قد تولد المادة المظلمة نفسها من المادة العادية ، مثل الجليد الكوني 9

بالعربي/ يقترح الفيزيائيون آلية نمو أسي جديدة لخلق المادة المظلمة.

المادة المظلمة ، إحدى أغرب المواد في الكون ، أصبحت أغرب.

تبين أن هذه المادة الغامضة (وغير المرئية) يمكن أن تتكاثر عن طريق تحويل مادة متنوعة في الحديقة إلى مادة مظلمة أكثر ، مثل نوع من الجليد الكوني 9 ، حسبما أفاد الباحثون في 3 نوفمبر في مجلة Physical Review Letters .

يسمى هذا النوع من التكاثر بالنمو الأسي ، ويظهر طوال الوقت في نماذج الطبيعة ، من المستعمرات البكتيرية إلى مجموعات الدبابير الطفيلية ، وفقًا لبحث سابق نُشر في مجلة Nature . 

“كنا نتساءل فقط ، هل يمكنك جعل المادة المظلمة تنمو بشكل كبير بناءً على وفرتها؟” قال جوشوا رودرمان ، عالم فيزياء الجسيمات في جامعة نيويورك والمؤلف المشارك لورقة فيزيكال ريفيو ليترز ، لموقع لايف ساينس. “وأدركنا طريقة بسيطة للقيام بذلك.”

كانت المادة المظلمة لغزًا كونيًا منذ أن وصفها عالم الفلك السويسري الأسطوري فريتز زويكي لأول مرة في ورقة بحثية عام 1933 . إنه التوأم غير المرئي ، الذي لا يمكن المساس به من المادة العادية أو “الباريونية” ، التي تشكل كل الأشياء التي يمكننا رؤيتها في الكون: الأرض والنجوم والأشجار وحتى البشر. العلماء ليسوا متأكدين من ماهية المادة المظلمة أو كيف نشأت – لكنهم يعلمون أنها تشكل ما يقرب من 85٪ من كل المادة في الكون ، وفقًا لـ CERN . 

ولكن إذا كانت المادة المظلمة لا تتفاعل مع الضوء ، وبالتالي لا يستطيع العلماء رؤيتها ، فكيف يمكنهم معرفة أن المادة المظلمة موجودة في كل مكان؟ تكشف المادة المظلمة عن وجودها من خلال تأثيرات الجاذبية على الأجرام السماوية الأخرى ، مثل النجوم وحتى المجرات بأكملها. على سبيل المثال ، اكتشف باحثو ناسا عن مجموعات نجمية معينة تمارس جاذبية أكبر بكثير مما ينبغي بناءً على كمية المادة المرئية التي تحتويها. قال كيفورك أبازاجيان Kevork Abazajian ، عالم الكونيات بجامعة كاليفورنيا في إيرفين ، لـ Live Science: “لن تكون هذه الملاحظات منطقية بدون وجود المادة المظلمة”. 

تقترح الآلية المقترحة حديثًا أن المادة المظلمة الجديدة تأتي من المادة العادية. إحدى الآليات الأقدم البارزة ، والتي تسمى “التجميد” ، تفترض أن المادة المظلمة تشكلت في بدايات الكون ، عندما كانت جميع الجسيمات مهروسة معًا في حساء كثيف ساخن يسمى “الحمام الحراري” ، كما قال آدم جرين ، الفيزيائي في جامعة كتب سانت توماس في مينيسوتا على مدونة ParticleBites . وفقًا لهذه النظرية ، بدأت الغالبية العظمى من هذه الجسيمات في شكل مادة مظلمة ، والتي تم تدميرها بمجرد ملامستها للمادة العادية (ظاهرة معروفة تسمى الإبادة). يُعرف عكس هذا التفاعل النظري ، حيث حلت المادة المظلمة محل المادة المنتظمة الوفيرة في الكون المبكر ، باسم “التجمد”.

أخذ Ruderman وزملاؤه نموذج التجميد إلى أقصى الحدود. يقترحون أنه في البداية ، تفوقت المادة العادية على المادة المظلمة كثيرًا – لكن ذلك بدأ يتغير بسرعة كبيرة. افترضوا أنه عندما يتلامس جسيم من المادة المظلمة مع جسيم آخر ، فإنه يقضي على الجسيم الآخر ويخرج جسيمين من المادة المظلمة. هذا مشابه للطريقة التي تبيد بها الجسيمات الأساسية الأخرى ، مثل البوزيترونات والإلكترونات ، بعضها البعض لإنتاج فوتونين. على عكس آلية التجميد ، ينتج هذا النموذج المادة المظلمة بمعدل أسي ، وليس لوغاريتميًا (أو يتباطأ تدريجيًا). قال أبازاجيان ، الذي لم يشارك في الدراسة ، “إنها آلية مختلفة تمامًا. ومن المثير للاهتمام استكشافها”. إذا كانت هذه هي الآلية الحقيقية ، 

ولكن إذا حولت المادة المظلمة كل شيء آخر إلى مادة مظلمة ، فهل هذا يعني أن الكون بأكمله محكوم عليه بأن يصبح نقطة واحدة كبيرة من المادة المظلمة؟

ليس بالضرورة. قال رودمان: “إذا استمر الأمر لفترة طويلة جدًا ، فسوف ينتهي بك الأمر إلى كون به مادة مظلمة أكثر من كوننا”. لكن الآلية الجديدة تعمل فقط في درجات حرارة عالية للغاية. أوضح رودمان أنه مع برودة الكون ، توقف التفاعل وأصبحت كمية المادة المظلمة ثابتة. “إنها خاصية عالمية للتوازن.”

ومع ذلك ، يظل نموذج النمو الأسي مجرد واحد من عدة آليات ممكنة لشرح المادة المظلمة. قال رودمان: “في الوقت الحالي ، لدينا أسئلة أكثر من الإجابات”.

المصدر/ livescience.comالمترجم/barabic.com