۸٫۱۴ پارادایمِ ذراتِ مادهٔ تاریک

خانه ／ ۸ نظریهٔ ریسه‌های انرژی و چالشِ نظریه‌های پارادایمی

راهنمای مطالعه

• توضیح می‌دهیم چرا ذراتِ مادهٔ تاریک سال‌ها برای تبیینِ فزون‌جذبِ گرانشی و رشدِ ساختار به کار رفته است
• دشواری‌های مقیاسِ کوچک و ناهمخوانی میانِ سنجه‌های رصدی و نیز خلأ در جست‌وجوهای مستقیم را نشان می‌دهیم
• بازنویسیِ یکپارچه‌ای عرضه می‌کنیم که در آن گرانشِ تانسوریِ آماری در کانونِ نظریهٔ رشته‌هایِ انرژی قرار می‌گیرد و هستهٔ تانسوریِ یکپارچه بدونِ فرضِ ذراتِ تاریک همزمان دینامیک و لنزینگ را توضیح می‌دهد و خوراکِ ریزمقیاس از ذراتِ ناپایدارِ تعمیم‌یافته می‌آید و در سویِ تابشی نویزِ موضعیِ تانسوری همتای آن است

نخست آنچه منظومهٔ رایج می‌گوید

۱. ادعای مرکزی

• وجودِ مؤلفه‌ای ناپرتوافکن با پیوندِ ضعیف به الکترومغناطیس که از دیدِ کارکردی سرد و کم‌فشار است و می‌توان آن را جمعیتی از ذراتِ بی‌برخورد انگاشت
• این مؤلفه زودهنگام داربست‌هایی از هاله‌ها می‌سازد و سپس مادهٔ مرئی در آن فرو می‌ریزد و کهکشان‌ها و خوشه‌ها پدید می‌آیند
• منحنی‌هایِ چرخش و لنزینگِ گرانشی و دینامیکِ خوشه‌ها و قله‌هایِ آکوستیکیِ تابشِ زمینهٔ ریزموجِ کیهانی و نوسان‌هایِ آکوستیکیِ باریونی در چارچوبِ مرئی به‌اضافهٔ هالهٔ تاریک با هم سازگار می‌شوند

۲. چرا محبوب است

• صرفه‌جویی در پارامترها زیرا شمارِ اندکی پارامترِ کلان یکپارچگیِ مرتبهٔ نخست را در پهنه‌ای گسترده از رصدها فراهم می‌کند
• زنجیرهٔ ابزارها بالیده است از شبیه‌سازی‌هایِ ان‌جسمی و روش‌هایِ نیمه‌تحلیلی تا سامانه‌هایِ بازخورِ دینامیکِ سیالات
• روایت ساده است زیرا افزونِ جذب یعنی جرمِ نادیدنیِ بیشتر

۳. چگونه باید خواند

• در بنیان نوعی حسابداریِ پدیداری است که فزون‌جذب را جرمِ افزوده می‌نویسد و هویت و برهم‌کنش‌هایِ ذرات به آزمون‌ها وانهاده می‌شود و ریزه‌کاری‌هایِ بسیار با نسخه‌هایِ بازخور و تنظیمِ چندپارامتری جذب می‌گردد

دوم تنش‌ها و مجادلات در داده‌ها

۱. بحران‌هایِ مقیاسِ کوچک و قوانینِ بیش‌ازحد مرتب

• کمبودِ کهکشان‌هایِ کوتوله و معضلِ بزرگ‌بودن تا مرزِ ناپایداری و ریختِ هسته و پوش و نمونه‌هایِ همانند بارها رخ می‌دهد و اغلب به بازخورِ نیرومند و پرداختِ دقیق نیاز دارد
• دینامیک از نسبت‌هایِ تجربیِ کم‌پراکندگی پیروی می‌کند مانندِ رابطهٔ تولی–فیشرِ باریونی و رابطهٔ شتابِ شعاعی و پیوندِ جرمِ مرئی با جذبِ لبهٔ قرص تقریباً بر یک خم می‌نشیند که برای داستانِ ذراتِ بی‌برخورد همراه با بازخور بیش از اندازه منظم می‌نماید

۲. تفاوتِ برآوردِ لنزینگ و دینامیک و نقشِ محیط

• در برخی منظومه‌ها جرم‌هایِ به‌دست‌آمده از لنزینگ و از دینامیک اندکی اما نظام‌مند فرق دارند و همتایانِ یک رده پسماندهایِ ضعیف اما هم‌جهت نشان می‌دهند که با محیطِ بزرگ‌مقیاس و سویِ آسمان سازگار است و اگر همه چیز به روش‌شناسی یا بازخور حواله شود توانِ تشخیص کاهش می‌یابد

۳. گوناگونیِ برخوردهایِ خوشه‌ای

• برخی نمونه‌ها با شهودِ جدایشِ تاریک همسو است و برخی دیگر هم‌ترازیِ جرم و گاز و کهکشان را نشان می‌دهد که با آن سازگار نیست و هر سامانه اغلب به دگره‌هایِ ریزفیزیکیِ متفاوتی نیاز دارد مانندِ برهم‌کنشِ خودی یا گونه‌هایِ گرم و مه‌آلود و روایت وصله‌وصله می‌شود

۴. خلأِ درازمدت در جست‌وجوهایِ مستقیم

• نسل‌هایِ پی‌درپیِ آشکارسازیِ مستقیم و برنامه‌هایِ شتاب‌دهنده و رصدهایِ غیرمستقیم هنوز نشانهٔ قطعی عرضه نکرده و هویتِ ریزمقیاس نامعین مانده است

خلاصهٔ کوتاه

سوم بازنویسی بر پایهٔ نظریهٔ رشته‌هایِ انرژی و آنچه خواننده لمس می‌کند

یک جمله

• ذراتِ نادیدنی را با گرانشِ تانسوریِ آماری جایگزین می‌کنیم که بر پایهٔ توزیعِ مادهٔ مرئی هستهٔ تانسوریِ یکپارچه میدانِ جذبِ لبهٔ قرص را بی‌واسطه می‌سازد و همان نقشهٔ پایهٔ کمونِ تانسوری همزمان دینامیک و لنزینگ را تعیین می‌کند و در سطحِ ریزمقیاس جمعِ جذب در طولِ عمرِ ذراتِ ناپایدارِ تعمیم‌یافته پاسخ را می‌سازد و در فازِ گسست میدان به گونه‌ای تابشی پُر می‌شود که همان نقشِ نویزِ موضعیِ تانسوری است

تمثیلِ نزدیک

• سطلِ دیگری از شنِ نامرئی بر قرص نمی‌ریزیم بلکه دریایِ انرژی هنگامِ رویارویی با مادهٔ مرئی به شبکه‌ای از کشش سامان می‌یابد که با اثرِ هستهٔ تانسوریِ یکپارچه بافتی پدید می‌آورد که حرکت را به سویِ جذبِ بیرونیِ ازپیش‌تعیین‌شده هدایت می‌کند و میدانِ سرعت و مسیرهایِ نور دو تصویرِ فرافکنده از همان شبکه‌اند

سه رکن

• دگرگونیِ ذره به پاسخ یعنی گذار از افزودنِ جرم به افزودنِ پاسخ
  فزون‌جذب دیگر از انبارِ جرمِ نامرئی نمی‌آید بلکه از همگذاری یا پیچشِ هستهٔ تانسوریِ یکپارچه با میدانِ چگالیِ مرئی پدید می‌آید
  معنایِ هسته آمادگیِ دریایِ انرژی برای کش آمدن یا جمع شدن در پاسخ به توزیعِ مرئی است
  هسته از حدِ پایهٔ همسانگرد با کاهشِ نرم در مقیاس و نیز حدِ ناهمسانگردِ وابسته به میدان‌هایِ بیرونی و هندسه و بازتابِ انتگرالِ خطِ دید و محیط ساخته می‌شود
  و با دو قید همراه است بازگَرداندنِ گرانشِ آشنا در ناحیهٔ محلی و پدید آوردنِ دگرگونی‌هایِ قابلِ تشخیص در مسیرهایِ بلند و در کرانِ شتابِ پایین
• منظم‌بودنِ روابط به فرافکنیِ ساختاری بدل می‌شود
  نسبت‌هایِ فشرده مانندِ تولی–فیشرِ باریونی و شتابِ شعاعی از دیدِ ساختاری زیرِ هستهٔ یکپارچه رخ می‌دهد که در آن چگالیِ سطحی و پاسخِ هسته با هم سنجهٔ سرعت را می‌سازند و در شتابِ پایین هم‌مقیاسیِ نزدیک به قانونِ توانی میانِ جذبِ بیرونی و باریون دیده می‌شود و شکل‌هایِ اشباع و گذار در هسته پراکندگی را کوچک نگه می‌دارد و دیگر نیازی به همترازیِ اتفاقیِ بازخورِ کهکشان‌به‌کهکشان نیست
• یک نقشه برای دینامیک و لنزینگ
  باید همان نقشهٔ پایهٔ کمونِ تانسوری و همان هسته هم‌زمان پسماندِ منحنی‌هایِ چرخش و همگرایی در لنزینگِ ضعیف و ریزرانشِ تأخیرهایِ زمانی در لنزینگِ قوی را کاهش دهد و اگر هر سنجه به نقشهٔ وصلهٔ جداگانه نیاز داشت ادعایِ یکپارچگی نادرست می‌شود

نشانه‌هایِ آزمون‌پذیر

• یک هسته برای چند سنجه که در یک کهکشان یا یک خوشه منحنی‌هایِ چرخش و همگراییِ لنزینگِ ضعیف با یک هسته هم‌زمان برازش شوند و سپس به تأخیرِ زمانیِ لنزینگِ قوی تعمیم یابد و پسماندها باید به یک سو همگرا شوند
• اثرِ میدانِ بیرونی که سینماتیکِ درونیِ کهکشان‌هایِ ماهواره و کوتوله با توانِ میدانِ میزبان به‌گونه‌ای پیش‌بینی‌پذیر دگرگون می‌شود و جهتِ ترجیحیِ سازگار نشان می‌دهد
• پسماندها مانندِ قطب‌نما که پسماندهایِ میدانِ سرعت و نقشۀ لنزینگ هم‌سو ردیف می‌شوند و به همان جهتِ میدانِ بیرونی اشاره می‌کنند و با انباشتنِ آن‌ها در نقشهٔ ناهمواریِ تانسوری تفاوت‌هایِ ریزِ جهت‌مندی در فاصله و سرخ‌گرایی روشن می‌شود
• خوانشِ یکپارچهٔ برخوردهایِ خوشه‌ای که قله‌هایِ همگراییِ ساخته‌شده از مادهٔ مرئی و میدان‌هایِ تانسوریِ بیرونی با سویه‌ها و ریخت‌هایِ رصدی نزدیک‌تر می‌شود و دیگر نیازی به تعویضِ ریزفیزیکِ ذره‌ای از موردی به موردِ دیگر نیست
• بازگشتِ محلی که در مقیاسِ آزمایشگاه و منظومهٔ خورشیدی حدِ بُردِ کوتاهِ هسته به گرانشِ آشنا بازمی‌گردد و ناسازگاری‌هایِ نزدیک‌دست را برطرف می‌کند

آنچه خواننده احساس خواهد کرد

• دگرگونیِ دیدگاه از افزودنِ جرمِ نامرئی به نقشهٔ پایهٔ یگانه با هستهٔ تانسوریِ یکپارچه
• دگرگونیِ روش به سویِ تنظیمِ کمتر و تصویرسازیِ بیشتر و پی‌جوییِ همگراییِ مشترک برای دینامیک و لنزینگ و فاصله بر یک نقشه
• تمرکز بر پسماندهایِ کوچکِ هم‌جهت و حساس به محیط و آزمودنِ اصلِ یک هسته برای چند سنجه که اگر پابرجا بماند نیاز به ذراتِ مادهٔ تاریک به‌طورِ طبیعی کاهش می‌یابد

توضیح‌هایِ کوتاه

• نشانه‌هایِ مادهٔ تاریک را نفی نمی‌کنیم بلکه نمودهایِ رصدیِ فزون‌جذب را نگه می‌داریم و یکپارچه می‌کنیم اما بر هستیِ ذره‌ای تکیه نمی‌کنیم
• تابشِ زمینهٔ ریزموجِ کیهانی و ساختارِ بزرگ‌مقیاس را تخریب نمی‌کنیم زیرا گذارِ آغاز تا پسین با فازِ تانسوریِ پرقدرت که به‌آهستگی فرو می‌نشیند همراه با گرانشِ تانسوریِ آماری توصیف می‌شود و سه خوانشِ منفی و نقش و لنزینگ در جایگاهِ نظریِ خود توضیح می‌یابد
• این رویکرد دینامیکِ نیوتنیِ دست‌کاری‌شده نیست زیرا فزون‌جذب از پاسخِ آماریِ دریایِ انرژی و ناهمواریِ تانسوریِ آن برمی‌خیزد و آزمونِ سرنوشت‌ساز یکپارچه‌سازیِ میانِ سنجه‌ها بر یک نقشه با حدِ محیطیِ بیرونیِ صریح است
• قله‌هایِ تاریک در لنزینگِ قوی به‌صورتِ قله‌هایِ همگراییِ برخاسته از مادهٔ مرئی و میدان‌هایِ تانسوریِ بیرونی تفسیر می‌شود و اگر هنوز وصله‌هایِ ذره‌ایِ موردبه‌مورد لازم باشد ادعایِ یکپارچگی پشتیبانی نمی‌شود

خلاصهٔ بخش

• پارادایمِ ذراتِ مادهٔ تاریک فزون‌جذب را به‌منزلهٔ جرمِ افزوده تفسیر می‌کند و در مرتبهٔ نخست کامیاب است اما نظمِ افراطیِ مقیاسِ کوچک و تفاوتِ میانِ سنجه‌ها و گوناگونیِ موردها با خاموشیِ تجربی آن را به سویِ روایتِ وصله‌دار می‌راند
• گرانشِ تانسوریِ آماری همراه با هستهٔ یکپارچه همان داده‌ها را بی‌نیاز از ذرات بازخوانی می‌کند که جذبِ لبهٔ قرص را مستقیم از چگالیِ مرئی پدید می‌آورد و دینامیک و لنزینگ را بر یک نقشهٔ کمونِ تانسوری یگانه همبسته می‌کند و پسماندهایِ هم‌جهت و محیط‌حساس را به واحدهایِ نقشهٔ ناهمواریِ تانسوری بدل می‌سازد
• اگر اصلِ یک هسته برای چند سنجه در سامانه‌هایِ بیشتر پابرجا بماند ذراتِ مادهٔ تاریک بی‌نیاز می‌شود و فزون‌جذب بیشتر به پاسخِ آماریِ رشته‌هایِ انرژی و دریایِ انرژی می‌ماند نه به تیره‌خانواده‌ای از ذراتِ هنوز ناشناخته