حتماً تا حالا اسم “ماده تاریک” به گوشت خورده، نه؟ همون موجود عجیب‌وغریب کیهانی که تقریباً همه اخترشناس‌ها سرش قسم می‌خورن اما هیچ‌کس تا حالا مستقیم پیداش نکرده. مثلاً اگر منظومه شمسی و کهکشان‌ها رو مثل یه تیم فوتبال حساب کنیم، ماده معمولی (همین چیزی که ما می‌بینیم) نهایتاً چند تا بازیکن وسط زمینه، ولی ماده تاریک طوری قوی و پرجمعیته که کل بازی دست اونه! اما هیچ‌کس نفهمیده واقعاً چی هست.
حالا یکی از مظنون‌های اصلی توی این ماجرا یه ذره‌ی «آکسیون» (Axion) هست. آکسیون درواقع یه ذره‌ی خیییلی سبکه که انقدر ضعیف با محیط ارتباط برقرار می‌کنه که تا حالا همه‌ی آزمایشگاه‌های دنیا نتونستن پیداش کنن! اصلاً خیلی از فیزیکدونا شُک دارن که شاید همین آکسیون، کل راز ماده تاریک باشه.
اخترشناسای دانشگاه کپنهاگ اخیراً یه حرکت جالب زدن: به‌جای اینکه دنبال آکسیون تو آزمایشگاه بگردن، از خود کهکشان‌ها و خوشه‌های کهکشانی (یعنی مجموعه‌های گنده‌ای از صدها یا هزارها کهکشان که با گرانش چسبیدن به هم) به‌عنوان آزمایشگاه استفاده کردن. این خوشه‌های کهکشانی یه چیزی حدود یه میلیون میلیارد برابر خورشید جرم دارن! تازه، توشون میدان مغناطیسی بین‌کهکشانی هست (میدان مغناطیسی یعنی همون چیزی که مثلاً قطب‌نما رو هدایت می‌کنه، اما اینجا وسط فضا پرته!)
ایده‌شون چی بود؟ نور وقتی از پشت این خوشه‌ها و میدان‌های مغناطیسی رد میشه، به احتمال خیلی کم ممکنه برای یه لحظه تبدیل به آکسیون بشه و دوباره به نور برگرده. اگر این اتفاق بیفته، یه اثر خیلی ظریف روی دیتای نوری می‌ذاره؛ انگاری یه جای موج نور یه لحظه “تیک” می‌زنه. اما نکته اینجاست: این سیگنال قاطیِ یه عالمه نویز و شلوغیه (نویز یعنی همون نویز و بهم‌ریختگی الکترونیکی که رو صدا یا تصویر هم داریم).
پس این گروه چیکار کردن؟ اومدن داده‌ی ۳۲ تا منبع نوری خیلی قوی رو بررسی کردن؛ منظورشون همین هسته‌های فعال کهکشانیه که یه سیاه‌چاله‌ی عظیم وسطشونه و نورهایی با انرژی بالا شلیک می‌کنن (سیاه‌چاله‌های فوق‌سنگین، یعنی جرمشون چند میلیون یا چند میلیارد برابر خورشیده و همه‌چی رو به درون خودشون می‌کشن!). اون نور، مسیرش از وسط خوشه‌ها و میدان‌های مغناطیسی رد میشه… و شاید آکسیون درست همون موقع خودی نشون بده.
نکته طلایی اینه که اگر داده‌ی یکی از این منابع رو ببینی، انگار فقط نویز و هیچ‌چیز خاصی نیست. اما تیم کپنهاگ یه حرکت باحال زد: همه داده‌ها رو باهم ترکیب کردن! یه دفعه اون شلوغی‌ها جمع شدن و یه شکل پلکانی و خاص ظاهر شد، دقیقاً همونی که مدلای تئوری واسه تبدیل فوتون به آکسیون پیش‌بینی می‌کنن (فوتون یعنی ذره‌ی نور معمولی خودمون).
یکی از محققاشون گفته: “معمولاً این سیگنال‌ها اصلاً قابل تشخیص نیستن و تو نویز گم میشن، اما وقتی این همه دیتا رو ترکیب کردیم، یه صدای خیلی خفیف کیهانی تبدیل شد به یه نشونه‌ش که واقعاً میشه شنیدش!” واقعاً هم خلاقانه‌س!
البته این موفقیت به این معنی نیست که صددرصد آکسیون کشف شده! هنوز باید کلی آزمایش دیگه بشه و شاید لازم باشه حتی سراغ اشعه ایکس (همون پرتوی پرانرژی مخصوص عکس‌برداری پزشکی و)، یا بخش‌های دیگه طیف بره. اما همین که یهو می‌تونیم یه تیکه بزرگ از فضای جستجوی “ممکن بودن آکسیون” رو حذف کنیم، زمین تا آسمون مسیر فیزیک رو جلو می‌اندازه. حتی به کل دنیا هم اعلام کردن که هرکسی با دیتای خودش می‌تونه همین روش رو امتحان کنه.
اگر یه روزی واقعاً تأیید بشه که آکسیون وجود داره، بالاخره ممکنه بفهمیم اون ماده تاریک لعنتی که مدام واسه ما قایم‌موشک بازی درمیاره چی هست – چیزی که داره کل کهکشان‌ها رو سرجاشون نگه می‌داره؛ معمایی که تقریباً یه قرن حل‌نشده مونده!
راستی، این پژوهش باحال توی مجله‌ی معروف Nature Astronomy منتشر شده. خلاصه که بچه‌ها، شاید داریم کم‌کم به پایان معمای بزرگ ماده تاریک می‌رسیم!
منبع: +
