به نقل از «فرارو»

کهکشان بدون ماده تاریک، نظریه تکامل کیهانی را به چالش کشید

تاریخ انتشار: ۲ مرداد ۱۴۰۲ | کد خبر: ۳۸۳۰۷۲۹۴

تصور ما از تکامل کیهانی ممکن است با کشف یک کهکشان بزرگ که به نظر می‌رسد فاقد ماده تاریک است، در معرض شک و تردید قرار بگیرد.

به گزارش ایسنا و به نقل از اسپیس، به نظر می‌رسد ماده تاریک که حدود ۸۵ درصد از ماده جهان را تشکیل می‌دهد، در کهکشان «ان‌جی‌سی ۱۲۷۷»(NGC ۱۲۷۷) وجود ندارد. این کهکشان که بخشی از خوشه کهکشانی «برساووش»(Perseus) است، در فاصله ۲۴۰ میلیون سال نوری از زمین قرار دارد و اولین توده به اندازه راه شیری متشکل از ستاره‌ها، سیارها، غبار و گاز به شمار می‌رود که ماده تاریک را از دست داده است.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

«سباستین کامرون»(Sebastién Comerón) پژوهشگر «دانشگاه لا لاگونا»( University of La Laguna) و سرپرست این گروه پژوهشی گفت: این نتیجه با مدل‌های کیهانی پذیرفته‌ شده کنونی که شامل ماده تاریک هستند، مطابقت ندارد.

ماده تاریک عملا نامرئی است زیرا مانند ماده تشکیل‌دهنده ستاره‌ها، سیاره‌ها و ما، با نور تعامل ندارد. وجود ماده تاریک را می‌توان از فعل و انفعالات گرانشی آن استنباط کرد. وجود این ماده سایه‌دار اولین بار زمانی مطرح شد که ستاره‌شناسان دریافتند کهکشان‌های بزرگ با چنان سرعتی در حال چرخیدن هستند که اگر تأثیر گرانشی برخی از جرم‌های نامرئی نبود، از هم دور می‌شوند.

این واقعیت باعث شد دانشمندان این نظریه را مطرح کنند که همه کهکشان‌های بزرگ در پوششی از ماده تاریک پیچیده شده‌اند و این موضوع به یک فرضیه مهم در توسعه نظریه‌های تکامل کهکشانی تبدیل شده است. در هر حال، کشف شدن کهکشانی که به نظر می‌رسد فاقد ماده تاریک است، این فرضیه را به چالش می‌کشد.

بررسی یک کهکشان غیر اجتماعی!

ان‌جی‌سی ۱۲۷۷ که یک یادگار کیهانی در نظر گرفته می‌شود، در میان کهکشان‌ها غیرمعمول به شمار می‌رود زیرا تعامل کمی با سایر کهکشان‌های اطراف داشته است. کهکشان‌هایی از این دست، بقایای کهکشان‌های غول‌پیکری هستند که در کیهان اولیه وجود داشته‌اند. بدین ترتیب، این کهکشان‌های باقی‌مانده برای کمک کردن به ستاره‌شناسان در درک چگونگی شکل‌گیری اولین کهکشان‌ها ضروری هستند.

کامرون و همکارانش برای کمک کردن به این بخش از پژوهش، کهکشان ان‌جی‌سی ۱۲۷۷ را با دستگاهی به نام «طیف‌نگار میدان انتگرال»(IFS) مشاهده کردند. این کار به آنها امکان داد تا به نقشه‌برداری از حرکت کهکشان بپردازند و جرم کهکشان و نحوه توزیع آن را تعیین کنند.

این بررسی نشان داد که توزیع کلی جرم ان‌جی‌سی ۱۲۷۷ که باید شامل ماده تاریک باشد، با توزیع جرم مواد معمولی آن شامل ستاره‌ها، غبار، گاز و سیاره‌ها یکسان است. این بدان معناست که در شعاع کهکشان، محتوای ماده تاریک بیش از پنج درصد نمی‌تواند وجود داشته باشد اما یافته‌ها با عدم وجود ماده تاریک در ان‌جی‌سی ۱۲۷۷ سازگارتر هستند.

این شگفت‌آور است زیرا مدل‌های محبوب کنونی تکامل کیهانی از جمله مدل استاندارد کیهان‌شناسی می‌گویند که ان‌جی‌سی ۱۲۷۷ احتمالا باید از ۱۰ تا ۷۰ درصد ماده تاریک تشکیل شده باشد. «ایگناسیو تروجیلو»(Ignacio Trujillo) پژوهشگر دانشگاه لا لاگونا و از پژوهشگران این پروژه گفت: این اختلاف بین مشاهدات و آنچه ما انتظار داریم، یک معما و شاید حتی یک چالش برای مدل استاندارد کیهان‌شناسی است.

ماده تاریک کهکشان کجا رفت؟

پژوهشگران در این پروژه، چند ایده را در مورد این موضوع ارائه کرده‌اند که چرا ان‌جی‌سی ۱۲۷۷ تا این اندازه فاقد ماده تاریک است. «آنا فر ماتئو»(Anna Ferré-Mateu) پژوهشگر دانشگاه لا لاگونا و از پژوهشگران این پروژه گفت: یکی از ایده‌ها این است که تعامل گرانشی با محیط اطراف در خوشه کهکشانی که این کهکشان در آن قرار دارد، ماده تاریک را از بین برده است. ایده دیگر این است که ماده تاریک از منظومه بیرون رانده شده و کهکشان از ادغام قطعات پیش‌کهکشانی تشکیل شده که باعث پیدایش کهکشان به جا مانده شده است.

هیچ کدام از این توضیحات، گروه را کاملا راضی نمی‌کنند. بنابراین، پژوهشگران به بررسی ان‌جی‌سی ۱۲۷۷ با «تلسکوپ ویلیام هرشل»(WHT) در «رصدخانه صخره بچه‌ها»(ORM) ادامه خواهند داد.

پژوهشگران معتقدند که اگر پژوهش‌های آینده تأیید کنند این کهکشان فاقد اسرارآمیزترین شکل ماده جهان است، وجود ماده تاریک به کلی به چالش کشیده نمی‌شود. برعکس، آنها باور دارند که جایگزین‌های مدل‌ ماده تاریک، نظریه‌های موسوم به «گرانش اصلاح‌شده» را به چالش می‌کشند.

تروجیلو گفت: اگرچه ماده تاریک در یک کهکشان خاص ممکن است از بین برود اما قانون گرانش اصلاح‌شده باید جهانی باشد و نمی‌توان استثنایی در مورد آن قائل شد. بنابراین یک کهکشان بدون ماده تاریک، به معنای رد کردن این نوع جایگزین برای ماده تاریک است.

کامرون اذعان کرد که باید منتظر پاسخ‌های قطعی ماند. وی افزود: معمای اینکه چگونه یک کهکشان بزرگ می‌تواند بدون ماده تاریک تشکیل شود، همچنان یک معما باقی می‌ماند.

این پژوهش، در مجله «Astronomy and Astrophysics» به چاپ رسید.

منبع: فرارو

کلیدواژه: کهکشان تکامل کیهانی قیمت طلا و ارز قیمت موبایل ماده تاریک کهکشان ها یک کهکشان

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت fararu.com دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «فرارو» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۸۳۰۷۲۹۴ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

برای نابودی ویروس‌ها پنجره را باز کنید

پژوهشگران می‌گویند سطوح بالاتر کربن دی اکسید (CO۲) به این معنی است که ویروس‌ها طول عمر بیشتری خواهند داشت و افراد بیشتری را آلوده می‌کنند، بنابراین باز کردن پنجره می‌تواند یک راه موثر برای کم کردن ویروس‌های معلق در هوا باشد.

کربن دی اکسید یک عمل کلیدی برای بیشتر زنده ماندن ویروس‌های معلق در هوا و در نتیجه احتمال انتشار بیشتر آنهاست؛ بنابراین باز کردن پنجره می‌تواند یک راه علمی برای جلوگیری از انتشار ویروس‌های تنفسی نسبت به آنچه که در ابتدا پیش‌بینی شده بود، باشد.

به نقل از ان‌ای، با ظهور کووید-۱۹، جهان یاد گرفت که بودن در فضای نزدیک با فرد یا افراد دیگر چگونه می‌تواند خطر ابتلا به این ویروس را افزایش دهد.

اکنون تحقیقات جدید به رهبری پژوهشگران دانشگاه بریستول در بریتانیا یک پاسخی به این پرسش داده است که چگونه و چرا ویروس‌های تنفسی موجود در هوا برای مدت طولانی‌تری در فضا‌های بسته باقی می‌مانند. آنها می‌گویند پای کربن دی اکسید در میان است.

آلن هادرل، سرپرست و نویسنده ارشد این مطالعه و محقق ارشد علوم هواپخش در دانشکده شیمی دانشگاه بریستول می‌گوید: ما می‌دانستیم که ویروس عامل کووید-۱۹ موسوم به SARS-CoV-۲ مانند سایر ویروس‌ها، از طریق هوایی که تنفس می‌کنیم، پخش می‌شود، اما این مطالعه نشان‌دهنده پیشرفت بزرگی در درک ما از این است که دقیقاً چگونه و چرا این اتفاق می‌افتد و مهم‌تر اینکه چه کاری می‌توان برای متوقف کردن آن انجام داد.

کربن دی اکسید (CO۲) یک شاخص خوب برای سنجش تهویه در یک فضای داخلی است. تعداد افراد در یک اتاق بر غلظت CO۲ تأثیر می‌گذارد و از آنجایی که هم کربن دی اکسید و هم ویروس‌های تنفسی دیگر در هوای بازدمی وجود دارند، منطقی است که از غلظت CO۲ به عنوان شاخصی برای خطر انتقال ویروس استفاده شود.

در اینجا ما باید کمی عمیق‌تر به بررسی تنفس بپردازیم. PH بالای (قلیایی) بازدم ناشی از ترشحات تنفسی است که از آن منشاء می‌گیرد. به عنوان مثال، بزاق و مایع ریه حاوی سطوح بالایی از بی‌کربنات قلیایی هستند. pH قطرات خارج شده در تنفس با تبخیر بی‌کربنات به گاز CO۲ تغییر می‌کند، اما تحت تأثیر عواملی مانند رطوبت نسبی، اندازه قطرات و غلظت CO۲ در محیط قرار می‌گیرد.

از آنجایی که تصور می‌شود PH محرک عفونت‌پذیری ویروس‌های معلق در هوا باشد، پژوهشگران بررسی می‌کنند که آیا غلظت CO۲ محیط بر پایداری ویروس‌های موجود در هوا (هوا پایداری) و خطر انتقال آنها تأثیر می‌گذارد یا خیر.

در شرایط همه‌گیری کووید-۱۹ از مانیتور‌های سنجش CO۲ برای تخمین تهویه ساختمان استفاده شد. هوای معمولی خارج از منزل حاوی حدود ۴۰۰ قسمت در میلیون (ppm) کربن دی اکسید است. در فضا‌های داخلی معمولی و دارای تهویه مناسب، غلظت بین ۴۰۰ تا ۱۰۰۰ ppm است. در فضا‌های دارای تهویه ضعیف، غلظت CO۲ می‌تواند از ۲۰۰۰ ppm بیشتر شود و در محیط‌های شلوغ‌تر از ۵۰۰۰ ppm بالاتر رود.

پژوهشگران با تغییر غلظت CO۲ در هوا بین ۴۰۰ ppm و ۶۵۰۰ ppm، ارتباط بین غلظت CO۲ و مدت زمانی که ویروس‌های موجود در هوا عفونی می‌مانند را تأیید کردند.

در مقایسه با CO۲ معمولی جو که حدود ۵۰۰ ppm است، افزایش متوسط در CO۲ از ۴۰۰ ppm به ۸۰۰ ppm در محدوده یک اتاق با تهویه خوب منجر به افزایش قابل توجهی در هواپایداری ویروس برای همه سویه‌های ویروس SARS-CoV-۲ از جمله دلتا، بتا و اومیکرون پس از دو دقیقه شد. ضمن اینکه تفاوتی در میزان عفونت و سرایت‌پذیری بین ۸۰۰ و ۶۵۰۰ ppm مشاهده نشد.

افزایش غلظت CO۲ عمیقاً بر سرایت‌پذیری SARS-CoV-۲ در طول زمان تأثیر گذاشت. در مقایسه با هوای معمولی، زمانی که غلظت کربن دی اکسید ۳۰۰۰ ppm بود (مشابه غلظت یک اتاق شلوغ) ویروس‌ها پس از ۴۰ دقیقه تقریباً ۱۰ برابر بیشتر عفونی باقی ماندند.

هادرل می‌گوید: این رابطه روشن می‌کند که چرا رویداد‌های اَبَرپخش‌کننده ممکن است تحت شرایط خاصی رخ دهند. PH بالای قطرات بازدمی حاوی ویروس SARS-CoV-۲ احتمالاً عامل اصلی عفونت است. CO۲ هنگامی که با قطرات برهمکنش می‌کند مانند یک اسید عمل می‌کند. این باعث می‌شود که pH قطرات کمتر قلیایی شود و در نتیجه ویروس درون آنها با سرعت کمتری غیرفعال شود.

خوشبختانه توصیه پژوهشگران برای کاهش عفونت ویروسی یک توصیه ساده است.

هادرل می‌گوید: به همین دلیل است که باز کردن یک پنجره یک استراتژی کاهش موثر است، زیرا هم از نظر فیزیکی ویروس را از اتاق خارج می‌کند و هم باعث می‌شود قطرات هواپخش برای ویروس سمی‌تر شوند.

با توجه به تمرکز جهانی بر کاهش CO۲ جو که دانشمندان اقلیم پیش‌بینی می‌کنند در دهه‌های آینده به بیش از ۵۵۰ ppm افزایش یابد، پژوهشگران می‌گویند یافته‌های آنها پیامد‌های گسترده‌تری دارد.

هادرل می‌گوید: بنابراین، این یافته‌ها پیامد‌های گسترده‌تری نه تنها در درک ما از انتقال ویروس‌های تنفسی، بلکه اینکه چگونه تغییرات در محیط ما ممکن است احتمال همه‌گیری‌های آینده را تشدید کند، دارد.

وی افزود: داده‌های مطالعه ما نشان می‌دهد که افزایش سطح CO۲ در جو می‌تواند با افزایش قابلیت انتقال سایر ویروس‌های تنفسی از طریق افزایش مدت زمانی که آنها در هوا عفونی می‌مانند، همزمان باشد.

این مطالعه در مجله Nature Communications منتشر شده است.

باشگاه خبرنگاران جوان علمی پزشکی کلينيک