سیگنالی ناشناخته که فیزیک توضیحی برای آن ندارد

در میان صدها پیشرفت در فیزیک کوانتومی و تلاش برای شکار مادۀ تاریک توسط دانشمندان آمریکایی و اروپایی، چین به کار خود در نزدیک شدن به سطوح علمی بالا ادامه می‌دهد. مأموریتی فضایی که توسط چین شروع شده بود نشانه‌های خوبی از حضور مادۀ تاریک بر اساس گزارش‎های اخیر به ما نشان داده‎است.

ماده تاریک

. با وجود این‎که هیچ مدرک محکمی حاکی بر وجود مادۀ تاریک یافت نشده، این اولین اطلاعات مشاهداتی است که توسط اولین مأموریت چین به طور خاص برای اخترشناسان طراحی شده‎است. این مأموریت نشان‎دهندۀ پیشرفت مداوم چین به سمت تبدیل‎شدن به قدرت اول در اخترشناسی است.

تلاش برای یافت مادۀ تاریک چندین قرن است که اخترشناسان را به خود مشغول کرده‎است. این مسئله از زمانی شروع شد که فضانورد سوئیسی، فریتز زویکی، کشف کرد تمام ذرات حاضر در خوشۀ کما تنها یک درصد از جرم موردنیاز برای تولید گرانشی را می‌دهند که از درهم‎ریختن خوشۀ کهکشانی جلوگیری می‌کند. فیزیکدانان از آن موقع به حضور ضروری اما غیرقابل‎رؤیت تأثیرات گرانشی مادۀ تاریک بر روی مواد قابل‎مشاهده اشاره می‌کنند.

فضانورد چینی با اسم کاشف ذرات مادۀ تاریک به منظور یافتن سیگنال‌های غیرمستقیم مادۀ تاریک که به ذرات عظیم کم‎تعامل معروفند، طراحی شده‎است. این فضانورد از مرکز ارسال ماهوارۀ جیوکوان در صحرای گوبی در دسامبر ۲۰۱۵ ارسال شد. ابزار اصلی این فضانورد، آشکارسازهای خطی هستند که به شکلی در کنار هم تعبیه شدند که می‌تواند تمام مشاهدات را در یک نقطه ترکیب کند. این فضانورد همچنین می‌تواند انرژی، بردار و بار الکتریکی ذرات تشکیل‎دهندۀ اشعه‌های کیهانی را مشاهده کند، به خصوص الکترون و پوزیترون.

ماده تاریک

نیروهای تاریکی کیهانی اشعه‌های کیهانی از پدیده‌های معمول در اخترفیزیک نشأت می‌گیرند مثل سوپرنواهای کهکشان. اما اگر مادۀ تاریک از ذرات عظیم کم‎تعامل تشکیل شده باشد، این ذرات هر چند وقت یک بار یک‎دیگر را نابود می‌کنند و زوج‌های الکترون پوزیترون به وجود بیاورند. این جفت‌ها سپس به شکل مواد اضافی در میان ملقمۀ ذرات موجود در مواد اخترفیزیکی معمول قابل ردیابی هستند.

در ۵۳۰ روز اول، فضانورد ۱.۵میلیون الکترون و پوزیترون اشعۀ کیهانی با انرژی بالای حدی خاص ردیابی کرد. محققان معمولاً انتظار دیدن قوسی از ماده به انرژی را دارند اما آزمایش‎های پیشین نشان می‌دهد که شکست‌هایی در این خم وجود دارد.

این اطلاعات به علت تأیید انحراف ذکرشده اهمیت دارد.

چانگ جین، رهبر پروژۀ همکاری میان آکادمی علم چین و رصدخانۀ کوه بنفش در نانجینگ، می‌گوید:«این ممکن است سرنخی از وجود مادۀ تاریک باشد؛ اما احتمالاً می‌تواند از یک منبع اشعۀ کیهانی دیگر هم باشد. ما یک ناهنجاری در قسمت‌های انرژی بالا داریم که بالا می‌رود و باز پایین می‌آید. ما انتظار چنین چیزی را نداشتیم و این نمی‌تواند با دانش کنونی‌مان از فیزیک توجیه شود.» او همچنین گفت که مأموریت کاوشگر از ۳ سال برنامه‎ریزی‎شده انتظار می‎رود به لطف کارکرد بی‌نقص فضانورد و وسایلش ۵ سال به درازا بکشد.

با وجود این‎که هیچ ضمانتی وجود ندارد که این فضانورد رازهای مادۀ سیاه را پاسخ دهد، براساس گزارش مجلۀ علوم و دیوید اسپرگل، اخترشناسی از دانشگاه پرینستون، پیش‎بینی چینی‌ها از مادۀ سیاه می‌تواند قابلیت درک شتاب امواج کیهانی را به ما بدهد و همچنین از پروسه‌های فیزیکی زیرین نزدیک سوپرنواها و تپ اخترها رونمایی کند.

درباره نویسنده