يمكن أن تحتوي الصور المشوهة للكوازار البعيد على أدلة حول مكونات المادة المظلمة. تقدم محاكاة المادة المظلمة التي تتصرف مثل الموجات الآن تطابقًا أقرب إلى مكان ظهور تلك الصور.
عندما تؤدي جاذبية جسم ضخم إلى انحناء الضوء من مصدر أبعد، فإنها تخلق صورًا مشوهة ومتعددة للمجرات في ظاهرة تسمى عدسة الجاذبية. لقد استخدم علماء الفلك منذ فترة طويلة هذه التشوهات الكونية لتتبع المادة المظلمة، وهي المادة غير المرئية التي يعتقد أنها تشكل 85% من جميع المواد في الكون.
المادة المظلمة لا تبعث الضوء أو تمتصه أو تعكسه، وتظل غائبة عن النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات. على مدى العقد الماضي، زادت الأدلة الفلكية المتزايدة من احتمال أن هذه السقالات الكونية تتكون في الواقع من جسيمات خفيفة للغاية.
بصمة الجاذبية للمادة المظلمة الغامضة
إن الكتل المنخفضة للغاية لهذه الجسيمات المقترحة ستسمح لها بالتصرف بشكل جماعي مثل الموجات، مما يعطي هذا الشكل من المادة المظلمة لقبه، المادة المظلمة “الغامضة”. عندما تتداخل الموجات، يمكنها أن تعزز أو تلغي بعضها البعض، مما ينتج عنه أنماط تداخل في توزيع الكتلة. ومن شأن هذا التوزيع غير المتساوي أن يؤثر على كيفية انحناء الجاذبية للضوء أثناء مروره، مما قد يؤدي إلى تغيير المواضع الظاهرة للصور ذات العدسات.
ولحساب تلك التأثيرات، قام فريق بحثي بقيادة جامعة بكين للمعلمين (BNU)، بالتعاون مع علماء فيزياء فلكية من جامعة هونج كونج (HKU)، باستخلاص تنبؤات عدسة الجاذبية مباشرة من محاكاة الموجات ثلاثية الأبعاد لأول مرة. التقطت عمليات المحاكاة أنماط الكتلة الناتجة عن التفاعلات بين الجسيمات الخفيفة، مما يوفر طريقة أكثر واقعية من الناحية الفيزيائية لربط سلوكها المقترح بشيء يمكن لعلماء الفلك قياسه.
تطابق أقرب إلى صور الكوازار
قارن الباحثون توقعاتهم مع المواقع المرصودة لصور متعددة لكوازار مدروس جيدًا، والذي يأتي ضوءه من قلب المجرة شديد السطوع. لقد تطابقت عمليات المحاكاة الخاصة بهم مع تلك المواقف بشكل أوثق من نماذج المقارنة شائعة الاستخدام التي تم اختبارها في الدراسة. نشرت في رسائل مجلة الفيزياء الفلكيةتشير النتائج إلى أن عمليات الرصد عالية الدقة للأنظمة ذات العدسات يمكن أن تساعد في اختبار تفسير الجسيمات الخفيفة للمادة المظلمة. إن التطابق الأقرب لا يحدد هوية المادة التي حيرت الفيزيائيين لما يقرب من قرن من الزمان.
بدأ العمل بزيارات بحثية إلى جامعة بنجلاديش قام بها البروفيسور جيريمي ليم والدكتور أمروث ألفريد من قسم الفيزياء بجامعة هونج كونج ومعهد هونج كونج لعلم الفلك والفيزياء الفلكية. هناك، تعاونوا مع الدكتور زينجكسيانج لي وطالب الدكتوراه جياجون تشو، المؤلف الرئيسي للدراسة، في مجموعة البروفيسور زونج هونج تشو.
“لقد كنا متحمسين للغاية لرؤية ما تنبأت به عمليات المحاكاة، حيث لم نكن نعرف مسبقًا ما هي التوقيعات التي يمكن ملاحظتها. لقد عمل جياجون بجد كبير للحصول على هذه النتائج الرائعة بسرعة، ونعتقد أن هذا قد فتح آفاقًا جديدة تمامًا للبحث المستقبلي حول طبيعة المادة المظلمة باستخدام العدسات”.
يقوم الباحثون الآن بتوسيع أبحاثهم إلى ما هو أبعد من مواضع الصور ليشمل التأثيرات المحتملة الأخرى للمادة المظلمة الغامضة، بما في ذلك التغيرات في سطوع الصور ذات العدسات الجاذبية.
المرجع: “تنبؤات عدسة الجاذبية من المحاكاة الموجية للمادة المظلمة الغامضة” بقلم جياجون تشو، وزينجكسيانج لي، وأموث ألفريد، وران جاو، وجيريمي ليم، وزونج هونج تشو، 8 سبتمبر 2026، رسائل مجلة الفيزياء الفلكية.
دوى: 10.3847/2041-8213/ae9a9e
لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.
المصدر الأصلي: scitechdaily.com
