هاپکینز فرضیاتی را به منظور حل و فصل یکی از قدیمی ترین رازهای فیزیک عرضه داشته اند. سال گذشته وقتی یک رصدخانه نجومی اقدام به شناسایی دو سیاه چاله در حال تصادم در عمق فضا نمود، دانشمندان بابت تایید پیش بینی انیشتین مبنی بر وجودِ امواج گرانشی در فضا جشن گرفتند. تیمی از اخترفیزیکدانان اما متوجه نکته دیگری شدند و آن اینکه آیا در نتیجه این آزمایش، "ماده تاریک" که بیشترین مقدار جرم کیهان را تشکیل میدهد هم پیدا شده است؟

تصویر فوق، دو سیاه چاله را دقیقاً لحظاتی قبل از تصادم و ادغام شدن با همدیگر نشان می دهد، در نتیجه این واقعه انرژی به صورت امواج گرانشی آزاد می شود. در تاریخ 26 دسامبر 2015، امواج مزبور بعد از 1.4 میلیارد سال سفر به زمین رسیدند و توسط دو ردیاب دوقلوی LIGO نیز شناسایی شدند. به این ترتیب این دومین بار است که LIGO امواج گرانشی را شناسایی کرده است و تایید بیشتری مبنی بر صحیح بودن نظریه نسبیت عام انیشتین و اثبات آینده امواج گرانشی در حوزه نجوم را در اختیار قرار داده که ثابت می کند با بهره گیری از این امواج می توان کیهان را به شیوه جدیدی شناخت. سیاه چاله های مزبور (از سمت راست به چپ) 14 و 8 برابر جرم خورشید را داشته و بعد از ادغام شدنشان با همدیگر سیاه چاله ای را درست کردند که 21 برابر جرم خورشید را داراست. در واقع  جرمی برابر با جرم خورشید به صورت انرژی گرانشی آزاد شد. 
هشت دانشمند دپارتمانِ فیزیک و نجومِ هنری. ای رولند دانشگاه جانز هاپکینز بعد از اعلام کشف ادغام این سیاه چاله ها توسط رصدخانه امواج گرانشی تداخل سنج لیزری LIGO در ماه فوریه، دست به کار محاسبات شدند. این نتایج به تازگی در ژورنال Physical Review Letters منتشر شده است و فرضیه ای است که بر اساس آن راه حلی برای یکی از رموز دیرپای اخترفیزیک عرضه می شود. 
دانشمندانی که کار نگارش تحقیق را به عهده داشته اند، در ارجاع به جفت سیاه چاله مزبور که آنها را "دو تایی" می نامند می نویسند: "این امکان را در نظر گرفتیم که سیستم دوتایی سیاه چاله ای شناخته شده توسط LIGO ممکن است اثری از ماده تاریک باشد." در ادامه مقاله مزبور، 5 صفحه معادلات ریاضی عرضه شده است که نشان می دهد چگونه محققان جرم دو سیاه چاله شناسایی شده توسط LIGO را به عنوان نقطه شروع در نظر گرفته و اظهار می دارند: «این اجرام می توانند بخشی از ماده رازآلودی باشند که حدود 85 درصد از جرم کیهان را تشکیل می دهد.» 
ماده تاریک که از دهه 1930 به بعد ذهن دانشمندان را به خود مشغول ساخته است به تازگی با دقت بیشتری  مورد بررسی قرار گرفته و شواهد بیشتری از دهه 1970 به بعد در اختیار می گذارد که البته این شواهد «غیرمستقیم» هستند. درحالیکه خود ماده تاریک هنوز شناسایی نشده است اما اثرات گرانشی آن مشاهده گردیده است. به عنوان مثال بنا به اعتقاد دانشمندان، اثر ماده تاریک نزدیک، همان عاملی است که می توان برای شرح دادن عدم تجانس در چرخش ماده مرئی در کهکشان ها عرضه داشت.
 تیم جانز هاپکینز که هدایتشان را سیمون بِرد دانشجوی فوق دکتری به عهده دارد از عظمت جرم سیاه چاله های شناسایی شده توسط LIGO شگفت زده شد. رصدخانه مزبور، خود متشکل از سیستمهای ردیابی ال شکل گسترش پذیری است که به زمین محکم شده است. یکی از این سیستم های ردیابی در لوئیزیانا و دیگری در ایالت واشنگتن واقع است.
جرم سیاه چاله ها برحسب چند برابریِ خورشید ما اندازه گیری می شود. جرم اجرامِ در حال تصادم  که موج گرانشی شناسایی شده توسط LIGO (پروژه مشترک موسسه فناوری کالیفرنیا و موسسه فناوری ماساچوست) را تولید نمودند 36 و 29 برابر جرم خورشید می باشد. این اجرام بسیار بزرگتر از آن هستند که با پیش بینی های انجام شده از اندازه بیشتر سیاه چاله های ستاره ای (ساختارهای فوق  متراکمی که هنگام سقوط ستاره ها شکل می گیرند) تناسب داشته باشند. اما از سوی دیگر کوچکتر از آن هستند که با پیش بینی های عرضه شده از اندازه سیاه چاله های فوق عظیم در مرکز کهکشان ها متناسب باشند. 
البته اجرام شناسایی شده توسط LIGO  با طیف جرمی که از سیاه چاله های "بسیار کهن" انتظار می رود تناسب دارند.
سیاه چاله های بسیار کهن، نه از ستاره ها بلکه از سقوط توده های گسترده گازی طی زمان تولد کیهان شکل گرفته اند. درحالیکه موجودیت این سیاه چاله ها با قطعیت تثبیت نشده است، اما سیاه چاله های خاستگاهی در گذشته از جمله پاسخ های ممکن به مسئله ماده تاریک دانسته می شوند. از آنجایی که شواهد بسیار کمی از سیاه چاله های مزبور وجود دارد، فرضیه  "ماده تاریک همان سیاه چاله های بسیار کهن" است آنچنان طرفداری بین دانشمندان پیدا نکرده است. 
البته یافته های LIGO مجدداً همان فرضیه را به میدان آورده است، مخصوصاً زمانی که اجرام شناسایی شده در آزمایش با جرمی که برای ماده تاریک پیش بینی شده انطباق داشته باشد. پیش بینی هایی که دانشمندان در گذشته انجام داده بودند اظهار می دارد شرایط موجود به هنگام تولد کیهان موجب بوجود آمدن تعداد زیادی از این دست سیاه چاله های خاستگاهی شده است که تقریباً به صورت مساوی در کیهان منتشر شده و در هاله اطراف کهکشان خوشه بندی شده اند. تمام این دست شواهد است که باعث شده تا همین سیاه چاله ها مناسب ترین ماده برای شناسایی به عنوان ماده تاریک باشند.
تیم دانشگاه جانز هاپکینز دست به محاسبه این مطلب زدند که سیاه چاله های خاستگاهی مزبور هر چند وقت یکبار دست به تشکیل جفت های دوتایی می زنند و در نهایت تصادم می کنند. با در نظر گرفتن اندازه و شکل کشیده ای که مشخصه چرخش های دوتایی سیاه چاله های خاستگاهی دانسته می شود، تیم محققان به نرخ تصادمی رسیدند که با یافته های LIGO منطبق است. 
مارک کامینوکوفسکی، پرفسور دپارتمان نجوم و فیزیک ویلیارم آر. کنان جونیور و یکی از نویسندگان مطالعه می گوید: "ادعای ما این نیست که سیاه چاله های نامبرده همان ماده تاریک باشد. در واقع قصد شرط بندی کردن روی این مسئله را هم نداریم بلکه صرفاً بحث جالبی است که ارزش مطرح شدن دارد."
مشاهدات بیشتر انجام شده توسط LIGO و سایر شواهد، برای پشتیبانی از فرضیه ارائه شده لازم است از جمله تشخیص های بیشتری شبیه همان که در ماه فوریه اعلام شد. به این ترتیب فراوانی بیشتر اجرامی به اثبات می رسد که جرمشان با جرم محاسبه شده سنخیت دارد. 
به گفته نویسنده همکار، الی دی. کووتز دانشجوی فوق دکتری فیزیک و نجوم در دانشگاه جان هاپکینز: "در صورتی که رویدادهای 30 جرمی بسیار زیادی داشته باشیم، باید توضیحی برای این مسئله پیدا کرد." وی می افزاید: "کشف موج های گرانشی را می توان با ماده تاریک ربط داد و این مسئله اخترفیزیکدان ها را بسیار به وجد آورده است." کامینوکوفسکی می گوید "امکان صحت داشتن مسئله مزبور بسیار بالاست."

کلمات کلیدی

اشتراک

درباره نویسنده

هنگامه خوش خلق

هنگامه خوش خلق

اینجانب فعالیت خود را به عنوان مترجم از سال 88 و با همکاری با انتشارات طاهریان آغاز کردم .و سپس به عنوان کارمند مترجم با شرکت های مختلفی همکاری داشته ام . در این میان لازم به ذکر است که فعالیت های اینجانب علاوه بر ترجمه کتاب (در آخرین مورد نشر آوند دانش)شامل ترجمه مقالات ، همکاری به عنوان مترجم شفاهی در دوره ها و سمینارهای مختلف و کار به عنوان مسئول مکاتبات و مکالمات خارجی شرکت توسعه اطلاعات بوده است .علاوه بر زبان انگلیسی ، آشنایی متوسط با زبان های اسپانیولی و ترکی استانبولی را نیز دارا می باشم .

 

شما اولین نفری باشید که برای این خبر نظر میدهد
تصویر امنیتی



عبارت در تصویر را وارد کنید


سنگهایی از آنسوی منظومه شمسی

سنگهایی از آنسوی منظومه شمسی

پس از 16 سال که این تکه سنگها بر روی زمین افتاده اند، دانشمندان به این واقعیت پی بردند که آنها از خارج از منظومه شمسی به زمین رسیده اند. این سنگها در سال 2000 (1378) بر روی دریاچه یخ زده تاگیش واقع در بریتیش کلمبیای کشور کانادا به زمین برخورد کردند و در همان زمان هم دانشمندان اعلام کردند که آنها، نمونه هایی کاملاً متفاوت از تمامی نمونه های بدست آمده و طبقه بندی شده از سنگهای کیهانی هستند. هم اکنون محققانی که به ارزیابی ترکیب سنگ مشغول هستند می گویند که نظریه بهتری برایش دارند که البته با شنیدن آن کمی تعجب خواهید کرد. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه باشید...

مطالعه متن کامل
سیاره ای با سه خورشید، سه غروب و سه طلوع

سیاره ای با سه خورشید، سه غروب و سه طلوع

جایی در کهکشان یک اگزوپلنت وجود دارد که سه خورشید را برای خود کنار گذاشته است. یک تیم از ستاره شناسان دانشگاه آریزونا با استفاده از ESO (تلسکوپی بسیار بزرگ از رصدخانه جنوبی اروپا) موفق به یافتن HD 131399Ab شده اند، اگزوپلنتی که بصورت کلی به آن یک «سیستم سه ستاره ای» triple-star system می گویند. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
تصحیح اطلاعات موجود درباره سطح یخی قمر انسلادوس

تصحیح اطلاعات موجود درباره سطح یخی قمر انسلادوس

تصویر فوق ضخامت لایه یخی در انسلادوس را نمایش می دهد که در مناطق استوایی خود (بخش زرد رنگ) به حداکثر 35 کیلومتر هم می رسد ولی در منطقه قطبی جنوب آن (قسمت آبی رنگ) صرفاً 5 کیلومتر ضخامت دارد. این اطلاعات حاصل مدلسازی جدید دانشمندان از این قمر دوستداشتنی زحل است. لیکن اطلاعات پیشین از ضخامت بسیار بیشتر این لایه یخی گفته بود.برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
کشف نوع جدیدی از شهاب سنگ در سوئد

کشف نوع جدیدی از شهاب سنگ در سوئد

یک سنگ فضایی باستانی در معدن سنگی در سوئد کشف شده است. این سنگ، نوعی شهاب سنگ می باشد که پیش از این هرگز روی زمین مشاهده نشده بود و احتمالاً باقی مانده تصادم عظیم سیارکی است که 470 میلیون سال قبل از این رخ داده و نخاله هایش روانه زمین شده است.

مطالعه متن کامل
دوردست ترین اکسیژنی که تا به امروز مشاهده شده است

دوردست ترین اکسیژنی که تا به امروز مشاهده شده است

تیمی از ستاره شناسان با استفاده از آرایه بزرگ میلیمتری/زیرمیلیمتری آتاکاما (ALMA) دست به شناسایی اکسیژن در کهکشان دوردستی زده اند که صرفاً 700 میلیون سال بعد از انفجار بزرگ مشاهده می شود. این کهکشان دوردست ترین کهکشانی است که تاکنون شناسایی اکسیژن روی سطح آن به صورت قطعی انجام شده است و به احتمال زیاد به خاطر تشعشع قوی از ستاره های غول پیکر جوان، یونیزه گشته است. کهکشان مزبور می تواند نمونه منابعی باشد که مسئول سازماندهی کیهان درسال های نخستین شکل گیری کیهان هستند.

مطالعه متن کامل
علوم زمین: برآوردهای جدید از چرخه عمیق کربن

علوم زمین: برآوردهای جدید از چرخه عمیق کربن

دانشمندان در این ماه در Proceedings of the National Academy of Sciences گزارش دادند که در طول میلیاردها سال، میزان کربن بخش خارجی زمین (گوشته بالایی، پوسته، اقیانوس ها و اتمسفر) بتدریج افزایش یافته است.

مطالعه متن کامل
سنسورهای زمین لرزه، تازه ترین ابزار کنترل جوامع

سنسورهای زمین لرزه، تازه ترین ابزار کنترل جوامع

ترافیک آنهم در ساعات شلوغی، علاوه بر سر و صدای موتورها و بوق رانندگان عصبانی، ارتعاشی زیرزمینی را نیز ایجاد می کند. ما قادر به شنیدن بیشتر این ارتعاشات زمینی نیستیم، اما سنسورهای لرزه نگاری می توانند چنین کاری را انجام دهند.

مطالعه متن کامل
قابلیت تشخیص "عصبانیت" می‌تواند تجربه‌ی آنلاین شما را ارتقاء دهد.

قابلیت تشخیص "عصبانیت" می‌تواند تجربه‌ی آنلاین شما را ارتقاء دهد.

احتمالاً همه‌ی ما گاهی زمان استفاده از برخی وب‌سایت‌ها بشدت کلافه شده‌ایم و دوست داشتیم به سازنده‌ی سایت دسترسی داشتیم و به او می‌گفتیم چقدر ما را عصبانی کرده است. شاید در آینده‌ای نزدیک بتوانیم چنین کاری را انجام دهیم. درهر حال، عصبانیت بطور کلی باعث می‌شود ماوس را به شکلی متفاوت حرکت دهیم.

مطالعه متن کامل
ساختمان جدید شهرداری استکلهم هم شبیه گلخانه است و هم کارکرد گلخانه ای دارد

ساختمان جدید شهرداری استکلهم هم شبیه گلخانه است و هم کارکرد گلخانه ای دارد

دیگر عمر ساختمان های قدیمی اداری که فضای بی روحی داشتند به سر آمده است. SelgasCano و U.D. Urban Design AB با همکاری هم و ارائه طرح "Drivhus"، برنده رقابت طراحی دفاتر برنامه ریزی و محیطی مناطق شهری جدید استکهلم در سودراشتادن شدند و استاندارد جدیدی را در عرصه ساختمان اداری شهرداری ها به نام خود ثبت کرده اند.

مطالعه متن کامل
چرا برخی از یخچال های طبیعی آبی رنگ به نظر می رسند؟

چرا برخی از یخچال های طبیعی آبی رنگ به نظر می رسند؟

تصویر فوق: این قطعه یخ دریایی برجسته به خاطر انتشار نور، آبی رنگ به نظر می رسد. یکی از شگفت انگیزترین مناظری که در قطب جنوب به چشم می خورد یخ آبی رنگ این ناحیه است که همانند دریای یخ زده ای مواج به نظر می رسد. در قطب جنوب هرجا در اثر وزش باد و بخار شدن آب، سطحِ یخ ها از برف پاک سازی شده باشد می توان تکه هایی از یخ آبی رنگ را مشاهده کرد. سطح شفاف و صیقل خورده یخ ها، رنگ آبی فیروزه ای بسیار زیبایی را همزمان با قرار گرفتن خورشید بر فراز افق قطبی پیش چشم ما قرار می دهد. از این لحاظ قطب جنوب تنها نقطه در زمین است که می توان قطعات یخ آبی رنگ را دید.

مطالعه متن کامل