Tip:
Highlight text to annotate it
X
از میان همهی چشماندازهای شکوهمندی که بشر از درون تلسکوپ نظارهگر بوده،
شمار بسیار کمی وجود دارد که دوستداشتنیتر از کهکشان پیچا باشند.
گردابهی شکوهمندی از ستارهها، که در میانهی رقصی خرامان و قابل پیشبینی در چرخش هستند.
این حقیقت که ما میلیاردها میلیارد از آنها را در تلسکوپهامان میبینیم
به ما میگه که آنها هم رایج و هم پابرجا هستند.
شاید این غافلگیرکننده باشد که فهم کارکرد درونی این مارپیچهای کیهانی نسبتا سادهست.
با ترکیب اصول فیزیکی به دستآمده توسط سِر ایزاک نیوتن در پایان سدهی هفده،
و با استفاده از جرم مشاهده شده در یک کهکشان،
دانشمندان میتوانند سرعتی که کهکشانها با آن به چرخش در میآیند را محاسبه کنند.
با بهکارگیری این شِگرد، ستارهشناسها پیشبینی میکنند که ستارهها در فواصل گوناگون از مرکز کهکشان باید با چه سرعتی حرکت کنند.
ستارههای بسیار نزدیک به مرکز کهکشان به آرامی حرکت میکنند.
زیرا جرم بسیار ناچیزی میان آنها و مرکز کهکشان وجود دارد که آنها را به دنبال خودش بکشد.
ستارههایی کمی دورتر هستند تندتر حرکت میکنند،
چون آنها دارند توسط همهی ستارههایی که میان آنها و مرکز هستند کشیده میشن.
همین که حسابی دور شدیم، پیشبینی میشه که ستارهها دوباره به آرامی حرکت کنند.
فاصلهی زیادِ آنها گرانش را به یک کشش ملایم کاهش میده،
بنابراین آنها به آهستگی در مدارهاشان میچرخند.
با دانستن این، دانشمندان کهکشانها را بررسی کردند و سرعت حرکت ستارهها را اندازهگیری نمودند.
با کمال شگفتی، آنها دریافتند که تا زمانی که ستارهها به مرکز کهکشان نزدیک هستند بر اساس پیشبینیها رفتار میکنند،
اما ستارههای دورتر خیلی سریعتر حرکت میکنند.
این مشاهده همهی نظریههای مربوط به گرانش و حرکت را ویران کرد.
اگر ستارهها با سرعتی که اندازهگیریها نشان میداد حرکت میکردند،
کهکشانها باید از هم میگسستند.
این یک بحران بود، و ستارهشناسها و فیزیکدانها تقلا میکردند که اشتباه محاسباتیشان را پیدا کنند.
آیا نظریهی گرانش نیوتن نادرست بود؟
آیا نظریهی حرکتش ایراد داشت؟
یا ممکن بود که ستارهشناسها جرم کهکشان را اشتباه محاسبه کرده باشند؟
همهی گزینهها بررسی شدند، و همهشان رد شدند. به جز یکی.
امروزه، دانشمندان باور دارند که پاسخ در مادهای نهفته که پیشتر ناشناخته بود، مادهای به نام مادهی تاریک.
این مادهی تاریک میتونه به عنوان ابری پیرامون بیشتر کهکشانها تجسم بشه.
این ماده بسیار غیر معمولست. تحت تاثیر گرانش قرار میگیرد،
اما در برابر نور مرئی و دیگر اشکال پرتوهای الکترومغناطیسی ناپیداست.
این نام، «مادهی تاریک»، برآمده از ناتوانی ماده از نورافشانی و یا جذب نور است.
مادهی تاریک به کهکشان جرم میافزاید
و سرعت مداری ستارگان دورتر از مرکز کهکشانی را توضیح میدهد.
مادهی تاریک تاکنون مستقیما مشاهده نشده،
اما دانشمندان باور دارند که محتملست که واقعی باشد،
بیشتر به این دلیل که همهی گزینههای دیگر آنها رد شده.
با بهکارگیری دهها رهیافت، ستارهشناسها و فیزیکدانها جستجو برای یافتن مدرک مستقیمی
که بتونه فرضیهی مادهی تاریک را اثبات کند، ادامه میدن.
این پرسش یکی از مهمترین پرسشهای پژوهشی فیزیک در سدهی ۲۱ام است.