فك لغز المادة المعتمة التي تمسك المجرات في الكون

ربما حل فريق من العلماء في جامعة أكسفورد أحد أكبر الألغاز في الفيزياء الحديثة – مسألة المادة المظلمة والطاقة المظلمة في الكون.

ولطالما اشتبه العلماء بوجود مواد في الكون أكثر مما يمكن أن نلاحظه، حيث يتكون 95٪ تقريبا من الكون بالكامل من مواد غير معروفة يطلق عليها اسم الطاقة المظلمة والمادة المظلمة.

وهذه المادة المعتمة يعتقد أنها نوع جديد من الجسيمات دون الذرية التي لا تتفاعل عن طريق الكهرومغناطيسية، ولا القوى النووية القوية والضعيفة.

ومن المفترض أن تكون المادة المعتمة أكثر انتشاراً في الكون بخمس مرات من المادة العادية المكونة من الذرات وتمارس جذباً ثقالياً، يكون الكون مملوء بها.

واقترح العلماء في جامعة أكسفورد الآن أنموذجاً جديداً يوحّد الطاقة المظلمة والمادة المظلمة في ظاهرة واحدة – وهو عبارة عن سائل يمتلك “كتلة سلبية”.

وقال الدكتور جيمس فارنيس، الذي قاد الفريق في مركز أبحاث الإلكترونيات في أكسفورد: “نعتقد الآن أن كل من المادة المظلمة والطاقة المظلمة يمكن توحيدها في سائل يمتلك نوعًا من” الجاذبية السلبية “.

كانت فكرة المادة السلبية مستبعدة من قبل لأنه كان يعتقد أن المادة ستكون أقل كثافة مع توسع الكون – وهو أمر لا تدعمه الملاحظات التي تتضمن المادة المظلمة.

ومع ذلك ، قام فريق أكسفورد بتطبيق “موتر خلق” جديد على النموذج الذي سمح بتكوين كتل سلبية بشكل مستمر.

يوضح الموتر أنه عندما يزداد وجود كتل سالبة أكثر فأكثر، لا تصبح المادة الجديدة – السائل السلبي – مخففة بسبب توسع الكون.

وبذلك، تكون هذه النظرية قدمت أول توقع صحيح لسلوك المادة المظلمة – المادة التي تمسك المجرات ببعضها.

تدور المجرات بسرعة كبيرة لدرجة أن القوانين الأساسية للفيزياء تشير إلى أنها يجب أن تمزق نفسها وأن المادة المظلمة هي ما يعتقد أنه يبقيها مع بعضها.

وقام فريق أكسفورد بمحاكاة حاسوبية لخصائص الكتلة السالبة التي تنبأت بتكوّن مواد داكنة جوفاء مطابقة تمامًا لتلك التي في الكون والتي توحي بها مشاهدات التلسكوبات الراديوية الحديثة.