زمان ایجاد ماده تاریک و مطالعه منشا آن
زمان ایجاد ماده تاریک و مطالعه منشا آن، بر اساس مطالعه جدید انجام شده نشان می دهد، ماده تاریک ، ماده مرموزی است که نیروی جاذبه ایجاد می کند اما هیچ نوری از خود ساطع نمی کند. ممکن است واقعاً از غلظت های وسیعی از سیاهچاله های باستانی ایجاد شده در ابتدای جهان باشد.برای شناخت کامل ماده تاریک و نحوه ایجاد آن تا انتهای مقاله زمان ایجاد ماده تاریک با مجله تخصصی آندرومدا مگ همراه باشید.
شاید ماده تاریک از ابتدای زمان از سیاهچاله ساخته شده است
این نتیجه گیری از تجزیه و تحلیل امواج گرانشی یا موج در فضا-زمان حاصل از دو برخورد دور بین سیاهچاله ها و ستاره های نوترونی است.
امواج مربوطه با نام GW190425 و GW190814 در سال 2019 توسط رصدخانه موج گرانشی با تداخل سنج لیزری (LIGO) در واشنگتن و لوئیزیانا و تداخل سنج ویرجین در نزدیکی پیز، ایتالیا ایجاد شد. تجزیه و تحلیل قبلی نشان می داد که این موج در اثر برخورد بین سیاهچاله ها بین 1.7 تا 2.6 برابر جرم خورشید و یا یک ستاره نوترونی کوچکتر یا یک سیاهچاله بسیار بزرگتر تولید شده است.
اما این امر باعث می شود یکی از اشیا در هر برخورد چیزی باشد که فیزیکدانان نجومی آن را سیاهچاله با جرم خورشید می نامند، تقریباً با جرم خورشید نیز برابری میکند.
ولدیمیر تاخیستوف ، نویسنده اصلی تحقیق مربوطه ، که از دانشگاه کالیفرنیا ، لس آنجلس است ، به Live Science در یک ایمیل گفت:
در عوض ، محققین پیشنهاد کردند در این مطالعه که در 16 فوریه در مجله Physical Review Letters منتشر شد ، این سیاه چاله های توده خورشیدی ممکن است جز سیاه چاله های “اولیه” باشند که در طول انفجار بزرگ ایجاد شده اند. تاخیستوف گفت ، یا ممکن است بعداً هنگام تبدیل شدن ستاره های نوترونی به سیاهچاله هایی شکل گرفته باشند – یا پس از بلعیدن سیاه چاله های اولیه ، یا پس از جذب برخی از انواع پیشنهادی ماده تاریک، ماده مرموزی که باعث ایجاد نیروی جاذبه می شود با نور در تعامل نمی باشد
سیاهچاله های اولیه
سیاه چاله های اولیه، اگر وجود داشته باشند ، به احتمال زیاد در اولین ثانیه انفجار بزرگ در حدود 13.77 میلیارد سال پیش ایجاد شده اند. آنها در همه اندازه ها ارائه می شدند کوچکترین آنها میکروسکوپی و بزرگترین آنها دهها هزار برابر جرم خورشید ما بودند.
محاسبات نشان می دهد که کوچکترین عمل “تبخیر” شده در حال حاضر ، با انتشار ذرات کوانتوم از طریق فرایند موسوم به تابش هاوکینگ ، به طوری که فقط سیاهچاله های اولیه با جرم های بیشتر از 10 ^ 11 کیلوگرم – در حدود جرم یک سیارک کوچک است که هنوز امروزه وجود دارند
برخی از اخترفیزیکدانان فکر می کنند اگر این عوامل وجود داشته باشند ، می توانند هاله های عظیم “ماده تاریک” را به عنوان کهکشان های حاشیه ای تشکیل دهند.
محققان می خواستند یاد بگیرند که آیا می توانند سیاه چاله های اولیه را از سیاهچاله هایی که از ستاره های نوترونی تشکیل شده اند، تشخیص دهند ، بقایای درخشان ابرنواختر که هنگام انفجار ستاره های اصلی آنها پس از استفاده از تمام هیدروژن آنها در واکنش های همجوشی هسته ای ، پشت سر گذاشت نیز این روند را طی میکند.
لایو ساینس گزارش داد، اخترفیزیکدانان محاسبه کرده اند که ستاره های کوچکتر از پنج برابر جرم خورشید فرو می ریزند تا یک ستاره نوترونی از ماده فوق متراکم را پشت سر بگذارند، تقریباً جرم خورشید ما در یک توپ به اندازه یک شهر قرار دارد.
در این نظریه، گرانش شدید برخی از ستاره های نوترونی می توانست ذرات ماده تاریک را به طور مداوم جذب کند. مطالعه جدید نشان می دهد که در نهایت گرانش آنها آنقدر زیاد می شود که ستاره نوترونی و ماده تاریک با هم در یک سیاهچاله فرو می ریزند.
گزینه دیگری که توسط این مطالعه پیشنهاد شده این است که ممکن است یک ستاره نوترونی و یک سیاهچاله کوچک اولیه را جذب کرده و با آن ادغام شود ، که در آن زمان در مرکز ثقل ستاره نوترونی مستقر شده و مواد اطراف را تغذیه می کند تا اینکه فقط سیاهچاله باقی بماند.
امواج گرانشی
تاخیستوف و همکارانش استدلال کردند که سیاهچاله های منتقل شده از ستاره های نوترونی باید همان توزیع جرمی ستاره های نوترونی را که از آن منشا گرفته اند ، دنبال کنند، که به اندازه ستاره های اصلی آنها بستگی دارد.
محققان نوشتند، با در نظر گرفتن این نکته ، آنها داده های مورد 50 یا تقریباً کشف موج گرانشی را که تاکنون انجام شده است ، بررسی کردند و دریافتند که فقط دو موردGW190425 و GW190814 شامل اجسامی با جرم مناسب برای ایجاد سیاه چاله های اولیه هستند.
این تحقیق قطعی نیست: هنوز هم ممکن است این دو برخورد شامل ستاره های نوترونی دارای مقدار جرم شناسایی شده یا سیاهچاله هایی باشد که از ستاره های نوترونی با همان اندازه تغییر شکل داده اند. محققان نوشتند، اما توزیع جرم ستارگان نوترونی که در جهان وجود دارند، این امر را بعید می کند.
تاخیستوف گفت: “کار ما یک آزمایش قدرتمند را برای درک منشأ و ارتباط آنها با ماده تاریک پیش می برد.” “به طور خاص، این آزمایش نشان می دهد که سیاهچاله ها به میزان قابل توجهی سنگین تر از حدود 1.5 جرم خورشید هستند که بعید است سیاهچاله های” تغییر شکل یافته “ناشی از اختلالات ستاره نوترونی باشد.”
و اگر چنین باشد، طبق این مطالعه، سیاهچاله های اولیه می توانند واقعاً وجود داشته باشند و می توانند جزیک ماده تاریک باشند.
تاخیستوف گفت: این روش با تشخیص بیشتر امواج گرانشی دقیق تر می شود ، “این آزمایش ماهیت آماری دارد، بنابراین جمع آوری اطلاعات بیشتر، درک بهتری را نیز برای محققین فراهم می کند.”