اولین سیاهچاله های کیهان کلید حل معمای ماده تاریک هستند

به اعتقاد گروهی از دانشمندان، کلید حل معمای ماده تاریک در نخستین سیاهچاله‌های کیهان نهفته است. آیا به کشف راز این ماده نامرئی نزدیک شده‌ایم؟

یکی از ناشناخته‌ترین پدیده‌های عالم هستی که ذهن بسیاری از دانشمندان را به خود مشغول کرده، ماده تاریک است. تحقیقات جدید نشان می‌دهد که این ماده می‌تواند در تعامل با سیاهچاله‌های کوچک، جرقه‌های نوری ضعیفی تولید کند و در آینده همین جرقه‌ها می‌توانند به دانشمندان کمک کنند تا پرده از راز سر به مُهر آن بردارند.

کلید حل معمای ماده تاریک در سیاهچاله‌هاست

گرچه جرم اکثریت قریب به اتفاق کهکشان‌های جهان را ماده تاریک تشکیل می‌دهد، اما ماهیت دقیق آن برای پژوهشگران هنوز مشخص نشده است. ماده تاریک طبق آنچه دانشمندان ادعا می‌کنند گرانش داشته اما با نور برهمکنشی ندارد و از خود نور تولید نمی‌کند. با این اوصاف ما فقط از طریق برهمکنش‌های گرانشی آن با سایر پدیده‌هاست که شواهدی دال بر وجود آن داریم.

در موقعیت فعلی، محققان به دنبال سناریوهایی هستند که بتواند ماده تاریک را بیشتر آشکار کند و توضیح دهد. سوالی که ذهن آن‌ها را درگیر کرده این است که چرا برای پی بردن به راز نهفته این ماده از سیاهچاله‌ها کمک نگیریم؟ شاید این سوال مضحک به نظر برسد و پیش خودتان بگویید که چطور سیاه چاله‌ها که هر نوری را می‌بلعند، می‌توانند ماده تاریک را نمایان کنند؟

سناریوی دانشمندان برای کشف ماده تاریک چیست؟

دانشمندان سناریویی چیده‌اند که ممکن است چنین چیزی را ممکن کند. آن‌ها یافته‌های خود را به همراه نتایج اولیه در 20 سپتامبر و در یک پایگاه داده گزارش کردند. (این یافته‌ها قطعی نیست و مورد بررسی قرار نگرفته) محققان این گونه فرض می‌کنند که ماده تاریک در اصل می‌تواند با ماده معمولی در تعامل باشد و در طی این فرآیند، نور تولید کند. البته معمولا این طوری نیست و شاید چنین تعاملی نیاز به مقدار معینی انرژی دارد که به سادگی در دسترس ما نیست و سیاه‌چاله‌ها می‌توانند مسیر موردنیاز برای غلبه بر این موانع و روشن شدن حقیقت ماده تاریک را فراهم کنند.

البته تمام سیاه چاله‌های عالم هستی به درک ما از ماهیت ماده تاریک کمک نمی‌کنند و فقط سیاه‌چاله‌های اولیه و بسیار کوچک چنین نقشی ایفا خواهند کرد. این گروه از سیاهچاله‌ها بقایای ستارگان غول پیکر نیستند، بلکه بقایای دوران پر هرج و مرجی هستند که جهان به تازگی متولد شده بود. (در آن زمان ماده و انرژی به طور خود به خودی فشرده شده‌اند تا چنین سیاهچاله‌هایی خلق شوند) برای اولین بار وجود چنین سیاه چاله‌هایی توسط استیون هاوکینگ مطرح شد، اما محققان تا به امروز، نتوانسته‌اند هیچ یک از آن‌ها را پیدا کنند و اگر هم وجود داشته باشند، بسیار نادر و کمیاب خواهند بود.

مثل هر سیاهچاله دیگری که تا به امروز کشف شده، سیاه‌چاله‌های اولیه هم تشعشعات هاوکینگ را تبخیر می‌کنند. (مقصود یک اثر کوانتومی عجیب است که توسط استیون هاوکینگ کشف شد و در آن ذرات مجازی در نزدیکی لبه یک سیاهچاله ظاهر می‌شوند و برخی قادر به گریز از موقعیت هستند) هر چه سیاه‌چاله کوچک‌تر باشد، تشعشعات بیشتری از خود ساطع می‌کند. با این اوصاف سیاهچاله‌های اولیه تقریبا به اندازه جرم یک سیارک در جهان امروزی، تشعشع خواهند داشت.

تشعشعات منتشر شده از سیاه‌چاله‌ها فقط بسته‌های نوری یا فوتون نیستند و می‌توانند هر ذره‌ای اعم از ماده تاریک باشند. همان گونه که سیاهچاله‌های اولیه دچار فروپاشی می‌شوند، ذرات ماده تاریک را ساطع کرده و باعث تشکیل آبشاری خواهد شد که می‌تواند برای مدتی کوتاه، نور مرئی را آزاد کند.

به اعتقاد محققان، این سیگنال‌ها معمولا به شکل جرقه‌های اشعه گاما خواهند بود. شاید رصدخانه‌های فعلی جوابگوی نیاز پژوهشگران نباشد، اما قطع به یقین در آینده رصدخانه پرتوهای گاما با انرژی متوسط که ناسا طراحی کرده، می‌تواند حساسیت و وضوح موردنیاز برای چنین سیگنال‌هایی را داشته باشد.