مطالعه‌ای نشان می‌دهد ماده تاریک و معمولی می‌توانند بدون گرانش تعامل کنند
چرا ماده تاریک را «تاریک» می‌نامند؟ آیا به این دلیل است که نیروهای کیهانی شیطانی یا رازهای نهانی دارد که دانشمندان نمی‌خواهند ما بدانیم؟ خب، چنین فرضیات خیالی ممکن است برای نظریه‌پردازان توطئه جذاب به نظر برسد، اما فاصله زیادی با حقیقت دارند.
ماده تاریک به این دلیل این‌گونه نام‌گذاری شده که با نور تعامل نمی‌کند. بنابراین وقتی نور و ماده تاریک به هم می‌رسند، به سادگی از یکدیگر عبور می‌کنند. این نیز دلیل عدم توانایی دانشمندان در شناسایی ماده تاریک است زیرا به نور پاسخ نمی‌دهد.
ماده تاریک اما جرم دارد و جرم گرانش ایجاد می‌کند. این بدان معناست که ماده تاریک می‌تواند روی ماده معمولی تاثیر بگذارد و بالعکس. چنین تعاملاتی نادر است و گرانش تنها نیروی شناخته شده‌ای است که باعث تعامل دو شکل ماده می‌شود.
با این حال، مطالعه جدیدی نشان می‌دهد که ماده تاریک و معمولی نیز به روشی‌های دیگری جز از طریق گرانش تعامل دارند.
اگر این نظریه درست باشد، نشان می‌دهد که مدل‌های فعلی ما از ماده تاریک تا حدودی نادرست هستند. علاوه بر این، ممکن است به توسعه ابزارهای جدید و بهتری برای شناسایی ماده تاریک منجر شود.
یک ارتباط گمشده جدید بین ماده تاریک و معمولی
بر این باور است که ماده تاریک تقریباً پنج برابر جرم ماده معمولی در جهان ما را تشکیل می‌دهد. این به نگه‌داشتن کهکشان‌ها با هم کمک می‌کند و برخی حرکات ستارگان را توضیح می‌دهد که بر اساس ماده مرئی تنها قابل توضیح نیست.
به عنوان مثال، یکی از قوی‌ترین شواهد برای ماده تاریک , مشاهده منحنی‌های چرخش کهکشانی است که نشان می‌دهد ستارگان در لبه‌های خارجی کهکشان‌های مارپیچی با سرعت‌های مشابه با آن‌هایی که در نزدیکی مرکز هستند می‌چرخند. این مشاهده نشان‌دهنده وجود جرمی اضافی و نادیده است.
برای مطالعه خود، محققان شش کهکشان کوتوله توهم (UFDs) را که در نزدیکی کهکشان راه شیری قرار دارند، بررسی کردند. با این حال، این UFDها تعداد ستاره‌های کمتری نسبت به جرم خود دارند که نشان می‌دهد کهکشان‌های همراه بیشتر از ماده تاریک تشکیل شده‌اند.
بر اساس محققان، اگر ماده تاریک و ماده معمولی فقط از طریق گرانش تعامل داشته باشند، ستارگان در این UFDها باید در مراکز انبوه‌تر و در لبه‌های کهکشان‌ها پراکنده‌تر باشند. با این حال، اگر آن‌ها به روش‌های دیگر تعامل داشته باشند، توزیع ستارگان متفاوت خواهد بود.
نویسندگان مطالعه شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای را برای بررسی هر دو امکان اجرا کردند. وقتی این را برای همه شش UFD آزمایش کردند، متوجه شدند که توزیع ستارگان یکنواخت است، به این معنی که ستارگان به طور یکنواخت در کهکشان‌ها پراکنده شده‌اند.
این برخلاف چیزی است که معمولاً در مورد تعاملات ناشی از گرانش بین ماده تاریک و معمولی مشاهده می‌شود.
چه چیزی این تعامل را ایجاد می‌کند؟
نتایج شبیه‌سازی‌ها نشان داد که گرانش تنها نیرویی نیست که می‌تواند ماده تاریک و معمولی را با هم تعامل کند. چنین تعاملی قبلاً مشاهده نشده بود و این می‌تواند درک ما از ماده تاریک و انرژی تاریک را تغییر دهد.
با این حال، مطالعه محدودیت بزرگی دارد — علت تعامل بین دو شکل ماده همچنان یک معما است.
در حالی که مطالعه فعلی سرنخ‌های جذابی از یک تعامل جدید ارائه می‌دهد، طبیعت دقیق و علل زیرین آن هنوز ناشناخته است. امیدواریم پژوهش‌های بیشتری جزئیات این تعاملات را روشن کند.
این مطالعه در مجله نامه‌های اخترفیزیکی منتشر شده است.
