تعامل مستقیم ماده تاریک با ماده معمولی کشف شد

به گزارش خبرنگار گروه علم و فناوری خبرگزاری برنا؛ دلیل اینکه ما به ماده تاریک، "تاریک" می‌گوییم این نیست که نوعی ماده سایه‌وار است؛ بلکه به این دلیل است که ماده تاریک با نور تعامل ندارد.

تفاوت در اینجا ظریف، اما مهم است. ماده معمولی می‌تواند تاریک باشد، زیرا نور را جذب می‌کند. برای مثال، ما می‌توانیم سایه ابر‌های مولکولی را در مقابل ستارگان پراکنده کهکشان راه شیری ببینیم. این به این دلیل است که نور و ماده به یکدیگر متصل می‌شوند. 

نور یک موج الکترومغناطیسی است و اتم‌ها دارای الکترون‌ها و پروتون‌های باردار الکتریکی هستند؛ بنابراین ماده می‌تواند نور را ساطع، جذب و پراکنده کند. اما ماده تاریک باردار الکتریکی نیست. این ماده هیچ راهی برای اتصال به نور ندارد و وقتی نور و ماده تاریک به هم برخورد می‌کنند، به سادگی از یکدیگر عبور می‌کنند.

تمام مشاهدات ما نشان می‌دهد که ماده تاریک و نور فقط از طریق جاذبه با یکدیگر تعامل دارند. برای مثال، هنگامی که ماده تاریک در اطراف یک کهکشان تجمع می‌یابد، کشش گرانشی آن می‌تواند نور را منحرف کند. به همین دلیل، ما می‌توانیم با مشاهده چگونگی خمیدگی نور در اثر لنز گرانشی، توزیع ماده تاریک را در جهان نقشه‌برداری کنیم.

همچنین می‌دانیم که ماده تاریک و ماده معمولی از طریق جاذبه با یکدیگر تعامل دارند. کشش ماده تاریک باعث می‌شود که کهکشان‌ها در ابرخوشه‌ها به هم جمع شوند.

اما یک سوال بی‌پاسخ این است که آیا ماده تاریک و ماده معمولی فقط از طریق جاذبه با هم تعامل دارند؟ اگر یک اتم و یک ذره ماده تاریک به هم برخورد کنند، آیا واقعاً فقط از کنار هم عبور می‌کنند؟

از آنجا که ما مستقیماً ذرات ماده تاریک را مشاهده نکرده‌ایم، فقط می‌توانیم گمانه‌زنی کنیم، اما بیشتر مدل‌های ماده تاریک بر این باورند که جاذبه تنها پیوند مشترک با نور و ماده معمولی است. ماده تاریک و ماده معمولی در کنار هم جمع می‌شوند، اما مانند ابر‌های میان‌ستاره‌ای با هم برخورد و ادغام نمی‌شوند.

اما مطالعه جدیدی نشان می‌دهد که این دو نوع ماده ممکن است با هم تعامل داشته باشند و این تعامل می‌تواند جنبه‌های ظریف این ماده مرموز را آشکار کند.

این مطالعه به شش کهکشان کوتوله فوق‌العاده کم‌نور (UFDs) می‌پردازد. این کهکشان‌ها، که نزدیک کهکشان راه شیری قرار دارند، به نظر می‌رسد که ستارگان کمتری نسبت به جرم خود دارند.

این امر به این دلیل است که بیشتر از ماده تاریک تشکیل شده‌اند. اگر ماده معمولی و تاریک فقط از طریق جاذبه با هم تعامل داشته باشند، توزیع ستارگان در این کهکشان‌های کوچک باید از الگوی خاصی پیروی کند. اما اگر ماده معمولی و تاریک به طور مستقیم تعامل کنند، این توزیع می‌تواند متفاوت باشد.

برای آزمایش این فرضیه، تیم تحقیقاتی شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای از هر دو سناریو را انجام داد. آنها دریافتند که در مدل غیرتعاملی، توزیع ستارگان در مرکز کهکشان‌های کوتوله فوق‌العاده متراکم‌تر و در لبه‌ها پراکنده‌تر می‌شود. اما در مدل تعاملی، توزیع ستارگان یکنواخت‌تر خواهد بود. هنگامی که آنها این مدل‌ها را با مشاهدات شش کهکشان مقایسه کردند، مدل تعاملی تطابق بهتری نشان داد. 
به نظر می‌رسد که ماده تاریک و ماده معمولی به شیوه‌هایی فراتر از کشش‌های گرانشی خود با یکدیگر تعامل دارند.

داده‌های کافی برای تعیین دقیق ماهیت این تعامل وجود ندارد، اما همین که هرگونه تعاملی وجود دارد، تعجب‌آور است.

این یافته‌ها نشان می‌دهد که مدل‌های سنتی ما از ماده تاریک حداقل تا حدی اشتباه هستند. همچنین ممکن است راه‌های جدیدی برای تشخیص مستقیم ماده تاریک نشان دهد. با گذشت زمان، ممکن است سرانجام معمای این ماده تاریک، اما نه کاملاً نامرئی، حل شود. 
این مقاله در ابتدا توسط Universe Today منتشر شده است.

انتهای پیام/