تحقیقات جدید نظریه ماده تاریک هاوکینگ را تضعیف کرد/ ثبت سیاهچاله‌ها با بزرگترین تلسکوپ نوری جهان

به گزارش گروه فناوری خبرگزاری دانشجو؛ یکی از نظریه‌های کلیدی استیون هاوکینگ در مورد سیاهچاله‌ها توسط داده‌های یک تلسکوپ فوق‌العاده قوی، تا حدودی تضعیف شده است!

ژاپنی‌ها اخیراً با استفاده از تلسکوپ‌های قدرتمند تصاویر شگفت‌انگیزی از آسمان شب ثبت کرده و موفق به دریافت شواهدی شده‌اند که نشان می‌دهد "ماده تاریک" (dark matter) از سیاهچاله‌های کوچک قدیمی تشکیل شده است.

هاوکینگ و برخی از همکارانش در دهه ۱۹۷۰ میلادی استدلال کردند که "بیگ بنگ" ممکن است از سیاهچاله‌های کوچک بسیاری که هر کدام به اندازه یک پروتون هستند، ایجاد شده باشد. پروتون‌ها کشش گرانشی زیادی بر روی دیگر اجرام جهان هستی دارند.

تئوری دانشمندان ژاپنی به توضیح ایده "ماده تاریک" یا پدیده‌ای که باعث می‌شود همه اجسام در جهان ما، تحت تأثیر نیرو‌های نامرئی، بچرخند و یا حرکت کنند، می‌پردازد.

"ماساهیرو تاکادا" (Masahiro Takada) و تیم او در "مؤسسه فیزیک و ریاضیات کاویلی دانشگاه ژاپن" (IPMU) از دوربین دیجیتال" The Hyper Suprime-Cam " در"تلسکوپ سوبارو" در هاوایی برای جستجوی این "سیاهچاله‌های اولیه" اسرارآمیز استفاده کردند تا نظریه هاوکینگ را مورد بررسی قرار دهند. تلسکوپ سوبارو (Subaru Telescope) نام یکی از بزرگ‌ترین و قوی‌ترین تلسکوپ‌های نوری واقع در رصدخانه "مونوکی" است که در هاوایی قرار گرفته‌است. سیاهچاله‌های اولیه یک طبقه صرفاً فرضی از سیاهچاله‌ها هستند و اعتقاد بر این است که مدت کمی پس از "بیگ بنگ "شکل گرفته‌اند. بر طبق یک نظریه که استیون هاوکینگ در سال ۱۹۷۲ مطرح کرد، این سیاهچاله‌ها می‌توانند مسئول ایجاد ماده تاریک جهان باشند.

میدان گرانشی یک سیاهچاله به قدری قوی است که هیچ چیز حتی ذرات زیر اتمی یا تابش الکترومغناطیسی (به عنوان مثال نور) نیز نمی‌توانند از آن فرار کنند.

در حالی که سیاهچاله‌های فوق العاده‌ای همانند سیاهچاله " Pōwehi " که تصویر آن برای نخستین بار توسط تلسکوپ "افق رویداد" ثبت و اخیراً منتشر شد، دارای یک حلقه از گاز‌های آتشین هستند، چاله‌های کوچک‌تر تقریباً نامرئی هستند.

کشف سیاهچاله‌های اولیه، به دلیل اندازه‌های کوچک آنها، بسیار سخت است.

برای به دام انداختن سیاهچاله‌ها، دانشمندان می‌بایست تمام هستی را به منظور به دست آوردن شواهدی از مکانی که نور را خم می‌کند و در نزدیکی سیاهچاله قرار دارد نیز بررسی کنند. این پدیده " ریزهمگرایی " (microlensing) نام دارد.

ریزهمگرایی گرانشی (Gravitational microlensing) پدیده‌ای نجومی بر اساس همگرایی گرانشی است که با آن می‌توان اجرام نجومی را، مستقل از نوری که از آن‌ها تابیده می‌شود، شناسایی کرد. با روش‌های رصدی عادی تنها می‌توان اجرام بسیار پُر نور مانند ستاره‌ها را آشکار کرد، ولی با ریزهمگرایی گرانشی می‌توان اجرام کم‌نور یا حتی تاریک را هم رصد کرد.

تلسکوپ‌ها با ثبت تصاویر ستاره‌ها طی چند بازه زمانی، به دنبال بررسی رویداد‌های ریزهمگرایی هستند. اگر یک سیاهچاله در مقابل این ستاره‌ها عبور کند، ستاره‌ها به دلیل نوردهی تحریف شده، برق می‌زنند.

هر چه این عمل برق زدن ستاره‌ها سریع‌تر انجام شود به این معناست که سیاهچاله‌ها کوچک‌تر هستند.

دانشمندان ژاپنی طی این مطالعه با استفاده از "دوربین نصب شده Hyper Suprime-Cam بر روی تلسکوپ سوبارو" موفق به ثبت یک تصویر از "کهکشان آندرومدا" (Andromeda galaxy) شدند.

کهکشان آندرومِدا (Andromeda Galaxy)، یک کهکشان مارپیچی واقع در صورت فلکیِ آندرومدا است که حدود ۲٫۵ میلیون سال نوری از کهکشان راه شیری فاصله دارد. آندرومدا نزدیک‌ترین کهکشان به کهکشان راه شیری است.

تاکادا و تیم او توانستند در یک شب که آسمان درخشان و صاف بود، طی ۷ ساعت، ۲۰۰ تصویر از کهکشان مذکور ثبت کنند. آن‌ها پس از ثبت تصاویر، آن‌ها را مورد بررسی قرار دادند تا دریابند کدامیک از ستاره‌ها برق می‌زنند.

نتایج بررسی‌ها تنها یک نمونه از ریزهمگرایی را نشان داد. بنابر گفته دانشمندان اگر نظریه هاوکینگ صحیح بود و سیاهچاله‌های اولیه تعداد زیادی ماده تاریک را تشکیل داده باشند، آنگاه ما باید حدود ۱۰۰۰ سیگنال ریزهمگرایی می‌دیدیم.

البته قصد دانشمندان طی این مطالعه رد نظریه نبود بلکه با انجام این کار تنها نظریه ماده تاریک تاحدودی تضعیف شد.

این تیم تحقیقاتی همچنان به انجام بررسی‌های بیشتر می‌پردازد تا شواهد بیشتری از این سیاهچاله‌های کوچک باستانی پیدا کند.