زمین احتمالا در دریایی از ماده تاریک شناور است

زمین احتمالا در اقیانوسی از ماده‌ تاریک شناور است و امواج این اقیانوس نامرئی با لمس جو فوقانی سیاره احتمالا موج‌های رادیویی آشکارشدنی را تولید می‌کنند که به ما امکان می‌دهند در نهایت این عنصر اسرارآمیز جهان را کشف کنیم.

مجموعه‌ای غنی از شواهد کیها‌ن‌شناسی و علمی از خمیدگی‌های چرخشی غیرقابل توضیح در برخی‌ کهکشان‌ها تا رشد بزرگ‌ترین ساختارهای جهان، به وجود ماده تاریک اشاره دارند. تلاش برای توصیف این مجموعه رصدها با فرمول‌های جایگزین گرانش شکست خورده‌اند؛ بنابراین اغلب ستاره‌شناس‌ها معتقدند ماده تاریک، شکلی ناشناخته از ماده است که به‌ندرت با نور یا ماده معمولی برهم‌کنش دارد.

با تمام این توصیف‌ها، ماده‌ی تاریک فرضیه‌ای بسیار گسترده با تعداد زیادی احتمالات است. شاید این ماده از ذراتی سنگین ساخته شده باشد، اما جستجوی این نوع ذرات نتیجه‌ای دربرنداشته‌اند؛ بنابراین گزینه‌ی جایگزین، ذره‌ای بسیار سبک است که می‌تواند به شکل ذرات فرضی موسوم به «آکسیون» یا شکلی عجیب از فوتون باشد که دارای جرمی بسیار اندک است.

ماده‌ی تاریک با وزن میلیون‌ها برابر کمتر از سبک‌ترین ذرات شناخته شده می‌تواند رفتار عجیبی از خود نشان دهد. برای مثال به جای اینکه مانند گلوله‌های نقطه‌مانند منفرد ظاهر شود، ممکن است بیشتر به شکل امواجی بزرگ در اطراف کیهان در حرکت باشد.

فیزیکدان‌ها در پژوهشی جدید که نسخه‌ی پیش‌انتشار آن در پایگاه آرکایو منتشر شده است، به بررسی مدل‌هایی از ماده تاریک فوق سبک پرداختند که کاملا تاریک نیست و امکان برهم‌کنش بسیار اندک با ماده‌ی معمولی را دارد. اغلب اوقات این برهم‌کنش‌ها به‌سختی ثبت می‌شوند و آشکارسازی‌شان ممکن نیست؛ اما در نمونه‌های نادر، ماده تاریک و ماده معمولی برهم‌کنش کافی برای تولید مقدار قابل ملاحظه‌ی امواج رادیویی را دارند.

این اتفاق زمانی رخ می‌دهد که ماده‌ی تاریک با پلاسما برخورد کند و فرکانس امواج ماده‌ی تاریک با فرکانس امواج پلاسما هم‌‌راستا شود. در این صورت، رزونانس رخ می‌دهد و با تشدید برهم‌کنش، پرتوهایی به شکل امواج رادیویی تولید می‌شوند.

جهان با پلاسما غریبه نیست، تمام ستاره‌ها، پلاسما را به شکل باد خورشیدی در فضا منتشر می‌کنند؛ بنابراین نظریه‌پردازان تاکنون به بررسی تولید امواج رادیویی بر اثر برهم‌کنش ماده‌ی تاریک با محیط‌هایی مثل تاج خورشیدی یا فضای میان‌ستاره‌ای پرداخته‌اند؛ اما در پژوهش جدید، دانشمندان این برهم‌کنش را در نقطه‌ای نزدیک به خانه‌مان کشف کردند که آن هم یونوسفر زمین است.

یونوسفر زمین لایه‌ای داغ و باریک از جو فوقانی است که مجموعه‌ای از ذرات یونیزه (باردار) به نام پلاسما را دربر دارد. طبیعتا امواجی در آن حرکت می‌کنند و بر اساس اکتشافات پژوهشگرها این امواج می‌توانند با امواج ماده تاریک فرضی که احتمالا روی زمین در حال حرکت است، برهم‌کنش داشته باشند.

امواج رادیویی تولیدشده بر اثر چنین برهم‌کنشی به سختی آشکار می‌شوند؛ اما پژوهشگرها متوجه شدند که با استفاده از آنتن‌های رادیویی دقیق برای جستجوی مجموعه‌ی مشخصی از امواج رادیویی در یک بازه‌ی یک ساله می‌توان چنین امواجی را کشف کرد.

فرضیه‌ی مطرح‌شده به این دلیل امیدبخش است که یونوسفر زمین مزایای متعددی نسبت به دیگر منابع موج رادیویی حاصل از ماده تاریک دارد. در درجه‌ی اول، یونوسفر به صورت طبیعی بسیاری از امواج اعماق فضا را منعکس می‌کند و به همین دلیل تقریبا خالی از سیگنال‌های آلوده است. در درجه‌ی دوم، یونوسفر دقیقا بالای سر ما قرار دارد، دسترسی به آن آسان است و در همین حین هدف نظارت‌ و بررسی‌های پیوسته قرار دارد.

با تمام این اوصاف، ماده‌ی تاریک از این نوع کاملا فرضی است و دستیابی به روش رصد بی‌نقصی برای جستجوی امواج رادیویی حاصل از آن نیاز به سال‌ها زمان دارد؛ اما اگر این روش نتیجه‌بخش باشد مانند معدنی از طلا است؛ زیرا می‌توانیم برخی از اسرارآمیزترین عنصرهای جهان را درست در نزدیکی خود بررسی کنیم.