مارپیچ های غول پیکری که می توانند هستی ما را توضیح دهند
* مارپیچ های مغناطیسی غول پیکری در آسمان یافته شده که می توانند بیشتر بودن ماده نسبت به پادماده، و در نتیجه هستیِ کیهان را توضیح دهند. این مارپیچ ها با بررسی داده های تلسکوپ فضایی فرمی ناسا یافته شده اند.
 |
در تصویری که اینجا می بینید، نقشه ی تلسکوپ فضایی پرتو گامای فرمی (FGST) از آسمان نشان داده شده. نوار مرکزی کهکشان از تصویر زدوده شده تا پرتوهای گامایی که از خود کهکشان سرچشمه گرفته اند در نقشه دیده نشوند. پرتوهای گاما با انرژی های گوناگون، با نقطه هایی به رنگ های گوناگون نشان داده شده: نقطه های سرخ پرتوهای گامای بسیار پرارژی، نقطه های سبز انرژی میانگین، و نقطه های آبی هم کمترین انرژی را می نمایانند. در پژوهش تازه، دانشمندان این نقشه را برای یافتن الگوهای مارپیچ در پراکندگی پرتوهای گاما در بخش هایی از آسمان، به گونه ای که پرانرژی ترین پرتوی گاما در مرکز مارپیچ باشد و پرتوهای گامای کم انرژی تر در راستای مارپیچ، بررسی کردند. بر پایه ی نظریه، بیشتر الگوهای مارپیچی که یک میدان مغناطیسی مارپیچ در کیهان پدید می آورد باید یک‌دستی باشد: چپگرد یا راستگرد. و این همان چیزی بود که در داده های تلسکوپ فرمی دیده شد: فزونی مارپیچ های چپگرد نسبت به راستگرد.
(منبع عکس: انجمن سلطنتی اخترشناسی) |
بر پایه ی بهترین نظریه های فیزیک، ما نباید وجود داشته باشیم. این نظریه ها می گویند در مهبانگ (انفجار بزرگ)، می بایست به مقدار برابری ذرات ماده و پادماده تولید شده باشد که آن ها هم تقریبا بی درنگ می بایست یکدیگر را نابود کرده و هیچ چیزی به جز نور بر جا نگذاشته باشند.
از همین رو این واقعیت که ما وجود داریم -و این که به نظر می رسد پادماده ی بسیار کمی در جهان وجود دارد - به یکی از بزرگ ترین رازهای ناگشوده در فیزیک تبدیل شده است.
برتری تک قطبی
در سال ۲۰۰۱، تانمای واچاسپاتی از دانشگاه ایالتی آریزونا یک راه حل کاملا نظری پیشنهاد کرد. بر پایه ی نظریه ی وی، حتی اگر ماده و پادماده به مقدار برابر هم ساخته شده بودند در هنگام نابود کردن یکدیگر می توانسته اند به مدتی کوتاهی ذرات تک‌قطبی و پادتک‌قطبی -ذراتی فرضی که تنها یک قطب مغناطیسی شمال یا جنوب دارند- پدید آورده باشند.
این تک قطبی ها و پادتک قطبی ها هم به نوبه ی خود یکدیگر را نابود کردند و دوباره ماده و پادماده ساختند. ولی به دلیل یک تغییر ناگهانی در طبیعت به نام "نقض سی پی" (CP violation)، این فرایند به سود ماده گرایش یافت و درنتیجه جهانِ پر از ماده ای که امروز می بینیم را پدید آورد.
واچاسپاتی نشان داده که اگر چنین چیزی رخ داده باشد، می بایست یک نشانه از آن را امروز ببینیم: میدان های مغناطیسی پیچ خورده ای که در کیهان نفوذ کرده اند- سنگواره ای از تک قطبی هایی که به مدت کوتاهی پدید آمده بودند. وی همچنین نشان داده که این سنگواره ها (فسیل) می بایست مانند مارپیچ های چپگرد دیده شوند نه مارپیچ های راستگرد.
واچاسپاتی نشان داده که اگر چنین چیزی رخ داده باشد، می بایست یک نشانه از آن را امروز ببینیم: میدان های مغناطیسی پیچ خورده ای که در کیهان نفوذ کرده اند- سنگواره ای از تک قطبی هایی که به مدت کوتاهی پدید آمده بودند. وی همچنین نشان داده که این سنگواره ها (فسیل) می بایست مانند مارپیچ های چپگرد دیده شوند نه مارپیچ های راستگرد.
 |
| برداشت هنری از تلسکوپ فضایی پرتو گامای فرمی در مدار زمین- تصویر بزرگ تر |
FGST در سال ۲۰۰۸ به فضا پرتاب شد و کارش جستجو و دریافت پرتوهای گاما از چشمه های دوردست، مانند سیاهچاله های ابرپرجرمِ مرکز بیشتر کهکشان های بزرگ است. این پرتوهای گاما در راه بسیار دور و درازی که برای رسیدن به زمین می پیمایند، از میدان های مغناطیسی که بر سر راهشان است تاثیر می گیرند [این تاثیر در مسافت های کوتاه، چشمگیر و دیدارپذیر نیست -م]. اگر میدانی که بر سر راهشان است مارپیچ باشد، الگویی مارپیچ در پراکندگی پرتوهای گاما پدید خواهد آمد.
پیچ در پیچ
نشان به آن نشانی، این درست چیزی بود که آن ها یافتند- البته، شاید! واچاسپاتی می گوید: «چیزی که ما یافتیم نشان دهنده ی چپگردی همه ی این الگوها بود. هرچند نمی توانیم مطمئن باشیم.» وی می گوید کمتر از یک درصد شانس این هست که آنچه در داده های فرمی دیده شده تصادفی باشد: «این محافظه کاریست.»
آنها همچنین دریافتند که پیچ های درون این میدان کمی بزرگ تر از پیش بینی آن هاست. واچاسپاتی می گوید: «پس اینجا رازهایی هست. به گفته ی وی، داده های بیشتری که انتظار می رود امسال از تلسکوپ فِرمی به دست آید، به محدود کردن احتمال ها کمک خواهد کرد.
اگر دستاورد آن ها درست باشد، یافته ای بنیادین خواهد بود که برای نخستین بار سازوکار دقیقی که به کمبود پادماده در کیهان انجامید را نشان می دهد.
نیکول بل از دانشگاه ملبورن استرالیا هشدار می دهد که چیزهای دیگر هم می توانسته بر میدان های مغناطیسی تاثیر گذاشته باشد، از جمله پدیده ی پَندام (تورم). افزون بر آن، برای آن که "نقض سی پی" به اندازه ی کافی ماده از کیهان فراهم کرده باشد، معمولا به "فیزیکی نوین" نیاز خواهیم داشت - چیزی فراتر از مدل استاندارد برای فیزیک ذرات- که تاکنون به گونه ی تجربی تایید نشده است. وی می گوید: «به هر روی، این پنداشت بسیار هیجان انگیزی است.»
آنها همچنین دریافتند که پیچ های درون این میدان کمی بزرگ تر از پیش بینی آن هاست. واچاسپاتی می گوید: «پس اینجا رازهایی هست. به گفته ی وی، داده های بیشتری که انتظار می رود امسال از تلسکوپ فِرمی به دست آید، به محدود کردن احتمال ها کمک خواهد کرد.
اگر دستاورد آن ها درست باشد، یافته ای بنیادین خواهد بود که برای نخستین بار سازوکار دقیقی که به کمبود پادماده در کیهان انجامید را نشان می دهد.
نیکول بل از دانشگاه ملبورن استرالیا هشدار می دهد که چیزهای دیگر هم می توانسته بر میدان های مغناطیسی تاثیر گذاشته باشد، از جمله پدیده ی پَندام (تورم). افزون بر آن، برای آن که "نقض سی پی" به اندازه ی کافی ماده از کیهان فراهم کرده باشد، معمولا به "فیزیکی نوین" نیاز خواهیم داشت - چیزی فراتر از مدل استاندارد برای فیزیک ذرات- که تاکنون به گونه ی تجربی تایید نشده است. وی می گوید: «به هر روی، این پنداشت بسیار هیجان انگیزی است.»
بازبرد در نشریه:
magnetic spiral - NASA - Fermi space telescope - Big Bang - matter - antimatter - Tanmay Vachaspati - Arizona State University - monopole - antimonopole - magnetic pole - CP violation - magnetic field - fossil - left-handed - right-handed - gamma ray - FGST - supermassive black hole - galaxy - Earth - helical - Nicole Bell - University of Melbourne - inflation - standard model - Milky Way
منبع: newscientist
برگردان: یک ستاره در هفت آسمان
0 دیدگاه شما:
ارسال یک نظر