ጥቁር ቁስ የሚለው ቃል ምን ማለት ነው?

ጨለማ ጉዳይ ምንድን ነው?

በሥነ ፈለክ ጥናትና በኮስሞሎጂ፣ በሳይንቲስቶች መካከል ጭንቀትንና ደስታን የሚያነቃቁ በርካታ ክስተቶች አሉ፤ ከእነዚህም አንዱ "የጨለማ ቁስ" ጽንሰ-ሀሳብ ነው። ቃሉ ከሳይንስ ልብ ወለድ ፊልም ወይም ከሴራ ልብ ወለድ የተወሰደ ሊመስል ይችላል፣ ነገር ግን ጨለማ ቁስ አጽናፈ ዓለማችንን በእጅጉ የሚነካ አካላዊ እውነታ ነው። ይህ ጽሑፍ ጨለማ ቁስ ምን እንደሆነ፣ እንዴት እንዳገኘነው እና ይህ ጽንሰ-ሀሳብ ስለ ኮስሞስ ያለንን ግንዛቤ ለመረዳት ለምን በጣም አስፈላጊ እንደሆነ ለማጥናት ያለመ ነው።

ጨለማ ጉዳይ ምንድን ነው?

ጨለማ ቁስ እንደ ብርሃን ያለ የኤሌክትሮማግኔቲክ ጨረር የማያመነጭ ወይም ከኤሌክትሮማግኔቲክ ጨረር ጋር የማይገናኝ የቁስ አይነት ነው። ስለዚህ፣ በተለመደው ቴሌስኮፖች ሊታይ አይችልም። ይህ ቁስ "ጨለማ" ተብሎ የሚጠራው በጨለማ የተሸፈነ ስለሆነ ሳይሆን በባህላዊ የኦፕቲካል መሳሪያዎች በቀጥታ ሊታወቅ ስለማይችል ነው። ሆኖም፣ የማይታይ ቢሆንም፣ የጨለማ ቁስ መኖር እንደ ከዋክብትና ጋላክሲዎች ባሉ ተራ ቁስ ላይ ባለው የስበት ኃይል ሊታወቅ ይችላል።

የጨለማ ቁስ ግኝት ታሪክ

የጨለማ ቁስ ጽንሰ-ሀሳብ ለመጀመሪያ ጊዜ የቀረበው በ20ኛው ክፍለ ዘመን መጀመሪያ ላይ ነው። በ1930ዎቹ የሥነ ፈለክ ተመራማሪ ፍሪትዝ ዝዊኪ በክላስተሮች (የጋላክሲዎች ቡድኖች) ውስጥ ያሉ ጋላክሲዎች ክብደታቸው እንዳይታይ በጣም በፍጥነት እየተንቀሳቀሱ መሆናቸውን አስተውለዋል። ክብደታችን ብቻ ቢሆን ኖሮ ክላስተሮች መበታተን ነበረባቸው። ዝዊኪ ይህንን የጎደለውን ክብደት 'ዱንክል ቁስ' ወይም ጨለማ ቁስ በጀርመንኛ ብሎ ጠርቶታል።

ይህ ግኝት በኋላ ላይ በ1970ዎቹ በቬራ ሩቢን እና በኬንት ፎርድ ተረጋግጧል፣ በጋላክሲዎች ውጫዊ ጠርዝ ላይ ያሉት የከዋክብት የመዞሪያ ፍጥነት ከጋላክሲው ማዕከል ርቀት እየጨመረ ሲሄድ እንደማይቀንስ ሲገነዘቡ። በኒውተን የስበት ህግ መሰረት፣ ተጨማሪ የስበት ኃይል የሚያመነጭ የተደበቀ ክብደት ከሌለ በስተቀር የመዞሪያ ፍጥነት እየጨመረ በሚሄድ ርቀት መቀነስ አለበት። ይህ የማሽከርከር ፍጥነት ገደብ ወይም 'ጠፍጣፋ' የማዞሪያ ኩርባ ተብሎ የሚጠራው ሲሆን ይህም የጨለማ ቁስ መኖሩን ጠንካራ ማስረጃ ይሰጣል።

የጨለማ ቁስ መኖር ማስረጃ

1. የጋላክሲ ሽክርክሪት ፍጥነት
እንደተጠቀሰው፣ በጋላክሲዎች የመዞሪያ ፍጥነት ውስጥ ያሉ ያልተለመዱ ነገሮች የጨለማ ቁስ መኖሩን የሚያሳዩ ጠንካራ ማስረጃዎችን ይሰጣሉ። ጨለማ ቁስ ከሌለ፣ የሚታየው የጅምላ ስርጭት የተስተዋለውን የመዞሪያ ፍጥነት ማስረዳት አይችልም።

2. የስበት ኃይል ሌንስ
የስበት ሌንስ ክስተት እንደ ጋላክሲዎች ወይም የጋላክሲ ክላስተሮች ባሉ በተከማቹ ብዛት ምክንያት ከሚመጡ ሩቅ ነገሮች የሚመጣ ብርሃን መታጠፍ ሲሆን ይህም በብርሃን መንገድ ላይ ባሉ ነገሮች ላይ ነው። የስበት ሌንስ ምልከታዎች እንደሚያሳዩት የዚህ ውጤት መንስኤ የሆነው ክብደት ከሚታየው በላይ ነው።

3. ኮስሚክ ዳራ ማይክሮዌቭ (ሲኤምቢ)
ሲኤምቢ (CMB) አጽናፈ ዓለሙን የሚያጠቃው ከቢግ ባንግ የተረፈው ጨረር ነው። በሲኤምቢ ውስጥ የሚፈጠሩ መለዋወጥ በቀደመው አጽናፈ ዓለም ውስጥ ስለ ቁስ እና ጉልበት ስርጭት ወሳኝ መረጃ ይሰጣሉ። እንደ WMAP እና ፕላንክ ካሉ ሳተላይቶች የተገኙ መረጃዎች እንደሚያሳዩት ከፍተኛ መጠን ያለው ቁስ ከኤሌክትሮማግኔቲክ ጨረር ጋር አይገናኝም፣ ይህም እንደገና የጨለማ ቁስ መኖሩን ያመለክታል።

ስለ ጨለማ ቁስ ያሉ ንድፈ ሐሳቦች

እነዚህ ሁሉ ማስረጃዎች አጽናፈ ዓለሙን የሚሞላ እጅግ በጣም ከባድ ነገር ግን የማይታይ ነገር እንዳለ በተከታታይ ያመለክታሉ። ሆኖም ግን፣ የጨለማ ቁስ ትክክለኛ ተፈጥሮ አሁንም ምስጢር ነው። ጨለማ ቁስ ምን እንደሆነ ለማስረዳት በርካታ ንድፈ ሐሳቦች አሉ፡

1. የጨለማ ቁስ ቅንጣቶች
አንድ መሪ ​​ንድፈ ሐሳብ ጨለማ ቁስ እስካሁን ያልተገኙ ቅንጣቶችን ያቀፈ ነው የሚለው ነው። በዚህ ምድብ ውስጥ ግንባር ቀደም እጩዎች ዊክሊ ኢንተራክቲንግ ሜሲቭ ፓርቲክልስ (WIMPs) እና አክሽንስ ናቸው። WIMPs በስበት ኃይል እና ደካማ የኑክሌር ኃይል ብቻ የሚገናኙ የቲዎሬቲካል ቅንጣቶች ሲሆኑ፣ አክሽንስ ደግሞ በመደበኛ የፓርቲክ ፊዚክስ ሞዴል ውስጥ አንዳንድ ችግሮችን ለመፍታት የታቀዱ አልትራላይት ቅንጣቶች ናቸው።

2. የስበት ህግ ማሻሻያ
ሌላው፣ በጣም አወዛጋቢ የሆነው አማራጭ ጨለማ ቁስ ጨርሶ የለም የሚለው ነው፣ ነገር ግን ለውጥ የሚያስፈልገው ነገር በአሁኑ ጊዜ እንደምንረዳው የስበት ህግ ነው። እንደ የተሻሻለው የኒውቶኒያን ዳይናሚክስ (MOND) እና የቴንሰር-ቬክተር-ስኬላር የስበት ቲዎሪ (TeVeS) ያሉ ንድፈ ሐሳቦች የጋላክሲዎችን የመዞሪያ ፍጥነት ያለ ጨለማ ቁስ ለማብራራት የስበት ህግን ለማሻሻል ይሞክራሉ።

3. ማቾዎች
ማቾዎች ወይም ግዙፍ ኮምፓክት ሃሎ ኦብጀክቶች እንደ ጥቁር ቀዳዳዎች፣ የኒውትሮን ኮከቦች እና ቡናማ ድዋርፍ የሚባሉ 'ያልተሳኩ' ፕላኔቶች ያሉ ትንሽ ብርሃን የሚያመነጩ እጅግ በጣም ጥቅጥቅ ያሉ ነገሮች ናቸው። ሆኖም ግን፣ ምልከታዎች እንደሚያሳዩት ማቾዎች የስበት ኃይልን ያልተለመዱ ነገሮችን ለመፍታት የሚያስፈልገውን የጨለማ ቁስ አካል ግምት ውስጥ ለማስገባት በቂ አይደሉም።

ጥቁር ቁስ ለምን አስፈላጊ ነው?

በዘመናዊው ኮስሞሎጂ ውስጥ የጨለማ ቁስ አስፈላጊነት ሊጋነን አይችልም። ጨለማ ቁስ በአጽናፈ ዓለም ውስጥ እንደ ጋላክሲዎች እና የጋላክሲ ክላስተሮች ያሉ ትላልቅ መዋቅሮችን ምስረታ እና ዝግመተ ለውጥ ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል። ጨለማ ቁስ ባይኖር ኖሮ ጋላክሲዎች ባልተፈጠሩ ነበር፣ ወይም ቢያንስ እንደዛሬው በሕይወት አይተርፉም ነበር።

1. የአጽናፈ ሰማይ አወቃቀር፡- ጥቁር ቁስ በኮስሞስ ግንባታ ውስጥ እንደ 'ብረት ፍሬም' ሆኖ ያገለግላል፣ ይህም የምንመለከታቸውን መዋቅሮች ለመመስረት የሚያስፈልገውን የስበት ኃይል ይሰጣል።

2. ጥልቅ ግንዛቤ፡- ጨለማ ቁስ ምን እንደሆነ ማወቅ ስለ ቅንጣት ፊዚክስ አዳዲስ ግንዛቤዎችን ሊከፍት ይችላል፣ ምናልባትም አዳዲስ የፊዚክስ ህጎች እንዲፈጠሩ ሊያደርግ ይችላል።

3. የአጽናፈ ዓለሙ ዝግመተ ለውጥ፡- ጨለማ ቁስ አጽናፈ ዓለሙ ከቢግ ባንግ በኋላ ከነበረው የመጀመሪያ ሁኔታ ወደ አሁኑ ቅርፅ እንዴት እንደተሻሻለ ግንዛቤ ይሰጣል።

የወደፊት ተግዳሮቶች እና ተስፋዎች

በጨለማ ቁስ ላይ የሚደረግ ጥናት ብዙ ተግዳሮቶችን ያጋጥመዋል። ከብርሃን ጋር ያለው መስተጋብር ለመለየት እጅግ በጣም አስቸጋሪ ያደርገዋል። የጨለማ ቁስ ቅንጣቶችን በተራቀቁ የቅንጣት መመርመሪያዎች በመጠቀም ለመያዝ በርካታ ሙከራዎች ተደርገዋል፣ ነገር ግን እስካሁን ድረስ ውጤቶቹ አጠራጣሪ አይደሉም።

ወደፊት፣ እንደ ላርጅ ሃድሮን ኮሊደር (LHC) እና አድቫንስድ LIGO የስበት ሞገድ ኦብዘርቫቶሪ ያሉ አዳዲስ መሳሪያዎች ስለ ጨለማ ቁስ ተፈጥሮ እና ህልውና ተጨማሪ ፍንጮችን እንደሚሰጡ ይጠበቃል። በተለያዩ የጠፈር ኤጀንሲዎች የሚዘጋጁ የወደፊት ተልእኮዎችም ይህንን ታላቅ ምስጢር ለመረዳት የሚያቀርቡንን አዲስ መረጃ ሊሰጡን ይችላሉ።

ከሲምፑላን

ጨለማ ቁስ የአጽናፈ ዓለሙ ጨርቃጨርቅ አስደናቂ አካል ሲሆን በጋላክሲዎች እና በሌሎች ትላልቅ መዋቅሮች ተለዋዋጭነት እና ዝግመተ ለውጥ ውስጥ ወሳኝ ሚና ይጫወታል። በቀጥታ ሊታይ ባይችልም፣ መገኘቱ በብዙ የሥነ ፈለክ ክስተቶች ውስጥ በሚታዩ የስበት ውጤቶች ይገለጻል። ቀጣይነት ባለው ምርምር እና ሙከራዎች፣ ተስፋችን አንድ ቀን ጨለማ ቁስ ምን እንደሆነ እና አጽናፈ ዓለሙን እንዴት እንደሚነካ ሙሉ በሙሉ መረዳት ነው። እስከዚያው ድረስ፣ ጨለማ ቁስ በሰው ልጅ ሊፈታ ከሚጠብቁት እጅግ አስደሳች ሚስጥሮች አንዱ ሆኖ ይቀጥላል።