نحو فيزياء جديدة.. علماء يعتقدون بأن المادة المظلمة هي مادة ذاتية التفاعل

توصل العلماء إلى هذا الاستنتاج بغض النظر عن وجهة النظر السائدة التي تقول إن المادة المظلمة تتكون من جسيمات باردة لا تصطدم بأي شيء أبدا ولا تتفاعل وتستجيب فقط للجاذبية، ونشر العلماء نتائج دراستهم في مجلة "علم الفلك والفيزياء الفلكية". 

وباستخدام المحاكاة الحاسوبية قام الباحثون بتحليل ما يحدث داخل El Gordo ("الرجل السمين" باللغة الإسبانية)، وهي مجموعة عملاقة من المجرات تبعد سبعة مليارات سنة ضوئية عن الأرض.

وأظهرت الحسابات أن النموذج القياسي للفيزياء المتفق عليه عموما لا يفسر الفرق الملحوظ في هذه المجموعة بين نقاط الكثافة القصوى للمادة المظلمة ومكوناتها الضخمة الأخرى، ولكن يمكن تفسير ذلك من خلال ما يسمى بنموذج SIDM (المادة المظلمة ذاتية التفاعل)، والذي بموجبه تتبادل جزيئات المادة المظلمة الطاقة من خلال الاصطدامات.

إقرأ المزيد

العلماء يكتشفون أدلة على تشكل الثقوب السوداء البدائية في الكون المبكر

أوضح ريكاردو فالدارنيني المشرف على الدراسة:" هناك اعتقاد سائد يفيد بأن المادة المظلمة تتكون من جسيمات باردة لا تصطدم بأي شيء أبدا ولا تتفاعل وتستجيب فقط للجاذبية. ومع ذلك، هناك عدد من الأرصاد والاكتشافات التي لم يتم تفسيرها بمساعدة النموذج القياسي".

إن إثبات الخصائص "التصادمية" للمادة المظلمة ونظرية SIDM أمر في غاية الصعوبة. ومع ذلك، فعلى مسافة العديد من السنوات الضوئية منا، هناك "مختبرات" فريدة من نوعها يمكن أن تكون مفيدة للغاية لهذا الغرض، وهي تراكمات ضخمة من المجرات بكتلة تبلغ حوالي قوة 10 - 15 من كتلة الشمس، ويعد El Gordo واحدا من أكبر هذه العناقيد المعروفة.

وفقا للنموذج القياسي، فعندما تندمج مجموعات من المجرات، فإن سلوك الغاز الذي يشكل جزءا من الكتلة الإجمالية سيختلف عن مكونات أخرى، وهي المادة المظلمة والهياكل الكثيفة نسبيا للمجرات نفسها. وسوف يبدد الغاز جزءا من طاقته الأولية. ولهذا السبب، فبعد الاصطدام، ستكون المناطق الأكثر كثافة في الغاز أصغر مقارنة بالمناطق الأكثر كثافة في المادة المظلمة والمجرات.

ويتكون عنقود المجرات El Gordo من مجموعتين فرعيتين ضخمتين، وهما مجموعة الشمال الغربي ومجموعة الجنوب الشرقي. واتضح أن ذروة إشعاع الأشعة السينية في مجموعة الجنوب الشرقي، والتي ترتبط في مجموعات المجرات بالغاز المجري الساخن، أكبر في الأرصاد من ذروة المادة المظلمة. وتتم إزاحة مركز كثافة المادة المظلمة في مجموعة الشمال الغربي بالنسبة إلى مركز الكتلة. وفي مجموعة الشمال الغربي، لا تتواجد الكثافة العليا للمجرات في مركز الكتلة.

وأظهرت عمليات المحاكاة الحاسوبية أن الوضع الحالي لا يمكن تفسيره إلا إذا تفاعلت المادة المظلمة مع نفسها.

ومع ذلك، هناك أيضا تناقضات حتى في نموذج SIDM حيث يكون نشاط المادة المظلمة أعلى مما تفترضه هذه النظرية.

يشير ذلك إلى أن نماذج SIDM الحالية يجب اعتبارها مجرد تقديرات تقريبية، وأن العمليات الفيزيائية الأساسية التي تصف تفاعلات المادة المظلمة في عمليات اندماج العناقيد الكبيرة هي أكثر تعقيدا مما يمكن تمثيله بشكل مناسب من خلال نهج يعتمد على تشتت جسيمات المادة المظلمة.

المصدر: naukatv.ru

إقرأ المزيد

اكتشاف يهزّ علم الكونيات.. أول دليل بصري محتمل على المادة المظلمة

كشف فريق من العلماء عما قد يكون أول دليل مباشر على وجود المادة المظلمة، تلك الكتلة الغامضة التي تشكّل أكثر من ربع الكون ولا يمكن رصدها إلا عبر تأثيراتها غير المرئية.