اگه ۹۵٪ جهان رو نمیبینیم، پس از کجا میدونیم که وجود داره؟
پاسخ کوتاه مادهی تاریک و انرژی تاریک رو نمیبینیم، ولی اثرشون رو روی چیزهایی که میبینیم اندازه میگیریم. ستارههای لبهی کهکشانها تندتر از اونی میچرخن که گرانش مادهی دیدنی بتونه نگهشون داره. نور کهکشانهای دور وقتی از کنار جرمی که دیده نمیشه رد میشه، خم میشه. و جهان، بهجای اینکه آرومآروم کندتر باز بشه، داره تندتر باز میشه. این شاهدها از راههای جدا به یه جواب میرسن: بیشتر جهان از ماده و انرژیای ساخته شده که نور نمیده. اینکه خودشون دقیقاً چیان رو هنوز هیچکس نمیدونه.
ستارههایی که زیادی تند میچرخن
منظومهی شمسی رو ببین. هر سیارهای که از خورشید دورتره، آهستهتر میچرخه، چون کشش کمتری بهش میرسه. اخترشناسها انتظار داشتن ستارههای لبهی یه کهکشان هم همینطور باشن.
ورا روبین و کنت فورد سرعت ستارههای کهکشان آندرومدا رو اندازه گرفتن. ستارههای دور از مرکز آهستهتر نمیشدن و سرعتشون تقریباً ثابت میموند. بعد همین رو توی بیش از بیست کهکشان مارپیچی دیگه هم دیدن، و همهشون همین الگو رو نشون میدادن.
حالا ببین این یعنی چی. ستارهای که اینقدر تند میچرخه باید از کهکشان پرت بشه بیرون، مگه اینکه جرمی خیلی بیشتر از ستارهها و گازهای دیدنی نگهش داره. روبین نوشت راهی جز این نتیجه نمیمونه که مادهای بینور فراتر از بخش دیدنی کهکشان هست.
روبین اولین نفر نبود. نزدیک صد سال پیش، فریتس تسویکی دیده بود کهکشانهای یه خوشهی کهکشانی به اسم کُما تندتر از اونی میچرخن که گرانش مادهی دیدنیشون بتونه نگهشون داره. اسم اون مادهی نادیده رو گذاشت مادهی تاریک.
نوری که دور جرم نادیده خم میشه
گرانش فقط ستارهها رو نمیکشه، مسیر نور رو هم خم میکنه. نوری که از یه کهکشان دورتر میاد و از کنار یه خوشهی کهکشانی رد میشه کج میشه، و تصویر اون کهکشان دور کجوکوله به ما میرسه. اخترشناسها از اندازهی این کجی حساب میکنن چقدر جرم سر راه نور بوده و نقشهی جرم خوشه رو میکشن، چه اون جرم دیده بشه، چه دیده نشه.
حالا یه برخورد واقعی توی آسمون رو ببین که اسمش «خوشهی گلوله»ست. اینجا دو تا خوشهی کهکشانی به هم خوردن. بیشتر مادهی معمولی این خوشهها گاز داغه. گاز دو خوشه موقع برخورد ترمز کرد و عقب موند. ولی نقشهای که از خم شدن نور کشیدن نشون داد بیشتر جرم از گاز جلو زده و جدا مونده.
اگه جرم اصلی همون گاز داغ بود، جرم و گاز باید کنار هم میموندن. بعضی نظریهها که بهجای مادهی تاریک قانون گرانش رو عوض میکنن همین رو انتظار دارن. ولی جرم و گاز از هم جدا شدن. برای همین رصدخانهی چاندرا این خوشه رو شاهد مستقیمی گرفت که تقریباً همهی مادهی اونجا تاریکه.
جهانی که داره تندتر باز میشه
جهان داره باز میشه و کهکشانها از هم دور میشن. همهی مادهی جهان با گرانش همدیگه رو میکشه، پس اخترشناسها انتظار داشتن این باز شدن کمکم کند بشه.
برای اندازه گرفتنش سراغ یه نوع خاص ابرنواختر رفتن. ابرنواختر انفجار یه ستارهست، و روشنایی واقعی این نوع خاص همیشه یکسانه. پس هر کدوم کمنورتر دیده بشه، دورتره. مثل چراغهای یکسان یه خیابون که هر چی دورتر باشن، کمنورتر به چشمت میان.
اواخر قرن بیستم دو گروه از اخترشناسها ابرنواخترهای خیلی دور رو رصد کردن و دیدن کمنورتر از انتظارن. نتیجه برعکس انتظار بود: باز شدن جهان کند نمیشه و داره تندتر میشه. پرلماتر، اشمیت و ریس برای همین کشف جایزهی نوبل فیزیک رو گرفتن. اسمی که روی عامل این تند شدن گذاشتن انرژی تاریکه.
نقشهای از کمسوترین نور آسمون
سهم مادهی معمولی، مادهی تاریک و انرژی تاریک از جهان رو از کمسوترین نور آسمون درآوردن. وقتی جهان جوون بود، نوری راه افتاد که هنوز از همهی جهتها به ما میرسه. ماهوارهی پلانک از این نور نقشه کشید و از روی اون حساب کرد جهان از چی ساخته شده.
ولی دانستهها همینجا تموم میشه. هنوز هیچ نامزدی برای مادهی تاریک تأیید نشده. ناسا دربارهی انرژی تاریک صاف میگه جواب کوتاه اینه که نمیدونیم، و یه احتمال دیگه رو هم کنار نمیذاره: اینکه نظریهی گرانش اینشتین یه جایی ایراد داشته باشه.
مادهی تاریک رو از کشش گرانشیش روی ستارهها و نور میشناسیم و انرژی تاریک رو از اینکه جهان داره تندتر باز میشه. وجودشون رو با اندازهگیری فهمیدیم، ولی هنوز نمیدونیم از چی ساخته شدن.
این پاسخ از کجا آمده
هر چیزی که بالا خواندی از این ۶ منبع بیرون آمده. اگر خواستی خودت سرچشمه را ببینی، لینکها همینجاست.