قوة خفية في المادة المظلمة تُربك العلماء: النتائج معاكسة للتوقعات تماماً
دراسة جديدة تكشف أن قوة خفية محتملة تجعل المادة المظلمة تتكتّل أكثر لكنها تُضعف تأثيرها الجاذبي وتُبطئ نمو البنى الكونية في آنٍ واحد.
لطالما اعتُبرت المادة المظلمة مادةً غامضة تستجيب لقوة الجاذبية وحدها، دون أن تُبدي أي تفاعل مع الضوء أو الإشعاع الكهرومغناطيسي. غير أن دراسة حديثة نُشرت في دورية Journal of Cosmology and Astroparticle Physics تفتح باباً جديداً من التساؤلات: ماذا لو كانت المادة المظلمة تمتلك قوةً خاصة بها؟
درس الفريق البحثي سيناريوهات يمتلك فيها جسيم المادة المظلمة قوةً جاذبة إضافية طويلة المدى فوق جاذبية الجاذبية العادية. والنتيجة المفاجئة أن هذه القوة الإضافية لا تُسرّع نمو البنى الكونية كما كان منتظراً، بل تميل إلى إبطائه بشكل مناقض للتوقعات المبدئية.
السبب يكمن في تأثير مزدوج: نعم، القوة الخفية تُعزّز تجمّع المادة المظلمة في كتل أكثر كثافة، لكنها في الوقت ذاته تُغيّر آلية توسع الكون. مع مرور الوقت، تبدو جسيمات المادة المظلمة وكأنها «تفقد كتلتها» تدريجياً في ظل هذا التفاعل، مما يُوهن قوتها الجاذبية ويعوّض التكثيف الأولي.
تتزايد دوافع البحث في هذه «القوة المظلمة» المحتملة مع تراكم بيانات رصدية دقيقة أظهرت تناقضات طفيفة لكن دالّة بين ما ترصده مختلف أدوات القياس الكونية. فقياسات تمدد الكون وقياسات إشعاع الخلفية الكونية الميكروي لا تروي في بعض الأحيان القصة ذاتها تماماً، كما أن توقعات الكتلة الكونية الكبرى تبدو في حالات معينة أعلى مما ترصده الأدوات الفعلية.
يُعدّ النموذج القياسي لعلم الكونيات (ΛCDM) من أنجح النماذج في تاريخ الفيزياء، لكن الشذوذات المتراكمة تدفع العلماء إلى التساؤل عما إذا كان النموذج يفتقر إلى مكوّن أساسي. تُقدّم هذه الدراسة إطاراً نظرياً محتملاً يُعيد تفسير هذه الشذوذات دون نقض النموذج بأسره.
يندرج هذا البحث ضمن مسيرة علمية تتسع فيها مشاركة الباحثين العرب تدريجياً. ففي جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية (كاوست) في السعودية وجامعة نيويورك أبوظبي، ينخرط علماء في نمذجة المادة المظلمة وفيزياء الجسيمات. وتُسهم بعض الجامعات المصرية والجزائرية في برامج بحثية دولية مرتبطة بعلم الكونيات. وتُقدّم نتائج من هذا القبيل مادةً خاماً ثميناً تدفع هذه المراكز الناشئة إلى الانخراط في حل أعمق ألغاز الكون.
استخدم الفريق البحثي مزيجاً من الحسابات النظرية والبيانات الكونية الرصدية لدراسة كيفية تأثير هذا التفاعل الخفي على تاريخ التمدد الكوني وعلى نمو البنى واسعة النطاق كالمجرات وعناقيدها.
لا تزال هذه الفرضية في طور الاختبار النظري وتحتاج إلى تأكيد رصدي إضافي. غير أنها تفتح آفاقاً بحثية جديدة وتُعمّق فهمنا لكيفية تشكّل الكون الذي نراه اليوم، في خطوة قد تُقرّبنا من حل ألغاز الفيزياء الفلكية الكبرى.
المزيد من علوم
مسابقة جديدة تتحدى 500 مشارك لعكس أعمارهم البيولوجية خلال ستة أشهر
أطلقت طبيبة أعصاب أمريكية مسابقة تمتد ستة أشهر يحاول فيها نحو 500 مشارك تقليص الفارق بين عمرهم الزمني وعمرهم البيولوجي، باستخدام فحوصات جينية ودماغية وجسدية متعددة، ولوحة صدارة علنية.
دراسة ميدانية تكشف كيف تسمع أسماك القرش وتحدد مصدر الصوت من 74 متراً
أجرى باحثون أمريكيون أول دراسة ميدانية كمّية لسمع أسماك القرش الحرة في المحيط، وتبيّن أن أسماك القرش السوداء الزعنفة تكشف الأصوات منخفضة التردد من مسافة تصل إلى 74 متراً وتحدد اتجاهها بدقة.
فيزيائيون في كالتك يرصدون سلّماً طاقياً كمومياً تنبأت به نظرية قبل 40 عاماً
تمكّن فيزيائيون في معهد كالتك من قياس أنماط طاقة كمومية تنبأت بها نظرية الحقل المطابق منذ أربعة عقود، باستخدام ذرات سترونشيوم محصورة بملاقط ضوئية، في تأكيد تجريبي دقيق لنظرية رياضية طويلة الأمد.
دراسة ضخمة: واحد من كل 13 شاباً يحمل تصلب شرايين صامتاً دون أن يعلم
كشفت دراسة REACT التي شملت أكثر من 16800 شخص سليم ظاهرياً أن تصلب الشرايين يبدأ في سن مبكرة أكثر من المتوقع، حيث يحمله واحد من كل 13 شاباً بين 18 و29 عاماً دون أي أعراض.
رصد وميض سيني قياسي قد يكشف لحظة ولادة نجم مغناطيسي جديد
فريق بحثي دولي يرصد أطول وميض أشعة سينية مسجّل بعد اندماج نجمين نيوترونيين، في حدث يستمر نحو 10 دقائق ويقدّم دليلاً جديداً على كيفية ولادة النجوم المغناطيسية فائقة القوة.
بِت كمي من الهليوم فائق السيولة قد يقلل أخطاء الحوسبة الكمومية 100 مرة
باحثون بريطانيون وأمريكيون يصممون بتاً كمياً جديداً يعتمد على الهليوم فائق السيولة بدلاً من الدوائر فائقة التوصيل، بهدف تقليص معدلات الخطأ الناتجة عن التشويش الكهرومغناطيسي في الحواسيب الكمومية.