توصف المادة المظلمة بأنها زلقة، وبقدر ما يمكننا أن نقول، يجب أن تكون موجودة حتى تعمل نماذجنا الحالية للكون.
لكن لا يقتصر الأمر على عدم قدرتنا على رؤيتها أو الشعور بها أو التفاعل معها بأي شكل من الأشكال – فنحن لسنا متأكدين حتى من ماهية المادة المظلمة حقا.
ومع ذلك، لدينا بعض القرائن، مثل كيفية تفاعل المادة المظلمة أو “التحدث” مع المادة العادية عن طريق الجاذبية. ولا تزال الطريقة التي تعمل بها هذه التفاعلات لغزا، ولكن تقترح ورقة بحثية جديدة أن ما يسمى “الاقتران غير البسيط” يمكن أن يكون الحل.
ويشرح المعدون الثلاثة، علماء الكونيات جيوفاني غاندولفي وأندريا لابي وستيفانو ليبراتي، في بيان صحفي حول عملهم: “سألنا أنفسنا: هل الجاذبية خاطئة أم أننا فقط نفتقد شيئا مهما بشأن طبيعة المادة المظلمة؟ ماذا لو لم تتواصل المادة المظلمة والمادة “الباريونية” القياسية بالطريقة التي تخيلناها دائما؟. من خلال بحثنا، حاولنا الإجابة على هذه الأسئلة المثيرة للاهتمام”.
ويقول أفضل تخمين لدينا حول ماهية المادة المظلمة، إن جسيمات ضخمة باردة ضعيفة التفاعل، والتي حاول علماء الفيزياء التجريبية في جميع أنحاء العالم اكتشافها منذ عقود، لكنهم لم يعثروا عليها بعد. وعلى الرغم من مدى جودة عمل هذا النوع المعين من المادة المظلمة في نماذجنا، لا تزال هناك مشكلتان: واحدة كبيرة تسمى مشكلة الهالة المعلقة، حيث لا تتوافق الكثافة المستنتجة للمادة المظلمة في المجرات مع ما يُعرف بمحاكاة الجسم N.
وتشير هذه المحاكاة إلى أنه لشرح بنيتها الحالية وحركتها، يجب أن تكون المادة المظلمة في المجرات ذات المادة المنخفضة “قريبة جدا” – ما يعني أنها أكثر تركيزا حول أعتاب المجرة أو خارجها. لكن الملاحظات تخبرنا أن معظم المجرات القزمة يبدو أنها تحتفظ بالمادة المظلمة في المنتصف.
وهذه الورقة البحثية بالتأكيد ليست الأولى، ومن المحتمل ألا تكون الأخيرة التي حاولت حل مشكلات المادة المظلمة هذه، لكن الفريق اقترح تكتيكا جديدا. ويقترح الباحثون أنه إذا كانت المادة المظلمة غير مقترنة بالحد الأدنى من الجاذبية، فإنها تحل مشكلة الحد الأدنى ومشكلة أخرى ذات صلة تسمى علاقة التسارع الشعاعي.
وكتب الفريق في تقريرهم الجديد: “في هذه الورقة، نقترح وجهة نظر أخرى لتعديل إطار المادة المظلمة الباردة القياسية وجعلها قادرة على وصف منحنيات دوران المجرة المرصودة بدقة وفي نفس الوقت إعادة إنتاج علاقة التسارع الشعاعي بأمانة. إن تقديم مثل هذا الاقتران يمكن أن يحافظ على نجاح المادة المظلمة الباردة على نطاقات كونية كبيرة مع تحسين سلوكها في أنظمة المجرات”.
ويعد الاقتران غير البسيط تسمية خاطئة إلى حد ما. وهذا يعني أن المادة المظلمة مرتبطة مباشرة بانحناء في الزمكان يسمى موتر أينشتاين. وببساطة، إنه نوع جديد من التفاعل بين المادة المظلمة والجاذبية. وفي حالة حدوث اقتران غير بسيط، تتفاعل المادة المظلمة مع الزمكان بطريقة مختلفة عن المادة العادية.
ويقول الباحثون: “هذه الخاصية من المادة المظلمة ليست جزءا من الفيزياء الأساسية الغريبة الجديدة. ويمكن للمرء أن يفسر وجود هذا الاقتران غير البسيط بالفيزياء المعروفة وحدها”.
وهذه مجرد فرضية واحدة، وعلى الرغم من أنها تتناسب جيدا مع بيانات الرصد التي لدينا حتى الآن، إلا أن المادة المظلمة لا تزال وحشا معقدا. وسنحتاج إلى مزيد من البحث لتحديد ما إذا كان الاقتران غير البسيط هو في الواقع ميزة للمادة المظلمة أو مجرد فرضية أخرى تدفعنا إلى الأمام لاكتشاف ما يحدث بالفعل.
وأشار الباحثون في بيان صحفي إلى أن “مستقبل المادة المظلمة يبدو أكثر إشراقا. وسيتم إجراء المزيد من الدراسات لاستكشاف جميع الآثار المثيرة للاهتمام لهذه الميزة الجديدة المقترحة للمادة المظلمة. لن نتفاجأ باكتشاف أن هذا الاقتران غير البسيط يمكن أن يحل أسئلة الكون الأخرى التي لم تتم الإجابة عليها”.
ونُشر البحث في مجلة The Astrophysical.
المصدر: ساينس ألرت
