عاجل | علماء يكشفون أن المادة المظلمة ربما تم اكتشافها عن طريق الصدفة

ربما اكتشفنا ذلك بالصدفة المادة المظلمة مرة أخرى في عام 2019.

قد يكون هذا الاكتشاف الذي يحتمل أن يصنع التاريخ كامنًا في البيانات الموجودة من موجات الجاذبية – تموجات في نسيج الزمكان نفسه.

يقترح فيزيائيون من الولايات المتحدة والمملكة المتحدة وأوروبا ذلك إذا كان الأمر كذلك الثقوب السوداء حدث اصطدامهما بينما كانا محاطين بسحابة من المادة المظلمة، فإن موجات الجاذبية التي ترسلها عبر الكون يمكن أن تحمل بصمة تلك البيئة.

عندما طبقوا نموذجهم على العشرات من اكتشافات موجات الجاذبية، لقد وجدوا حدثًا واحدًا من المحتمل أن يناسب الفاتورة.

لا يزال الأمر بعيدًا عن التأكيد بعد، لكن الفريق يقول إنه قد يؤدي إلى طريقة جديدة للتحقيق في كليهما موجات الجاذبية والمادة المظلمة.

"استخدام الثقوب السوداء للبحث عن المادة المظلمة سيكون أمرًا رائعًا" يقول رودريجو فيسينتي، عالم فيزياء في جامعة أمستردام.

"سنكون قادرين على سبر المادة المظلمة بمقاييس أصغر بكثير من أي وقت مضى."

في عام 1916، نشر أينشتاين كتابه النظرية النسبية العامة، الذي يصف الجاذبية كمنتج مرتبط بانحناء الزمكان. وقد تشدّدت تنبؤاتها في وقت لاحق، واحدة تلو الأخرى، من خلال الملاحظات - ولكن هناك شيء واحد غير واضح استمر لمدة قرن تقريبا.

تنبأ أينشتاين بأن حركات الأجسام ذات الكتلة العالية -على سبيل المثال، من الثقوب السوداء أو اندماج النجوم النيوترونية- يمكن أن ترسل تموجات عبر الزمكان بسرعة الضوء.

استغرق الأمر حتى عام 2015 حتى تنتهي موجات الجاذبية هذه في النهاية يتم الكشف عنها مباشرة، و مئات الأحداث تم تسجيلها في العقد منذ ذلك الحين.

يتم طباعة كل واحدة منها بمعلومات حول الحدث نفسه، بما في ذلك كتل الأشياء المعنية، وبالتالي هوياتها.

عادة ما يكون كذلك عمليات الاندماج بين الثقوب السوداء بأحجام مختلفة، أزواج تصادم النجوم النيوترونية، أو الثقوب السوداء تبتلع بقايا النجوم. وقد يلمح آخرون إلى المزيد كائنات غريبة، يحب الثقوب الدودية إلى الأكوان الموازية.

وتساءل الباحثون وراء الدراسة الجديدة عما إذا كان من الممكن إخفاء معلومات أخرى موجة الجاذبية إشارات.

وعلى وجه التحديد، هل يمكن أن تساعدنا في حل لغز آخر طويل الأمد: لغز المادة المظلمة، ال أشياء غريبة من المتوقع أن ينتشر الكون ويتفاعل مع المادة العادية فقط من خلال تأثير الجاذبية.

يصف أحد النماذج المادة المظلمة بأنها مكونة من جزيئات خفيفة. يمكن لهذه الجسيمات أن تشكل مجالًا وتتصرف بشكل جماعي كموجة في البيئات القاسية، على سبيل المثال، بالقرب من الجاذبية الشديدة للثقوب السوداء.

ومن المعروف بالفعل أن الثقوب السوداء تدور اسحب الزمكان نفسه حولهلذلك ليس من المبالغة الإشارة إلى أن هذه الطاقة الدورانية يمكن أن تؤثر أيضًا على سحب المادة المظلمة المحيطة بها.

وفي المقابل، ينبغي لهذه السحب أن تغير ديناميكيات الثقوب السوداء الثنائية عندما تصطدم ببعضها البعض، وهذا ما ينبغي أن يحدث بصمة توقيعات محددة ويقول الباحثون إن موجات الجاذبية التي تنبعث منها.

قام الفريق بوضع نموذج لتأثير هذه الظاهرة موجة الجاذبية إشارات بحلول الوقت الذي وصلت فيه إلى أجهزة الكشف الأرضية لدينا، ومقارنتها بالاندماجات التي تحدث في بيئة لا توجد فيها سحابة كبيرة من المادة المظلمة معلقة فوقها.

وأخيرًا، قاموا بتطبيق نموذجهم على 28 اكتشافًا تم إجراؤها بواسطة شبكة LVK من مراصد موجات الجاذبية: LIGO في الولايات المتحدة، وVirgo في إيطاليا، وKAGRA في اليابان. ومن بين تلك الإشارات، أظهرت 27 إشارة أنماطًا نشأت في الفراغ.

لكن حدثًا واحدًا، تم اكتشافه في يوليو 2019 وسمي باسم GW190728، أظهر نمطًا يتوافق مع اندماج زوج من الثقوب السوداء داخل سحابة كثيفة من المادة المظلمة.

إنها بالتأكيد نتيجة مثيرة للاهتمام، لكن الباحثين يحذرون من استخلاص أي استنتاجات قوية حتى الآن.

"إن الأهمية الإحصائية لهذا ليست عالية بما يكفي للادعاء باكتشاف المادة المظلمة، وينبغي إجراء المزيد من الفحوصات من قبل مجموعات مستقلة." يقول الفيزيائي جوسو أوريكويتكسيا من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.

"ما نعتقد أنه من المهم تسليط الضوء عليه هو أنه بدون نماذج الشكل الموجي مثل نموذجنا، يمكننا الكشف الثقب الأسود عمليات الاندماج في بيئات المادة المظلمة، ولكن تصنيفها بشكل منهجي على أنها حدثت في الفراغ."

متعلق ب: نظرية جديدة جامحة تقترح أن موجات الجاذبية شكلت الكون

بالطبع، ما زلنا لا نعرف حتى الشكل الذي تتخذه المادة المظلمة، وربما لا تشكل سحبًا كهذه. ربما المادة المظلمة هي كذلك جبان أو مفتول العضلات; قد يكون كذلك التفاعل الذاتي أو خامل. ربما تتفاعل مع الكهرومغناطيسية; بل وربما تكون صغيرة، الثقوب السوداء البدائية.

أو أن هناك دائمًا احتمال عدم وجودها على الإطلاق، وتحتاج نماذج الجاذبية لدينا إلى التعديل.

سوف يستغرق الأمر الكثير من العمل لتسليط الضوء على المادة المظلمة.

ونشر البحث الجديد في المجلة رسائل المراجعة البدنية.