انفجار رادیویی سریع، گنجینه کیهانی پنهان شده برای دهه‌ها را آشکار می‌کند

DNVN - برای دهه‌ها، دانشمندان با این سوال دست و پنجه نرم می‌کردند: بیشتر ماده مرئی در جهان کجا "ناپدید" شده است؟ اکنون، به لطف سیگنال‌های رادیویی مرموز از اعماق فضا، ستاره‌شناسان پاسخ را دارند.

Tạp chí Doanh Nghiệp•18/08/2025

ماده گمشده: معمای بزرگ کیهان

جهان ما از دو نوع اصلی ماده تشکیل شده است: ماده تاریک و ماده معمولی. ماده تاریک اکثریت را تشکیل می‌دهد، اما نامرئی است و تنها از طریق تأثیر گرانشی آن قابل تشخیص است. در مقابل، ماده معمولی که شامل اتم‌ها، سیارات و هر چیز دیگری است که می‌توانیم ببینیم، تنها ۱۶٪ از کل ماده را تشکیل می‌دهد.

Một nghiên cứu mới đã xác định chính xác vật chất

یک مطالعه جدید، ماده "گمشده" در جهان را با استفاده از انفجارهای رادیویی سریع (FRB) - سیگنال‌های رادیویی کوتاه و درخشان از کهکشان‌های دوردست - به عنوان راهنما، مشخص کرده است. این تصویر هنری، یک FRB درخشان را نشان می‌دهد که از میان مه بین کهکشان‌ها، که به عنوان محیط بین کهکشانی شناخته می‌شود، عبور می‌کند. طول موج‌های بلندتر، که با رنگ قرمز نشان داده شده‌اند، در مقایسه با طول موج‌های کوتاه‌تر و آبی‌تر، کندتر شده‌اند و به ستاره‌شناسان اجازه می‌دهند ماده‌ای را که معمولاً نامرئی است، "وزن" کنند. منبع: ملیسا وایس/CfA

طبق مدل‌های کیهان‌شناسی، بیشتر این ماده معمولی در ستارگان یا سیارات متمرکز نشده است، بلکه به طور گسترده در فضای بین کهکشانی پراکنده شده است. با این حال، به دلیل چگالی بسیار کم آن، حدود نیمی از این ماده مدت‌هاست که از مشاهدات دانشمندان "گریزان" بوده است.

FRB: نوری از کیهان دوردست

در مطالعه‌ای که در مجله Nature Astronomy منتشر شد، محققان Caltech و مرکز اخترفیزیک هاروارد و اسمیتسونیان (CfA) پاسخ را یافتند. آنها از انفجارهای رادیویی سریع (FRB)، انفجارهای کوتاه اما شدید انرژی، برای شناسایی ماده گمشده استفاده کردند.

لیام کانر، دانشیار دانشگاه هاروارد و نویسنده اصلی این مطالعه، توضیح می‌دهد: «FRBها از میان مه محیط بین کهکشانی می‌درخشند و با اندازه‌گیری دقیق سرعت نور در حال کاهش سرعت، می‌توانیم آن مه را وزن کنیم، حتی اگر خیلی کم‌نور باشد که دیده شود.»

داده‌های مربوط به انفجارهای رکوردشکن

Sơ đồ của họa sĩ này mô tả một số trong 60 FRB trong nghiên cứu—FRB 20221219A, FRB 20231220A và FRB 20240123A—được sử dụng để theo dõi hành trình của khí qua không gian giữa các thiên hà và lập bản đồ mạng lưới vũ trụ. Nguồn: Jack Madden/CfA, IllustrisTNG Simulations

این نمودار هنری، برخی از ۶۰ انفجار رادیویی سریع (FRB) مورد مطالعه - FRB 20221219A، FRB 20231220A و FRB 20240123A - را نشان می‌دهد که برای ردیابی سفر گاز در فضای بین کهکشانی و نقشه‌برداری از شبکه کیهانی استفاده شده‌اند. منبع: جک مدن/CfA، شبیه‌سازی‌های IllustrisTNG

این تیم ۶۹ انفجار رادیویی سریع مختلف را که فاصله آنها از ۱۱.۷۴ میلیون تا ۹.۱ میلیارد سال نوری متغیر بود، تجزیه و تحلیل کرد. نکته قابل توجه این است که دورترین انفجار رادیویی سریع در این مطالعه، با نام FRB 20230521B، دورترین انفجار رادیویی سریعی است که تاکنون ثبت شده است. از این تعداد، ۳۹ مورد توسط آرایه سینوپتیک عمیق-۱۱۰ (DSA-110) در رصدخانه رادیویی اوون ولی کلتک، شبکه‌ای از تلسکوپ‌ها که به طور خاص برای شناسایی و مکان‌یابی FRBها طراحی شده‌اند، شناسایی شدند. ۳۰ انفجار رادیویی سریع باقی‌مانده از تلسکوپ‌های دیگر در سراسر جهان ، در درجه اول از مسیریاب آرایه کیلومتر مربعی استرالیا، به دست آمدند.

رویکرد دانشمندان مانند دیدن «سایه» ماده است. پروفسور ویکرام راوی از کلتک تشبیه کرد: «مثل این است که ما سایه‌های همه باریون‌ها را می‌بینیم، با FRBها به عنوان نور پس زمینه... اگر شخصی را در مقابل خود ببینید، می‌توانید چیزهای زیادی در مورد او بگویید. اما اگر فقط سایه او را ببینید، هنوز می‌دانید که او آنجاست و می‌توانید اندازه او را تخمین بزنید.»

پتانسیل جدید برای کیهان‌شناسی

نتایج مطالعه نشان می‌دهد که ۷۶٪ از ماده‌ی معمولی جهان در فضای بین کهکشانی، ۱۵٪ در هاله‌های کهکشانی و بقیه در کهکشان‌ها متمرکز شده است. این توزیع با پیش‌بینی‌های شبیه‌سازی‌ها مطابقت دارد، اما این اولین بار است که توسط مشاهدات واقعی تأیید می‌شود.

Ý tưởng của nghệ sĩ này mô tả vật chất thông thường trong lớp khí mỏng, ấm tạo nên môi trường liên thiên hà (IGM)—thứ mà các nhà khoa học khó có thể quan sát trực tiếp cho đến nay. Các màu sắc ánh sáng khác nhau di chuyển với tốc độ khác nhau trong không gian. Ở đây, nghệ sĩ đã sử dụng màu xanh lam để làm nổi bật các vùng dày đặc hơn của mạng lưới vũ trụ, chuyển sang ánh sáng đỏ hơn cho các vùng chân không. Nguồn: Jack Madden, IllustrisTNG, Ralf Konietzka, Liam Connor/CfA

این طرح هنری، ماده معمولی را در گاز رقیق و گرمی که محیط بین کهکشانی (IGM) را تشکیل می‌دهد، به تصویر می‌کشد - چیزی که دانشمندان تاکنون در مشاهده مستقیم آن مشکل داشته‌اند. رنگ‌های مختلف نور با سرعت‌های متفاوتی در فضا حرکت می‌کنند. در اینجا، هنرمند از رنگ آبی برای برجسته کردن مناطق متراکم‌تر شبکه کیهانی استفاده کرده و برای مناطق خلاء به نور قرمزتر روی آورده است. منبع: جک مدن، IllustrisTNG، رالف کونیتزکا، لیام کانر/CfA

این کشف نه تنها یک راز بزرگ را حل می‌کند، بلکه مسیر جدیدی را برای کیهان‌شناسی می‌گشاید. داده‌های FRBها می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا تکامل کهکشان‌ها را بهتر درک کنند و حتی جرم ذرات زیر اتمی به نام نوترینوها را تعیین کنند - عنصری کلیدی در فراتر رفتن از مدل استاندارد فیزیک ذرات.

به گفته پروفسور راوی، این تازه آغاز راه است. در آینده، تلسکوپ رادیویی DSA-2000 در صحرای نوادا، که انتظار می‌رود سالانه تا 10،000 FRB را شناسایی کند، نوید می‌دهد که ما را به رمزگشایی عمیق‌تر اسرار جهان هستی سوق دهد.

لا خه (طبق گفته SciTechDaily)

منبع: https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/vu-no-vo-tuyen-nhanh-he-lo-kho-bau-vu-tru-bi-che-giau-suot-nhieu-thap-ky/20250817083747028