ریشه های یک رمز و راز تاریک

واقعیت ممکن است این گونه باشد که چهار پنجم از ماده در زمان شکل گیری گیتی، میلیون سال ها پیش از این که نخستین ستاره متولد شده باشد، توسط سیاهچاله ها بلعیده شده است.
اگر تاکنون چیزی در این مورد نشنیده اید باید بگوییم یک مشکل بسیار، بسیار بزرگ درباره گیتی وجود دارد: حدود 80 درصد از آن چه در گیتی وجود دارد، گم شده است.

ستاره شناسان این ماده را «ماده تاریک» می نامند. آنها می دانند که این ماده وجود دارد اما تاکنون کسی موفق به شناسایی خود این ماده نشده است. جدا از اعمال کشش گرانشی، ماده تاریک به نظر نمی رسد با ستارگان، سیاره ها، گرد و غبار، اتم ها، ذرات زیراتمی یا هر ماده «عادی» دیگر که ما می شناسیم تعامل داشته باشد. این ماده اساسا نامرئی است.

با این وجود، گروهی از پژوهشگران به رهبری آلکساندر کاشلینسکی فکر می کنند کشف پیشگامانه اخیر امواج گرانشی می تواند به خط زدن این ایده که ماده تاریک از ذرات مرموز و دشوار برای شناسایی شکل گرفته است، کمک کند.

به نظر این پژوهشگران سیاهچاله های عظیم مانند دو موردی که برخوردشان موجب شکل گیری امواج گرانشی شده است ممکن است در زمان «انفجار بزرگ» یا «بیگ بنگ» شکل گرفته باشند. این به معنای آن است ماده تاریک که بخش اعظم گیتی را تشکیل داده است به هیچ وجه از ذراتی مرموز درست نشده و تنها ممکن است سیاهچاله باشد.

اگر کاشلینسکی و همکارانش درست بگویند، واقعیت ممکن است این گونه باشد که چهار پنجم از ماده در زمان شکل گیری گیتی، میلیون سال ها پیش از این که نخستین ستاره متولد شده باشد، توسط سیاهچاله ها بلعیده شده است.

همچنین این واقعیت فرضی داری یک جنبه ناخوشایند دیگر است: تعداد بیشماری از زهکش های کیهانی باستانی و حریص در تاریکی فضای اطراف ما کمین کرده و ماده «عادی» را همانند عروسک گردان هایی ناشناس به سمت خود می کشند.

فریتز زوئیکی، یک ستاره شناس در موسسه فناوری کالیفرنیا مشهور به کالتک، برای نخستین بار ایده ماده تاریک را در سال 1933 مطرح کرد. زوئیکی در تلاش برای بررسی و تشریح یک گروه از کهکشان ها بود که امروزه به نام خوشه کهکشانی کما شناخته می شود. این خوشه با حدود یک تریلیون ستاره در فاصله حدود 2.2 میلیارد سال نوری از سیاره زمین قرار گرفته است. برای انجام این کار زوئیکی دو معیار شامل روشنایی و میزان سرعت حرکت کهکشان ها را مقایسه کرد.

پس از آن که زوئیکی با استفاده از یک تلسکوپ ویژه که کالتک برای وی ساخته بود از خوشه عکسبرداری کرد، وی سرعت متوسط تمام آن کهکشان ها را اندازه گیری کرده و وزن خوشه را بدست آورد. سپس این داده ها را با روشنایی خوشه مقایسه کرد.

زوئیکی از نتایج بررسی های خود متعجب شده بود. خوشه برای تشریح حرکات تمام کهکشان ها بیش از اندازه تاریک بود؛ محاسبات وی نشان داد گروه‌های ستارگان بیش از اندازه سنگین بودند. زوئیکی این گونه استدلال کرد که توده ای پنهان که آن را «ماده تاریک» نامید در خوشه کمین کرده و آن را سنگین ساخته است و از این طریق ناهمخوانی موجود را توضیح داد.

پزوهشگران تاکنون موارد مشابه ماده تاریک را در کل گیتی کشف کرده اند که در لبه های کهکشان ها کمین کرده و با حرکت ستارگان آنها بازی می کنند.