المادة المظلمة هي مادة شبحية فشل علماء الفلك في اكتشافها لعقود من الزمن، ومع ذلك نعلم أن لها تأثيرًا هائلاً على المادة الطبيعية في الكون، مثل النجوم والمجرات. من خلال قوة الجاذبية الهائلة التي تمارسها على المجرات، فإنها تؤدي إلى دورانها للأعلى، أو منحها دفعة إضافية على طول مداراتها، أو حتى تمزيقها.
مثل مرآة الكرنفال الكونية، فإنها تعمل أيضًا على ثني الضوء القادم من الأجسام البعيدة لإنشاء صور مشوهة أو متعددة، وهي عملية تسمى عدسة الجاذبية.
و البحوث التي أجريت مؤخرا يشير إلى أنه قد يخلق دراما أكثر من هذا، من خلال إنتاج نجوم تنفجر.
على الرغم من كل الخراب الذي تسببه للمجرات، لا يُعرف الكثير حول ما إذا كانت المادة المظلمة يمكنها التفاعل مع نفسها، بخلاف الجاذبية. فإذا تعرضت لقوى أخرى فلا بد أن تكون ضعيفة جدًا، وإلا لكان قد تم قياسها.
مرشح محتمل لجسيم المادة المظلمة، يتكون من فئة افتراضية من الجسيمات الضخمة ضعيفة التفاعل (أو WIMP's)، تمت دراستها بشكل مكثف، حتى الآن دون أي دليل رصدي.
في الآونة الأخيرة، أصبحت أنواع أخرى من الجسيمات، التي تتفاعل بشكل ضعيف أيضًا ولكنها خفيفة للغاية، محط اهتمام. وتسمى هذه الجسيمات أكسيونات، كانوا أولًا تم اقتراحه في أواخر السبعينيات إلى حل مشكلة الكم، لكنها قد تناسب أيضًا فاتورة المادة المظلمة.
وعلى عكس الجسيمات ضعيفة التفاعل (WIMPs)، التي لا يمكنها "الالتصاق" معًا لتكوين أجسام صغيرة، يمكن للمحاور أن تفعل ذلك. ولأنها خفيفة للغاية، فإن عددًا كبيرًا من المحاور يجب أن يفسر كل المادة المظلمة، مما يعني أنها يجب أن تكون محشورة معًا. ولكن لأنها نوع من الجسيمات دون الذرية المعروفة باسم أ بوزون، فلا مانع لديهم.
في الواقع، تظهر الحسابات أن المحاور يمكن أن تكون معبأة بشكل وثيق لدرجة أنها تبدأ في التصرف بشكل غريب - حيث تعمل بشكل جماعي مثل الموجة - وفقًا لقواعد ميكانيكا الكم، وهي النظرية التي تحكم العالم الصغير للذرات والجسيمات. هذه الحالة تسمى أ مكثفات Bose-Einstein، وربما بشكل غير متوقع، السماح للمحاور بتكوين "نجوم" خاصة بهم.
سيحدث هذا عندما تتحرك الموجة من تلقاء نفسها، لتشكل ما يسميه الفيزيائيون "سوليتون"، وهو كتلة موضعية من الطاقة يمكنها التحرك دون تشويه أو تشتيت. غالبًا ما يُرى هذا على الأرض في الدوامات والدوامات، أو في حلقات الفقاعات الدلافين تستمتع تحت الماء.
• دراسة جديدة يوفر حسابات توضح أن مثل هذه السوليتونات ستنمو في الحجم في نهاية المطاف، لتصبح نجمًا، مشابهًا في الحجم للنجم العادي، أو أكبر منه. لكنها في النهاية تصبح غير مستقرة وتنفجر.
إن الطاقة المنبعثة من أحد هذه الانفجارات (التي يطلق عليها اسم "بوسينوفا") من شأنها أن تنافس طاقة المستعر الأعظم (نجم عادي ينفجر). وبالنظر إلى أن المادة المظلمة تفوق بكثير المادة المرئية في الكون، فمن المؤكد أن هذا سيترك علامة في ملاحظاتنا للسماء. لم نعثر بعد على مثل هذه الندوب، لكن الدراسة الجديدة تعطينا شيئًا يجب البحث عنه.
اختبار المراقبة
• الباحثين وراء الدراسة لنفترض أن الغاز المحيط، المكون من مادة عادية، سوف يمتص هذه الطاقة الإضافية من الانفجار ويطلق بعضًا منها مرة أخرى. وبما أن معظم هذا الغاز يتكون من الهيدروجين، فإننا نعلم أن هذا الضوء يجب أن يكون في ترددات الراديو.
ومن المثير للاهتمام أن الملاحظات المستقبلية مع صفيف كيلومتر مربع قد يكون التلسكوب الراديوي قادرًا على التقاطه.
لذا، في حين أن الألعاب النارية الناتجة عن انفجارات النجوم المظلمة قد تكون مخفية عن أعيننا، فقد نتمكن من العثور على آثارها في المادة المرئية. الأمر الرائع في هذا هو أن مثل هذا الاكتشاف سيساعدنا في معرفة المادة التي تتكون منها المادة المظلمة، وفي هذه الحالة، على الأرجح المحاور.
ماذا لو لم تكتشف الملاحظات الإشارة المتوقعة؟ ربما لن يستبعد هذا هذه النظرية تمامًا، حيث لا يزال من الممكن وجود جسيمات أخرى "شبيهة بالأكسيونات". ومع ذلك، قد يشير الفشل في الكشف إلى أن كتل هذه الجسيمات مختلفة تمامًا، أو أنها لا تقترن بالإشعاع بالقوة التي كنا نعتقدها.
في الواقع، لقد حدث هذا من قبل. في الأصل، كان يُعتقد أن المحاور سوف تقترن بقوة كبيرة لدرجة أنها ستكون قادرة على ذلك تبريد الغاز داخل النجوم. ولكن بما أن نماذج تبريد النجوم أظهرت أن النجوم كانت على ما يرام بدون هذه الآلية، فإن قوة اقتران الأكسيونات يجب أن تكون أقل مما كان مفترضًا في الأصل.
وبطبيعة الحال، ليس هناك ما يضمن أن المادة المظلمة تتكون من محاور. لا تزال WIMPs متنافسة في هذا السباق هناك آخرون أيضا.
وبالمناسبة، تشير بعض الدراسات إلى أن المادة المظلمة تشبه المادة المظلمة قد تشكل أيضًا "نجومًا داكنة". في هذه الحالة، ستظل النجوم طبيعية (مكونة من الهيدروجين والهيليوم)، حيث تمدها المادة المظلمة بالطاقة فقط.
من المتوقع أن تكون هذه النجوم المظلمة التي تعمل بالطاقة WIMP فائقة الكتلة وأن تعيش لفترة قصيرة فقط في الكون المبكر. ولكن يمكن مراقبتها بواسطة تلسكوب جيمس ويب الفضائي. وقد زعمت دراسة حديثة ثلاثة اكتشافات من هذا القبيل، على الرغم من أن هيئة المحلفين لا تزال غير متأكدة مما إذا كان هذا هو الحال بالفعل.
ومع ذلك، فإن الإثارة حول الأكسيونات آخذة في التزايد، وهناك العديد من الخطط لاكتشافها. على سبيل المثال، من المتوقع أن تكون المحاور لتحويلها إلى فوتونات عندما تمر عبر مجال مغناطيسي، لذلك فإن رصد الفوتونات ذات طاقة معينة تستهدف النجوم ذات المجالات المغناطيسية، مثل النجوم النيوترونية، أو حتى الشمس.
على الصعيد النظري، هناك جهود لتحسين التوقعات حول الشكل الذي سيبدو عليه الكون مع أنواع مختلفة من المادة المظلمة. على سبيل المثال، يمكن تمييز المحاور عن WIMPs من خلال الطريقة التي ينحني بها الضوء من خلال عدسة الجاذبية.
ومع وجود ملاحظات ونظريات أفضل، نأمل أن يتم حل لغز المادة المظلمة قريبًا.
يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة تحت رخصة المشاع الإبداعي. إقرأ ال المقال الأصلي.
الصورة الائتمان: وكالة الفضاء الأوروبية/ويب، ناسا ووكالة الفضاء الكندية، أ. مارتل
- محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
- أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
- أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
- أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
- المصدر https://singularityhub.com/2024/03/25/dark-stars-dark-matter-may-form-exploding-stars-finding-them-could-help-reveal-what-its-made-of/
