معمای ماده تاریک : سیاهچاله های اولیه در ابهام

تحقیقات جدید نشان می دهد که جهان اولیه به طور قابل توجهی کمتر از آنچه پیشتر تصور می شد، سیاهچاله های مینیاتوری در خود جای داده است. این یافته، منشأ ماده تاریک کیهان را به چالشی بزرگتر تبدیل می کند.

 به گزارش سرویس اخبار نجوم و هوافضا رسانه تکنا، سیاهچاله های مینیاتوری یا اولیه (PBH) در کسری از ثانیه پس از انفجار بزرگ شکل گرفته اند. طبق نظریه های پیشین، این تکینگی های به اندازه سکه از فروپاشی سریع مناطق با تراکم بالای گاز داغ به وجود آمده اند. بسیاری از فیزیکدانان این سیاهچاله های کوچک را کلید توضیح ماده تاریک می دانند، ماهیت مرموزی که علی رغم نامرئی بودن، باعث می شود جهان بسیار سنگین تر از آن چیزی باشد که با ماده قابل مشاهده توجیه شود.

با وجود محبوبیت این فرضیه، چالش بزرگی وجود دارد: تاکنون هیچ سیاهچاله اولیه ای به طور مستقیم مشاهده نشده است. حال، مطالعه جدیدی که در ژورنال Physical Review Letters منتشر شده، توضیحی بالقوه برای عدم شکل گیری آنها ارائه می دهد و بدین ترتیب، مسئله ماده تاریک در کیهان شناسی را برای فرضیه پردازی های گسترده تر می گشاید.

جهانی با کمبود سیاهچاله های اولیه

طبق این پژوهش، جهان مدرن احتمالا با تعداد بسیار کمتری سیاهچاله اولیه نسبت به برآوردهای مدل های پیشین شکل گرفته است. جیسون کریستیانو، نویسنده اصلی و دانشجوی تحصیلات تکمیلی فیزیک نظری در دانشگاه توکیو، در بیانیه ای گفت: «بسیاری از محققان بر این باورند که سیاهچاله های اولیه نامزدهای قدرتمندی برای ماده تاریک هستند، اما برای تأیید این نظریه، باید تعداد قابل توجهی از آنها وجود داشته باشد.»

در جستجوی گمشده ها

جهان 13.8 میلیارد سال پیش با انفجار بزرگ آغاز شد و باعث انبساط سریع جهان جوان به واسطه نیروی نامرئی به نام انرژی تاریک گردید. با بزرگتر شدن جهان، ماده معمولی که با نور برهمکنش می کند، حول توده های ماده تاریک نامرئی متراکم شد تا کهکشان های اولیه را به وجود آورد که توسط شبکه عظیم کیهانی به هم پیوند خورده اند.

امروزه کیهان شناسان بر این باورند که به ترتیب، ماده معمولی، ماده تاریک و انرژی تاریک، تقریبا 5٪، 25٪ و 70٪ از ترکیب جهان را تشکیل می دهند. در ابتدای پیدایش، جهان مات بود، سوپی از پلاسما که هیچ نوری نمی توانست بدون گرفتار شدن در میدان های الکترومغناطیسی ناشی از بارهای متحرک، از آن عبور کند. با این حال، پس از 380000 سال خنک شدن و انبساط، پلاسما نهایتا به ماده خنثی تبدیل شد و تابش زمینه مایکروویو کیهانی (CMB) را که اولین نور جهان است ساتع کرد. کیهان شناسان با مطالعه این تصویر اولیه از جهان به دنبال این سیاهچاله های اولیه بوده اند. با این وجود، تاکنون هیچ کدام یافت نشده است.

عدم مشاهده سیاهچاله های اولیه به چه معناست؟

برخی از فیزیکدانان بر این عقیده اند که دلیل کشف نشدن تعداد زیادی از سیاهچاله های اولیه که لازمه توضیح ماده تاریک هستند، احتمالا عدم توسعه روش های مناسب برای شناسایی آنها است. اما مطالعه جدید، فرضیه دیگری را ارائه می دهد: تعداد سیاهچاله های اولیه به سادگی از آنچه قبلاً تصور می شد کمتر بوده است. این امر، منشأ ماده تاریک را به معمایی پیچیده تر تبدیل می کند و به تحقیقات و نظریه پردازی های بیشتر در این زمینه نیاز دارد.

آینده تحقیقات ماده تاریک

با وجود این چالش، دانشمندان همچنان در تلاشند تا راز ماده تاریک را کشف کنند. نسل جدیدی از آشکارسازهای امواج گرانشی، مانند پروژه LISA که قرار است در سال 2035 به فضا پرتاب شود، می تواند به جستجوی سیاهچاله های اولیه و سایر شواهد مربوط به ماده تاریک کمک کند. یافته های این مطالعه جدید، گامی مهم در جهت درک بهتر ماده تاریک و جایگاه آن در جهان است.