سیاه‌چاله‌های فوق‌العاده بزرگ جزء اصلی ماده تاریک نیستند
- مجموعه: اخبار علمی و آموزشی
- تاریخ انتشار : یکشنبه, ۰۳ آبان ۱۴۰۵ ۱۲:۳۶
به گزارش ایسنا، بر اساس یک مطالعه جدید، سیاه‌چاله‌هایی که جرم آنها از کل کهکشان‌ها بیشتر است، جزء اصلی «ماده تاریک» مرموز که تصور می‌شود بخش عمده‌ای از ماده موجود در کیهان را تشکیل می‌دهد، نیستند.
دهه‌ها است که دانشمندان برای توضیح اینکه چرا کهکشان‌ها با وجود سرعت چرخش بسیار زیادشان از هم نمی‌پاشند، وجود ماده‌ای نامرئی به نام «ماده تاریک» را مطرح کرده‌اند؛ ماده‌ای که نیروی گرانش آن به حفظ یکپارچگی کهکشان‌ها کمک می‌کند.
تصور می‌شود که ماده تاریک حدود پنج‌ششمِ کل ماده موجود در جهان را تشکیل می‌دهد. با این حال، هنوز بسیاری از جنبه‌های ماده تاریک ناشناخته باقی مانده است؛ از جمله اینکه آیا اصلاً چنین چیزی وجود دارد یا خیر.
سیاه‌چاله‌ها گزینه‌های احتمالی مناسبی برای ماده تاریک به شمار می‌روند، زیرا جرم بسیار زیادی دارند و تشخیص آنها در اعماق تاریک فضا دشوار است.
محققان در این پژوهش جدید بررسی کردند که آیا ممکن است ماده تاریک از «سیاه‌چاله‌های فوق‌العاده بزرگ» که سیاه‌چاله‌هایی با جرمی بیش از ۱۰۰ میلیارد برابر جرم خورشید هستند، تشکیل شده باشد یا خیر. سیاه‌چاله‌هایی با این ابعاد عظیم که جرمشان می‌تواند به یک میلیون‌میلیارد تا ۱۰ میلیون‌میلیارد برابر جرم خورشید برسد، از کل کهکشان‌ها سنگین‌تر خواهند بود.
تاکنون اخترشناسان هیچ سیاه‌چاله فوق‌العاده بزرگی را شناسایی نکرده‌اند. در حال حاضر، بزرگترین سیاه‌چاله‌ای که می‌شناسیم، جرمی معادل حدود ۳۶ میلیارد برابر جرم خورشید دارد.
از آنجا که محققان حتی پس از بررسی کهکشان‌های متعدد، چنین سیاه‌چاله‌هایی را مشاهده نکرده‌اند، این مطالعه نتیجه می‌گیرد که آنها نمی‌توانند تمامِ ماده تاریک را تشکیل دهند. با این حال، اعضای این تیم پژوهشی این پرسش را مطرح کردند که آیا ممکن است این اجرام عجیب، بخش قابل‌توجهی از این ماده مرموز را تشکیل دهند؟
کریستوفر گرلاخ(Christopher Gerlach)، فیزیکدان نظری در «موسسه فیزیک نظری ماینتس» در آلمان و یکی از نویسندگان این پژوهش گفت که ماده تاریک اغلب به صورت غباری بسیار ریز که در همه جا پخش شده است، تصور می‌شود، اما اگر ماده تاریک در تعدادی از اجرام غول‌پیکر مانند همین سیاه‌چاله‌های فوق‌العاده بزرگ متمرکز شده باشد، جهان در مقیاس‌های بسیار بزرگ، حالتی دانه‌دانه (غیریکنواخت) پیدا می‌کند و ما می‌توانیم این موضوع را بررسی کنیم.
یان گوتنور(Yann Gouttenoire)، فیزیکدان نظری در «موسسه فیزیک نظری ماینتس» و یکی از نویسندگان این پژوهش می‌گوید که دانشمندان به‌طور مشخص، نوری را که از سپیده‌دمِ کیهان ساطع شده، مورد تحلیل قرار داده‌اند.
کیهان در ۳۸۰ هزار سال نخست پس از «مه‌بانگ»(بیگ‌بنگ) مملو از پلاسمای داغی بود که نور در آن به دام افتاده بود. سرانجام با انبساط جهان، کیهان به اندازه‌ای سرد شد که پلاسما تا حد زیادی از میان رفت و اتم‌ها شکل گرفتند. این رویداد به نور اجازه داد تا آزادانه منتشر شود.
گرلاخ در این باره توضیح داد: آن نور هنوز هم به دست ما می‌رسد. ما آن را «تابش زمینه کیهانی»(CMB) می‌نامیم؛ تصویری لحظه‌ای از کیهانِ نوزاد که سراسر آسمان را پوشانده است.
آنتونیو یووینو(Antonio Iovino)، فیزیکدان نظری در دانشگاه نیویورک (شعبه ابوظبی در امارات متحده عربی) و یکی دیگر از نویسندگان این پژوهش گفت که دمای تابش زمینه کیهانی از نقطه‌ای به نقطه دیگر، به میزان حدود یک در ۱۰۰ هزار تغییر می‌کند. این الگو به ما نشان می‌دهد که ماده در آن زمان چگونه توزیع شده بود.
تحلیل تابش زمینه کیهانی نشان داد که این تابش فاقد آن‌گونه ناهمگونی‌ها یا دانه‌بندی‌هایی است که وجود سیاه‌چاله‌های فوق‌العاده بزرگ می‌توانست ایجاد کند.
نیکلاس لیستر(Nicholas Leister)، فیزیکدان نظری در موسسه فیزیک نظری ماینتس گفت: بنابراین، این سیاه‌چاله‌ها نمی‌توانند بخش قابل‌توجهی از ماده تاریک باشند.
پژوهشگران خاطرنشان کردند که این یافته‌های جدید به این معنا نیست که سیاه‌چاله‌های بسیار بزرگ نمی‌توانند وجود داشته باشند، بلکه تنها بیانگر آن است که آنها سهم عمده‌ای از ماده تاریک را تشکیل نمی‌دهند.
آنها افزودند که ممکن است نوع دیگری از سیاه‌چاله‌ها (سیاه‌چاله‌هایی نسبتاً کوچک در ابعاد سیارک‌ها) وجود داشته باشند. دانشمندان اکنون در حال بررسی این موضوع هستند که آیا می‌توانند وجود چنین سیاه‌چاله‌های بسیار کوچکی را به‌عنوان یکی از اجزای اصلی تشکیل‌دهنده ماده تاریک رد کنند یا خیر.
دانشمندان جزئیات یافته‌های خود را در پژوهشی شرح داده‌اند که قرار است در تاریخ ۲۶ اکتبر ۲۰۲۶ در نشریه «Physical Review Letters» منتشر شود.
