डार्क मैटर पहले से ही एक रहस्य का विषय रहा है। इसके अस्तित्व के कुछ प्रत्यक्ष प्रमाणों को खोजने की कोशिश करने के अलावा, वैज्ञानिकों ने पिछले कुछ दशकों को सैद्धांतिक मॉडल विकसित करने में भी बिताया है कि यह कैसे काम करता है। हाल के वर्षों में, लोकप्रिय धारणा यह है कि डार्क मैटर "ठंडा" है, और पूरे ब्रह्मांड में क्लंप्स में वितरित किया गया है, प्लैंक मिशन डेटा द्वारा समर्थित एक अवलोकन है।
हालांकि, शोधकर्ताओं के एक अंतरराष्ट्रीय दल द्वारा निर्मित एक नया अध्ययन एक अलग तस्वीर पेश करता है। किलो डिग्री सर्वे (KiDS) के आंकड़ों का उपयोग करते हुए, इन शोधकर्ताओं ने अध्ययन किया कि तराजू के सबसे बड़े हिस्से पर गुरुत्वाकर्षण प्रभाव से लाखों दूर आकाशगंगाओं से आने वाली रोशनी कैसे प्रभावित हुई। उन्होंने पाया कि डार्क मैटर पहले की तुलना में अंतरिक्ष में अधिक सुचारू रूप से वितरित किए गए प्रतीत होते हैं।
पिछले पांच वर्षों से, किडीएस सर्वेक्षण वीएलटी सर्वेक्षण टेलीस्कोप (वीएसटी) का उपयोग कर रहा है - जो कि चिली के ईएसओ ला सिला परानल वेधशाला में सबसे बड़ा टेलीस्कोप है - दक्षिणी रात के आकाश के 1500 वर्ग डिग्री का सर्वेक्षण करने के लिए। अंतरिक्ष की इस मात्रा को कमजोर गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग और फोटोमेट्रिक रेडशिफ्ट मापों का उपयोग करके चार बैंड (यूवी, आईआर, हरा और लाल) में मॉनिटर किया गया है।
आइंस्टीन की थ्योरी ऑफ जनरल रिलेटिविटी के अनुरूप, गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग में यह अध्ययन शामिल है कि किसी विशाल वस्तु का गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र प्रकाश को कैसे झुकाएगा। इस बीच, रेडशिफ्ट उस गति को नापने का प्रयास करता है जिस गति से अन्य आकाशगंगाएं हमारे प्रकाश को स्पेक्ट्रम के लाल छोर की ओर स्थानांतरित कर रही हैं (यानी इसकी तरंगदैर्घ्य जितनी तेजी से स्रोत दूर जा रहा है) की दिशा में स्थानांतरित हो जाती है।
गुरुत्वाकर्षण लेंस विशेष रूप से उपयोगी है जब यह निर्धारित करने की बात आती है कि ब्रह्मांड कैसे आया। हमारे वर्तमान ब्रह्माण्ड संबंधी मॉडल, जिसे लैम्ब्डा कोल्ड डार्क मैटर (लैम्ब्डा सीडीएम) मॉडल के रूप में जाना जाता है, में कहा गया है कि ब्रह्मांड के विस्तार में देर से त्वरण के लिए डार्क एनर्जी जिम्मेदार है, और यह कि डार्क मैटर बड़े पैमाने पर कणों से बना है जो जिम्मेदार हैं ब्रह्माण्ड संबंधी संरचना निर्माण के लिए।
ब्रह्मांडीय किन्नर के रूप में जानी जाने वाली इस तकनीक पर थोड़ी भिन्नता का उपयोग करते हुए, शोध टीम ने दूर की आकाशगंगाओं से प्रकाश का अध्ययन करके यह निर्धारित किया कि यह ब्रह्मांड में सबसे बड़ी संरचनाओं (जैसे सुपरक्लस्टर्स और फिलामेंट्स) की उपस्थिति से कैसे विकृत है। डॉ। हेंड्रिक हिल्डेब्रांड्ट के रूप में - आर्गलैंडर इंस्टीट्यूट फॉर एस्ट्रोनॉमी (एआईएफए) के एक खगोलविद और कागज के प्रमुख लेखक - ने ईमेल के माध्यम से अंतरिक्ष पत्रिका को बताया:
“आमतौर पर एक आकाशगंगा के क्लस्टर की तरह एक बड़े द्रव्यमान के बारे में सोचता है जो इस प्रकाश विक्षेपण का कारण बनता है। लेकिन पूरे यूनिवर्स में यह बात भी है। दूर की आकाशगंगाओं से प्रकाश इस तथाकथित बड़े पैमाने पर संरचना द्वारा लगातार विक्षेपित हो जाता है। इसका परिणाम आकाशगंगाओं में होता है जो एक ही दिशा में "इंगित" करने के लिए आकाश के करीब होती हैं। यह एक छोटा सा प्रभाव है लेकिन इसे आकाशगंगाओं के बड़े नमूनों से सांख्यिकीय तरीकों से मापा जा सकता है। जब हमने मापा है कि आकाशगंगाएँ कितनी दृढ़ता से "इंगित" कर रही हैं उसी दिशा में हम बड़े पैमाने पर संरचना के सांख्यिकीय गुणों से अनुमान लगा सकते हैं, उदा। औसत घनत्व और कितनी दृढ़ता से मामला clumped / क्लस्टर किया गया है। ”
इस तकनीक का उपयोग करते हुए, अनुसंधान दल ने KiDS डेटा का 450 वर्ग डिग्री का विश्लेषण किया, जो पूरे आकाश के लगभग 1% से मेल खाता है। अंतरिक्ष की इस मात्रा के भीतर, लगभग 15 मिलियन आकाशगंगाओं से आने वाले प्रकाश ने उन सभी पदार्थों के साथ बातचीत की जो उनके और पृथ्वी के बीच स्थित हैं।
उन्नत कंप्यूटर सॉफ्टवेयर के साथ वीएसटी द्वारा प्राप्त की गई बेहद तीक्ष्ण छवियों को मिलाकर, टीम कॉस्मिक शीयर से बने सबसे सटीक मापों में से एक को ले जाने में सक्षम थी। दिलचस्प रूप से पर्याप्त है, परिणाम ईएसए के प्लांक मिशन द्वारा उत्पादित उन लोगों के अनुरूप नहीं थे, जो ब्रह्मांड के अब तक के सबसे व्यापक मैपर रहे हैं।
प्लांक मिशन ने कॉस्मिक माइक्रोवेव बैकग्राउंड (सीएमबी) के बारे में कुछ शानदार विस्तृत और सटीक जानकारी प्रदान की है। इसने खगोलविदों को प्रारंभिक ब्रह्मांड का नक्शा बनाने में मदद की है, साथ ही इस अवधि के दौरान इस बात को भी विकसित किया गया है कि इस मामले को कैसे वितरित किया गया। जैसा कि हिल्डेब्रांड ने समझाया:
"प्लैंक कई लौकिक मापदंडों को मापता है जिसमें ब्रह्मांडीय माइक्रोवेव पृष्ठभूमि के तापमान में उतार-चढ़ाव, यानी बिग बैंग के 400,000 साल बाद हुई भौतिक प्रक्रियाओं से उत्तम परिशुद्धता है। उन मापदंडों में से दो ब्रह्माण्ड की औसत घनत्व और इस बात का एक माप है कि यह मामला कितना जोरदार है। ब्रह्मांडीय कतरनी के साथ, हम इन दो मापदंडों को भी मापते हैं लेकिन बहुत बाद में लौकिक समय (कुछ अरब साल पहले या बिग बैंग के बाद ~ 10 बिलियन वर्ष), यानी हमारे हाल के अतीत में। ”
हालांकि, हिल्डेब्रांड और उनकी टीम ने इन मापदंडों के लिए मूल्यों को पाया, जो प्लैंक द्वारा पाए गए की तुलना में काफी कम थे। मूल रूप से, उनके ब्रह्मांडीय कतरनी परिणाम बताते हैं कि ब्रह्मांड में कम बात है और यह कि प्लैंक परिणामों की भविष्यवाणी की तुलना में यह कम है। इन परिणामों का आने वाले वर्षों में ब्रह्मांड के अध्ययन और सैद्धांतिक भौतिकी पर प्रभाव पड़ने की संभावना है।
जैसा कि यह खड़ा है, डार्क मैटर मानक तरीकों का उपयोग करके अवांछनीय रहता है। ब्लैक होल्स की तरह, इसका अस्तित्व केवल दृश्यमान गुरुत्वाकर्षण प्रभाव से ही पता लगाया जा सकता है, जो दृश्यमान पदार्थों पर है। इस मामले में, इसकी उपस्थिति और मौलिक प्रकृति को मापा जाता है कि इसने पिछले 13.8 बिलियन वर्षों में ब्रह्मांड के विकास को कैसे प्रभावित किया है। लेकिन जब से परिणाम परस्पर विरोधी प्रतीत होते हैं, खगोलविदों को अब अपने पहले के कुछ धारणाओं पर पुनर्विचार करना पड़ सकता है।
"कई विकल्प हैं: क्योंकि हम यूनिवर्स के प्रमुख अवयवों (डार्क मैटर और डार्क एनर्जी) को नहीं समझते हैं, हम दोनों के गुणों के साथ खेल सकते हैं," हिल्डब्रांड ने कहा। "उदाहरण के लिए, डार्क एनर्जी के विभिन्न रूप (सरलतम संभावना से अधिक जटिल, जो आइंस्टीन का" ब्रह्माण्डीय स्थिरांक ") है, जो हमारे मापन की व्याख्या कर सकता है। एक और रोमांचक संभावना यह है कि यह एक संकेत है कि ब्रह्मांड के पैमाने पर गुरुत्वाकर्षण के नियम सामान्य सापेक्षता से भिन्न हैं। हम अभी के लिए कह सकते हैं कि कुछ ऐसा प्रतीत होता है जो बिल्कुल सही नहीं है! "
