دانشنامهمفهوم
ماده تاریک Dark matter
مادهٔ تاریک شکلی از ماده است که نور نمیتابد و جذب نمیکند و فقط از راه گرانش آشکار میشود؛ حدود ۲۷ درصد از کل انرژی-ماده جهان و نزدیک به ۸۵ درصد از ماده را میسازد.
نام‌های دیگر: مادهٔ تاریک
مادهٔ تاریک مادهای است که با نور برهمکنش نمیکند، پس نه دیده میشود و نه با تلسکوپ‌های معمولی ثبت میشود. وجودش را از اثر گرانشی‌اش بر ستاره‌ها، گاز، کهکشانها و حتی مسیر نور نتیجه می‌گیرند. بنا بر اندازه‌گیری‌های ماهوارهٔ پلانک، حدود ۵ درصد جهان از مادهای معمولی (اتم‌ها)، حدود ۲۷ درصد مادهٔ تاریک و حدود ۶۸ درصد انرژی تاریک است.
چه شواهدی برای مادهٔ تاریک هست؟
- چرخش کهکشانها: ورا روبین در دههٔ ۱۹۷۰ نشان داد ستاره‌های دور از مرکز کهکشانها تقریباً به همان سرعت ستاره‌های نزدیک می‌چرخند. جرم دیدنی برای این کار کافی نیست.
- خوشه‌های کهکشانی: فریتس تسویکی در ۱۹۳۳ در خوشهٔ کما (گیسوی برنیکه) دید جرم لازم برای نگه داشتن کهکشانها بسیار بیش از جرم دیدنی است.
- همگرایی گرانشی: همگرایی گرانشی یعنی خمیدگی نور کهکشان‌های دور به‌دست خوشه‌ها بیش از آن است که جرم دیده‌شده توضیح دهد.
- ریزموج زمینهٔ کیهانی: الگوی نوسان‌های آن با جهانی دارای مادهٔ تاریک سازگار است.
- خوشهٔ گلوله: پس از برخورد دو خوشه، بیشتر جرم از گاز جدا شده است و این با وجود مادهای غیرگازی سازگار است.
مادهٔ تاریک از چه ساخته شده است؟
هنوز کسی نمی‌داند. نامزدهای اصلی عبارت‌اند از ذرات سنگین و کم‌برهم‌کنش (WIMP) و ذراتی بسیار سبک به نام «اکسیون». آزمایش‌های زیرزمینی و تلسکوپ‌های پرتو گاما سال‌هاست دنبال نشانهٔ مستقیم آن‌اند، اما تا امروز کشف قطعی ثبت نشده است. نوترینو مادهٔ تاریک گرم است و نمی‌تواند همهٔ آن باشد.
گروهی از پژوهشگران به‌جای ماده تاریک، تغییر قوانین گرانش مانند نظریهٔ «دینامیک نیوتنی تعدیل‌شده» (MOND) را پیشنهاد میکنند، ولی این نظریه‌ها همهٔ شواهد را با هم توضیح نمی‌دهند.
نقش مادهٔ تاریک در کیهان
مادهٔ تاریک پیش از ستاره‌ها شکل گرفت و گرانش آن چاه‌هایی ساخت که گاز در آن‌ها فرو ریخت و کهکشانها پدید آمدند. بدون آن، ساختار بزرگ‌مقیاس جهان آن‌گونه که می‌بینیم شکل نمی‌گرفت.
پرسش‌های رایج
### مادهٔ تاریک چیست؟
مادهٔ تاریک مادهای نادیدنی است که با نور برهمکنش نمیکند و فقط با گرانش آشکار میشود. حدود ۲۷ درصد انرژی-ماده جهان را میسازد.
### آیا مادهٔ تاریک واقعاً وجود دارد؟
شواهد بسیاری از چرخش کهکشانها تا ریزموج زمینه آن را پشتیبانی میکنند. با این حال ماهیت آن هنوز کشف نشده است.
### مادهٔ تاریک با انرژی تاریک چه فرقی دارد؟
مادهٔ تاریک گرانش جاذب دارد و ساختارها را کنار هم نگه میدارد. انرژی تاریک ظاهراً انبساط جهان را تندتر میکند.
### چرا به آن «تاریک» میگویند؟
چون نور نمیتابد، جذب نمیکند و بازتاب نمیدهد. «تاریک» یعنی با نور برهمکنش ندارد، نه اینکه سیاه باشد.
فکت علمی
دانستنی‌ها
- ۳۱ شهریور ۱۴۰۴خوشه‌های کهکشانی و ماده تاریکخوشههای کهکشانی از صدها تا هزاران کهکشان تشکیل شدهاند و بیشتر جرم آن‌ها از ماده تاریک است؛ مادهای که نمیبینیم و فقط از اثر گرانشی‌اش آن را میشناسیم.
- ۱۷ تیر ۱۴۰۴ماده باریونیبنا بر الگوی لاندا-سیدیام، ماده معمولی (باریونی) تنها حدود ۵ درصد از جرم-انرژی جهان است؛ حدود ۲۷ درصد ماده تاریک و ۶۸ درصد انرژی تاریک است.
- ۴ آبان ۱۴۰۳ماده تاریک نامرئی استدر الگوی استاندارد کیهانشناسی، ماده تاریک حدود ۸۵ درصد کل ماده جهان را میسازد، با نور و تابش الکترومغناطیسی برهمکنش ندارد و وجودش را از اثرهای گرانشی‌اش میفهمیم.
- ۲۸ مهر ۱۴۰۳ماده تاریکدر الگوی استاندارد کیهانشناسی، ماده تاریک حدود ۸۵ درصد کل ماده را میسازد؛ نمیتوانیم ببینیمش و فقط از اثر گرانشی‌اش وجودش را میفهمیم.
تصویر روز ناسا
ماده تاریک در یک جهان شبیه‌سازی‌شده۲۹ مهر ۱۴۰۳