احتمال تغییرماده تاریک درطول زمان

یک جرعه ازجهان دانش

بهارسادات موسوی

[ گزارش ازپژوهش های تازه ]

احتمال تغییر ماده تاریک درطول زمان

محققان کیهان‌شناسی با بررسی بزرگترین نقشه سه‌بُعدی کیهانی که دربرگیرنده گسترش کیهان در مدت ۱۱ میلیارد سال گذشته است، می‌گویند که ممکن است «ماده تاریک» ثابت نباشد و در طول زمان تغییر کند؛ این فرضیه، در صورت تایید علم کیهان‌شناسی را زیر و رو خواهد کرد.

به گزارش «اسپیس» ، از زمان کشف ماده تاریک بیش از دو دهه می‌گذرد و از این رو دانشمندان بیش از ۲۰ سال وقت داشته‌اند تا به رمز و راز این ماده نامرئی پی ببرند اما هنوز تقریبا هیچ چیز درباره آن نمی‌دانند. در واقع ماده تاریک ممکن است حتی یک ماده نباشد بلکه ممکن است یک نیرو یا حتی یک ویژگی ذاتی و درونی فضا باشد.

برای نمونه ، مدل استاندارد کیهان‌شناسی – فرضیه اصلی درباره تکامل و تحول کیهان – می‌گوید که ماده تاریک در سرتاسر کیهان و در طول زمان پایدار و یکنواخت است که موجب می شود به یک ویژگی بنیادین فضا تبدیل شود. ماده تاریک اسرارآمیز که ۷۰ درصد کیهان را تشکیل می‌دهد، درصورتی که ثابت و پایدار باشد موجب دور شدن تمام ستارگان و کهکشان‌ها از یکدیگر خواهد شد. با این حال ، بزرگترین بررسی تاریخچه کیهانی می تواند نشان دهد که ماده تاریک که همچنین به عنوان یک نیروی فرضی ضدگرانشی نیز شناخته می‌شود، ثابت و پایدار نیست بلکه در طول زمان دچار تغییر و تحول می‌شود. اگر این نتایج اولیه با مشاهدات آینده نیز تایید شوند، کیهان‌شناسان ممکن است حداقل ناچار شوند که تردیدهای سیستماتیک در مدل غالب موسوم به مدل «لامدا سی‌دی‌ام» (LCDM) را مورد نقد و بررسی قرار دهند. مدل یاد شده یک مدل ریاضیاتی است که در آن لامدا (حرف الفبای یونانی) بیانگر ماده تاریک است. این دانشمندان همچنین ممکن است لازم باشد که ده ها مدل دیگر درباره کیهان را نیز بررسی کنند تا مناسب‌ترین را پیدا کنند. البته شواهد و مدارک قطعی نیستند و تفاسیر مداوم بعدی درباره تکامل ماده تاریک می‌تواند با فراهم شدن داده‌های بیشتر در سال های آینده دستخوش تغییر شود.

«دیلان براوت» از دانشگاه «بوستون» در این خصوص گفت: اگر این [ فرضیه جدید ] درست باشد به معنی زیر و رو شدن علم کیهان‌شناسی خواهد بود. چنین کشفی در واقع یک تغییر پارادایم در تفکر ما درباره شناخت کیهان است.

ابزار علمی موسوم به «ابزار طیف‌سنجی انرژی تاریک» (DESI) نصب شده بر یک تلسکوپ ۴ متری در رصدخانه ملی «کیت پیک» در آریزونا روز پنجشنبه ۴ آوریل بزرگترین نقشه سه‌بُعدی از کیهان را ایجاد کرد که در بر گیرنده اندازه‌گیری‌های دقیق از گسترش کیهان در مدت ۱۱ میلیارد سال گذشته است.

محققان با نقشه‌برداری از اندازه الگوهای کیهانی موسوم به «نوسانات اکوستیک باریون» (BAO) موفق شدند فاصله کهکشان‌ها را برآورد کرده و استنتاج کنند که کیهان در برهه‌های زمانی متفاوت با چه سرعتی در حال گسترش بوده است. این محققان با ابزار DESI همچنین بیش از ۴۰۰ هزار جرم به شدت درخشان سماوی موسوم به دوراختر یا کوازار (quasar) را مورد مطالعه قرار دادند. در حالی که نور این اجرام از فضای بین ستاره‌ای عبور می‌کند، جذب ابرهای گاز و غبار می‌شود و به کیهان‌شناسان در تهیه نقشه توده‌های مواد پرچگالی کمک می‌کند.

«کایل داوسون» از بخش فنی کارشناسانی که با ابزار یاد شده در دانشگاه «اوتا» می‌گوید: نمی توان با قطعیت گفت که مدل لامدا سی دی ام ( Lambda CDM) اشتباه است . در واقع ما هیچگاه انحرافی از آن مدل با معنای واقعی پیدا نکرده ایم. وی افزود: اما بر اساس تحلیل‌های اولیه به نظر می‌رسد که ماده تاریک در حال گذار از یک محرک نیرومند شتاب کیهان ، به سمت کاهش است.

«براوت» (از دانشگاه بوستون) نیز گفت: اگر این واقعی باشد ما وارد یک قلمرو ناشناخته شده‌ایم. اگر مشاهدات آینده واقعا تایید کند که ماده تاریک در طول زمان تغییر می‌کند، ده ها مدل دیگر نیز امکان‌پذیر و پذیرفتنی خواهند شد و کیهان‌شناسان باید شروع به آزمایش تک تک آن مدل‌ها کنند.

ستاره مرده دوباره زنده شد!

محققان ستاره نوترونی مرده ای را با یکی از قدرتمندترین میدان های مغناطیسی کهکشان رصد کردند که به طور ناگهانی دوباره زنده شده است.

به گزارش اسپیس، فعال شدن دوباره این ستاره نوترونی یا«مگنتار»(Magnetar)با دانش فعلی محققان از این اشیای آسمانی عجیب همخوانی ندارد.

محققان هنگامی که سیگنال های رادیویی عجیبی از نزدیک ترین مگنتار نزدیک زمین (XTE J۱۸۱۰-۱۹۷)که در فاصله ۸ هزار سال نوری قرار دارد، دریافت کردند، متوجه زنده شدن ستاره نوترونی شدند. این کشف با کمک تلسکوپCSIROدر استرالیا انجام شده است.

بیشتر مگنتارها نورهای قطبش یافته منتشر می کنند. یافته های پژوهش جدید حاکی از آن است که نور این مگنتار به طور دایره وار قطبش یافته و در فضا به شکل مارپیچ به نظر می رسد. این امر غیرمنتظره و یا کاملا بی سابقه نیست.

رهبر این گروه و یکی از پژوهشگران CSIRO در این باره می گوید: سیگنال های رادیویی که ما از مگنتارهای دیگر مشاهده کردیم با این نمونه متفاوت بود.XTE J۱۸۱۰-۱۹۷ مقدار انبوهی از نور قطبش یافته دایره وار که دائما در حال تغییر است را منتشر می کند. ما هیچ گاه پدیده ای مانند این مشاهده نکرده بودیم.

مگنتارها مانند تمام ستاره های نوترونی هنگام مرگ ستارگان بزرگ متولد می شوند. هنگامی که این ستاره ها سوختشان را برای همجوشی هسته ای هیدروژن به هلیوم در هسته هایشان مصرف می کنند، انرژی که از آن ها در برابر فشار داخلی گرانش شان محافظت می کند، قطع می شود.

جنگ بین فشار گرانش و امواج رادیویی میلیون ها سال طول می کشد و لایه های خارجی ستاره به وسیله یک انفجار ابرنواختر به سمت خارج پرتاب می شوند و به دنبال آن یک ستاره در حال مرگ بخش اعظم حجم خود را از دست می دهد. این امر سبب می شود هسته ستاره ای با توده ای حدود یک تا ۲ برابر خورشید متلاشی و به جسمی با عرض حدود ۲۰ کیلومتر که به اندازه یک شهر روی زمین است، تبدیل شد. در نتیجه این روند ماده ای که ستاره نوترونی را تشکیل می دهد، چنان متراکم است که اگر یک قاشق چایخوری از آن به زمین آورده شود، حدود ۱۰ میلیون تن وزن خواهد داشت.

ردیابی پالس های رادیویی مگنتار بسیار نادر است. XTE J۱۸۱۰-۱۹۷ فقط یکی از چند نمونه انگشت شمار مگنتار به شمار می رود که چنین امواجی را تولید می کند. تولید امواج رادیویی XTE J۱۸۱۰-۱۹۷ نخستین بار در ۲۰۰۳ میلادی رصد شد اما پس از آن مگنتار به مدت بیش از یک دهه خاموش ماند.

این ستاره نوترونی دوباره در سال ۲۰۱۸ میلادی امواج رادیویی منتشر کرد که تلسکوپی در رصد خانه جودرل بانک در دانشگاه منچستر انگلیس آن را رصد کرد. اما رصد امواج جدید کاملا غیر منتظره است، اما محققان ایده ای درباره زنده شدن ستاره نوترونی و انتشار دوباره این امواج دارند.

به گفته محققان نتایج پژوهش نشان می دهد ماده پلاسمای بسیار داغی بالای قطب مغناطیسی مگنتار وجود دارد که مانند یک فیلتر قطبشی عمل می کند. هنوز مشخص نیست پلاسما چه وضعیتی دارد.

بیگانگان فضایی ممکن است در واقعیت بنفش باشند

اگرچه هیچ راه قطعی برای فهمیدن رنگ موجودات فرازمینی وجود ندارد اما به گفته گروهی از اخترشناسان که در حال ثبت ترکیب شیمیایی منحصر به فرد موجوداتی به رنگ بنفش هستند، حیات فرازمینی می‌تواند شامل باکتری‌های بنفش رنگ باشد.
یک مطالعه جدید نشان می‌دهد که این میکروب‌ها ممکن است در اوایل تاریخ سیاره ما بر زمین تسلط داشته باشند و برای زندگی در جهان‌های دور که در مدار ستاره‌های قرمز کوچک‌تر از خورشید ما می‌چرخند، مناسب هستند.

به نقل از اسپیس، لیزا کالتنگر(Lisa Kaltenegger)، یکی از نویسندگان این مطالعه از دانشگاه کرنل، می‌گوید: آخرین تلاش‌ها برای ایجاد یک پایگاه داده از نشانه‌های حیات بوده است تا مطمئن شویم تلسکوپ‌های ما مشاهده حیات را در صورتی که دقیقا شبیه آنچه ما هر روز در اطراف خود با آن مواجه می‌شویم، نباشد از دست نمی‌دهند. باکتری‌های بنفش می‌توانند در شرایط مختلف زنده بمانند و رشد کنند و به راحتی می‌توان تصور کرد که در بسیاری از جهان‌های مختلف، رنگ بنفش ممکن است جایگزین رنگ سبز تصور شده برای فرازمینی‌ها باشد.

زمین تنها سیاره‌ای که می‌دانیم روی آن حیات وجود دارد و بنابراین بهترین راهنمای ما در شکار حیات فرازمینی نیز هست. حیات بر اساس فتوسنتز تولید کننده اکسیژن که توسط کلروفیل که رنگدانه سبزی است که توسط اکثر موجودات برای مهار نور خورشید استفاده می‌شود، حفظ می‌شود. این مورد تا حدود ۲.۴ میلیارد سال پیش وجود نداشته است و جلبک‌های سبز آبی ریزی به نام سیانوباکتری‌ها، اولین گونه شناخته شده‌ای هستند که فتوسنتز کردند و شروع به استفاده از کلروفیل برای مهار نور خورشید و دی اکسید کربن برای انرژی متابولیک کردند و اکسیژن را به عنوان یک محصول جانبی آزاد کردند.

قبل از آن، میکروارگانیسم‌ها با استفاده از یک مولکول رنگدانه‌ای ارغوانی به نام رتینال، انرژی متابولیک تولید می‌کردند. دانشمندان فکر می‌کنند اگر رتینال در دیگر جهان‌های دور وجود داشته باشد، اثر منحصر به فرد این مولکول با تلسکوپ‌های زمینی و فضایی آینده قابل تشخیص است.

لیجیا فونسکا کوئلیو(Lígia Fonseca Coelho)، نویسنده ارشد این مطالعه، از موسسه کارل ساگان در نیویورک، می‌گوید: آن ها در حال حاضر در اینجا در جایگاه‌های خاص رشد می‌کنند. تصور کنید اگر آن ها با گیاهان سبز، جلبک‌ها و باکتری‌ها رقابت نمی‌کردند در آن صورت یک خورشید قرمز می‌توانست مطلوب‌ترین شرایط را برای فتوسنتز به آن ها بدهد.

کوئلیو و تیمش استدلال می‌کنند که جستجوی فعلی برای حیات بیگانه به دنبال رنگدانه‌های سبز است، عمدتا به این دلیل که بررسی موجودات با رنگ‌های دیگر از جمله بنفش محدود بوده است. برای تهیه فهرستی از ترکیب شیمیایی موجودات ارغوانی، محققان باکتری‌های بنفش را که از مکان‌های مختلف از جمله آب‌های کم عمق در برکه‌های کرنل، کیپ کاد ماساچوست و دریچه‌های هیدروترمال در اعماق دریا جمع‌آوری شده بودند، رشد دادند و اثر منحصر به فرد آن ها را اندازه‌گیری کردند. در شبیه‌سازی‌های بعدی، آن ها باکتری‌های بنفش را که بر انواع سیاره‌های هم اندازه زمین، از جمله جهان‌های اقیانوسی، گوی‌های یخی یخ‌زده و کره‌های سنگی زمینی مانند زمین تسلط داشتند، مدل‌سازی کردند.

باکتری‌های ارغوانی مجازی امضاهای زیستی قابل تشخیصی تولید می‌کنند که مجموعه داده‌های جدیدی را برای ستاره‌شناسان فراهم می‌کند تا تلسکوپ‌های نسل بعدی را در جستجوی حیات بیگانه ارائه کند.

کالتنگر می‌گوید: ما فقط چشمان خود را به روی این جهان‌های شگفت‌انگیز اطراف خود باز می‌کنیم.

فضاپیمای چین برای ماموریت سرنشین‌دار به ماه

«آژانس فضایی سرنشین‌دار چین»، نام‌های انتخاب‌شده را برای فرودگر قمری سرنشین‌دار و فضاپیمای جدید این کشور اعلام کرد. چین به تازگی از نام فرودگر قمری سرنشین‌دار و فضاپیمای جدید خود رونمایی کرده است.

به گزارش اسپیس، به گفته «آژانس فضایی سرنشین‌دار چین»(China Manned Space Agency)، فرودگر قمری که قرار است فضانوردان چینی را به سطح ماه ببرد، «لنیو»(Lanyue) به معنای «در آغوش ماه» نام دارد که اولین بار در سال ۱۹۶۵ در یک شعر اثر «مائو زدونگ»(Mao Zedong) سیاستمدار و شاعر چینی نوشته شد. در بیانیه آژانس فضایی سرنشین‌دار چین آمده است که واژه لنیو، نماد آرزو و اعتماد مردم چین به اکتشاف جهان و سفر به ماه است.

نام فضاپیمای جدید چین، «منگژو»(Mengzhou) به معنای «کشتی رویایی» است که مسوولیت آن را در تحقق رویای ملت چین برای فرود آمدن روی ماه و آغاز یک سفر ماجراجویانه جدید فضایی نشان می‌دهد.

به گفته آژانس فضایی سرنشین‌دار چین، دو مدل از منگژو وجود خواهد داشت که یکی برای انتقال فضانوردان به ماه به کار می‌رود و دیگری جایگزین فضاپیمای کنونی «شنژو»(Shenzhou) می‌شود تا خدمه را بین زمین و ایستگاه فضایی «تیانگونگ»(Tiangong) حمل کند که به مدت حدود سه سال در حال چرخش به دور زمین بوده است.
گروهی از کارشناسان، این دو نام را از میان حدود ۲۰۰۰ پیشنهاد ارائه‌ شده از سوی مردم انتخاب کردند.

براساس گزارش آژانس فضایی سرنشین‌دار چین، در حال حاضر پژوهش و توسعه لنیو، منگژو و یک موشک فوق سنگین «لانگ مارچ ۱۰»(Long March 10) به خوبی پیش رفته است.
چین زمان برنامه‌ریزی‌شده را برای انجام دادن اولین ماموریت سرنشین‌دار خود به مقصد ماه، در حدود سال ۲۰۳۰ اعلام کرده است.

براساس گفته برنامه‌ریزان مأموریت، فرودگر قمری لنیو دارای دو بخش شامل یک بخش فرود و یک بخش پیش‌ران خواهد بود و وزن آن به حدود ۲۶ تن خواهد رسید. این فرودگر، دو فضانورد و یک ماه‌نورد ۲۰۰ کیلوگرمی را در خود جای خواهد داد.

فضاپیمای منگژو نیز از دو بخش اصلی تشکیل خواهد شد؛ یک ماژول ورود مجدد که فضانوردان را در خود جای خواهد داد و به عنوان مرکز کنترل کل فضاپیما در طول پرواز فضایی عمل خواهد کرد و یک ماژول خدماتی که شامل سیستم‌های قدرت و نیروی محرکه خواهد بود. این وسیله نقلیه حدود ۹ متر طول، ۴.۵ متر قطر و ۲۲ تن وزن خواهد داشت.