یوټیوب هم له ټویټر او فیسبوک وروسته د ډونالډ ټرمپ چینل خلاص کړ
تاريكه ماده څه شى ده؟

د تيرې ”دايروي حركت” په ښوونې كښې مو څرگند كړل چې دايروي حركت د يو متحرك جسم د مداوم مستقيم ټنجېنټي سرعت په وړاندې د مداوم مركزجذبه تعجيل يا كش د توازن په ترځ كښې رامېنځ ته كيږي او په پاى كښې مو د مركز جاذبه قوې او دوراني حركت لاندنى اساسي فورمول راوييست:
F = m v²/r
په كوم كښې چې m د څرخېدونكي جسم كتله، v يې ټنجېنټي سرعت، r د څرخېدونكي جسم د مركز او د مركزجذبې قوې د سرچينې د مركز تر مېنځ واټن دى او F د معادلې حاصل يعني د مركزجذبې قوې شمېر دى چې عموما په ”نيوټن” N اندازه كيږي.
د آسماني اجرامو مدارونه هم د پورته مركزجذبه قوې د فورمول له لارې توضېح كيږي. مثلا په لمريز نظام كښې لمر په مركز كښې د نظام د ټولو سياراتو لپاره مركزجذبه قوه مهيا كوي چې په نتيجه كښې يې سيارات د لمر پر شاوخوا راتاويږي. البته د لمريز نظام سيارات په بشپړه توگه دايروي حركت نه كوي، بلكه د بېلو سيارو مدارونه په بېلو اندازو د خالص دايروې مدار څخه انحراف لري، خو هغه په دې ښوونې كښې د تجاهل وړ دى. د اجسامو تر مېنځ جاذبوي قوه د لمر او يوې سيارې په شمول د نيوټن د نړيوال د جاذبې په قانون كښې افاده شوې ده چې په لاندې ډول ده:
F = GMm/r²
په كوم كښي چي G نړیوال جاذبوي ثابت، M د لمر او m د سيارې كتلې گانې، r² د دوى د مركزونو تر مينځ د واټن مربع او F د معادلې حاصل يعني د دوى تر مينځ د جاذبوي قوې اندازه ده.
په دايروي حركت كښې مركزجذبه تعجيل له همدغې جاذبوي قوې له لارې رامېنځ ته كيږي، لهذا:
m v²/r = GMm/r²
او تر اختصار او تنظيم وروسته لاندې معادله لاس ته راځي:
v² = GM/r
جاذبوي ثابت G او د لمر كتله M دواړه ثابت اعداد دي او تغير نه كوي، لھذا پايله اخيستل كيږي چې:
v² ∝ 1/r
معنا دا چې د سيارو سرعت د لمر څخه د واټن سره نسكوره (معكوس) تناسب لري: هر څومره چې سياره لمر ته نژدې واقع وي (لږ واټن) سرعت يې هغومره گړندى وي (پورته سرعت) او هر څومره چې سياره د لمر څخه ليري مدار وهي (ډېر واټن) سرعت يې هم هغومره ورو وي (كښته سرعت). د يادونې وړه ده چې د دې څخه اسحق نيوټن د كېپلر د دريم قانون بشپړ فورمول هم استنتاج كړ. دا تناسب په انځور كښې په گرافيكي بڼه ښودل شوى دى.

دې ډول گراف ته د څرخ د انحنا rotation curve گراف وايي. لومړی شكل د لمريز نظام د څرخ د انحنا گراف دى. بڼه يې په پام كښې ونيسئ. په مقايسه يې كه د يوې سي ډي CD څرخ په نظر كښې ونيسو، وينو چې مركز ته نژدې برخه او څنډه يې دواړې په يوې مودې كښې پر مركز څرخ پوره كوي. د لمريز سيارو برعكس، د دې ډول څرخ لپاره څنډو ته اړينه ده چې تر مركزي برخو گړندۍ وخوځيږي. په دوهم شكل كښې يې د څرخ د انحنا گراف وړاندې شوى دى.

اوس كه يو آسمانټولگى (كهكشان) په نظر كښې ونيسو (دريم شكل)،

آسمانټولگي عموما مارپيچه بڼې لري خو د كتلې د وېش په حساب ظاهرا د لمريز نظام په څېر اكثريت كتله يې په مركز كښې سره راټوله شوې ښكاري او هر څومره چې يې د مركز څخه ليرې ځې د ستورو تراكم پكښې لږيږي. نو د مخكې بيان شوي مداري ميخانيك پر اساس د آسمانټولگيو د غړو يعنې ستورو مدارونه هم بايد د سيارو په شان سرعتونه ولري، يعني مركز ته نژدې ستوري بايد د څنډو تر ستورو گړندي مدارونه ولري او د آسمانټولگي د څرخ د انحنا گراف بايد د لومړي شكل د لمريز نظام گراف ته مشابه بڼه ولري. خو ستوري پېژندونكو زموږ د شېدو د لارې د آسمانټولگي د ستورو سربېره د نورو ډيرو آسمانټولگيو د ستورو سرعتونه سنجولي دي (مثلا د ډوپلر د اغېزې له لارې چې د كاينات پېژندنې د سلسلې په لومړۍ برخې كښې تشرېح شوې ده) او په تعجب سره څرگند شوي دي چې د ستورو سرعتونه د هغو د مربوطه آسمانټولگيو د مركزونو څخه د واټن په پرتله خاص تغير نه كوي. يعني څه ستورى د آسمانټولگي مركز ته نژدې يا څه پر څنډه يې واقع وي، په مداري سرعت كښې يې چنداني بدلون نه مشاهده كيږي او لكه د دريم شكل د څرخ د انحنا په گراف كښې چې ښودل شوي دي، ليدل كيږي چې د يوه آسمانټولگي ټوله ستوري تقريبا څه زيات او كم په يوه سرعت سره خوځيږي.
په بل عبارت د مخكې افاده شوي فورمول په مطابق (v² = GM/r) د ستورو سرعتونه v² ثابت دي او د r يعني د مركز څخه د واټن په لږيدلو يا زياتېدلو تغير نه كوي. ښه، كه v² د r په زياتيدلو يا كمېدلو سره تغير نه كوي نو د پورته معادلې د ښى لاس د كسر د صورت د اقلا يوه كميت شمېر (يعني G يا M) بايد د r په زياتيدلو سره زيات او په كمېدلو سره كم شي تر څو v² ثابته پاته شي. G خو د نيوټن د نړيوال جاذبوي ثابت شمېر دى او هيڅكله تغير نه كوي، نو پايله اخيستل كيږي چې M يا په مدار كښې دننه د كتلې كميت بايد تغير وكړي، يعني د r په زياتېدلو سره زيات او په كمېدلو سره كم شي تر څو v² ثابت پاته شي. خو دا استنتاج زموږ د عيني مشاهداتو سره صدق نه كوي. كله چې موږ آسمانټولگيو ته په ټيليسكوپونو كښې گورو، صرف ستوري او نور منور اجرام شاوخوا وينو او دغه اضافي كتله مو هيڅ ځاى په نظر نه راځي. له همدې كبله دغې كتلې يا موادو ته ”تاريكه ماده” ويل كيږي، ځكه چې نه خو دوى رڼا وركوي او نه يې هم منعكوسوي، نو تاريكه ده او په سترگو نشي ليدل كېداى.
دوهم د آينشټاين د عام نسبيت د تيورۍ په مطابق كله چې رڼا په فضا كښې د كوم جسم (كتلې) د څنډې سره تېرېږي، مسير يې د مستقيمې ليكې څخه انحنا مومي چې جاذبوي عدسه gravitational lensing ورته ويل كيږي او په لاندې فورمول كښې افاده كيږي:
α = 4GM/c²r
په كوم كښي چي G مخكې ياد شوى نړیوال جاذبوي ثابت، M د جسم كتله، r د جسم د مركز څخه تر څنډې پورې واټن (دايروي وړانگه)، c نړيوال د رڼا د سرعت ثابت او د معادلې كيڼې خوا ته يونانى تورۍ الفا α د تېرېدونكي رڼا د وړانگې د مستقيم مسير څخه د كږېدلو د زاويې شمېر دى.
اوس كه چيرې موږ ته په دې فورمول كښې د رڼا د انحنا زاويه α او د آسمانټولگي دايروي وړانگه r رامعلوم وي (چې ستورى پېژندونكي يې د مشاهدې او نورو طريقو له لارې معلومولاى شي) نو موږ كولاى شو چې د پورته فورمول له لارې د آسمانټولگي مجموعي كتله M وسنجوو. په دوهم پړاو كښې كولاى شو چې د آسمانټولگي كتله د هغه د ستورو د شمېر څخه واټكلوو. ستوري پېژندونكو پر ډېرو آسمانټولگيو دغه محاسبات تر سره كړي دي او په ټولو كښې د آسمانټولگيو مجموعي كتلې گانې د هغو د ستورو د شمېر د كتلو د مجموعو څخه په مراتب ډېرې راوتلي دي. اټكلول شوي دي چې په اوسط ډول د آسمانټولگيو د ٩٠ فيصده څخه زياته كتله تاريكه ماده تشكيلوي. همدارنگه د نړيوال د مايكروويف د شاليدو وړانگو Cosmic Microwave Background Radiation د شننو څخه سنجول شوي دي چې د بشپړ كايناتو د تمامې مادې صرف ١٧ فيصده برخه عادي ماده ده، پاته ٨٣ فيصده يې ټوله تاريكه ماده ده.
تاريكه ماده د چيشي څخه جوړه ده؟ په دې هكله ډيرې سيالې نظريې گانې وړاندې شوي دي خو تر اوسه پورې يې يوه هم په اثبات نه ده رسېدلې. مثلا د MOND نظريه وايي چې تاريكه ماده هيڅ شتون نه لري بلكه په اصل كښې ستونزه زموږ د مداري ميخانيك د رياضي نيمگړتيا يا نادقيقتوب دى چې د لمريز نظام په كچه صحيح كار وركوي خو د آسمانټولگي په كچه يې د كميتونو د شمېر په زياتېدلو سره غلطي لوړيږي او د پام وړ گرځي. بله نظريه وايي چې تاريكه ماده د نیوټرينوگانو څخه متشكله ده. نيوټرينو يوه خورا وړوكې كښته-اټمي ذره ده چې كتله يې صفر ته نژدې ډېر وړوكۍ نامعلومه شمېر دى. يو ستوری په ثانيې كښې په ميليارډونو ميليارډونو نيوټرينوگان توليدوي او ويل كيږي چې نوموړي سره راټوليږي او د تاريكي مادې ”ورېځې” تشكيلوي. د MACHO نظريه وايي چې تاريكه ماده مړه ستوري لكه تور سوريان يا نصواري ټيټكي ستوري دي Brown Dwarf star چې جاذبوي حضور لري خو ليدل كيږي نه ځكه چې رڼا نه ځنې راوځي. همدارنګه د WIMP نظريه وايي چې تاريكه ماده د ضعيف-تعامله كتله لرونكو ذراتو Weakly-interacting Massive Particles څخه جوړه شوې ده. نوموړي ذارت د كتلې د درلودلو له كبله جاذبوي اغېزه لري خو دوى د كايناتو د اليكټرومقناطيسي ډگر سره هيڅ تعامل نه كوي، لهذا ليدل يې د عادې رڼايي لارې ناممكن دي.
د تاريكې مادې معما په ننني ساينس كښې يو پرانيستى چلېنج دى او هر چا چې يې اثبات شوى تحليل وړاندې كړ د نوبل جايزه گټي.
ن. ا. ر. پسرلى
ماخذ:
http://spiff.rit.edu/…/lectures/gal_dark/gal_dark.htmlhttps://physics.stackexchange.com/…/relation-between…https://www.e-education.psu.edu/astro801/content/l4_p7.htmlhttps://en.wikipedia.org/…/Gravitational_lensing_formalismhttps://en.wikipedia.org/wiki/Dark_matter_halo….
لنډه معلوماتي ويډيو (په انگليسي ژبه):