چطور می‌توانیم یک شئ نامرئی را ببینیم؟ بله، با اقلیدس (
Euclid
)! این تلسکوپ سازمان فضایی اروپا (
ESA
) درآینده نقشه‌ای از جهان ترسیم می‌کند و چیزهایی درباره‌ی ماده‌ی تاریک و انرژی تاریک به ما یاد خواهد داد. هِنک هوکسترا (
Henk Hoekstra
) هماهنگ‌کننده‌ی علمی میان اخترشناسان اقلیدس و لایدن (
Leiden
) چگونگی انجام این کار را برای ما توضیح می‌دهد.
اگر ما هرگز
ماده‌ی تاریک
را ندیدیم یا آن را بررسی نکرده‌ایم چرا فرض می‌کنیم که وجود دارد؟ هوکسترا می‌گوید ما با سرعت ۲۲۰ کیلومتر بر ثانیه به‌دور مرکز کهکشان خودی می‌چرخیم. سرعت عجیب‌وغریبی که خوشبختانه متوجه آن نیستیم. بااین‌حال چیزهای عجیبی هم درجریان است. طبق آنچه در برخی ستاره‌های کهکشان خودی می‌بینیم، ستاره‌های لبه‌ی کهکشان راه‌شیری باید سرعت بسیار کمتری داشته باشند، اما با سرعت خورشید حرکت می‌کنند. و با این سرعت به
عالَم
هم پرتاب نمی‌شوند. چیزی آنها را کنار هم نگه می‌دارد.
هوکسترا می‌گوید: «دراصل فقط یک توضیح می‌تواند داشته باشد: چیزی وجود دارد که شما نمی‌توانید ببینید اما گرانش بسیار زیادی اعمال می‌کند. به‌عبارت‌دیگر ماده‌ی تاریک. یا نظریه‌ی گرانش اشتباه است. اما همه چیز نشان می‌دهد که ماده‌ی تاریک وجود دارد، فقط ما هنوز ماهیت آن را نمی‌شناسیم. آنچه می‌دانیم این است که نور را جذب نمی‌کند و با آن برهم‌کنش ندارد. یعنی به‌معنای واقعی کلمه نامرئی است. اگر به قدر کافی عجیب نیست: ما از سال ۱۹۹۸ می‌دانیم که انبساط جهان شتاب‌دار است. برای توضیح این موضوع به جزئیات رازآلود بیشتری هم نیاز است: «ماده‌ی تاریک»، عبارتی که به‌راحتی همه ایده‌هایی که اخترشناسان و فیزیک‌دان‌ها روی آنها مطالعه می‌کنند را دربرمی‌گیرد.
چرا به اقلیدس نیاز داریم؟
دانش ما نقص‌ها و شکاف‌هایی دارد و با رصدهای کنونی هم پر نمی‌شود. بهترین روشْ انجام اندازه‌گیری‌ها و بررسی‌های بهتر و دقیق‌تر است. و اینجاست که اقلیدس وارد می‌شود، ماهواره‌ای که آژانس فضایی اروپا در سال ۲۰۲۰ پرتاب خواهد کرد. اقلیدس در فاصله‌ی ۱.۵ میلیون کیلومتری زمین، یک‌سوم نقشه‌ی آسمان را ترسیم خواهد کرد. به‌این‌ترتیب می‌توانیم به پرسش‌های این‌چنینی پاسخ دهیم: ساختار عالَم تحتِ‌تاثیر گرانش چگونه است؟ توزیع کل ماده‌ی عالَم چگونه است؟ و با گذشت زمان چه تغییری می‌کند؟ هوکسترا می‌گوید: پاسخِ پرسشِ آخر ما را به‌طور مستقیم به آزمودن مدل‌های
انرژی تاریک
می‌رساند.
هوکسترا یکی از چهار کیهان‌شناس هماهنگ‌کننده و از رهبران پروژه‌ی «همگرایی (گرانشی) ضعیف» است. وی می‌گوید: ما به دنبال این‌ایم که ببینیم ماده‌ی تاریک چطور عالَم را می‌پیچاند.
https://youtu.be/HneiEA1B8ks
جیمز گیلیز، در این سخنرانی پنج‌دقیقه‌ای
TED-Ed
توضیح می‌دهد که ماده‌ی تاریک و انرژی تاریک چیست.
جهان مانند تانکر آبی است که با سکه پر شده است
اما چطور کار می‌کند؟ هوکسترا می‌گوید: جرم، فضا و زمان اطراف خود را منحرف می‌کند و می‌پیچاند. حتی اگر نتوانید ماده‌ی تاریک را ببینید می‌توانید این اثر را بررسی کنید. وی برای توضیح از یک مقایسه‌ی روشنگرانه استفاده می‌کند. این مسئله را با تانکر آبی با یک
سکه
در آن مقایسه کنید. اگر به تانکر ضربه‌ای بزنید، آب موج برمی‌دارد و سکه تغییرشکل می‌دهد. عکس‌های متوالی زیادی از سکه بگیرید و ببینید که هر بار در هر عکس، سکه متفاوت از قبل دیده می‌شود.
فرض کنید سکه‌های زیادی دارید و همه آنها دراصل گِردند، پس به‌این‌ترتیب می‌توانید بفهمید که چقدر آب در تانکر وجود دارد. دانشمند کیهان‌شناس می‌گوید برای ماده‌ی تاریک هم دقیقاً به‌همین‌صورت است. ماده‌ی تاریک باعث می‌شود که
کهکشان‌ها
ی زمینه به‌آرامی تغییرشکل دهند. بااستفاده‌از اقلیدس می‌توانیم میانگین تغییرشکل بسیاری از کهکشان‌ها را تا جای ممکن بررسی کنیم.
هرچه بیشتر، بهتر
هرچه ماده‌ی تاریک بیشتری در جایی وجود داشته باشد، کهکشان‌های بیشتری تحت‌تاثیر آن تغییرشکل می‌دهند. به‌این‌ترتیب می‌توانید توزیع ماده‌ی تاریک در جهان را مشخص کنید. اما اول به تصاویر دقیق زیادی نیاز داریم. هرچه کهکشان‌های بیشتری را بررسی کنیم، نتایج اطمینان‌بخش‌تر خواهد بود. بنابراین ما درباره‌ی
کلان‌داده
صحبت می‌کنیم، نه‌فقط به‌خاطر حجم داده‌ها بلکه به‌خاطر پیچیدگی آنها. آنچه ما طی چند روز جمع خواهیم کرد بیشتر از تعداد کل تصاویری است که تلسکوپ هابل طی ۲۵ سال جمع کرده است.
بزرگ‌ترین همکاری نجومی تاکنون
نه‌فقط حجم داده‌ها بزرگ است، بلکه تعداد اخترفیزیک‌دان‌هایی که در اقلیدس مشارکت دارند نیز زیاد است. این گروه با حدود ۱۵۰۰ دانشمند، مهندس و کارشناس بزرگ‌ترین گروه نجومی دنیا است. بااین‌حال تعداد اخترفیزیک‌دان‌هایی که از نتایج اقلیدس بهره می‌برند بسیار بیشتر خواهد بود: درنهایت داده‌ها به‌صورت عمومی منتشر می‌شود و برای اهداف مختلفی همچون کشف دورترین اختروش‌ها و شناسایی ستارگان عظیم در کهکشان‌های نزدیک به‌کار خواهد رفت. هوکسترا می‌گوید: درابتدا داده‌ها فقط دردسترس مشارکت‌کنندگان پروژه‌ی اقلیدس خواهد بود و پس از آن اصطلاحاً انتشار داده خواهیم داشت. برای این‌که از نتایج اولیه کار به مردم تصویری بدهیم برخی انتشارهای سریع هم خواهیم داشت.
تهیه‌شده در:
دانشگاه لایدن
