بستن
0 محصول
مشاهده سبد خرید
رشته‌های کیهانی از چه چیزی ساخته شده‌اند؟
فریبا نظامیوند
1397-10-08
رشته‌های کیهانی از چه چیزی ساخته شده‌اند؟
پژوهشگران همواره برای یافتن ماهیت نصف دیگر از مواد معمولی که در حال حاضر اطلاعات زیادی درباره‌ی آنها نداریم، در تلاش بوده‌اند. پیش از این، شبیه‌سازی‌های انجام شده با کامپیوتر به ما این توانایی را می‌داد که بتوانیم درباره‌ی نیمی از مواد معمولی که رشته‌ی کیهانی از آن ساخته شده است، پیش‌بینی‌هایی انجام دهیم. گفته می‌شود که این مواد در دماهای بسیار بالا بین ۱۰۰ هزار تا ۱۰ میلیون درجه سانتی‌گراد بوده و رشته‌های کیهانی از آنها درست شده‌اند.
گروهی از پژوهشگران در دانشگاه جنوا (Geneva) در سوییس توانسته‌اند این پدیده را به طور مستقیم ببینند و مورد بررسی قرار دهند. پژوهش‌های انجام شده نشان می‌دهد که بخش بزرگی از ماده‌ی معمولی گمشده در واقع به شکل گازهای بسیار داغی هستند که توسط باریکه‌های میان‌کهکشانی با هم پیوستگی دارند. مقاله‌ای در مورد این اکتشاف در مجله‌ی نیچر (Nature) چاپ شده است. دستاوردهای یک شبیه‌سازی دیجیتال در مقیاس بزرگ که توزیع ماده را با باریکه‌ها و گره‌های روی شکل نشان می‌دهد.
کهکشان‌ها از فروپاشی ماده‌ی معمولی و سپس سرد شدن تدریجی آن درست می‌شوند. برای شناسایی ریشه‌ی این پدیده، بسیار مهم بود که درباره‌ی چگونگی و همچنین مکان شکل‌گیری بخشی از ماده‌ی معمولی که درباره‌اش بینش دقیقی نداریم اطلاعات بیشتری به دست آوریم. ما این مواد را با نام ذرات مفقوده (missing baryons) می‌شناسیم. برای انجام این کار، فیزیک‌دانان دانشگاه‌های UNIGE و موسسه‌ی فناوری فدرال لوزان EPFL خوشه‌ی کهکشانی آبل (Abell 2744) را مورد بررسی قرار دادند که در مرکز آن توزیع پیچیده‌ای از مواد تاریک و درخشان دیده می‌شد. آنها برای دیدن این خوشه از تلسکوپ فضایی XMM کمک گرفتند که این تلسکوپ به دلیل حساس بودن به پروتوهای ایکس، نشانه‌های وجود گازهای داغ را می‌تواند دریافت کند.
گاز داغ در بخش میانی باریکه‌ها
کاوش‌های مقیاس بزرگ نشان داده‌اند که پراکندگی ماده‌ی معمولی در پهنه‌ی کیهان همگن نیست و به جای آن، ماده‌ی تحت اثر میدان گرانش در ساختارهای رشته‌ای انباشته شده و در ادامه شبکه‌ای از گره‌ها و پیوندها را می‌سازد که ما این ساختار کلی را با نام رشته‌ی کیهانی می‌شناسیم. بخش‌هایی از این رشته که گرانش بیشتری رویش تاثیر کند از بخش گره‌ها دچار واپاشی شده و سپس منجر به ساخته شدن خوشه‌هایی همانند آبل ۲۷۴۴ می‌شود. با انجام مقایسه بین این پدیده با شبکه‌های عصبی، می‌توانیم بگوییم که این رشته‌ها هم همانند شبکه‌های عصبی با گره‌ها به هم پیوسته شده‌اند و پژوهشگران با بررسی همین گره‌ها توانستند به حضور گازهای بسیار داغ ده میلیون درجه‌ای پی ببرند و در ادامه هم به پاسخ پرسش‌هایشان در باره‌ی ذرات مفقوده رسیدند.
دانشمندان تلسکوپ XMM را در مسیری تنظیم کردند که حدس می‌زدند شاید وجود این رشته‌ها را ببینند و در ادامه توانستند به حضور گازهای ۱۰ میلیون درجه‌ای در این رشته‌ها پی ببرند. برای نخستین بار آنها توانستند چگالی و دمای این اجسام را اندازه‌گیری کنند و به درستی پیش‌بینی‌های انجام شده با مدل‌های کامپیوتری پی بردند. اکنون ما به چگونگی سازوکار آن بخش گمشده از ماده‌ی معمولی دست یافته‌ایم.
آیا مقدار ماده‌ی معمولی در کل کاینات به زودی به دست خواهد آمد؟
این پژوهش یکی از بزرگ‌ترین آزمایش‌های راستی‌سنجی برای مدل‌های شکل‌گیری کهکشان‌ها در پهنه‌ی کیهان است. دومنیک اکرت (Dominique Eckert) دانشمند سرپرست این پژوهش می‌گوید:
ما اکنون باید درستی دستاوردمان درباره‌ی ماده‌ی مفقوده‌ی آبل ۲۷۴۴ را مورد آزمایش قرار دهیم و ببینیم که آیا این نظر می‌تواند به همه‌ی کیهان قابل اعمال باشد. بنابراین باید مطالعه‌ی دقیق‌تر و جزئی‌تر این رشته‌ها را در دستور کارمان قرار دهیم و توزیع دما در میان مواد گوناگون و همچنین جنس این مواد را بررسی کنیم تا بفهمیم که ماده‌های سنگین‌تر و چگال‌تر تا چه اندازه در ساختار جهان هستی نقش دارند.
در واقع، اگر پژوهشگران بتوانند مقدار اتم‌های این رشته را اندازه‌گیری کنند در ادامه خواهند توانست تا شمار هسته‌های سنگین را از ابتدای ایجاد جهان هستی به دست آورند. برای انجام کاوش‌های بیشتر درباره‌ی این کار پژوهشی، آژانس فضایی اروپا (ESA) به منظور فرایند راه‌اندازی یک تلسکوپ فضایی تازه از سوییس و پژوهشگران دانشگاه UNIGE به طور گسترده کمک گرفته است. نام این تلسکوپ آتنا (Athena) بوده و در میانه‌های دهه‌ی ۲۰۲۰ میلادی به کار خواهد افتاد.
