ترکیب ماده‏ تاریک برای حیات کاملا مناسب است

نه تنها ماهیت ماده‏ تاریک اسرارآمیز است، بلکه فراوانی آن نیز غیر قابل توضیح است. ولی اگر جهان ما یکی از بی‏شمار جهان ممکن باشد، حداقل می‏توان این معما را حل کرد.
ماده تاریک شکل خاصی از ماده است که قابل مشاهده نیست و گفته می‏شود بخش عمده‏ جرم عالم را تشکیل می‏دهد. مقدار کل ماده‏ تاریک موجود در جهان 5 تا 6 برابر ماده‏ معمولی تخمین زده می‏شود. این تفاوت بسیار زیاد به نظر می‌رسد ولی میزان تفاوت می‌توانست به مراتب بیشتر از این باشد چرا که این دو نوع مختلف ماده احتمالا طی دو روند کاملا متفاوت بعد از انفجار بزرگ شکل گرفته‏اند. این واقعیت که نسبت بین این دو نوع ماده برای شکل‏گیری حیات بسیار مساعد است، به عقیده رافائل بوسو از دانشگاه برکلی "شبیه به یک تصادف بسیار شگرف است." 

 یکی دیگر از محققان دانشگاه برکلی به نام بن فرای‌فوگل به دنبال این است که این نسبت را به کمک اصل آنتروپی توضیح دهد. این قانون به زبان ساده بیان می‌کند که ویژگی‏های جهان باید طوری باشد که به شکل‏گیری حیات کمک کند، در غیر این صورت ما اکنون اینجا حاضر نبودیم که چنین سوالی را مطرح کنیم. برای فرار از این پرسش که این ویژگی‏ها چگونه این‏قدر دقیق تنظیم شده‏اند، اصل آنتروپی با نظریه‏ دیگری همراه می‏شود که جهان ما را جزیی از یک نظام چندجهانی می‏داند که در آن، خواص هر جهان به صورت تصادفی تعیین شده است.

فرای‌فوگل روی یکی از مقبول‏ترین ذرات کاندیدا برای توضیح ماده تاریک متمرکز شده است: ذره‌ای به نام اکسیون(Axion). اکسیون‏ها همه‏ خواص لازم برای ماده تاریک بودن را دارا هستند به جز مشخصه‏ای به نام «زاویه‏ جابه‏جایی»، که بر میزان ماده تاریک تولید شده در زمان‏های آغازین پیدایش جهان تاثیر مستقیم دارد. اگر این مشخصه به صورت تصادفی تعیین شده باشد، در اکثر حالات منجر به ایجاد جهان‏هایی با فراوانی بیش از حد ماده‏ تاریک می‏شود و این به نوبه خود به این معناست که در این جهان‏ها، خبری از ابرساختارهایی نظیر خوشه‏های کهکشانی نخواهد بود. به همین دلیل برای پیدایش جهان ما، مقدار این مشخصه باید دقیقا درست باشد.

در یک نظام چندجهانی، هر جهان یک مقدار تصادفی برای زاویه‏های جابه‏جایی اکسیون‏ها خواهد داشت. در نتیجه در برخی از این جهان‏ها، مقدار مناسبی از ماده تاریک تولید و منجر به پیدایش کهکشان‏ها، ستارگان، سیارات و حیات می‏گردد.

فرای‌فوگل، با تلفیق مدل‏های مرتبط با شکل‏گیری ابرساختارهای کیهانی و فیزیک اکسیون‏ها، سعی کرده است تا مقدار مناسب نسبت ماده‏ تاریک به ماده معمولی را که منجر به شکل‏گیری موجوداتی نظیر ما می‏شود محاسبه کند. او این‏طور فرض کرده است که تعداد موجودات متناسب با تعداد کهکشان‏هایی است که در یک جهان وجود دارد.  

در مدل فرای‌فوگل، تغییر نسبت بین ماده تاریک و ماده معمولی بر روی شکل‏گیری کهکشان‏ها، و نیز تعداد موجودات تاثیر می‏گذارد. به عنوان مثال، مقدار کم ماده تاریک باعث عدم شکل‏گیری کهکشان‏ها و ستاره‏ها می‏گردد. محاسبات فرای‌فوگل نشان می‏دهد که از بین همه‏‏ موجوداتی که در جهان‏های مختلف می‏توانند وجود داشته باشند، بیشترین مقدار در جهانی با میزان فراوانی ماده‏ تاریکی مشابه جهان ما وجود خواهد داشت. به بیان دیگر اگر فراوانی ماده‏ تاریک با مقدار کنونی‏اش تفاوت ‏داشت احتمال اینکه ما اکنون اینجا باشیم به مراتب کمتر ‏بود.

بوسو که از نتایج این تجزیه و تحلیل تحت تاثیر قرار گرفته است می‏گوید: "این بررسی قطعه‏ دیگری از پازل است که به زیبایی کنار قطعات دیگر قرار می‏گیرد». همچنین لئونارد ساسکایند از دانشگاه استفورد معتقد است: «این اولین باری نیست که به کمک اصل آنتروپی ماده تاریک توضیح داده می‏شود، ولی این توضیح از دیگر توضیحات قانع‏کننده تر است، چرا که مشکل فراوانی بیش از اندازه آکسیون‏ها را حل می‏کند."

ماهنامه نجوم