شواهد وجود ماده تاریک ممکن است در جو بالایی زمین پیدا شود

با این همه برای اینکه بتوان برهم‌کنش مواد در گیتی را با ایجاد تغییراتی در معادلات گرانش توضیح داد و فرض وجود ماده تاریک را کنار گذاشت هم تلاش‌های بسیاری صورت گرفته است؛ اما در کیهان‌شناسی امروز، اکثر دانشمندان بر این باورند که ماده تاریک نوعی ناشناخته از ماده است که با امواج الکترومغناطیسی برهم‌‌کنش نمی‌کند اما از طریق گرانش با ماده معمولی برهم‌کنش دارد.

لایوساینس با انتشار گزارشی در این زمینه می‌نویسد، اینکه ماهیت ماده تاریک دقیقا چیست، احتمالات زیادی را در بر می‌گیرد. ماده تاریک ممکن است از ذرات پرجرم ساخته شده باشد، اما جست‌وجو برای این نوع ذرات تا حد زیادی بی‌نتیجه مانده است.

برخی دانشمندان بر این باورند که ماده تاریک ممکن است از ذره‌ای بنیادی به نام آکسیون تشکیل شده باشد، ذره‌ای که شکل عجیب‌وغریبی از فوتون به شمار می‌رود و حامل مقداری جرم است. از این رو ماده تاریک با این جرم کم که میلیون‌ها بار از سبک‌ترین ذرات شناخته‌شده سبک‌تر است، ممکن است به شیوه‌‌های مختلفی رفتار کند. به گفته دانشمندان، این مدل ماده تاریک به طور خاص به جای اینکه به شکل گلوله‌های نقطه‌مانند مجزا ظاهر شود، بیشتر شبیه امواج بزرگی است که در سراسر کیهان پراکنده‌اند.

دانشمندان اکنون در مقاله جدیدی که در نسخه پیش‌چاپ پایگاه علمی آرکایو منتشر شده است، مدل‌هایی از ماده تاریک فوق‌سبک را بررسی کرده‌اند. آن‌ها می‌گویند در مواردی مشاهده شده است که ماده تاریک و ماده معمولی به قدری با یکدیگر برهم کنش داشته‌اند که بتوانند مقدار قابل توجهی امواج رادیویی تولید کنند.

دانشمندان می‌گویند این پدیده زمانی رخ می‌دهد که ماده تاریک با پلاسما مواجه و بسامد امواج ماده تاریک با فرکانس امواج پلاسما منطبق شود. مدل‌هایی که دانشمندان در تحقیقاتشان بررسی کرده‌‌اند، نشان می‌دهند که در اثر این پدیده، رزونانس یا اصطلاحا تشدیدی رخ می‌دهد که این برهمکنش را تقویت و پرتوهایی را به شکل امواج رادیویی تولید می‌کند.

پلاسما در گیتی فراوان است. همه ستارگان پلاسما را به صورت بادهای ستاره‌ای به فضای بی‌کران می‌فرستند. از این رو فیزیک‌دان‌های نظری پیش از این مسئله تولید امواج رادیویی در اثر برهم‌کنش ماده تاریک با محیط‌هایی مانند تاج خورشیدی یا محیط بین‌ستاره‌ای را بررسی کرده بودند. اما دانشمندان در تحقیق اخیر به نکته جدیدی اشاره می‌کنند که بر اساس آن، لزومی ندارد در اعماق کیهان به دنبال ماده تاریک بگردیم. به گفته آن‌ها، یونوسفر زمین ما ممکن است جایی باشد که بتوانیم در آینده نزدیک به کمک آن شواهد بیشتری از وجود ماده تاریک پیدا کنیم.

یونوسفر زمین یکی از لایه‌‌های داغ و نازک اتمسفر فوقانی محسوب می‌شود که از ذرات یونیزه شده (باردار) پلاسما تشکیل شده است. این لایه به طور طبیعی امواجی دارد که از میان آن گذر می‌کنند. محققان می‌گویند این امواج ممکن است با امواج ماده تاریک فرضی که ممکن است زمین را در بر گرفته باشند، برهم‌کنش کنند.

در همین رابطه بخوانید:
– اطلاعات بحث‌برانگیز جدید درباره ماده تاریک
– ۳۰۰ میلیارد کهکشان گیتی با استفاده از ۳۰ هزار پردازنده شبیه‌سازی شد
– راز «انرژی تاریک»؛ عاملی که منجر به فروپاشی کیهان می‌شود

با وجود این، کیهان‌شناسان تاکید می‌کنند که امواج رادیویی تولیدشده در اثر این برهم‌کنش به‌سختی قابل تشخیص خواهند بود. آن‌ها در عین حال یادآوری می‌کنند که این کار با استفاده از یک آنتن رادیویی که به طور دقیق برای جست‌وجوی بسامد خاصی از امواج رادیویی تنظیم شده باشد، ممکن است.

این امر از نگاه دانشمندان بسیار امیدوارکننده است، چرا که یونوسفر زمین در مقایسه با سایر منابع امواج رادیویی تولیدشده از ماده تاریک، مزایای بسیاری دارد. برای نمونه، یونوسفر به طور طبیعی بسیاری از امواج رادیویی را از اعماق فضا منعکس می‌کند که باعث می‌شود این لایه فاقد سیگنال‌های مخرب باشد. دوم اینکه یونوسفر همین جا درست بالای سر ما قرار دارد و دسترسی به آن آسان است و در حال حاضر نیز بررسی‌های بسیاری درباره آن در جریان است.

با این همه، مدل پیشنهادی دانشمندان درباره ماده تاریک هنوز مدلی فرضی است و ممکن است سال‌ها یا دهه‌ها طول بکشد تا روش‌های مشاهده در جست‌وجوی این امواج رادیویی تکمیل شوند و بهبود یابند. دانشمندان می‌گویند اگر چنین چیزی صحت داشته باشد، در این صورت، یونوسفر زمین گنجینه‌ای خواهد بود که به کمک آن می‌توانیم یکی از اسرارآمیزترین بخش‌های تشکیل‌دهنده گیتی را بررسی کنیم.