یونانیان باستان ایده جالبی داشتند.”جهان ساده است” به نظر آن ها تنها چیزی که شما برای ساخت کیهان نیاز داشتید چهار عنصر بود. زمین هوا آتش وآب. این نظریه جالب که ساده و زیباست این گونه ادامه پیدا می کند: با ترکیب این چهار ماده اصلی به شکل های مختلف میشود تمام گوناگونی های شگفت انگیز دنیا را پدید آورد. مثلا زمین و آتش چیزهای خشک را به ما می دهد و هوا و آب چیزهای مرطوب را. اما با تکمیل نظریه های مختلف این نظریه به مشکل بر می خورد. در این نظریه هیچ چیزی که قابل اندازه گیری باشد پیش بینی نشده است. در حالی که اندازه گیری اساس علم تجربی است و بدتراز آن این است که نظریه اشتباه است. پس ماده تاریک چه می تواند باشد؟ در این مقاله درباره ماده تاریک با ما همراه باشید…
لئوکیپوس وارد می شود
اما یونانیان دانشمندان بزرگ ذهن بودند. در قرن پنجم پیش از میلاد لئو کیپوس از میلتوس یکی از جاودانه ترین ایده های علمی را مطرح کرد. هر چیزی که می بینیم از بخش های غیرقابل تقسیم و کوچک به نام اتم ساخته شده است. این نظریه ساده و زیباست و نسبت به نظریه خاک, آتش و آب دارای مزیت درست بودن است. قرن ها تفکر علمی و آزمایش ثابت کرده است که عناصر واقعی مثل هیدروژن, کربن و آهن می توانند به اتم تجزیه بشوند. در نظریه لئو کیپوس اتم کوچکترین بخش و غیر قابل تقسیم یک ماده است که به صورت هیدروژن, کربن و آهن قابل شناسایی است.
تنها اشتباه ایده لئوکیپوس این بود که اتم ها در واقع قابلیت تقسیم دارند. گذشته از این ایده اتم های اون تنها تونست بخش تشکیل دهنده کوچکی از کیهان را شرح بدهد. چیزی که به نظر میرسد بخش معمولی از این جهان است. در واقع تقریبا کمیاب است. اتم های لئوکیپوس و چیزهایی که از آن ساخته شده اند تقریبا پنج درصد چیزهایی که وجود دارد را می سازند. فیزیکدان ها معتقدند که 95% بقیه جهان از ماده تاریک و انرژی تاریک ساخته شده است. از کجا می دانیم؟ چون ما به چیزها نگاه می کنیم و آن هارا می بینیم شاید به نظر ساده انگارانه برسد اما در واقع تقریبا مفهوم عمیقی دارد.
زمینه کیهانی
تقریبا تمام چیزهایی که از اتم ساخته شده اند. قابل مشاهده اند. اگر به رویشان نور بیندازیم می توانیم آن هارا ببینیم. وقتی به فضا نگاه می کنیم ستاره ها و کهکشان هارا می بینیم. بعضی از آن ها مثل کهکشان ما زیباست. شکل های مارپیچی دارند و به زیبایی در فضا می چرخند. وقتی دانشمندان برای اولین بار حرکت گروهی از کهکشان هارا در سال 1930 اندازه گیری کردند. و میزان ماده ای که در بر داشت سنجیدند, شگفت زده شدند. چون که فهمیدند چیزی وجود ندارد که آن ها بتوانند ببینند و این گروه ها را به هم متصل نگاه دارند.
اندازه گیری های بعدی کهکشان های منفرد این نتیجه حیرت آور را تایید کرد. حقیقتا چیز آشکاری در کهکشان ها وجود نداشت تا جاذبه ی لازم را برای کنار هم قرار گرفتن آن ها فراهم کند. این طور که به نظر می رسد آن ها باید از هم جدا می بودند. درحالی که این طور نیست. پس باید چیزی وجود داشته باشد که ما نمی توانیم آن را ببینیم ما به آن چیز ماده تاریک می گوئیم. امروزه بهترین گواه برای وجود ماده تاریک از اندازه گیری چیزی به نام زمینه کیهانی (تابش بعد از انفجار بزرگ) بدست آمده است. اما این یک ماجرای دیگر است.
آیا ماده تاریک واقعا هست؟
در این مقاله درباره ماده تاریک تمام شواهدی که داریم به ما می گوید که ماده تاریک وجود دارد و این دلیل همه ی چیزهایی است که در کهکشان های زیبای حلزونی که آسمان را پر می کند وجود دارد. اما این مارا به کجا می رساند؟ ما خیلی وقت است که می دانیم آسمان به دور ما نمی چرخد. و می دانیم که ساکن یک سیاره تقریبا معمولی هستیم که به دور یک ستاره تقریبا معمولی می چرخد که خودش هم در بازوی حلزونی یک کهکشان تقریبا معمولی قرار دارد. کشف ماده تاریک ما را یک قدم جلوتر از تصوراتمان درباره مرکزیتمان در جهان می برد و به ما می گوید که چیزی که ما از آن ساخته شده ایم تنها جزء کوچکی از آن چیزی است که جهان را می سازد. اما هنوز ادامه دارد.
در اوایل این قرن دانشمندانی که درباره فضا مطالعه می کردند تایید کردند که نه تنها همه چیز در کیهان در حال دور شدن از هم است (همانطور که جهانی که با یک انفجار چگال بزرگ آغاز شده می شود انتظار داشت) بلکه انبساط جهان در حال سریع شدن هم هست. اما چرا؟ یا انرژی ای وجود دارد که این افزایش سرعت را تشدید می کند(همانطور که اتوموبیل برای حرکت نیاز به انرژی دارد) یا این که جاذبه آن طور که انتظار داریم رفتار نمی کند. بیش تر دانشمندان فکر می کنند که اولی می تواند درست باشد. یعنی نیرویی وجود دارد که این شتاب را به جلو می راند و آن ها اسمش را انرژی تاریک گذاشتند.
نظریه ابرتقارن چیست؟
امروزه اندازه گیری های دقیق به ما اجازه می دهد که بدانیم چه مقدار از این جهان تاریک است. به نظر می رسد که انرژی تاریک تنها 68% جهان و ماده تاریک حدود 27% آن را تشکیل می دهد. یعنی ما می مانیم و تنها 5% چیزی که می توانیم ببینیم. اما این چیزهای تاریک از چه چیزهایی تشکیل شده اند. ما نمی دانیم اما نظریه ای به نام نظریه ابر تقارن وجود دارد که می تواند بخشی از این ماجرا را توضیح دهد. نظریه ابر تقارن یا مخفف آن “سوسی” وجود تعداد زیادی ذره جدید را پیش بینی می کند که بعضی از آن ها می تواند ماده تاریک را ساخته باشد. اگر بتوانیم نظریه سوسی را اثبات کنیم می توانیم درکمان را از 5% جهانی که واقعا می توانیم ببینیم به سه برابر برسانیم.
نظریه ریسمان چیست؟
درک انرژی تاریک به احتمال زیاد سخت تر است. اما چند نظریه اندیشمندانه وجود دارد که شاید بتواند راه را به ما نشان بدهد. در بین این نظریه ها نظریه هایی وجو دارند که ایده آن ها به دوران یونان باستان می رسد. ایده ای که چند لحظه پیش راجع به آن صحبت کردیم. این ایده که کیهان باید ساده باشد. این تئوری ها می گویند که تنها یک عنصر وجود دارد که گوناگونی های جهان از آن نشات می گیرد. یک ریسمان لرزان. این نظریه می گوید که تمام ذراتی که امروزه آن ها را می شناسیم تنها حاصل نوسانات متفاوت ریسمانند. متاسفانه امروز هنوز هم نظریه ی ریسمان غیر قابل آزمایش است اما ناشناخته های کیهان آن قدر زیادند که احتمال آزمایش این نظریه هم می تواند وجود داشته باشد.
آیا با تمام چیزهایی که گفتیم باید احساس کوچک بودن و حقارت کنیم؟ نباید چنین احساسی داشته باشیم به جای آن باید حیرت زده باشیم چون تا جایی که ما می دانیم شما یکی ازاعضای تنها گونه ای هستید که حتی می تواند آغاز به فهم این شگفتی ها بکند. و شما در حال زندگی در زمان مناسبی برای مشاهده انفجار درک ما از کیهان هستید. از همراهی شما عزیزان سپاس گزاریم.