ডার্ক ম্যাটার বিজ্ঞানীরা। একটি অন্ধকার বিষয় বন্টন মানচিত্র তৈরি

মহাবিশ্বে মাত্র 4.9% সাধারণ পদার্থ রয়েছে - ব্যারিওনিক পদার্থ, যা আমাদের পৃথিবীকে তৈরি করে। সমগ্র মহাবিশ্বের 74% এর বেশির ভাগই রহস্যময় অন্ধকার শক্তি দ্বারা গঠিত, এবং মহাবিশ্বের 26.8% ভর পদার্থবিদ্যা-অপরাধী, নির্ণয় করা কঠিন কণা দ্বারা গঠিত যাকে বলা হয় অন্ধকার পদার্থ।

অন্ধকার পদার্থের এই অদ্ভুত এবং অস্বাভাবিক ধারণাটি অব্যক্ত জ্যোতির্বিদ্যার ঘটনা ব্যাখ্যা করার প্রয়াসে প্রস্তাব করা হয়েছিল। সুতরাং, বিজ্ঞানীরা কিছু শক্তিশালী শক্তির অস্তিত্ব সম্পর্কে কথা বলতে শুরু করেছিলেন, এত ঘন এবং বৃহদাকার - এটি নক্ষত্রের মাধ্যাকর্ষণে বোধগম্য ঘটনা আবিষ্কার করার পরে আমাদের পৃথিবী যে সাধারণ পদার্থ নিয়ে গঠিত তার চেয়ে পাঁচগুণ বেশি। মহাবিশ্বের গঠন।

ডার্ক ম্যাটারের ধারণা কোথা থেকে এসেছে?

এইভাবে, আমাদের মতো সর্পিল ছায়াপথের নক্ষত্রগুলির ঘূর্ণনের একটি মোটামুটি উচ্চ গতি রয়েছে এবং, সমস্ত আইন অনুসারে, এত দ্রুত গতির সাথে তাদের কেবল উল্টে যাওয়া ঝুড়ি থেকে কমলার মতো আন্তঃগ্যালাকটিক মহাকাশে উড়ে যাওয়া উচিত, কিন্তু তারা তা করে না। তারা কিছু খুব শক্তিশালী মাধ্যাকর্ষণ শক্তি দ্বারা ধারণ করা হয়, যা আমাদের কোনো পদ্ধতি দ্বারা নিবন্ধিত বা ক্যাপচার করা হয় না।

বিজ্ঞানীরা মহাজাগতিক মাইক্রোওয়েভ পটভূমির অধ্যয়ন থেকে কিছু অন্ধকার পদার্থের অস্তিত্বের আরেকটি আকর্ষণীয় নিশ্চিতকরণ পেয়েছেন। তারা দেখিয়েছিল যে বিগ ব্যাং-এর পরে, পদার্থ প্রাথমিকভাবে মহাকাশে সমানভাবে বিতরণ করা হয়েছিল, তবে কিছু জায়গায় এর ঘনত্ব গড়ের চেয়ে কিছুটা বেশি ছিল। এই অঞ্চলগুলির শক্তিশালী মাধ্যাকর্ষণ ছিল, যা তাদের চারপাশে ঘিরে ছিল, এবং একই সময়ে, পদার্থকে নিজেদের দিকে আকর্ষণ করে, তারা আরও ঘন এবং আরও বিশাল হয়ে ওঠে। আমাদের মিল্কিওয়ে সহ বৃহৎ ছায়াপথ গঠনের জন্য এই পুরো প্রক্রিয়াটি খুব ধীর ছিল, মাত্র 13.8 বিলিয়ন বছরে, যা মহাবিশ্বের বয়স।

সুতরাং, এটি অনুমান করা যায় যে গ্যালাক্সিগুলির বিকাশের হার তার অতিরিক্ত মাধ্যাকর্ষণ সহ পর্যাপ্ত পরিমাণে অন্ধকার পদার্থের উপস্থিতির দ্বারা ত্বরান্বিত হয়, যা এই প্রক্রিয়াটিকে উল্লেখযোগ্যভাবে ত্বরান্বিত করে।

ডার্ক ম্যাটার কি?

কেন্দ্রীয় ধারণাগুলির মধ্যে একটি হল কালো পদার্থ এখনও অনাবিষ্কৃত অতিপারমাণবিক কণার. এরা কী ধরনের কণা এবং কারা এই পদে আবেদন করছেন, তা নিয়ে অনেক প্রার্থী রয়েছে।

এটা অনুমান করা হয় যে ফার্মিয়ন পরিবারের মৌলিক প্রাথমিক কণাগুলির অন্য পরিবারের সুপারসিমেট্রিক অংশীদার রয়েছে - বোসন। এই ধরনের দুর্বলভাবে মিথস্ক্রিয়াকারী বিশাল কণাকে WIMPs (বা কেবল WIMPs) বলা হয়। সবচেয়ে হালকা এবং সবচেয়ে স্থিতিশীল সুপারপার্টনার হল নিউট্রালিনো। এটি অন্ধকার পদার্থের ভূমিকার জন্য সবচেয়ে সম্ভাব্য প্রার্থী।

চালু এই মুহূর্তেএকটি নিউট্রালিনো বা ডার্ক ম্যাটারের অন্তত একটি অনুরূপ বা সম্পূর্ণ ভিন্ন কণা প্রাপ্ত করার প্রচেষ্টা সাফল্যের দিকে পরিচালিত করেনি। বিখ্যাত এবং বিভিন্নভাবে মূল্যায়ন করা লার্জ হ্যাড্রন কোলাইডারে অতি-উচ্চ-শক্তির সংঘর্ষে নিউট্রালিনো উৎপাদনের পরীক্ষা করা হয়েছিল। ভবিষ্যতে, পরীক্ষাগুলি আরও উচ্চ সংঘর্ষের শক্তির সাথে পরিচালিত হবে, তবে এটি গ্যারান্টি দেয় না যে অন্ধকার পদার্থের অন্তত কিছু মডেল আবিষ্কৃত হবে।

যেমনটি ম্যাথিউ ম্যাককালো (এমআইটি'স সেন্টার ফর থিওরেটিক্যাল ফিজিক্সের) বলেছেন, "আমাদের সাধারণ পৃথিবীগঠন জটিল, এটি একই ধরণের কণা থেকে নির্মিত নয়, তবে অন্ধকার পদার্থও জটিল হলে কী হবে?" তার তত্ত্ব অনুসারে, অনুমানগতভাবে অন্ধকার পদার্থ নিজের সাথে যোগাযোগ করতে পারে, কিন্তু একই সাথে সাধারণ পদার্থকে উপেক্ষা করতে পারে। আমরা লক্ষ্য করতে পারি না এবং কোনোভাবে তার উপস্থিতি নিবন্ধন করতে পারি না।

(উইলকিনসন মাইক্রোওয়েভ অ্যানিসোট্রপি প্রোব (WMAP) দ্বারা তৈরি মহাজাগতিক মাইক্রোওয়েভ পটভূমির (CMB) মানচিত্র)

আমাদের মিল্কিওয়ে গ্যালাক্সিতে একটি বিশাল, গোলাকার, অন্ধকার পদার্থের ঘূর্ণায়মান মেঘ রয়েছে যা মাধ্যাকর্ষণ দ্বারা সংকুচিত হওয়া সামান্য পরিমাণ স্বাভাবিক পদার্থের সাথে মিশ্রিত হয়। এটি মেরুগুলির মধ্যে দ্রুত ঘটে, বিষুবরেখা অঞ্চলে যতটা না। ফলস্বরূপ, আমাদের গ্যালাক্সি তারার একটি চ্যাপ্টা সর্পিল ডিস্কের চেহারা নেয় এবং অন্ধকার পদার্থের একটি গোলাকার মেঘে নিমজ্জিত হয়।

অন্ধকার পদার্থের অস্তিত্বের তত্ত্ব

মহাবিশ্বে অনুপস্থিত ভরের প্রকৃতি ব্যাখ্যা করার জন্য, বিভিন্ন তত্ত্ব সামনে রাখা হয়েছে, এক বা অন্যভাবে, অন্ধকার পদার্থের অস্তিত্ব সম্পর্কে কথা বলে। এখানে তাদের কিছু:

• মহাবিশ্বের সাধারণ শনাক্তযোগ্য পদার্থের মহাকর্ষীয় আকর্ষণ গ্যালাক্সিতে নক্ষত্রের অদ্ভুত গতিবিধি ব্যাখ্যা করতে পারে না, যেখানে সর্পিল ছায়াপথের বাইরের অঞ্চলে তারাগুলি এত দ্রুত ঘোরে যে তারা কেবল আন্তঃনাক্ষত্রিক মহাকাশে উড়ে যায়। রেকর্ড করা না গেলে কী তাদের আটকে রাখছে?
• বিদ্যমান ডার্ক ম্যাটার মহাবিশ্বের সাধারণ পদার্থের চেয়ে 5.5 গুণ বেশি, এবং শুধুমাত্র এর অতিরিক্ত মাধ্যাকর্ষণই সর্পিল ছায়াপথে নক্ষত্রের অস্বাভাবিক গতিবিধি ব্যাখ্যা করতে পারে।
• সম্ভাব্য ডার্ক ম্যাটার কণাগুলি হল WIMP, তারা দুর্বলভাবে বৃহদায়তন কণাগুলির সাথে মিথস্ক্রিয়া করছে এবং সাবঅ্যাটমিক কণাগুলির সুপারহেভি সুপারসিমেট্রিক অংশীদার। তাত্ত্বিকভাবে, তিনটি স্থানিক মাত্রা রয়েছে যা আমাদের কাছে অ্যাক্সেসযোগ্য নয়। কালুজা-ক্লেইন তত্ত্ব অনুসারে অতিরিক্ত মাত্রাগুলি আমাদের কাছে অ্যাক্সেসযোগ্য না হলে কীভাবে তাদের নিবন্ধন করা যায় তা হল অসুবিধা।

এটা কি অন্ধকার পদার্থ সনাক্ত করা সম্ভব?

প্রচুর পরিমাণে অন্ধকার পদার্থের কণা পৃথিবীর মধ্য দিয়ে উড়ে যায়, কিন্তু যেহেতু অন্ধকার পদার্থ মিথস্ক্রিয়া করে না, এবং যদি মিথস্ক্রিয়া থাকে তবে এটি অত্যন্ত দুর্বল, কার্যত শূন্য, সাধারণ পদার্থের সাথে, তারপর বেশিরভাগ পরীক্ষায় কোন উল্লেখযোগ্য ফলাফল পাওয়া যায়নি।

তবুও, ডার্ক ম্যাটারের কণার প্রভাব দেখার আশায় বিভিন্ন পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের (সিলিকন, জেনন, ফ্লোরিন, আয়োডিন এবং অন্যান্য) সংঘর্ষ জড়িত পরীক্ষায় অন্ধকার পদার্থের উপস্থিতি নিবন্ধনের চেষ্টা করা হচ্ছে।

অ্যামুন্ডসেন-স্কট স্টেশনের নিউট্রিনো অ্যাস্ট্রোনমিক্যাল অবজারভেটরিতে আকর্ষণীয় নাম IceCube বাইরে উত্পাদিত উচ্চ-শক্তি নিউট্রিনো সনাক্ত করতে গবেষণা পরিচালনা করছে সৌর জগৎ.

এখানে, দক্ষিণ মেরুতে, যেখানে বাইরের তাপমাত্রা -80 ডিগ্রি সেলসিয়াসে নেমে গেছে, বরফের নীচে 2.4 কিলোমিটার গভীরতায়, উচ্চ-নির্ভুলতা ইলেকট্রনিক্স ইনস্টল করা হয়েছে, যা সাধারণ পদার্থের বাইরে ঘটে যাওয়া মহাবিশ্বের রহস্যময় প্রক্রিয়াগুলির ক্রমাগত পর্যবেক্ষণ প্রদান করে। . এখন পর্যন্ত, এগুলি শুধুমাত্র মহাবিশ্বের গভীরতম রহস্য উদঘাটনের কাছাকাছি যাওয়ার প্রচেষ্টা, তবে ইতিমধ্যে কিছু সাফল্য রয়েছে, যেমন 28টি নিউট্রিনোর ঐতিহাসিক আবিষ্কার।

তাই। এটি অবিশ্বাস্যভাবে আকর্ষণীয় যে মহাবিশ্ব, অন্ধকার পদার্থের সমন্বয়ে গঠিত, যা আমাদের দ্বারা দৃশ্যমান অধ্যয়নের অপ্রাপ্য, আমাদের মহাবিশ্বের কাঠামোর চেয়ে বহুগুণ বেশি জটিল হতে পারে। অথবা সম্ভবত ডার্ক ম্যাটারের মহাবিশ্ব আমাদের থেকে উল্লেখযোগ্যভাবে উচ্চতর এবং সেখানেই সমস্ত গুরুত্বপূর্ণ জিনিস ঘটে, যার প্রতিধ্বনি আমরা আমাদের সাধারণ বস্তুতে দেখার চেষ্টা করছি, কিন্তু এটি ইতিমধ্যেই বিজ্ঞান কল্পকাহিনীর রাজ্যে চলে যাচ্ছে।

বিজ্ঞানীরা মহাবিশ্বের অন্যতম প্রধান রহস্য সমাধানের দিকে একটি গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপ নিয়েছেন - অন্ধকার পদার্থ, যা বাইরের মহাকাশের বেশিরভাগ অংশ পূরণ করে বলে মনে করা হয়। প্রকল্পে কাজ করছেন বিশেষজ্ঞরাডার্ক এনার্জি সার্ভে , ব্যবহার করে শক্তিশালী টেলিস্কোপআন্দিজে একটি মানচিত্র তৈরি করতে সক্ষম হয়েছিল, অন্ধকার পদার্থের বন্টন প্রদর্শন করে। তার উপর ডার্ক ম্যাটারের বড় কুণ্ডলী দৃশ্যমান, ছায়াপথ দ্বারা বিছিয়ে এবং ফাঁকা স্থান দ্বারা পৃথক করা হয়.

এখন পর্যন্ত, বিজ্ঞানীরা কেবল দূরবর্তী ছায়াপথ থেকে আলোর বিকৃতি পরিমাপ করে অন্ধকার পদার্থ অধ্যয়ন করতে পারতেন। ফলে পরিমাপ করতে চান বিশেষজ্ঞরা অন্ধকার শক্তি- একটি আরও রহস্যময় শক্তি যা মহাবিশ্বকে ক্রমবর্ধমান গতিতে প্রসারিত করছে।

অন্ধকার ব্যাপারজ্যোতির্বিদ্যা এবং বিশ্ববিদ্যায়, সেইসাথে তাত্ত্বিক পদার্থবিজ্ঞানে, পদার্থের একটি অনুমানমূলক রূপ যা ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক বিকিরণের সাথে নির্গত বা যোগাযোগ করে না। পদার্থের এই ফর্মের এই বৈশিষ্ট্যটি সরাসরি পর্যবেক্ষণকে অসম্ভব করে তোলে।

ডার্ক ম্যাটারের অস্তিত্ব সম্পর্কে উপসংহারটি অসংখ্য, একে অপরের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ, কিন্তু জ্যোতির্ভৌতিক বস্তুর আচরণ এবং তাদের তৈরি মহাকর্ষীয় প্রভাবের পরোক্ষ লক্ষণগুলির ভিত্তিতে তৈরি করা হয়েছিল। অন্ধকার পদার্থের প্রকৃতি আবিষ্কার করা লুকানো ভরের সমস্যা সমাধানে সাহায্য করবে, যা বিশেষ করে গ্যালাক্সির বাইরের অঞ্চলের ঘূর্ণনের অস্বাভাবিক উচ্চ গতির মধ্যে রয়েছে।

ফ্রিটজ জুইকির কাজের পরে শব্দটি ব্যাপক হয়ে ওঠে। Zwicky কোমা ক্লাস্টারে (কোমা বেরেনিসেস নক্ষত্রপুঞ্জ) আটটি ছায়াপথের রেডিয়াল বেগ পরিমাপ করেছেন এবং দেখেছেন যে ক্লাস্টারটি স্থিতিশীল হওয়ার জন্য, একজনকে অবশ্যই ধরে নিতে হবে যে এর মোট ভর তার উপাদান নক্ষত্রের ভরের চেয়ে কয়েক গুণ বেশি। শীঘ্রই অন্যান্য জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা অন্যান্য অনেক ছায়াপথের জন্য একই সিদ্ধান্তে এসেছিলেন। 1960 এর দশক থেকে, পর্যবেক্ষণমূলক জ্যোতির্বিজ্ঞানের দ্রুত অগ্রগতির সাথে, অন্ধকার পদার্থের অস্তিত্বের প্রমাণ দ্রুত বৃদ্ধি পেয়েছে। একই সময়ে, বিভিন্ন উত্স এবং বিভিন্ন পদ্ধতি থেকে প্রাপ্ত এর পরামিতিগুলির অনুমান সাধারণত একে অপরের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ।

মহাবিশ্বে অজানা পদার্থের উপস্থিতি এবং এর প্রভাব ছায়াপথের জগতে একটি সাধারণ পরিস্থিতি হয়ে উঠেছে।

ডাবল গ্যালাক্সি এবং গ্যালাক্সি ক্লাস্টারের সিস্টেমের গতি অধ্যয়ন করা হয়েছিল। দেখা গেল যে এই স্কেলে অন্ধকার পদার্থের অনুপাত গ্যালাক্সির অভ্যন্তরের তুলনায় অনেক বেশি।

উপবৃত্তাকার ছায়াপথের নাক্ষত্রিক ভর, গণনা অনুসারে, গ্যালাক্সিতে প্রবেশকারী গরম গ্যাস ধারণ করার জন্য অপর্যাপ্ত, যদি অন্ধকার পদার্থকে বিবেচনায় না নেওয়া হয়।

গ্যালাক্সি ক্লাস্টারগুলির ভর অনুমান করা যা মহাকর্ষীয় লেন্সিং সম্পাদন করে এমন ফলাফল দেয় যা অন্ধকার পদার্থের অবদানকে অন্তর্ভুক্ত করে এবং অন্যান্য পদ্ধতি দ্বারা প্রাপ্তগুলির কাছাকাছি।

কার্নেগি ইনস্টিটিউশনের জ্যোতির্বিজ্ঞানী ভেরা রুবিন 1960-এর দশকের শেষের দিকে এবং 1970-এর দশকের শুরুতে একটি বড় অবদান রেখেছিলেন, যিনি অন্ধকার পদার্থের উপস্থিতি নির্দেশ করে নির্ভুল এবং নির্ভরযোগ্য গণনা করেছিলেন। একজন সহ-লেখকের (কেন্ট ফোর্ড) সাথে, রুবিন 1975 সালে আমেরিকান অ্যাস্ট্রোনমিক্যাল সোসাইটির একটি সম্মেলনে ঘোষণা করেছিলেন যে সর্পিল ছায়াপথের বেশিরভাগ নক্ষত্র প্রায় একই কৌণিক বেগে প্রদক্ষিণ করে, এই ধারণার দিকে পরিচালিত করে যে গ্যালাক্সিতে ভর ঘনত্ব কত সেইসব অঞ্চলে একই, যেখানে তারার সংখ্যাগরিষ্ঠতা (ফুঁটা) এবং ডিস্কের প্রান্তে থাকা অঞ্চলগুলির জন্য যেখানে অল্প নক্ষত্র রয়েছে।

2012 সালে প্রকাশিত একটি সমীক্ষায় সূর্য থেকে 13,000 আলোকবর্ষ দূরত্বে অবস্থিত 400 টিরও বেশি তারার গতির মধ্যে অন্ধকার পদার্থের কোনও প্রমাণ পাওয়া যায়নি। বড় ভলিউমসূর্যের চারপাশে স্থান। তাত্ত্বিক ভবিষ্যদ্বাণী অনুসারে, সূর্যের আশেপাশে অন্ধকার পদার্থের গড় পরিমাণ পৃথিবীর আয়তনে প্রায় 0.5 কেজি হওয়া উচিত ছিল। যাইহোক, পরিমাপ এই আয়তনে 0.00±0.06 কেজি ডার্ক ম্যাটারের মান দিয়েছে। এর মানে হল যে পৃথিবীতে অন্ধকার পদার্থ সনাক্ত করার প্রচেষ্টা, উদাহরণস্বরূপ "সাধারণ" পদার্থের সাথে অন্ধকার পদার্থের কণার বিরল মিথস্ক্রিয়া দ্বারা, সফল হওয়ার সম্ভাবনা কম।

2013 সালের মার্চ মাসে প্রকাশিত প্ল্যাঙ্ক স্পেস অবজারভেটরি থেকে পর্যবেক্ষণমূলক তথ্য অনুসারে, পর্যবেক্ষণযোগ্য মহাবিশ্বের মোট ভর-শক্তি 4.9% সাধারণ (ব্যারিওনিক) পদার্থ, 26.8% অন্ধকার পদার্থ এবং 68.3% অন্ধকার শক্তি নিয়ে গঠিত। এইভাবে, মহাবিশ্ব 95.1% অন্ধকার পদার্থ এবং অন্ধকার শক্তি নিয়ে গঠিত।

সবচেয়ে স্বাভাবিক অনুমান হল যে অন্ধকার পদার্থ সাধারণ, ব্যারিওনিক পদার্থ নিয়ে গঠিত। , কিছু কারণে দুর্বলভাবে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিকভাবে ইন্টারঅ্যাক্ট করে এবং তাই অধ্যয়ন করার সময় সনাক্ত করা যায় না, উদাহরণস্বরূপ, নির্গমন এবং শোষণ লাইন।

যাহোক তাত্ত্বিক মডেলনন-ব্যারিওনিক অদৃশ্য পদার্থের ভূমিকার জন্য সম্ভাব্য প্রার্থীদের একটি বড় নির্বাচন সরবরাহ করুন - এগুলি হল: হালকা নিউট্রিনো, ভারী নিউট্রিনো, অক্ষ, কসমিয়ন এবং সুপারসিমেট্রিক কণা যেমন ফোটিনো, গ্র্যাভিটিনো, হিগসিনো, স্নিউট্রিনো, ওয়াইন এবং জিনো।

অন্ধকার পদার্থ এবং অন্ধকার শক্তির বিকল্প তত্ত্ব আছে:

অন্যান্য মাত্রা থেকে পদার্থ (সমান্তরাল মহাবিশ্ব)

অতিরিক্ত মাত্রা সম্পর্কে কিছু তত্ত্ব মাধ্যাকর্ষণকে একটি অনন্য ধরনের মিথস্ক্রিয়া হিসাবে গ্রহণ করে যা অতিরিক্ত মাত্রা থেকে আমাদের স্থানের উপর কাজ করতে পারে। এই অনুমানটি অন্য তিনটি প্রধান শক্তির (ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক, শক্তিশালী এবং দুর্বল) তুলনায় মহাকর্ষীয় মিথস্ক্রিয়াটির আপেক্ষিক দুর্বলতা ব্যাখ্যা করতে সহায়তা করে। ডার্ক ম্যাটারের প্রভাবকে যুক্তিসঙ্গতভাবে ব্যাখ্যা করা যেতে পারে আমাদের সাধারণ মাত্রা থেকে দৃশ্যমান পদার্থের মিথস্ক্রিয়া দ্বারা অন্যান্য থেকে বিশাল পদার্থের সাথে। (অতিরিক্ত, অদৃশ্য) মাত্রা মাধ্যাকর্ষণ মাধ্যমে। একই সময়ে, এই মাত্রা এবং তাদের মধ্যে এই ব্যাপারটি কোনভাবেই অন্য ধরনের মিথস্ক্রিয়া অনুভব করতে পারে না, এর সাথে মিথস্ক্রিয়া করতে পারে না। অন্য মাত্রায় বস্তু (আসলে, সমান্তরাল মহাবিশ্ব) আমাদের পরিমাপের অনুরূপ কাঠামোতে (গ্যালাক্সি, গ্যালাক্সির ক্লাস্টার) গঠন করতে পারে বা তাদের নিজস্ব, বহিরাগত কাঠামো তৈরি করতে পারে, যা আমাদের পরিমাপে দৃশ্যমান ছায়াপথগুলির চারপাশে একটি মহাকর্ষীয় আলোকভূমি হিসাবে অনুভূত হয়।

স্থানের টপোলজিক্যাল ত্রুটি

ডার্ক ম্যাটার কেবল মহাকাশ এবং/অথবা কোয়ান্টাম ফিল্ড টপোলজিতে আদিম (বিগ ব্যাং) ত্রুটি হতে পারে যাতে শক্তি থাকতে পারে, যার ফলে মহাকর্ষীয় শক্তি হতে পারে।

স্ট্যান্ডার্ড মডেল নামক পদার্থবিদ্যার একটি তাত্ত্বিক গঠন সকলের মিথস্ক্রিয়া বর্ণনা করে বিজ্ঞানের কাছে পরিচিতপ্রাথমিক কণা কিন্তু এটি মহাবিশ্বে বিদ্যমান পদার্থের মাত্র 5%, বাকি 95% সম্পূর্ণ অজানা প্রকৃতির। এই কাল্পনিক অন্ধকার বিষয় কি এবং কিভাবে বিজ্ঞানীরা এটি সনাক্ত করার চেষ্টা করছেন? হাইক হাকোবিয়ান, একজন এমআইপিটি ছাত্র এবং পদার্থবিদ্যা এবং জ্যোতির্পদার্থবিদ্যা বিভাগের কর্মচারী, একটি বিশেষ প্রকল্পের অংশ হিসাবে এটি সম্পর্কে কথা বলেছেন।

প্রাথমিক কণার স্ট্যান্ডার্ড মডেল, শেষ পর্যন্ত হিগস বোসন আবিষ্কারের পর নিশ্চিত হওয়া, আমাদের জানা সাধারণ কণাগুলির মৌলিক মিথস্ক্রিয়া (ইলেক্ট্রোওয়েক এবং শক্তিশালী) বর্ণনা করে: লেপটন, কোয়ার্ক এবং বল বাহক (বোসন এবং গ্লুয়ন)। যাইহোক, দেখা যাচ্ছে যে এই পুরো বিশাল জটিল তত্ত্বটি সমস্ত পদার্থের মাত্র 5-6% বর্ণনা করে, বাকিগুলি এই মডেলের সাথে খাপ খায় না। আমাদের মহাবিশ্বের প্রথম দিকের মুহূর্তগুলির পর্যবেক্ষণ আমাদের দেখায় যে আমাদের চারপাশে থাকা বস্তুর প্রায় 95% সম্পূর্ণ অজানা প্রকৃতির। অন্য কথায়, মহাকর্ষীয় প্রভাবের কারণে আমরা পরোক্ষভাবে এই লুকানো বস্তুর উপস্থিতি দেখতে পাই, কিন্তু আমরা এখনও এটিকে সরাসরি ধরতে পারিনি। এই লুকানো ভরের ঘটনাটিকে কোডনাম দেওয়া হয়েছে "ডার্ক ম্যাটার"।

আধুনিক বিজ্ঞান, বিশেষ করে কসমোলজি, শার্লক হোমসের ডিডাক্টিভ পদ্ধতি অনুযায়ী কাজ করে

এখন WISP গ্রুপের প্রধান প্রার্থী হল অক্ষ, যা শক্তিশালী মিথস্ক্রিয়া তত্ত্বে উদ্ভূত হয় এবং এর ভর খুব কম। এই ধরনের একটি কণা উচ্চ চৌম্বক ক্ষেত্রে একটি ফোটন-ফোটন জোড়ায় পরিণত করতে সক্ষম, যা কীভাবে এটি সনাক্ত করার চেষ্টা করতে পারে তার ইঙ্গিত দেয়। ADMX পরীক্ষায় বড় চেম্বার ব্যবহার করা হয় যা 80,000 গাউসের চৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি করে (এটি 100,000 গুণ বেশি চৌম্বক ক্ষেত্রপৃথিবী)। তাত্ত্বিকভাবে, এই ধরনের ক্ষেত্রটি একটি অক্ষের ক্ষয়কে একটি ফোটন-ফোটন জোড়ায় উদ্দীপিত করবে, যা ডিটেক্টরদের ধরা উচিত। অনেক প্রচেষ্টা সত্ত্বেও, এটি এখনও WIMPs, axions বা জীবাণুমুক্ত নিউট্রিনো সনাক্ত করা সম্ভব হয়নি।

এইভাবে, আমরা লুকানো ভরের অদ্ভুত উপস্থিতি ব্যাখ্যা করার জন্য বিপুল সংখ্যক বিভিন্ন অনুমানের মধ্য দিয়ে ভ্রমণ করেছি এবং, পর্যবেক্ষণের সাহায্যে সমস্ত অসম্ভবকে প্রত্যাখ্যান করার পরে, আমরা বেশ কয়েকটি সম্ভাব্য অনুমানে পৌঁছেছি যার সাথে আমরা ইতিমধ্যে কাজ করতে পারি।

বিজ্ঞানের একটি নেতিবাচক ফলাফলও একটি ফলাফল, যেহেতু এটি কণার বিভিন্ন পরামিতির উপর সীমাবদ্ধতা দেয়, উদাহরণস্বরূপ, এটি সম্ভাব্য ভরের পরিসরকে দূর করে। বছরের পর বছর, এক্সিলারেটরগুলিতে আরও বেশি নতুন পর্যবেক্ষণ এবং পরীক্ষাগুলি অন্ধকার পদার্থের কণার ভর এবং অন্যান্য পরামিতিগুলির উপর নতুন, আরও কঠোর বিধিনিষেধ সরবরাহ করে। এইভাবে, সমস্ত অসম্ভব বিকল্পগুলিকে ছুঁড়ে ফেলে এবং অনুসন্ধানের বৃত্তকে সংকুচিত করে, দিনে দিনে আমরা আমাদের মহাবিশ্বের 95% বিষয় কী নিয়ে গঠিত তা বোঝার আরও কাছাকাছি হয়ে যাচ্ছি।

সিরিজের নিবন্ধগুলিতে আমরা দৃশ্যমান মহাবিশ্বের গঠন পরীক্ষা করেছি। আমরা এর গঠন এবং এই গঠন গঠনকারী কণা সম্পর্কে কথা বলেছি। নিউক্লিয়ন খেলা সম্পর্কে প্রধান ভূমিকা, যেহেতু এটি তাদের থেকে সমস্ত দৃশ্যমান পদার্থ গঠিত। ফোটন, ইলেকট্রন, নিউট্রিনো এবং বিগ ব্যাং-এর 14 বিলিয়ন বছর পরে উদ্ভাসিত সর্বজনীন নাটকে জড়িত সহায়ক অভিনেতাদের সম্পর্কেও। মনে হবে আর কথা বলার কিছু নেই। কিন্তু তা সত্য নয়। আসল বিষয়টি হ'ল আমরা যে পদার্থটি দেখি তা আমাদের বিশ্ব যা নিয়ে গঠিত তার একটি ছোট অংশ। বাকি সব কিছু আমরা প্রায় কিছুই জানি না. এই রহস্যময় "কিছু" কে বলা হয় ডার্ক ম্যাটার।

যদি বস্তুর ছায়া এই পরের আকারের উপর নির্ভর না করে,
এবং যদি তাদের নিজস্ব স্বেচ্ছাচারী বৃদ্ধি ছিল, তাহলে সম্ভবত
শীঘ্রই কোন অবশিষ্ট থাকবে না গ্লোবএকটি একক উজ্জ্বল জায়গা নয়।

কোজমা প্রুটকভ

আমাদের পৃথিবীর কি হবে?

1929 সালে দূরবর্তী গ্যালাক্সির বর্ণালীতে এডওয়ার্ড হাবলের রেডশিফ্ট আবিষ্কারের পর, এটি স্পষ্ট হয়ে ওঠে যে মহাবিশ্ব প্রসারিত হচ্ছে। এই বিষয়ে যে প্রশ্নগুলি উঠেছিল তার মধ্যে একটি ছিল নিম্নোক্ত: সম্প্রসারণ কতক্ষণ স্থায়ী হবে এবং কীভাবে এটি শেষ হবে? মহাবিশ্বের পৃথক অংশগুলির মধ্যে কাজ করে মহাকর্ষীয় আকর্ষণের শক্তিগুলি এই অংশগুলির পশ্চাদপসরণকে ধীর করে দেয়। ব্রেকিং কিসের দিকে নিয়ে যাবে তা নির্ভর করে মহাবিশ্বের মোট ভরের উপর। এটি যথেষ্ট বড় হলে, মহাকর্ষীয় বলগুলি ধীরে ধীরে প্রসারণ বন্ধ করবে এবং এটি সংকোচনের দ্বারা প্রতিস্থাপিত হবে। ফলস্বরূপ, মহাবিশ্ব শেষ পর্যন্ত আবার "পতন" হবে সেই বিন্দুতে যেখান থেকে এটি একবার প্রসারিত হতে শুরু করেছিল। যদি ভর একটি নির্দিষ্ট সমালোচনামূলক ভরের চেয়ে কম হয়, তাহলে প্রসারণ চিরকাল চলতে থাকবে। এটি সাধারণত ভর সম্পর্কে নয়, কিন্তু ঘনত্ব সম্পর্কে কথা বলার প্রথাগত, যা একটি সাধারণ অনুপাত দ্বারা ভরের সাথে সম্পর্কিত, যা স্কুল কোর্স থেকে জানা যায়: ঘনত্ব হল ভরকে ভলিউম দ্বারা ভাগ করা হয়।

মহাবিশ্বের সমালোচনামূলক গড় ঘনত্বের গণনা করা মান প্রতি ঘন সেন্টিমিটারে প্রায় 10 -29 গ্রাম, যা প্রতি ঘনমিটারে গড়ে পাঁচটি নিউক্লিয়নের সাথে মিলে যায়। এটা জোর দেওয়া উচিত যে আমরা গড় ঘনত্ব সম্পর্কে কথা বলছি। জল, পৃথিবীতে এবং আপনি এবং আমার মধ্যে নিউক্লিয়নের বৈশিষ্ট্যগত ঘনত্ব প্রতি ঘনমিটারে প্রায় 10 30। যাইহোক, গ্যালাক্সির ক্লাস্টারগুলিকে আলাদা করে এবং মহাবিশ্বের আয়তনের সিংহের অংশ দখল করে এমন শূন্যতায়, ঘনত্বের মাত্রা কম। নিউক্লিয়নের ঘনত্বের মান, মহাবিশ্বের সমগ্র আয়তনের গড়, দশ এবং শত বার পরিমাপ করা হয়েছিল, সাবধানে বিভিন্ন পদ্ধতি ব্যবহার করে তারা এবং গ্যাস এবং ধুলো মেঘের সংখ্যা গণনা করা হয়েছিল। এই ধরনের পরিমাপের ফলাফলগুলি কিছুটা আলাদা, কিন্তু গুণগত উপসংহারটি অপরিবর্তিত: মহাবিশ্বের ঘনত্ব সবেমাত্র সমালোচনামূলক মানের কয়েক শতাংশে পৌঁছায়।

অতএব, 20 শতকের 70 এর দশক পর্যন্ত, সাধারণভাবে গৃহীত পূর্বাভাসটি ছিল আমাদের বিশ্বের চিরন্তন প্রসারণ, যা অনিবার্যভাবে তথাকথিত তাপের মৃত্যুর দিকে পরিচালিত করবে। তাপ মৃত্যু একটি সিস্টেমের একটি অবস্থা যখন এটির পদার্থ সমানভাবে বিতরণ করা হয় এবং এর বিভিন্ন অংশের তাপমাত্রা একই থাকে। ফলস্বরূপ, সিস্টেমের এক অংশ থেকে অন্য অংশে শক্তি স্থানান্তর বা পদার্থের পুনর্বন্টন সম্ভব নয়। এই ধরনের ব্যবস্থায় কিছুই ঘটে না এবং আবার ঘটতে পারে না। একটি পরিষ্কার সাদৃশ্য হল যে কোনও পৃষ্ঠে জল ছড়িয়ে পড়া। যদি পৃষ্ঠটি অসম হয় এবং উচ্চতায় সামান্য পার্থক্যও থাকে, তবে জল এটি বরাবর উঁচু থেকে নিচু স্থানে চলে যায় এবং শেষ পর্যন্ত নিম্নভূমিতে জমা হয়, পুকুর তৈরি করে। আন্দোলন থেমে যায়। একমাত্র সান্ত্বনা অবশিষ্ট ছিল যে তাপ মৃত্যু দশ এবং শত বিলিয়ন বছরে ঘটবে। ফলস্বরূপ, আপনাকে খুব, খুব দীর্ঘ সময়ের জন্য এই অন্ধকার সম্ভাবনার কথা ভাবতে হবে না।

যাইহোক, এটি ধীরে ধীরে স্পষ্ট হয়ে ওঠে যে মহাবিশ্বের প্রকৃত ভর নক্ষত্র এবং গ্যাস এবং ধূলিকণার মেঘের মধ্যে থাকা দৃশ্যমান ভরের চেয়ে অনেক বেশি এবং সম্ভবত এটি সমালোচনার কাছাকাছি। অথবা সম্ভবত এটি ঠিক সমান.

ডার্ক ম্যাটারের প্রমাণ

প্রথম ইঙ্গিত যে মহাবিশ্বের ভর গণনার সাথে কিছু ভুল ছিল 20 শতকের 30 এর দশকের মাঝামাঝি সময়ে। সুইস জ্যোতির্বিজ্ঞানী ফ্রিটজ জুইকি কোমা ক্লাস্টারের গ্যালাক্সিগুলি (যা আমাদের কাছে পরিচিত বৃহত্তম ক্লাস্টারগুলির মধ্যে একটি, এতে হাজার হাজার ছায়াপথ রয়েছে) গতিবেগ পরিমাপ করেছেন সাধারণ কেন্দ্র. ফলাফলটি নিরুৎসাহিত ছিল: ক্লাস্টারের পর্যবেক্ষণ করা মোট ভরের উপর ভিত্তি করে ছায়াপথগুলির গতিবেগ প্রত্যাশিত থেকে অনেক বেশি ছিল। এর অর্থ হল কোমা ক্লাস্টারের প্রকৃত ভর আপাত ভরের চেয়ে অনেক বেশি। কিন্তু মহাবিশ্বের এই অঞ্চলে উপস্থিত পদার্থের প্রধান পরিমাণ কিছু কারণে, অদৃশ্য এবং সরাসরি পর্যবেক্ষণের অযোগ্য, শুধুমাত্র মহাকর্ষীয়ভাবে নিজেকে প্রকাশ করে, অর্থাৎ শুধুমাত্র ভর হিসাবে।

গ্যালাক্সি ক্লাস্টারে লুকানো ভরের উপস্থিতি তথাকথিত মহাকর্ষীয় লেন্সিংয়ের পরীক্ষা দ্বারাও প্রমাণিত হয়। আপেক্ষিকতা তত্ত্ব থেকে এই ঘটনার ব্যাখ্যা পাওয়া যায়। এটি অনুসারে, যে কোনও ভর স্থানকে বিকৃত করে এবং লেন্সের মতো, আলোক রশ্মির রেকটিলাইনার পথকে বিকৃত করে। গ্যালাক্সি ক্লাস্টারগুলি যে বিকৃতি ঘটায় তা এত বড় যে এটি লক্ষ্য করা সহজ। বিশেষ করে, ক্লাস্টারের পিছনে থাকা গ্যালাক্সির চিত্রের বিকৃতি থেকে, লেন্স ক্লাস্টারে পদার্থের বন্টন গণনা করা এবং এর মাধ্যমে এর মোট ভর পরিমাপ করা সম্ভব। এবং দেখা যাচ্ছে যে এটি সর্বদা গুচ্ছের দৃশ্যমান বিষয়ের অবদানের চেয়ে অনেক গুণ বেশি।

Zwicky এর কাজের 40 বছর পরে, 70 এর দশকে, আমেরিকান জ্যোতির্বিজ্ঞানী ভেরা রুবিন ছায়াপথের পরিধিতে অবস্থিত পদার্থের গ্যালাকটিক কেন্দ্রের চারপাশে ঘূর্ণনের গতি অধ্যয়ন করেছিলেন। কেপলারের আইন অনুসারে (এবং তারা সরাসরি সর্বজনীন মাধ্যাকর্ষণ আইন থেকে অনুসরণ করে), যখন একটি গ্যালাক্সির কেন্দ্র থেকে এর পরিধিতে চলে যায়, তখন গ্যালাকটিক বস্তুর ঘূর্ণন গতি দুরত্বের বর্গমূলের বিপরীত অনুপাতে হ্রাস পায়। কেন্দ্র পরিমাপ দেখিয়েছে যে অনেক গ্যালাক্সির জন্য এই গতি কেন্দ্র থেকে খুব গুরুত্বপূর্ণ দূরত্বে প্রায় স্থির থাকে। এই ফলাফলগুলি শুধুমাত্র একটি উপায়ে ব্যাখ্যা করা যেতে পারে: কেন্দ্র থেকে সরানোর সময় এই জাতীয় ছায়াপথগুলিতে পদার্থের ঘনত্ব হ্রাস পায় না, তবে প্রায় অপরিবর্তিত থাকে। যেহেতু দৃশ্যমান পদার্থের ঘনত্ব (নক্ষত্র এবং আন্তঃনাক্ষত্রিক গ্যাসের মধ্যে থাকে) দ্রুত ছায়াপথের পরিধির দিকে পড়ে, তাই অনুপস্থিত ঘনত্ব এমন কিছু দ্বারা সরবরাহ করা আবশ্যক যা কিছু কারণে আমরা দেখতে পাই না। গ্যালাক্সির কেন্দ্রের দূরত্বের উপর ঘূর্ণন হারের পর্যবেক্ষণ নির্ভরতা পরিমাণগতভাবে ব্যাখ্যা করার জন্য, এই অদৃশ্য "কিছু" সাধারণ দৃশ্যমান বস্তুর চেয়ে প্রায় 10 গুণ বড় হওয়া প্রয়োজন। এই "কিছু" বলা হত "ডার্ক ম্যাটার" (ইংরেজিতে " অন্ধকার ব্যাপার") এবং এখনও জ্যোতির্পদার্থবিদ্যার সবচেয়ে কৌতূহলী রহস্য রয়ে গেছে।

আমাদের পৃথিবীতে অন্ধকার পদার্থের উপস্থিতির প্রমাণের আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ অংশ বিগ ব্যাংয়ের প্রায় 300,000 বছর পরে শুরু হওয়া গ্যালাক্সি গঠনের প্রক্রিয়াকে অনুকরণ করে গণনা থেকে আসে। এই গণনাগুলি দেখায় যে মহাকর্ষীয় আকর্ষণের শক্তিগুলি যা বিস্ফোরণের সময় উত্পন্ন বস্তুর উড়ন্ত টুকরোগুলির মধ্যে কাজ করে তা সম্প্রসারণের গতিশক্তির জন্য ক্ষতিপূরণ দিতে পারে না। ব্যাপারটি কেবল সেই গ্যালাক্সিগুলিতে জড়ো হওয়া উচিত নয় যা আমরা তবুও আধুনিক যুগে পর্যবেক্ষণ করি। এই সমস্যাটিকে গ্যালাকটিক প্যারাডক্স বলা হয় এবং দীর্ঘকাল ধরে এটি বিগ ব্যাং তত্ত্বের বিরুদ্ধে একটি গুরুতর যুক্তি হিসাবে বিবেচিত হয়েছিল। যাইহোক, যদি আমরা ধরে নিই যে প্রারম্ভিক মহাবিশ্বের সাধারণ পদার্থের কণাগুলি অদৃশ্য অন্ধকার পদার্থের কণার সাথে মিশ্রিত হয়েছিল, তাহলে গণনার মধ্যে সবকিছুই ঠিক হয়ে যায় এবং শেষগুলি মিলতে শুরু করে - তারা থেকে ছায়াপথের গঠন এবং তারপরে গ্যালাক্সিগুলির ক্লাস্টারগুলি , সম্ভব হয়। একই সময়ে, যেমন গণনা দেখায়, প্রথমে গ্যালাক্সিগুলিতে প্রচুর পরিমাণে অন্ধকার পদার্থের কণা জমা হয়েছিল এবং শুধুমাত্র তখনই, মহাকর্ষীয় শক্তির কারণে, তাদের উপর সাধারণ পদার্থের উপাদানগুলি সংগ্রহ করা হয়েছিল, যার মোট ভর ছিল মাত্র কয়েক শতাংশ। মহাবিশ্বের মোট ভর। এটা পরিচিত যে সক্রিয় আউট এবং, এটা মনে হবে, বিস্তারিত অধ্যয়ন দৃশ্যমান বিশ্ব, যা আমরা সম্প্রতি ভেবেছিলাম প্রায় বোঝা গেছে, মহাবিশ্ব আসলে যে কিছু নিয়ে গঠিত তার একটি ছোট সংযোজন মাত্র। গ্রহ, নক্ষত্র, ছায়াপথ এবং আপনি এবং আমি একটি বিশাল "কিছুর" জন্য একটি পর্দা যা সম্পর্কে আমাদের সামান্যতম ধারণাও নেই।

ফটো ফ্যাক্ট

গ্যালাক্সি ক্লাস্টার (বৃত্তাকার এলাকার নীচের বাম দিকে) একটি মহাকর্ষীয় লেন্স তৈরি করে। এটি লেন্সের পিছনে অবস্থিত বস্তুর আকৃতিকে বিকৃত করে - তাদের চিত্রগুলিকে এক দিকে প্রসারিত করে। প্যারিস ইনস্টিটিউট অফ অ্যাস্ট্রোফিজিক্সের বিজ্ঞানীদের নেতৃত্বে দক্ষিণ ইউরোপীয় মানমন্দিরের জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের একটি আন্তর্জাতিক দল প্রসারিত হওয়ার মাত্রা এবং দিকনির্দেশের উপর ভিত্তি করে একটি ভর বিতরণ তৈরি করেছে, যা নীচের ছবিতে দেখানো হয়েছে। আপনি দেখতে পাচ্ছেন, ক্লাস্টারে একটি টেলিস্কোপের মাধ্যমে দেখা যায় তার চেয়ে অনেক বেশি ভর রয়েছে।

অন্ধকার, বিশাল বস্তু শিকার করা একটি দ্রুত কাজ নয় এবং ফলাফলটি ফটোগ্রাফগুলিতে সবচেয়ে চিত্তাকর্ষক দেখায় না। 1995 সালে, হাবল টেলিস্কোপ লক্ষ্য করেছিল যে বড় ম্যাগেলানিক ক্লাউডের একটি নক্ষত্র উজ্জ্বল হয়ে উঠেছে। এই আভা তিন মাসেরও বেশি সময় ধরে চলেছিল, কিন্তু তারপরে তারকাটি তার স্বাভাবিক অবস্থায় ফিরে আসে। এবং ছয় বছর পরে, তারার পাশে একটি সবে আলোকিত বস্তু উপস্থিত হয়েছিল। এটি একটি ঠান্ডা বামন ছিল যা তারা থেকে 600 আলোকবর্ষ দূরত্বে গিয়ে একটি মহাকর্ষীয় লেন্স তৈরি করেছিল যা আলোকে প্রশস্ত করে। গণনা করে দেখা গেছে যে এই বামনের ভর সূর্যের ভরের মাত্র 5-10%।

অবশেষে, আপেক্ষিকতার সাধারণ তত্ত্ব দ্ব্যর্থহীনভাবে মহাবিশ্বের সম্প্রসারণের হারকে এর মধ্যে থাকা বস্তুর গড় ঘনত্বের সাথে সংযুক্ত করে। ধরে নিলাম যে স্থানের গড় বক্রতা শূন্য, অর্থাৎ, ইউক্লিডের জ্যামিতি এবং লোবাচেভস্কি এটিতে কাজ করে (যা নির্ভরযোগ্যভাবে যাচাই করা হয়েছে, উদাহরণস্বরূপ, মহাজাগতিক মাইক্রোওয়েভ পটভূমি বিকিরণ নিয়ে পরীক্ষায়), এই ঘনত্বটি 10 ​​এর সমান হওয়া উচিত - 29 গ্রাম প্রতি ঘন সেন্টিমিটার। দৃশ্যমান পদার্থের ঘনত্ব প্রায় 20 গুণ কম। মহাবিশ্বের ভরের 95% অনুপস্থিত অন্ধকার পদার্থ। মনে রাখবেন যে মহাবিশ্বের সম্প্রসারণের হার থেকে পরিমাপ করা ঘনত্বের মান সমালোচনামূলক মানের সমান। দুটি মান, স্বাধীনভাবে সম্পূর্ণরূপে গণনা করা হয়েছে ভিন্ন পথ, কাকতালীয়! যদি প্রকৃতপক্ষে মহাবিশ্বের ঘনত্ব সমালোচনামূলক ঘনত্বের সমান হয় তবে এটি একটি কাকতালীয় হতে পারে না, তবে এটি আমাদের বিশ্বের কিছু মৌলিক সম্পত্তির পরিণতি, যা এখনও বোঝা এবং বোঝার বাকি আছে।

এটা কি?

ডার্ক ম্যাটার সম্পর্কে আমরা আজ কী জানি, যা মহাবিশ্বের ভরের 95% তৈরি করে? প্রায় কিছুই. কিন্তু আমরা এখনও কিছু জানি। প্রথমত, কোন সন্দেহ নেই যে ডার্ক ম্যাটারের অস্তিত্ব রয়েছে - এটি উপরে দেওয়া তথ্য দ্বারা অকাট্যভাবে প্রমাণিত। আমরা নিশ্চিতভাবে জানি যে ডার্ক ম্যাটার বিভিন্ন আকারে বিদ্যমান। পরে XXI এর শুরুপরীক্ষায় বহু বছরের পর্যবেক্ষণের ফলস্বরূপ শতাব্দী সুপার কামিওকান্দে(জাপান) এবং এসএনও (কানাডা) এটি প্রতিষ্ঠিত হয়েছিল যে নিউট্রিনোগুলির ভর রয়েছে, এটি স্পষ্ট হয়ে গেছে যে 0.3% থেকে 3% পর্যন্ত লুকানো ভরের 95% নিউট্রিনোতে রয়েছে যা আমাদের কাছে দীর্ঘ পরিচিত - এমনকি যদি তাদের ভর হয় অত্যন্ত ছোট, কিন্তু তাদের পরিমাণ মহাবিশ্বে নিউক্লিয়নের সংখ্যার প্রায় এক বিলিয়ন গুণ রয়েছে: প্রতিটি কিউবিক সেন্টিমিটারে গড়ে 300টি নিউট্রিনো থাকে। অবশিষ্ট 92-95% দুটি অংশ নিয়ে গঠিত - অন্ধকার পদার্থ এবং অন্ধকার শক্তি। ডার্ক ম্যাটারের একটি ছোট ভগ্নাংশ হল সাধারণ ব্যারিওনিক ম্যাটার, নিউক্লিয়ন থেকে তৈরি; বাকি অংশটি দৃশ্যত কিছু অজানা বৃহৎ দুর্বলভাবে মিথস্ক্রিয়াকারী কণা (তথাকথিত ঠান্ডা অন্ধকার পদার্থ) দ্বারা দায়ী। আধুনিক মহাবিশ্বে শক্তির ভারসাম্য সারণীতে উপস্থাপিত হয়েছে, এবং এর শেষ তিনটি কলামের গল্প নীচে দেওয়া হল।

ব্যারিওনিক ডার্ক ম্যাটার

ডার্ক ম্যাটারের একটি ছোট (4-5%) অংশ হল সাধারণ পদার্থ যা তার নিজস্ব বিকিরণ খুব কম বা কোন বিকিরণ নির্গত করে না এবং তাই অদৃশ্য। এই ধরনের বস্তুর বিভিন্ন শ্রেণীর অস্তিত্ব পরীক্ষামূলকভাবে নিশ্চিত করা যেতে পারে। একই মহাকর্ষীয় লেন্সিংয়ের উপর ভিত্তি করে সবচেয়ে জটিল পরীক্ষাগুলি তথাকথিত বিশাল কমপ্যাক্ট হ্যালো বস্তুর আবিষ্কারের দিকে পরিচালিত করে, যা গ্যালাকটিক ডিস্কের পরিধিতে অবস্থিত। এর জন্য কয়েক বছর ধরে লক্ষ লক্ষ দূরবর্তী ছায়াপথের পর্যবেক্ষণ প্রয়োজন। যখন একটি অন্ধকার, বিশাল দেহ একটি পর্যবেক্ষক এবং একটি দূরবর্তী গ্যালাক্সির মধ্যে যায়, তখন এর উজ্জ্বলতা সংক্ষিপ্তভাবে হ্রাস পায় (অথবা অন্ধকার দেহটি মহাকর্ষীয় লেন্স হিসাবে কাজ করে বলে বৃদ্ধি পায়)। শ্রমসাধ্য অনুসন্ধানের ফলস্বরূপ, এই ধরনের ঘটনা চিহ্নিত করা হয়েছিল। বিশাল কম্প্যাক্ট হ্যালো বস্তুর প্রকৃতি সম্পূর্ণরূপে পরিষ্কার নয়। খুব সম্ভবত, এগুলি হয় শীতল নক্ষত্র (বাদামী বামন) বা গ্রহের মতো বস্তু যেগুলি নক্ষত্রের সাথে যুক্ত নয় এবং নিজেরাই গ্যালাক্সির চারপাশে ভ্রমণ করে। ব্যারিওনিক ডার্ক ম্যাটারের আরেকটি প্রতিনিধি হল এক্স-রে জ্যোতির্বিদ্যা পদ্ধতি ব্যবহার করে গ্যালাক্সি ক্লাস্টারে সম্প্রতি আবিষ্কৃত গরম গ্যাস, যা দৃশ্যমান পরিসরে জ্বলে না।

ননবেরিওনিক ডার্ক ম্যাটার

ননবেরিওনিক ডার্ক ম্যাটারের প্রধান প্রার্থী হল তথাকথিত WIMPs (ইংরেজিতে সংক্ষিপ্ত দুর্বলভাবে ইন্টারেক্টিভ ম্যাসিভ কণা- দুর্বলভাবে বৃহদায়তন কণা ইন্টারঅ্যাক্ট করে)। WIMP-এর বিশেষত্ব হল যে তারা সাধারণ পদার্থের সাথে প্রায় কোনও মিথস্ক্রিয়া দেখায় না। এই কারণেই তারা আসল অদৃশ্য অন্ধকার পদার্থ এবং কেন তাদের সনাক্ত করা অত্যন্ত কঠিন। WIMP এর ভর একটি প্রোটনের ভরের চেয়ে কমপক্ষে দশগুণ বেশি হতে হবে। বিগত 20-30 বছরে অনেক পরীক্ষা-নিরীক্ষায় WIMP-এর জন্য অনুসন্ধান করা হয়েছে, কিন্তু সমস্ত প্রচেষ্টা সত্ত্বেও, তারা এখনও সনাক্ত করা যায়নি।

একটি ধারণা হল যে যদি এই ধরনের কণা বিদ্যমান থাকে, তাহলে পৃথিবী যেমন সূর্যের সাথে গ্যালাকটিক কেন্দ্রের চারপাশে প্রদক্ষিণ করে, WIMP-এর বৃষ্টির মধ্য দিয়ে উড়ে যাওয়া উচিত। WIMP একটি অত্যন্ত দুর্বলভাবে মিথস্ক্রিয়াকারী কণা হওয়া সত্ত্বেও, এটির এখনও একটি সাধারণ পরমাণুর সাথে যোগাযোগ করার খুব কম সম্ভাবনা রয়েছে। একই সময়ে, ইন বিশেষ ইনস্টলেশন- খুব জটিল এবং ব্যয়বহুল - একটি সংকেত রেকর্ড করা যেতে পারে। এই ধরনের সংকেতের সংখ্যা সারা বছর পরিবর্তিত হওয়া উচিত কারণ, পৃথিবী সূর্যের চারদিকে কক্ষপথে চলার সাথে সাথে এটি তার গতি এবং দিক পরিবর্তন করে বাতাসের সাপেক্ষে, যা WIMP গুলি নিয়ে গঠিত। DAMA পরীক্ষামূলক গোষ্ঠী, ইতালির গ্রান সাসো ভূগর্ভস্থ পরীক্ষাগারে কাজ করে, রিপোর্ট করেছে যে সিগন্যাল গণনার হারে বছর থেকে বছরের বৈচিত্র লক্ষ্য করা গেছে। যাইহোক, অন্যান্য গোষ্ঠীগুলি এখনও এই ফলাফলগুলি নিশ্চিত করেনি এবং প্রশ্নটি মূলত উন্মুক্ত রয়েছে।

WIMPs অনুসন্ধান করার আরেকটি পদ্ধতি এই ধারণার উপর ভিত্তি করে যে তাদের অস্তিত্বের বিলিয়ন বছর ধরে, বিভিন্ন জ্যোতির্বিদ্যাগত বস্তু (পৃথিবী, সূর্য, আমাদের গ্যালাক্সির কেন্দ্র) WIMP গুলিকে ধরতে হবে, যা এই বস্তুর কেন্দ্রে জমা হয় এবং ধ্বংস করে। একে অপরকে, একটি নিউট্রিনো প্রবাহের জন্ম দেয়। পৃথিবীর কেন্দ্র থেকে সূর্যের দিকে এবং গ্যালাক্সির কেন্দ্রের দিকে অতিরিক্ত নিউট্রিনো প্রবাহ সনাক্ত করার প্রচেষ্টা ভূগর্ভস্থ এবং পানির নিচের নিউট্রিনো ডিটেক্টর MACRO, LVD (Gran Sasso Laboratory), NT-200 (লেক বৈকাল, রাশিয়া), সুপার কামিওকান্দে, আমান্ডা (স্কট স্টেশন -আমন্ডসেন, দক্ষিণ মেরু), কিন্তু এখনও একটি ইতিবাচক ফলাফল নেতৃত্বে না.

ডাব্লুআইএমপিগুলি অনুসন্ধান করার জন্য পরীক্ষাগুলিও সক্রিয়ভাবে কণা ত্বরকগুলিতে সঞ্চালিত হয়। আইনস্টাইনের বিখ্যাত সমীকরণ E=mс 2 অনুসারে, শক্তি ভরের সমতুল্য। সুতরাং, একটি কণাকে (উদাহরণস্বরূপ, একটি প্রোটন) একটি খুব উচ্চ শক্তিতে ত্বরান্বিত করে এবং এটি অন্য একটি কণার সাথে সংঘর্ষ করে, কেউ অন্য কণা এবং প্রতিকণার জোড়া (WIMP সহ) তৈরির আশা করতে পারে, যার মোট ভর সমান সংঘর্ষকারী কণার মোট শক্তি। কিন্তু এক্সিলারেটর পরীক্ষাগুলি এখনও একটি ইতিবাচক ফলাফলের দিকে পরিচালিত করেনি।

অন্ধকার শক্তি

গত শতাব্দীর শুরুতে, আলবার্ট আইনস্টাইন, আপেক্ষিকতার সাধারণ তত্ত্বে মহাজাগতিক মডেলের জন্য সময়ের স্বাধীনতা নিশ্চিত করতে চেয়েছিলেন, তত্ত্বের সমীকরণে তথাকথিত মহাজাগতিক ধ্রুবক প্রবর্তন করেছিলেন, যা তিনি গ্রীক অক্ষর দ্বারা মনোনীত করেছিলেন “ ল্যাম্বদা" - Λ। এই Λ ছিল একটি সম্পূর্ণরূপে আনুষ্ঠানিক ধ্রুবক, যার মধ্যে আইনস্টাইন নিজে কোনো শারীরিক অর্থ দেখতে পাননি। মহাবিশ্বের সম্প্রসারণ আবিষ্কৃত হওয়ার পর, এর প্রয়োজনীয়তা অদৃশ্য হয়ে যায়। আইনস্টাইন তার তাড়াহুড়ার জন্য খুব অনুশোচনা করেছিলেন এবং মহাজাগতিক ধ্রুবক Λকে তার সবচেয়ে বড় বৈজ্ঞানিক ভুল বলেছেন। যাইহোক, কয়েক দশক পরে দেখা গেল যে হাবল ধ্রুবক, যা মহাবিশ্বের সম্প্রসারণের হার নির্ধারণ করে, সময়ের সাথে পরিবর্তিত হয় এবং সময়ের উপর তার নির্ভরতা সেই "ভুল" আইনস্টাইন ধ্রুবকের মান নির্বাচন করে ব্যাখ্যা করা যেতে পারে, যা অবদান রাখে মহাবিশ্বের লুকানো ঘনত্বের কাছে। লুকানো ভরের এই অংশটিকে "অন্ধকার শক্তি" বলা হয়।

ডার্ক ম্যাটারের চেয়ে ডার্ক এনার্জি সম্পর্কে কম বলা যেতে পারে। প্রথমত, এটি সমগ্র মহাবিশ্ব জুড়ে সমানভাবে বিতরণ করা হয়, সাধারণ পদার্থ এবং অন্ধকার পদার্থের অন্যান্য রূপের বিপরীতে। গ্যালাক্সি এবং গ্যালাক্সি ক্লাস্টারে এর বাইরের মতোই এটি রয়েছে। দ্বিতীয়ত, এটির বেশ কিছু অদ্ভুত বৈশিষ্ট্য রয়েছে, যা শুধুমাত্র আপেক্ষিকতা তত্ত্বের সমীকরণগুলি বিশ্লেষণ করে এবং তাদের সমাধানগুলি ব্যাখ্যা করে বোঝা যায়। উদাহরণস্বরূপ, ডার্ক এনার্জি অ্যান্টিগ্রাভিটি অনুভব করে: এর উপস্থিতির কারণে, মহাবিশ্বের সম্প্রসারণের হার বৃদ্ধি পায়। অন্ধকার শক্তি নিজেকে দূরে ঠেলে বলে মনে হয়, গ্যালাক্সিতে সংগৃহীত সাধারণ পদার্থের বিক্ষিপ্তকরণকে ত্বরান্বিত করে। ডার্ক এনার্জিতে নেতিবাচক চাপও থাকে, যার কারণে পদার্থে একটি বল তৈরি হয় যা এটিকে প্রসারিত হতে বাধা দেয়।

অন্ধকার শক্তির প্রধান প্রার্থী ভ্যাকুয়াম। মহাবিশ্ব প্রসারিত হওয়ার সাথে সাথে ভ্যাকুয়াম শক্তির ঘনত্ব পরিবর্তিত হয় না, যা নেতিবাচক চাপের সাথে মিলে যায়। অন্য প্রার্থী হল একটি অনুমানমূলক অতি-দুর্বল ক্ষেত্র, যাকে বলা হয় কুইন্টেসেন্স। অন্ধকার শক্তির প্রকৃতি স্পষ্ট করার আশা প্রাথমিকভাবে নতুন জ্যোতির্বিদ্যা পর্যবেক্ষণের সাথে যুক্ত। এই দিকে অগ্রগতি নিঃসন্দেহে মানবতার জন্য আমূল নতুন জ্ঞান নিয়ে আসবে, যেহেতু যে কোনও ক্ষেত্রে, অন্ধকার শক্তি অবশ্যই একটি সম্পূর্ণ অস্বাভাবিক পদার্থ হতে হবে, যা পদার্থবিদ্যা এখন পর্যন্ত যা মোকাবেলা করেছে তার থেকে সম্পূর্ণ আলাদা।

সুতরাং, আমাদের বিশ্বের 95% এমন কিছু নিয়ে গঠিত যার সম্পর্কে আমরা প্রায় কিছুই জানি না। এমন একটি সত্যের প্রতি একজনের ভিন্ন মনোভাব থাকতে পারে যা সন্দেহের বাইরে। এটি উদ্বেগ সৃষ্টি করতে পারে, যা সর্বদা অজানা কিছুর সাথে মিটিংয়ের সাথে থাকে। বা হতাশা, কারণ আমাদের বিশ্বের বৈশিষ্ট্যগুলি বর্ণনা করে এমন একটি ভৌত ​​তত্ত্ব নির্মাণের এত দীর্ঘ এবং জটিল পথ বিবৃতির দিকে পরিচালিত করেছিল: অধিকাংশমহাবিশ্ব আমাদের থেকে গোপন এবং আমাদের কাছে অজানা।

কিন্তু বেশিরভাগ পদার্থবিদই এখন উৎসাহ বোধ করছেন। অভিজ্ঞতা দেখায় যে প্রকৃতি যে সমস্ত ধাঁধা মানবতার সামনে তুলে ধরেছিল তা শীঘ্রই বা পরে সমাধান হয়েছিল। নিঃসন্দেহে ডার্ক ম্যাটারের রহস্যেরও সমাধান হবে। এবং এটি অবশ্যই সম্পূর্ণ নতুন জ্ঞান এবং ধারণা নিয়ে আসবে যা সম্পর্কে আমাদের এখনও কোন ধারণা নেই। এবং সম্ভবত আমরা নতুন রহস্যের সাথে দেখা করব, যার ফলস্বরূপ, সমাধানও হবে। তবে এটি একটি সম্পূর্ণ ভিন্ন গল্প হবে, যা "রসায়ন এবং জীবন" এর পাঠকরা কয়েক বছর পরে পড়তে সক্ষম হবে না। অথবা কয়েক দশকের মধ্যে হতে পারে।

অন্ধকার ব্যাপারমহাবিশ্ব - কেউ এটি দেখেনি, কেউ এটি পরিমাপ করেনি, কেউ জানে না এটি কী, কিন্তু অস্তিত্বে অন্ধকার ব্যাপারপদার্থবিজ্ঞানী এবং জ্যোতির্পদার্থবিদদের সিংহভাগই জোর দেয়। কারণ ডার্ক ম্যাটারের অস্তিত্ব ছাড়া জ্যোতির্পদার্থবিদরা মহাবিশ্বের অনেক প্রক্রিয়া ব্যাখ্যা করতে পারবেন না।

অর্থাৎ, হয় ডার্ক ম্যাটার বিদ্যমান, অথবা আমাদের মহাবিশ্ব সম্পূর্ণ ভিন্নভাবে গঠন করা হয়েছে এবং ভৌত তত্ত্বগুলিকে সংশোধন করা দরকার। স্বাভাবিকভাবেই, বৈজ্ঞানিক জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের পক্ষে অন্ধকার পদার্থের অস্তিত্ব স্বীকার করা আরও সুবিধাজনক। প্রথমত, গাণিতিক দৃষ্টিকোণ থেকে এটি আরও সুবিধাজনক। দ্বিতীয়ত, শিক্ষাবিদদের তাদের ভুল স্বীকার করার দরকার নেই। কিন্তু আমি যা বলছি তা নয়... :)

বিদ্রোহীরা কি সঠিক যারা খন্ডন করে অন্ধকার পদার্থের অস্তিত্ব- সময় প্রদর্শন করা হবে. ব্যক্তিগতভাবে, আমি সন্তুষ্ট যে গবেষণা স্থির থাকে না, এবং শারীরিক তত্ত্বগুলি গোঁড়ামিতে পরিণত হয় নি। কারণ আমি সত্যিই মৌলিক বিজ্ঞানে যে স্থবিরতা পরিলক্ষিত হয় তার একটি অগ্রগতি দেখতে চাই সাম্প্রতিক বছরপঞ্চাশ... কোন সাবস্পেস জাম্প নেই, টাইম মেশিন নেই... :)

এবং এখন, ফিডের দিকে তাকিয়ে, অন্ধকার পদার্থের অস্তিত্বকে খণ্ডন করার বিষয়ে দুটি স্বাধীন বার্তা আমার নজর কেড়েছে।

সেন্ট পিটার্সবার্গের জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা নিকোলাই এবং এলেনা পিটিয়েভ গত 100 বছরে সৌরজগতের দেহের গতিবিধির 677 হাজার পরিমাপের ডেটা বিশ্লেষণ করেছেন। এটি পৃথিবীর পৃষ্ঠ এবং মহাকাশযান উভয় থেকে পরিমাপের ডেটা। গ্রহগুলির গতি, তাদের বৃহত্তম উপগ্রহ এবং 301টি গ্রহাণুর গতিপথ অধ্যয়ন করা হয়েছিল। সেন্ট পিটার্সবার্গের জ্যোতির্বিজ্ঞানীদের উপসংহার অনুসারে, অন্ধকার পদার্থ সৌরজগতের অধ্যয়নকৃত দেহগুলির গতিকে প্রভাবিত করে না। অন্তত এই প্রভাব পরিমাপ এবং গণনার ত্রুটির বাইরে যায় না।
যতদূর আমি বুঝতে পারি, এই ধরনের বিচ্যুতি অবশ্যই হবে যদি আমরা এই দেহগুলির পরিমাপিত ট্র্যাজেক্টোরিজগুলির সাথে তুলনা করি যা এই দেহগুলির শুধুমাত্র তাদের ভর এবং গতির উপর ভিত্তি করে থাকা উচিত ছিল, অর্থাৎ অন্ধকার পদার্থের প্রভাবকে বিবেচনায় না নিয়ে।
নিবন্ধটি এখনও আনুষ্ঠানিকভাবে প্রকাশিত হয়নি, তবে ইতিমধ্যেই প্রিপ্রিন্ট রয়েছে এবং এটি অ্যাস্ট্রোনমিক্যাল জার্নালে চিঠিপত্রে প্রকাশের জন্য গৃহীত হয়েছে।

দ্বিতীয় কাজটি সেন্ট অ্যান্ড্রুজ বিশ্ববিদ্যালয়ের জ্যোতির্বিজ্ঞানী ডঃ হংশেং ঝাও করেছিলেন। তিনি আমাদের মিল্কিওয়ে গ্যালাক্সির স্যাটেলাইট এবং গ্যালাক্সির গতিতে অভিকর্ষের পরিবর্তিত MOND তত্ত্ব প্রয়োগ করেছিলেন। 1983 সালে ওয়েইজম্যান ইনস্টিটিউটের মর্দেচাই মিলগ্রম দ্বারা মন্ড প্রস্তাব করা হয়েছিল এবং নিউটন এবং আইনস্টাইনের তত্ত্ব অনুসারে বৃহৎ স্কেলে মহাকর্ষের আচরণকে ভিন্নভাবে বর্ণনা করে। এখন পর্যন্ত এর সঠিকতার কোনো বিশ্বাসযোগ্য প্রমাণ পাওয়া যায়নি।

ডাঃ ঝাও-এর গবেষণা অনুসারে, এই দুটি ছায়াপথের সংঘর্ষ তিন বিলিয়ন বছর আগে হয়নি, যেমন জ্যোতির্বিজ্ঞানীরা অনুমান করেন, বরং অনেক আগে - দশ বিলিয়ন বছর আগে। যদি নিউটন এবং আইনস্টাইনের ধ্রুপদী তত্ত্বগুলি সঠিক হত, তবে গ্যালাক্সিগুলি ইতিমধ্যেই সেই সময়ে একটি সুপারগ্যালাক্সিতে মিশে যেত এবং সংঘর্ষের পরে বিচ্ছিন্ন হয়ে যেত না।
ধরে নিচ্ছি অন্ধকার পদার্থের অস্তিত্ব নেই, তারপর, তার গবেষণা অনুসারে, এটি পরিষ্কার হয়ে যায় যে কেন আমাদের ছায়াপথগুলি সংঘর্ষে জড়িয়ে পড়ে এবং আবার বিক্ষিপ্ত হয়, তাদের "টুকরা" বামন উপগ্রহ ছায়াপথের আকারে পাশে ছড়িয়ে দেয়। ডার্ক ম্যাটারের একটি বিশাল ভর আমাদের ছায়াপথগুলিকে একটিতে আঠালো করে দেবে এবং তাদের দূরে উড়তে বাধা দেবে।
যাইহোক, শাস্ত্রীয় তত্ত্বগুলি মিল্কিওয়ে এবং অ্যান্ড্রোমিডার চারপাশে বামন উপগ্রহ গ্যালাক্সিগুলির বিতরণের অদ্ভুততাগুলি ব্যাখ্যা করতে পারে না।