خانه / فیزیک / کیهان شناسی / مقالات فیزیک / نجوم / ابزاری برای اندازه‌گیری سرعت ماده تاریک

ابزاری برای اندازه‌گیری سرعت ماده تاریک

ابزاری برای اندازه‌گیری سرعت ماده تاریک ، وقتی کره زمین با ماده تاریک بمباران شود چه خواهد شد؟ ، ماهواره چینی نشانه‌هایی از “ماده تاریک” پیدا کرد ، ۷ زمان نامناسب برای اندازه‌گیری وزن بدن ، فامیلی برای فرمول؛ فیزیکدانانی که نام‌شان، واحد اندازه‌گیری شد! ، شاید برای اندازه‌گیری انبساط کیهان به فیزیک جدیدی نیاز باشد .

بیگ بنگ: شبیه‌سازی‌های عددی نشان می‌دهد که با اندازه‌گیری سرعت ستاره‌های قدیمی‌تر کهکشان راه شیری، می‌توانیم سرعت ماده تاریک در کهکشان خودمان را بیابیم.
شکل ۱. (سمت چپ) توزیع همه ستارگان در شبیه‌سازی راه شیری توسط هرزوگ آربیتمن و همکاران. مرکز کهکشان در مرکز تصویر قرار دارد. رنگ در تصویر نشان‌دهنده تراکم ستارگان است، از پرتراکم (زرد) تا تراکم پایین (آبی). …

بیگ بنگ: شبیه‌سازی‌های عددی نشان می‌دهد که با اندازه‌گیری سرعت ستاره‌های قدیمی‌تر کهکشان راه شیری، می‌توانیم سرعت ماده تاریک در کهکشان خودمان را بیابیم.

شکل ۱. (سمت چپ) توزیع همه ستارگان در شبیه‌سازی راه شیری توسط هرزوگ آربیتمن و همکاران. مرکز کهکشان در مرکز تصویر قرار دارد. رنگ در تصویر نشان‌دهنده تراکم ستارگان است، از پرتراکم (زرد) تا تراکم پایین (آبی). (وسط- راست) توزیع ستاره‌های پیرتر (وسط) و ماده تاریک (راست) در همان شبیه‌سازی از کهکشان خودی و در همان دستگاه مختصات. در تصویر سمت چپ می‌بینیم که تراکم ستاره‌های پیر در مرکز کهکشان بیشتر است. توزیع ماده تاریک کرویت رو گسترده‌تر از توزیع همه ستارگان است.

همه چیز در مورد بیگ بنگ تاریک سرعت ماده ماده تاریک

به گزارش بیگ بنگ به نقل از انجمن فیزیک ایران، بیشتر ماده موجود در راه شیری و دیگر کهکشان‌ها ماده نامرئی است. اخترشناسان از حدود یک قرن پیش با بررسی اثر گرانشی ماده تاریک بر ستاره‌های مرئی و گاز درون‌کهکشانی، به وجود ماده تاریک پی‌برده بودند. امروزه به‌طور مرتب، تلسکوپ‌های قوی نقشه‌هایی از جای قرارگرفتن ماده تاریک تهیه می‌کنند. اما این که ماده تاریک با چه سرعتی حرکت می‌کند، به‌خوبی مشخص نیست (این کمیت بر تفسیر آزمایش‌های آشکارسازی ماده تاریک تاثیر دارد). اخترفیزیک‌دان‌ها برای رسیدن به این هدف،‌سرعت مشخصه ماده تاریک را بااستفاده‌از ایده‌های نظری ساده تخمین می‌زنند. “جونا هرزوگ آربیتمن” از دانشگاه پرینستون، نیوجرسی، و همکارانش پژوهش جدیدی را برای پاسخ به این سوال از دیدگاهی جدید انجام داده‌اند. محققان بااستفاده‌از شبیه‌سازی‌های عددی، ستاره‌های پیر کهکشان خودی را که سرعت مشخصه برابری با ماده تاریک دارند، شناسایی کردند؛ به‌ این‌ ترتیب پنجره جدیدی به‌ سوی سمت مبهم کهکشان خودی گشودند.

با این‌که شواهد محکمی بر وجود ماده تاریک داریم، ذرات تشکیل‌دهنده این شکل از ماده هنوز به‌طور مستقیم آشکارسازی نشده‌ است. ذرات سنگین با برهم‌کنش ضعیف (WIMP)، ذرات پیش‌بینی‌شده نظری هستند که جرمی ده‌ها تا صدها برابر پروتون دارند و قدیمی‌ترین ذره کاندید ماده تاریک هستند. آزمایش‌های آشکارسازی مستقیم زیادی در سراسر جهان به‌دنبال یافتن پراکندگی نادر ذرات ماده تاریک WIMP گونه از هسته اتم در آشکارسازهای زمینی، در حال جمع‌آوری اطلاعات هستند. با این که تاکنون این پژوهش‌ها به جایی نرسیده، آزمایش‌های جدید قیدهای قابل‌توجهی برای شدت برهم‌کنش‌های WIMP- هسته مشخص کرده است.

جزییات مطلب بیگ بنگ و تاریک و سرعت و ماده و ماده تاریک را میخوانید .

تعداد رخدادهای پراکندگی بین یک ذره ماده تاریک و هسته‌ها به شدت برهم‌کنش و سطح مقطع پراکندگی (که با نظریه میکروفیزیکی ماده تاریک مشخص می‌شود) بستگی دارد. اما این تعداد به ویژگی‌های بزرگ‌مقیاس ماده تاریک، مثل چگالی و سرعت مشخصه آن در منظومه شمسی نیز بستگی دارد. رصدها نشان داده است که چگالی ماده تاریک محلی، که بااستفاده از حرکت ستارگان نزدیک خورشید به‌دست آمده، تقریبا برابر ۰٫۰۱ جرم خورشید در هر پارسک‌مکعب است. این مقدار معادل حدود یک ذره ماده تاریک در یک فنجان قهوه است. با‌ این‌حال اندازه‌گیری توزیع سرعت ماده تاریک محلی مشکل است. درنهایت این توزیع بازتابی از چگونگی تشکیل کهکشان از ماده تاریک است. در آزمایش‌های آشکارسازی مستقیم فرض می‌شود که توزیع سرعت ماده تاریک، از توزیع ماکسول-بولتزمان پیروی می‌کند، مانند توزیع حرکت مولکول‌های هوا در اتاق، اما این فقط یک حدس است.

اطلاعات و توضیحات بیشتر درباره ابزاری برای اندازه‌گیری سرعت ماده تاریک

با این‌همه اخترفیزیک‌دان‌ها می‌توانند بااستفاده از شبیه‌سازی عددی شکل‌گیری راه‌شیری، توزیع سرعت ماده تاریک محلی را تخمین بزنند. این شبیه‌سازی بااستفاده‌از حجم ماده تاریک و ماده مرئی که در مقیاسی بسیار بزرگ‌تر از اندازه راه‌شیری گسترده شده است، شروع می‌شود. در این حجم‌های بزرگ‌تر، اجرامی که جرم و ساختار مشابه کهکشان ما دارند، شناسایی می‌شوند. پس‌از‌آن شبیه‌سازی روی این اجرام مشابه راه‌شیری تمرکز می‌کند و آنها را با وضوح فضایی بالاتری نسبت به حجم اولیه، بازشبیه‌سازی می‌کند. با بررسی رفتار ذرات ماده تاریک نزدیک خورشید و با تمرکز بر شبیه‌سازی‌هایی که فقط دربردارنده ماده تاریک هستند، مشاهده شده است که توزیع سرعت ماده تاریک محلی با توزیع ماکسول-بولتزمان فرق دارد، تعداد ذرات با حرکت سریع آن، کمتر و ذرات کند آن، بیشتر است. با این‌حال، شبیه‌سازی‌های دربردارنده فیزیک ستاره‌ها و گازها نشان می‌دهد توزیع سرعت ماده تاریک احتمالا به مدل توزیع ماکسول-بولتزمان نزدیک‌تر است. حل این مسئله، اهمیت بیشتری در آزمایش‌های آشکارسازی مستقیم دارد، زیرا این ذرات، سریع‌ترین ذراتی هستند که آشکارسازی آنها راحت است.

افزایش مصرف ماده مخدر گل در تهران

اما ماهیت توزیع سرعت از چه الگویی پیروی می‌کند؟ در اینجا کار هرزوگ آربیتمن و همکارانش مطرح می‌شود. نویسندگان مقاله از بزرگ‌نمایی شبیه‌سازی راه‌شیری بهره برده‌اند(شکل ۱)، که در فیزیک گرانشی ماده تاریک و ماده مرئی هر دو،‌ استفاده می‌شود و در برخی جنبه‌های برهم‌کنش‌های الکترومغناطیسی بین ستاره‌ها و گاز نیز دیده می‌شود. درست مثل کهکشان خودی واقعی، ستاره‌هایی که در این شبیه‌سازی ساخته شده‌اند، به دو نوع تقسیم‌بندی می‌شوند: ستاره‌های پیرتر با عناصر سنگین کمتر از خورشید و ستاره‌های جوان‌تر با عناصر سنگین بیشتر از خورشید (توجه داریم که منظور اخترشناسان از عناصر سنگین، عناصر بسیار سنگین‌تر از هلیم است).گروه، با استفاده از شبیه‌سازی‌ها، توزیع سرعت انواع مختلف ستاره‌ها را مانند توزیع سرعت ماده تاریک، محاسبه کرد. آنها به روند جالبی رسیدند: توزیع سرعت ذرات ماده تاریک تقریبا نزدیک به توزیع سرعت ستاره‌های پیر کهکشان است. به‌این‌ترتیب با اندازه‌گیری سرعت ستاره‌های پیر، با استفاده از داده‌های تحقیقات نجومی،‌ می‌توان سرعت ذرات ماده تاریک را اندازه‌گیری کرد. تشخیص این که سرعت ماده تاریک و ستارگان پیر یکسان است احتمالا به این حقیقت که هردوی آنها از دوره‌های اولیه تشکیل کهکشان بوده‌اند و دوره‌های تعادلی یکسانی داشته‌اند، مربوط است.

نتایج کار هرزوگ آربیتمن و همکارانش، نشان‌دهنده یک گام مهم به‌ سمت پیداکردن ارتباط بین سرعت ذرات در بخش تاریک کهکشان خودی و سرعت ستاره‌ها در بخش مرئی آن است. گروه، آزمایش‌های آشکارسازی مستقیم، با روشی برای تخمین تجربی توزیع سرعت ماده تاریک طراحی کرد که در تفسیر داده‌ها اهمیت دارد. اما دراین‌مورد هنوز کارهای زیادی باقی مانده است. در مورد شبیه‌سازی‌ها، انجام جزئیات فیزیکی بیشتر برهم‌کنش‌های الکترومغناطیسی بین ستاره‌ها و گاز اهمیت دارد، زیرا بر توزیع سرعت ستاره‌ها و گاز و درنتیجه سرعت ماده تاریک تاثیر دارد. علاوه‌براین، تجزیه‌وتحلیل کهکشان‌های شبیه‌سازی‌شده بیشتر برای کسب توزیع‌های سرعت، از لحاظ آماری اهمیت دارد. از دیدگاه رصدی، اندازه‌گیری‌های دقیق توزیع سرعت پیرترین ستاره‌ها با استفاده‌‌از داده‌های بدست‌ آمده از سری دوم نتایج پژوهش گایا، جالب‌توجه خواهد بود. پژوهش‌هایی مانند کار هرزوگ آربیتمن و همکارانش، بااستفاده از داده‌های جدید و شبیه‌سازی‌های پیشرفته، که با ویژگی‌های بزرگ‌مقیاس ماده تاریک و آزمایش‌های آشکارسازی مستقیم ارتباط دارد، در راه ما برای شناخت ماهیت ماده تاریک اهمیت فزاینده‌ای دارد. جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ Physical Review Letters منتشر شده است.

توضیحات بیشتر در موردبیگ بنگ تاریک سرعت ماده ماده تاریک

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: physics.aps.org

ناسا رآکتورهای مریخی‌اش را آزمایش می‌کند
شما مطلب ابزاری برای اندازه‌گیری سرعت ماده تاریک را می خوانید .

شاید ماده تاریک محصول امواج گرانشی باشد

بیگ بنگ: گفته می شود که جهان از بیش از ۸۰ درصد ماده تاریک تشکیل شده است. این سوال که ماده تاریک دقیقا چیست، در میان کارشناسان مورد بحث می باشد. نظریه‌های زیادی مطرح شده و یکی از آنها بر نقش امواج گرانشی در پیدایش ماده تاریک تاکید می کند.

به گزارش بیگ بنگ، ترکیب دقیق ماده موجود در جهان برای چندین دهه موجب تحیر اخترشناسان و فیزیکدانان شده است. با توجه به فرضیه های اساسی درباره منشا جهان، هنوز هیچ راهی برای در نظر گرفتن ماده تاریک مفقود وجود ندارد که تقریبا یک ربع تمامی ماده موجود در جهان را تشکیل می دهد. گروهی سه نفره از محققان، نظریه ماده تاریک تازه‌ای را پیشنهاد  دادند که می تواند چگونگی پیدایش ماده تاریک را توضیح بدهد. می دانیم ماده تاریک وجود دارد زیرا می توانیم چگونگی برهم‌کنش آن را با ماده مرئی و تابش الکترومغناطیسی ببینیم. اگرچه ما فعلا توان …
کشف کهکشانی بدون ماده تاریک


شناسایی یک کهکشان بدون ماده تاریک!


خبرگزاری ایسنا: اخترشناسان دانشگاه “ییل” آمریکا مدعی شدند یک کهکشان را شناسایی کرده‌اند که تقریبا هیچ ماده تاریکی ندارد و می‌تواند به آنها در درک فضا کمک کند.
به گزارش اسپیس، دانشمندان دانشگاه ییل می‌گویند، یک کهکشان را با تقریبا هیچ ماده تاریکی کشف کرده‌اند.
ماده تاریک یک سطح گیج‌کننده از اخترفیزیک است، اما به طور کلی توافق شده است که ماده تاریک برای وجود کهکشان‌ها الزامی است.

حقایقی درباره عسل

این تئوری توسط آخرین کشف کهکشانی، یعنی کهکشان “NGC1052-DF2” که به نظر می‌رسد تقریبا بدون هیچ گونه شواهدی از ماده تاریک است، آزمایش می‌شود.
ماده تاریک(Dark Matter) نوعی از ماده است که فرضیه وجود آن در اخترشناسی و کیهان‌شناسی ارائه شده است تا پدیده‌هایی را توضیح دهد که به نظر می‌رسد ناشی از وجود میزان خاصی از جرم باشند که از جرم موجود مشاهده شده در جهان بیشتر است.
ماده تاریک به طور مستقیم با استفاده از تلسکوپ …

  • فیزیک / کیهان شناسی / مقالات فیزیک / نجوم
  • ابزاری برای اندازه‌گیری سرعت ماده تاریک


  • دیدگاهتان را بنویسید

    نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *