شکار ماده تاریک از طریق امواج گرانشی

به‌تازگی مطالعه‌ای که در نشست ملی نجوم در کاردیف توسط کیهان شناسان ارائه شد، روش جدیدی را برای کشف اسرار “ماده تاریک” با مشاهده امواج گرانشی تولیدشده از ادغام سیاهچاله‌ها نشان داد. همانطور که توسط انجمن سلطنتی نجوم گزارش شده است، دکتر الکس جنکینز از دانشگاه کالج لندن رهبری یک تیم بین‌المللی از محققان را بر عهده داشت که از شبیه‌سازی‌های کامپیوتری برای بررسی رفتار سیگنال‌های امواج گرانشی در جهان‌های شبیه‌سازی‌شده با انواع مختلف ماده تاریک استفاده کردند.

ماده تاریک 85 درصد از کل ماده در کیهان را تشکیل می‌دهد. این یکی از بزرگترین اسرار در کیهان‌شناسی است. دانشمندان هنوز در مورد خواص بنیادی آن، از جمله اینکه آیا با ذرات دیگر برهم کنش دارد یا بدون تأثیر از آنها عبور می‌کند، مطمئن نیستند. محققان امیدوارند با مطالعه شکل‌گیری کهکشان‌ها در ابرهای متراکم ماده تاریک که به نام هاله شناخته می‌شوند، پاسخ این سؤالات را دریافت کنند.

به‌طور سنتی، دانشمندان تلاش کرده‌اند که کهکشان‌های گمشده را مستقیماً رصد کنند. با این حال، این کهکشان‌ها اغلب کوچک بوده و در فواصل بسیار دور قرار دارند که تشخیص آنها را حتی با تلسکوپ‌های پیشرفته بسیار دشوار می‌کند. در مطالعه ارائه‌شده در این رویداد، محققان رویکرد جدیدی را پیشنهاد کردند که نشان می‌دهد امواج گرانشی می‌توانند به‌طور غیرمستقیم، فراوانی کهکشان‌های گمشده را اندازه‌گیری کنند.

شبیه‌سازی‌های این تیم نشان داد که در مدل‌هایی که ماده تاریک با ذرات دیگر برهم‌کنش می‌کند، ادغام بسیار کمتری بین سیاه‌چاله‌ها در جهان دور وجود دارد. در حالیکه این اثر در حال حاضر آنقدر ظریف است که نمی‌توان توسط آزمایش‌های امواج گرانشی موجود مشاهده کرد، اما هدف اصلی آن برای نسل بعدی رصدخانه‌هایی خواهد بود که در حال توسعه هستند.

اهمیت کاوش راه‌های جدید برای مطالعه ماده تاریک

دکتر سوناک بوز از دانشگاه دورهام و یکی از نویسندگان همکار این مقاله، اهمیت کاوش در راه‌های جدید برای مطالعه ماده تاریک را بیان کرد و اظهار داشت:

ماده تاریک یکی از اسرار پایدار در درک ما از جهان است. ادامه شناسایی راه‌های جدید برای کشف مدل‌های ماده تاریک و آزمایش پیش‌بینی‌های آن‌ها با استفاده از کاوشگرهای موجود و جدید بسیار مهم است.

این تیم امیدوار است که با استفاده از داده‌های امواج گرانشی، بتوانند بینش‌های ارزشمندی را نه تنها در مورد ماده تاریک، بلکه در مورد شکل‌گیری و تکامل کهکشان‌ها به دست آورند.

مارکوس موسبچ از دانشگاه سیدنی و یکی دیگر از نویسندگان این مقاله با بیان اهمین فرصت منحصربه‌فرد ارائه‌شده توسط امواج گرانشی اظهار داشت:

امواج گرانشی به ما این امکان را می‌دهند که جهان اولیه در حالیکه این امواج بدون مانع از آن عبور می‌کنند را مشاهده کنیم. با این مطالعه قطعاً تداخل‌سنج‌های نسل بعدی برای تشخیص رویدادهای مختلف در فواصل بسیار زیاد حساس‌تر از نسل فعلی خواهند بود.

پروفسور مایری ساکلاریادو از کینگز کالج لندن و همچنین یکی از اعضای تیم تحقیقاتی، بر پتانسیل داده‌های امواج گرانشی نسل سوم تاکید کرد و گفت:

داده‌های امواج گرانشی نسل سوم راهی جدید و مستقل برای آزمایش مدل فعلی ارائه می‌کند که تکامل کیهان ما را توصیف و ماهیت هنوز ناشناخته ماده تاریک را روشن خواهد کرد.

همانطور که دانشمندان به کشف اسرار گسترده کیهان ادامه می دهند، استفاده از امواج گرانشی برای شکار ماده تاریک فرصتی هیجان‌انگیز برای کشف برخی از گریزناپذیرترین اسرار کیهان است. یافته‌های تیم تحقیقاتی مرز جدیدی را در درک ما از ماده تاریک باز کرده است و امید به آینده‌ای روشن‌تر در کشف ماهیت مرموز کیهان را ارائه می‌دهد.

منبع: Interestingengineering