آیا ماده تاریک پیش از انفجار بزرگ هم بوده؟

* شکستن رمز و راز ماده‌ی تاریک یکی از ناامیدکننده‌ترین تلاش‌های دنیای فیزیک بوده است.

نقشه‌ی ماده‌ی تاریک در شش خوشه‌ی کهکشانیِ برخوردی

یکی از پیشنهادهای ماندگار برای چگونگی توضیح بخشی از چالش‌های ماده‌ی تاریک اینست که بگوییم این جوهره‌ی رازگونه ریشه‌اش به پیش از مِهبانگ (انفجار بزرگ) می‌رسد. مهبانگ پرطرفدارترین توضیح برای چگونگیِ آغاز شدن کیهان از یک تکینگی و گسترش آن در درازنای میلیاردها سال و پیدایش هر آنچه پیرامونست بوده. و اگر ماده‌ی تاریک زودتر آمده بوده، این بر روش دانشمندان برای شکار آن هم تاثیر می‌گذارد.

تومی تنکانن، فیزیکدان دانشگاه جانز هاپکینز و نویسنده‌ی این پژوهش می‌گوید: «این پژوهش پیوندی (ارتباطی) تازه میان فیزیک ذرات و اخترشناسی را نشان می‌دهد. اگر ماده‌ی تاریک از ذرات نوینی که پیش از مهبانگ پدید آمده بودند ساخته شده باشد، آنها بر چگونگیِ پراکندگی کهکشان‌ها در آسمان تاثیری ویژه می‌گذارند. شاید بتوان با بهره از همین پیوند، هویت این ذرات را شناسایی کرد و نتیجه‌گیری‌هایی هم درباره‌ی زمان پیش از مهبانگ انجام داد.»

تنکانن برای بررسی این که ماده‌ی تاریک چگونه با آنچه که در فیزیک به نام ذرات نرده‌ای (اسکالر) خوانده می‌شود برهم‌کنش انجام می‌دهد، یک مدل ریاضی پدید آورد. تاکنون از این رده‌ از ذرات تنها بوزون هیگز یافته شده. و به گفته‌ی تنکانن، اگر ماده‌ی تاریک به راستی کهن‌تر از مهبانگ باشد، پس قطعا باید با ذرات نرده‌ای برهم‌کنش انجام داده باشد.

تنکانن می‌گوید: «اگر ماده‌ی تاریک واقعا بازمانده‌ی (remnant) مهبانگ بوده باشد، پس در بسیاری موارد پژوهشگران تاکنون می‌بایست یگ سیگنال از ماده‌ی تاریک را در آزمایش‌های گوناگون فیزیک ذرات دیده باشند.»

این واقعیت که پژوهشگران تاکنون چنین سیگنالی را ندیده‌اند آزاردهنده است. ولی تنکانن می‌گوید مدل او شاید رویکردی متفاوت برای پاسخ به پرسش ماده‌ی تاریک به ما نشان دهد: تمرکز بر رصدهای اخترشناختی. او می‌گوید به ویژه این را در توان تلسکوپ اقلیدسِ سازمان فضایی اروپا که سال ۲۰۲۲ آغاز به کار خواهد کرد می‌بیند. این تلسکوپ فضایی برای نقشه‌برداری از لبه‌های کیهان طراحی شده و به دانشمندان اجازه می‌دهد تا حدود ۱۰ میلیارد سال به گذشته نگاه کنند.

گزارش این پژوهشگران در شماره‌ی ۷ اوت نشریه‌ی فیزیکال ریویو لترز منتشر شده است.

--------------------------------------------

تلگرام و توییتر یک ستاره در هفت آسمان:

telegram.me/onestar_in_sevenskies

twitter.com/1star_7sky

واژه نامه:

dark matter - Big Bang - singularity - Tommi Tenkanen - Johns Hopkins University - scalar particle - Higgs boson - European Space Agency - Euclid space telescope - Physical Review Letters

منبع: Space.com

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان