جهان از چه درست شده است؟

خورشید، یکی از ستارگان متوسط در بین ۲۰۰ میلیارد ستاره‌ی کهکشان راه شیری است و زمین نیز سیاره‌ی کوچکیست که به دور خورشید می‌گردد. این مقدار ماده، واقعا زیاد و غیر قابل وصف است. با این حال، این همه‌ی آن چیزی نیست که در جهان وجود دارد. هیچ می‌دانستید که همه‌ی این سیاره‌ها، ستاره‌ها و کهکشان‌ها، فقط ۵ درصد از ماده-انرژی جهان را تشکیل داده‌اند؟ ۹۵ درصد از ماده-انرژی کیهان فعلا با هیچ دستگاهی قابل آشکارسازی نیست. ولی چرا فقط ۵ درصد کیهان را می‌بینیم؟ چرا نمی‌توان بقیه‌ی ماده-انرژی کیهان را مشاهده کرد؟ ماده‌ی تاریک چیست؟

جهان قابل مشاهده برای ما، تمام آن چیزیست که از اتم، ذرات زیر اتمی، نوترینو و فوتون ساخته شده است. ما همه‌ی این‌ها را می‌توانیم به صورت مستقیم یا غیر مستقیم مشاهده کنیم. ما به خوبی می‌توانیم جهان اطراف و کهکشان‌های دوردست را ببینیم، یا ذرات زیر اتمی را آشکار کنیم. ولی این فقط درصد کوچکی از عالم است. مقدار بیشتری از آن، همچنان برای ما ناشناخته باقی مانده است. این موضوع را نخستین بار یک دانشمند سوییسی فهمید.

کشف یک سوییسی

در سال ۱۹۳۳، ستاره‌شناسی سوییسی به نام «فریتز زوییکی» (Fritz Zwicky)، گروهی از کهکشان‌ها را برای بدست آوردن جرم آن‌ها مطالعه می‌کرد. او در مشاهده‌های خود، به پدیده‌ای عجیب برخورد کرد. در محاسبات او، جرم کهکشان‌ها با گرانش‌ها آن‌ها متناسب نبود. بدین معنی که کهکشان‌ها خیلی سریع به دور خود می‌چرخیدند و برای اینکه ستاره‌های آن‌ها در فضا پخش نشود، به گرانشی به مراتب بیشتر از چیزی که محاسبات نشان می‌داد، نیاز داشتند. زوییکی که حسابی به فکر فرو رفته‌ بود، به این نتیجه رسید که شاید کهکشان‌ها از ماده‌ای بیشتر از آن‌چه برای او قابل مشاهده بود، ساخته شده‌اند. او این ماده‌ی ناپیدا را، «ماده‌ی تاریک» (Dark Matter) نامید. در زمان فریتز زوییکی، کسی از نظریه‌ی او استقبال نکرد و آن را جدی نگرفت. «ریچارد ماسی» (Richard Massey) از دانشگاه دورهام در انگلستان می‌گوید: «دیگر دانشمندان، زوییکی را نظریه پرداز دیوانه‌ای می‌دانستند که نتوانسته مشاهداتش را خوب انجام بدهد. در نتیجه ماده‌ای جدید خلق کرده تا معادلاتش درست از آب در آید.»

ماسی این‌طور ادامه می‌دهد: «کهکشان‌هایی که زوییکی مشاهده می‌کرد، با چنان سرعت زیادی به دور خود می‌چرخیدند که باید بر اثر این سرعت زیاد کاملا متلاشی می‌شدند. سرعت زیاد، باید ستاره‌ها و ماده‌ی آن‌ها را به فضا پخش می‌کرد.» هر کهکشان مثل یک چرخ فلک است. این چرخ فلک آن‌قدر سریع به دور خود می‌چرخد که همه‌ی سرنشینان آن، باید بر اثر نیروی گریز از مرکز به خارج از چرخ فلک پرتاب شوند. با این حال، این اتفاق رخ نمی‌دهد، درست مثل این است که کمربندی محکم، سرنشینان را سر جای خود نگه داشته باشد.