العلماء الأمريكيون يقترحون طريقة لاكتشاف المادة المظلمة داخل الشمس

وهي جسيمات خفيفة للغاية من المادة المظلمة.

واكتشف علماء الفلك الأمريكيون واليابانيون أن نشر العديد من الساعات الذرية وأجهزة الاستشعار الكمومية الفائقة الدقة في الفضاء سيجعل من الممكن اكتشاف آثار وجود جسيمات خفيفة للغاية من المادة المظلمة في أحشاء الشمس أو في جوارها المباشر. وتم الكشف عن خطط لإرسال مسبار شمسي مزوّد بمثل هذه الأجهزة في مقال علمي نُشر في مجلة  Nature Astronomy .

إقرأ المزيد

مركبة فضائية ترصد "ثعبانا شمسيا"

وجاء في المقال:" نقترح إرسال بعثة SpaceQ   الفضائية إلى المنطقة المجاورة مباشرة للشمس، ويجب أن تضم البعثة مسبارا واحدأ أو أكثر تم تزويده بساعات ذرية فائقة الدقة وأجهزة استشعار كمومية. ستساعدنا القياسات التي ستجري بالقرب من الشمس على فهم ما إذا ما كان هناك عنقود غير مرئي من الأضواء الفائقة داخل الشمس وفي محيطها المباشر".

على الرغم من أن العلماء لا يشككون في وجود المادة المظلمة، إلا أن طبيعتها وخصائصها أصبحت اليوم موضوع نقاش حاد بين علماء الفيزياء. والحقيقة تكمن في أنه على مدار العقدين الماضييْن، لم يعثر الباحثون على أي تلميحات إلى أنها تتكون مما يسمى بـ WIMPs ، بصفتها جسيمات فائقة الثقل وباردة لا تتجلى بأي شكل من الأشكال  إلا من خلال اجتذاب تراكمات مرئية من المادة.

وجعل الفشل في اكتشاف تلك الجسيمات العديد من علماء الكونيات يفترضون أن المادة المظلمة قد تتكون في الواقع مما يسمى بـ"أكسيونات"، وهي جسيمات خفيفة الوزن تشبه وفقا لكتلتها وخصائصها النيوترونات. وانتهت عمليات البحث الأولى بالفشل ايضا، ولكن منذ عامين، اكتشف جهاز XENON 1T أول دليل محتمل على وجود هذا الشكل من المادة المظلمة. مع ذلك فإن  العلماء شكك العام الجاري في تلك النتائج بعد تحليل البيانات الأولى الواردة من جهازXENONnT الأكثر قوة.

وأجبر الفشل في اكتشاف المادة المظلمة الخفيفة والثقيلة  فريقا من العلماء برئاسة مريانا سافونوفا، الأستاذة في جامعة نيويورك على البحث عن مصادرها خارج كوكبنا، وأقربها هي الشمس، حيث يمكن أن تتراكم بعض النماذج من الأكسيونات وفقا لحسابات بعض المنظّرين.

وأشار علماء الفيزياء إلى أن تراكمات هذه الجسيمات غير المرئية من المادة المظلمة، ستؤثر على بنية الزمان والمكان وستشوّهها بطريقة خاصة، وتؤثر أيضا على بعض الثوابت الأساسية بطريقة مماثلة. ويمكن اكتشاف هذه التحولات من خلال تتبع كيفية تغيّر طبيعة تشغيل الساعات الذرية الفائقة الدقة المقتربة من تراكمات الأكسيونات والمبتعدة عنها بشكل دوري.

وبناء على هذه الاعتبارات، قام العلماء بحساب احتمال اكتشاف هذه الحالات الشاذة إذا تم تركيب عدد من الساعات الذرية وأجهزة الاستشعار الكمومية المرتبطة بها على متن المسبار الفضائي. وأظهرت هذه الحسابات أنه يمكن استخدام الإصدارات المطوّرة من الساعات الذرية الموجودة بالفعل للبحث عن الأكسيونات ضمن نطاق واسع جدا من الكتل والطاقات.

 ومن أجل تحقيق ذلك سيكون من الضروري إرسال مسبار يحمل تلك الأجهزة الدقيقة إلى مناطق الفضاء القريبة من الشمس، والتي تقع أقرب من النجم بحوالي ثلاث أضعاف من قرب عطارد. وفي هذه الحال، لن تتمكن بعثة SpaceQ الافتراضية، كما أطلقت عليها البروفيسورة سافرونوفا وزملاؤها، من اكتشاف الأكسيونات أو استبعاد وجودها فحسب بل وستستطيع اختبار بعض جوانب نظرية أينشتاين العامة بدقة قياسية عالية.

 المصدر: تاس