آیا ماده تاریک دایناسورها را از بین برد؟

مجید جویا: گروهی از فیزیکدانان نظری می‌گویند که احتمالا صفحه‌ای نازک از ماده تاریک در کهکشان راه شیری، عامل اصلی بمباران زمین با شهابسنگ‌های بزرگی بوده که منجر به انقراض نسل و قتل عام جانورانی مانند دایناسورها شده است.

این مدل مبتنی بر شکلی فرضی از ماده تاریک است که در سال گذشته به عنوان ابزاری برای حل یک معمای کیهانی دیگر تعریف شده بود. وجود چنین صفحه تاریکی می‌تواند به زودی توسط رصدخانه‌های نجومی آزمایش شود. مقاله‌های مربوط به این مدل را می‌توانید در اینجا و اینجا مطالعه کنید.

ماریو لیویو، اخترشناس شاغل در مرکز علمی تلسکوپ فضایی که در این تحقیق حضور نداشته است، می‌گوید: "این ایده جدید که دو نظریه متفکرانه و بسیار متفاوت را با یکدیگر ترکیب کرده، بسیار جالب است حتی اگر شواهدی که از آن پشتیبانی می‌کنند، اصلا قانع کننده نباشند!"

شهاب‌سنگ‌ها و دنباله‎دارها هر از چندگاهی با تعداد بیشتری روی سطح زمین سقوط می‌کنند. 30 سال پیش فیزیکدانان نشان دادند که این بمباران به طور چرخشی شدت می‌یابد، و احتمالا یک دلیل کیهانی برای آن وجود دارد. یک توضیح پیشنهادی این است که خورشید، ستاره‌ای هنوز کشف نشده در همسایگی خود دارد، که ستاره انتقام یا ستاره مرگ نام گرفته است، و مرتبا در رفت و برگشت است، و هر بار دنباله‌دارهایی را از ابر اورت به سراغ ما می‌فرستد. ابر اورت، ساختاری کروی در مرزهای خارجی منظومه شمسی و مملو از بقایای ابر اولیه تشکیل‌دهنده منظومه شمسی است که اکنون به شکل هسته‌های یخ‎زده دنباله‎دارها درآمده‏‌اند.

در مقاله تازه، دو فیزیک‌دان نظری به نام لیزا رندال و متیو ریس از دانشگاه هاروارد، نظریه دیگری را ارائه کرده‌اند که این تناوب فرضی را ناشی از تناوب مسیر خود خورشید (و البته کل منظومه شمسی) در امتداد مسیر خود در کهکشان راه شیری می‌داند. خورشید علاوه بر این که از الگوی حرکت چرخشی بازوی‌های کهکشان پیروی می‌کند و به دور مرکز کهکشان می‌چرخد، به سمت بالا و پایین نیز حرکت می‌کند، به این معنی که به طور تناوبی صفحه‌ای که کهکشان را به دو نیمه بالایی و پایینی تقسیم می‌کند، قطع می‌کند. این پژوهشگران گمان می‌کنند در حالی که خورشید به سمت بالا و پایین نوسان می‌کند، لایه‌ای پرچگال‌تر از ماده تاریک را نیز قطع می‌کند (همانند ژامبون در وسط ساندویچ) که این موضوع خود سبب کش و قوسی گرانشی می‌شود کهشهاب‌سنگ‌ها را در ابر اورت می‌آشوبد.

مدل‌های قبلی نمی‌توانستند وجود نیروی گرانشی بسیار قوی را که موجب این اثر شود، توضیح دهند. اما رندال و ریس نشان دادند صفحه‌ای نازک از ماده تاریک در مرکز صفحه کهکشان می‌تواند دقیقا این کار را انجام دهد و سبب طوفان‌های کهکشانی با تناوبی تقریبا 35 میلیون ساله شود. این توضیح با برخی مدارک آماری ضعیف که در بررسی اخیر حفره‌های برخوردی شدید یافت شده، منطبق است. مقاله جدید این دو به زودی در ژورنال Physical Review Letters منتشر خواهد شد. برای مطالعه نسخه الکترونیکی این مقاله، اینجا را کلیک کنید.

معمولا تصور عموم بر این است که ماده تاریک برهمکنش بسیار ضعیفی دارد و بنابراین نمی‌تواند در چنین صفحه‌ای باقی بماند. اما نویسندگان این مقاله نشان داده‌اند که کسر کوچکی از ماده تاریک می‌تواند رفتار کاملا متفاوتی داشته باشد. سال گذشته آنها نظریه ماده تاریک پراکننده را برای توضیح سیگنال‌هایی همانند ماده تاریکی که تلسکوپ فضایی پرتو گاما فرمی از مرکز کهکشان دیده بود، ارائه دادند. مدل آنها چنین نتیجه گیری کرد که یک صفحه تاریک با پهنای تقریبی 35 سال نوری و چگالی در حدود 1 جرم خورشید بر سال‌نوری مربع (معادل 10 جرم خورشید بر پارسک‌مربع) در آنجا وجود دارد که مشخصات آن برای رها کردن تناوبی شهاب سنگ‌ها کافی است.

راندل می‌گوید که شواهد آنها برای وجود دوره 35 میلیون ساله که مبتنی بر قدمت سنجی شدت و عمق دهانه‌های برخوردی است، ناقص است. او می‌گوید که نوسانات در ثبت دهانه‎‌های برخوردی به این معنی است که محققان برای دوره‌ای احتمالا برخی از همبستگی‌ها را دور می‌اندازند. بنابراین او و ریس از زاویه دیگری به مسئله نگاه کردند، و دوره تناوب را بر پایه خروجی مدل خود پیش‌بینی کردند. راندل می افزاید: "در این حالت اگر بتوانید تطابقی بیابید، از نظر آماری خیلی بامعنی‌تر از حالت قبلی خواهد بود".

انها مدل خود را با استفاده از یک دوره 35 میلیون ساله با دهانه‎‌های برخوردی ثبت شده‌ای مقایسه کردند که بیشتر از 20 کیلومتر پهنا داشته و در 250 میلیون سال گذشته ایجاد شده‌اند. مقایسه آنها با بمباران‌های تصادفی دنباله‌دارها، نرخ شباهت مدل را به 3 رساند، این عدد به این معنی است که این تاریخ با تاریخ‌های مشاهده شده دهانه‌های برخوردی 3 برابر بهتر از یک نرخ تصادفی منطبق است.

البته این آغاز کار است. اخترشناسان باید بتوانند آزمایش کنند که آیا صفحه تاریک وجود دارد یا نه، و اینکه چگالی آن برابر با چگالی پیش‌بینی‎شده توسط این مدل خواهد بود یا خیر. ماهواره گایا متعلق به آژانس فضایی اروپا که سال گذشته پرتاب شد، نقشه میدان گرانشی کهکشان را رسم کرده و می‌تواند حضور صفحه تاریک را رد یا تایید کند.

کورین بیلر-جونز، اخترفیزیک‌دان در انستیتو تحقیقاتی مکس پلانک آلمان می‌گوید که احتمال 3 به 1 در سطحی است که "شما معمولا به خود زحمت اشاره به آن را نخواهید داد". او می‌گوید که با اندک تغییر در عواملی که صفحه تاریک را توصیف می‌کنند، نتایج کاملا متفاوتی به دست خواهید آورد. مدل این دو، این حقیقت را در نظر نمی‎گیرد که سیارک‌هایی که فاصله آنها از ما به اندازه ابر اورت نیست هم می‌توانند سبب این دهانه‌های برخوردی شوند.

اختر فیزیکدان دیگری به نام آدرین ملوت از دانشگاه کانزاس می‌گوید که انتخاب اختیاری دهانه‌های برخوردی و این حقیقت که برخی از تخمین‌ها از قدمت این دهانه‌ها اشتباهات چشمگیری دارند، به این عدم قطعیت می‌افزاید. او می‌گوید: "ماده تاریک پراکنده، یک توضیح احتمالی است اما مشخص نیست که آیا توضیح دهنده یک چیز واقعی خواهد بود یا خیر".

به رغم مبنای نه چندان محکم این مدل، راندل آن را باارزش می‌داند. او می گوید: "این مدل سعی می‌کند تا این ایده دیوانه وار را به علم تبدیل کند، ما نمی‌گوییم که فکر می‌کنیم این مدل 100 درصد درست است، فقط می‌گوییم که پیش‌بینی‌هایی بر مبنای این مدل انجام خواهیم داد".

نقل خبر آنلاین

مرز بین ایمان و تجربه  

نامه سرگشاده به حضرت آیت الله هاشمی رفسنجانی

آخرین مقالات