دانشمندان بالاخره مقدار دقیق مواد تشکیل دهنده جهان را اندازه گرفتند

دانشمندان بالاخره مقدار دقیق مواد تشکیل دهنده جهان را اندازه گرفتند

تمامی مواد تشکیل دهنده جهان شامل ماده تاریک، انرژی تاریک و اجرام عادی می‌شود که در تازه‌ترین تحقیقات دانشمندان، مقدار دقیق آن بالاخره مشخص شده است.

خبر رسیده که دانشمندان پس از قرن‌ها تلاش، سرانجام با انجام اندازه‌گیری‌های دقیق میان تمامی مواد تشکیل دهنده جهان را مشخص کرده‌اند. در ادامه با گجت نیوز همراه باشید.

اندازه‌گیری اجزا تشکیل دهنده کیهان آن‌قدرها هم کار راحتی نیست؛ ما می‌دانیم که اکثر ترکیب انرژی و ماده تشکیل دهنده دنیای اطراف ما از ماهیتی به نام انرژی تاریک (Dark energy) تشکیل شده و به صورت کلی می‌توان گفت که این ماهیت همان نیرویی بوده که اجرام آسمانی سراسر کیهان را از هم دور می‌کند. دلیل استفاده از کلمه تاریک اشاره به نادانسته‌های ما در مورد این ماهیت بوده و علاوه بر انرژی تاریک، کیهان شامل ماده تاریک (Dark matter) و ماده عادی هم می‌شود.

در مورد ماده تاریک باید گفت که ابهامات موجود در مورد این ماهیت هم باعث شده تا دانشمندان از کلمه تاریک برای توصیف آن استفاده کنند، اما به صورت غیر مستقیم اثبات شده که این ماده وجود دارد و بخش قابل توجهی از جهان اطراف ما را شامل می‌شود. مواد عادی هم همان چیزهایی هستند که در اطراف خود می‌بینیم و در مقیاس بزرگ‌تر، تمامی ستاره‌ها، سیاره‌ها، منظومه‌ها و اجرام آسمانی دیگر که با چشم دیده می‌شوند، شامل ماده عادی هستند.

مشخص کردن نسبت دقیق این سه ماهیت، یعنی ماده تاریک، ماده عادی و انرژی تاریک کار دشوار و چالش‌برانگیزی بوده، اما همان‌طور که اشاره شد، دانشمندان پس از انجام محاسبات دقیق و پیچیده و اندازه‌گیری‌های جالب‌توجه، به موفقیت رسیده‌اند.

مواد تشکیل دهنده جهان

در ابتدا باید بگوییم که طبق فرمول معروف انیشتین، ماده می‌تواند به انرژی تبدیل شود و همچنین از آنجایی که انرژی برابر ضرب میزان ماده در سرعت نور به توان دو بوده، عکس این فرآیند هم می‌تواند امکان‌پذیر باشد. به همین دلیل وقتی از مواد تشکیل دهنده جهان صحبت می‌کنیم منظور ما میزان مواد و انرژی موجود در کل کیهان است.

با دانستن این مسئله محققان اخیرا اعلام کرده‌اند که مجموع ماده تاریک و عادی در کنار هم ۳۱.۵ درصد از کل این میزان را تشکیل می‌دهند و ۶۸.۵ درصد باقی مانده از انرژی و ماده کیهان، انرژی تاریک است.

ستاره شناس محمد عبدالله (Mohamed Abdullah) از دانشگاه کالیفرنیا می‌گوید که با در نظر گرفتن وسعت کیهان می‌توان گفت که پخش کردن تمامی مواد تاریک و غیر تاریک کیهان به صورت عادلانه در سراسر جهان باعث می‌شود تا در هر مترمکعب تنها ۶ اتم هیدروژن وجود داشته باشد.

دانشمندان بالاخره مقدار دقیق مواد تشکیل دهنده جهان را اندازه گرفتند

البته می‌دانیم که ۸۰ درصد تمامی مواد تشکیل دهنده جهان از نوع تاریک هستند و به همین دلیل در حالت واقعی همه‌ی آن ۶ اتم کوچک هیدروژن نخواهند بود؛ در عوض این اتم‌ها شامل موادی ناشناخته و عجیب خواهند شد که تاکنون درک آن‌ها برای دانشمندان غیر ممکن بوده است.

از طرف دیگر درک ماهیت انرژی تاریک هم موضوعی بوده که اهمیت آن برای درک ماهیت کل کیهان حیاتی است. همان‌طور که گفتیم، این پدیده مرموز باعث انبساط کلی اجرام کیهانی شده و از زمان انفجار بزرگ بیگ بنگ که همه چیز را در کیهان به وجود آورد، انرژی تاریک تاکنون همه چیز را از هم دور کرده است.

تخمین اجرام موجود در کیهان

وقتی به درک بهتری از نرخ انبساط جهانی برسیم، توانایی ما برای فهمیدن سیر تکاملی کل دنیا هم بهتر خواهد شد. به همین دلیل تحقیق در مورد انرژی تاریک یکی از مهم‌ترین موضوعات مورد بحث در علم کیهان شناسی بوده و راه‌های مختلفی برای بررسی این ماهیت ناشناخته وجود دارند.

عبدالله و تیمش برای این کار نحوه حرکت اجرام موجود در خوشه‌های کهکشانی را مورد بررسی قرار دادند؛ این خوشه‌ها از تعداد زیادی کهکشان تشکیل شده‌اند و گرانش موجود بین کهکشان‌ها، آن‌ها را در کنار هم نگه داشته است. در واقع از آنجایی که در طول تاریخ ۱۳.۸ میلیارد ساله کیهان، اجرام گوناگون به تدریج به شکل خوشه‌های مورد نظر در کنار هم جمع شده‌اند، بررسی این خوشه‌ها برای مشخص کردن میزان تمامی مواد تشکیل دهنده جهان روشی مناسب به شمار می‌رود.

به این ترتیب اگر بتوان تعداد خوشه‌های کهکشانی موجود در یک حجم مشخص از فضا را اندازه گرفت، اطلاعات به دست آمده به ما کمک خواهد کرد تا میزان اجرام موجود در سراسر کیهان را تخمین بزنیم؛ با این حال صحبت کردن از چنین کاری بسیار ساده‌تر از انجام آن است.

در همین رابطه تیم عبدالله به دنبال بررسی میزان اجرام موجود در خوشه‌های مورد نظر تحقیقات خود را شروع کردند، اما از آنجایی که مقدار قابل توجهی از مواد موجود تاریک و ناشناخته هستند، نمی‌توان آن‌ها را به صورت مستقیم اندازه گرفت و به همین دلیل تخمین میزان آن‌ها کار دشوار خواهد بود.

رسیدن به میزان دقیق مواد تشکیل دهنده جهان

در نهایت این تیم دانشمندان توانستند با استفاده از تکنیکی هوشمندانه به نام “GalWeight” چالش موجود را برطرف کنند؛ در این تکنیک با بررسی حرکت کهکشان‌های داخل و اطراف یک خوشه، می‌توان با دقت ۹۸ درصدی مشخص کرد که هرکدام از کهکشان‌ها به چه خوشه‌ای تعلق دارند. به این ترتیب می‌توان با تکنیک مورد نظر میزان اجرام موجود در خوشه‌ها را بهتر تخمین زد و سرانجام به عدد دقیقی از تمامی مواد تشکیل دهنده جهان رسید.

آنتولی کلایپین (Anatoly Klypin)، ستاره شناسی از دانشگاه ایالتی نیو مکزیکو می‌گوید که تکنیک به کار رفته توسط تیم عبدالله امکان بررسی هر خوشه به صورت مجزا را فراهم می‌کند و دقت آن از تکنیک‌های آماری و غیر مستقیم و کلی دیگر بسیار بیشتر است.

دانشمندان بالاخره مقدار دقیق مواد تشکیل دهنده جهان را اندازه گرفتند

برای رسیدن به تخمین اعلام شده در مقاله اخیر، عبدالله و همکارانش از تجهیزات پیشرفته پروژه نقشه‌برداری آسمانی دیجیتال اسلون (Sloan Digital Sky Survey) استفاده کردند و با جمع‌آوری اطلاعات دقیق در مورد خوشه‌های کهکشانی مشاهده شده از روی زمین، کار اندازه‌گیری میزان دقیق تمامی مواد تشکیل دهنده جهان را آغاز کردند.

همان‌طور که اشاره شد، نسبت ماده به انرژی کل کیهان ۳۱.۵ به ۶۸.۵ درصد اندازه گرفته شده و عدد مورد نظر با اندازه‌گیری‌های پیشین و تخمین‌های کلی‌تر دانشمندان تطابق دارد. در واقع محاسبات تیم عبدالله یکی از دقیق‌ترین اندازه‌گیری‌هایی بوده که در طول تاریخ ستاره شناسی برای مشخص کردن وضعیت کیهان انجام شده است.

تکنیکی جدید برای کاوش کیهان

به علاوه به نظر می‌رسد که مقاله منتشر شده اخیر اولین نمونه از به کار گیری تکنیک GalWeight برای تخمین میزان مواد موجود در کل جهان بوده و همین مسئله اثباتی به اعتبار تکنیک مورد نظر برای رقابت با سایر روش‌هایی بوده که تا به امروز برای همین منظور به کار گرفته شده‌اند.

روش‌هایی مانند همگرایی گرانشی (gravitational lensing)، نوسانات صوتی باریونی (baryon acoustic oscillations) و ناهمسانگردی تابش زمینه کیهانی (cosmic microwave background anisotropies) که همگی به اعدادی در حدود ارقام مقاله تیم عبدالله دست یافته‌اند.

در پایان تیم دانشگاه کالیفرنیا ابراز امیدواری کرده‌اند که تکنیک GalWeight در آینده برای انواع اندازه‌گیری‌های مربوط به دانش کیهان شناسی استفاده خواهد شد و انتظار می‌رود که بشریت از طریق این تکنیک به اطلاعات بی‌سابقه و شگفت‌انگیزی دست خواهد یافت.

مقاله تیم عبدالله در مورد مواد تشکیل دهنده جهان در ژورنال “The Astrophysical Journal” منتشر شده است.

پاسخ بدهید

وارد کردن نام و ایمیل اجباری است | در سایت ثبت نام کنید یا وارد شوید و بدون وارد کردن مشخصات نظر خود را ثبت کنید *

*

یک دیدگاه

  1. محمد عبدالله؟
    اگه جورجی الکسی چیزی بود الان زنده باد ایالت متحده پر کرده بود اینجارو
    ولی این مطلب با اینکه خیلی جذابه چون یه مسلمون ارایه اش کرده جایی برای پاچه خواری امریکا نمیذاره