كانت هناك مشكلة في الكون. بعض المواد مفقودة - النوع العادي الذي يتكون من الذرات. الخبر السار:يقول علماء الفلك إنهم ربما عثروا عليه.
يعتقد العلماء أن هذه المادة المفقودة هي غاز ساخن. يبدو أنها كامنة في مسافات بين مجموعات المجرات. أشارت الدراسات السابقة إلى المكان الذي قد يختبئ فيه هذا الشيء المفقود. هناك تقنية بحث جديدة تساعد الآن في تحديد مكان تواجدها. وصف علماء الفلك عبر الإنترنت التقنية التي استخدموها في ورقتين نشرتا في 15 و 29 سبتمبر على موقع arXiv.org.
الشرح:حديقة حيوانات الجسيمات
يقول دومينيك إيكرت إن العثور على هذه المسألة المفقودة أمر مهم. وهو عالم فلك في معهد ماكس بلانك لفيزياء خارج الأرض في جارشينج ، ألمانيا. لم يشارك في العمل الجديد. ومع ذلك ، فقد بحث عن الشيء المفقود. إنه مصنوع من البروتونات والنيوترونات وجسيمات دون ذرية منتقاة أخرى. يشير العلماء أحيانًا إلى هذه الباريونات (BEAR-ee-ahns). يقول إيكيرت:"إذا كنت تريد أن تفهم كيف تتشكل المجرات وكيف يتشكل كل شيء داخل المجرة ، فعليك أن تفهم تطور محتوى الباريون". وذلك يبدأ بمعرفة مكان تلك الباريونات.
يعرف علماء الفلك أن حوالي 85 بالمائة من المادة في الكون هي مادة مظلمة . هذه الأشياء غامضة ومراوغة. وهو ليس مصنوعة من الباريونات. لا ينبعث منها ضوء (وهذا هو سبب كونه مظلمة حرفيا). كما أنها تختلف عن المادة العادية.
في المقابل ، تشكل المادة العادية حوالي 15٪ فقط من كتلة الكون. إنه ما بداخلنا ومن حولنا. بشكل غريب ، ما يقرب من نصف هذا النوع من المادة لا يظهر أن علماء الفلك يقومون بمسح السماء. عندما ينظرون إلى المجرات ضمن أقرب مليارات السنين الضوئية من الأرض ، وجدوا فقط حوالي نصف الباريونات التي كان من المفترض أن تكون قد نتجت في الانفجار العظيم. (هذا هو التوسع السريع للمادة الكثيفة في الكون. وفقًا للنظرية الحالية ، فإن الانفجار العظيم يمثل أصل الكون.)
ربما تكون بقية المادة العادية مختبئة في خيوط طويلة من الغاز. تربط هذه الخيوط مجموعات من المجرات في شبكة كونية واسعة. ركزت المحاولات السابقة للعثور على الباريونات المفقودة على الأشعة السينية المنبعثة من الغاز. نظر علماء الفلك أيضًا في كيفية ترشيح الضوء المنبعث من بعض المجرات الساطعة البعيدة ، المسماة الكوازارات ، من خلال خيوط نسيج العنكبوت. ومع ذلك ، فقد ظلت هذه المسألة العادية المفقودة بلا حضور.
الآن قام بعض العلماء بالكشف عن المادة المفقودة بطريقة جديدة. هيديكي تانيمورا عالم كونيات في معهد الفيزياء الفلكية الفضائية في أورساي ، فرنسا. أجرى هذا البحث أثناء عمله في جامعة كولومبيا البريطانية في فانكوفر. آنا دي غراف عالمة فيزياء فلكية في اسكتلندا بجامعة إدنبرة. عملت كجزء من فريق آخر.
وجدت كل مجموعة طريقة للنظر من خلال الغاز. لقد أطلوا كل طريق العودة إلى أقدم ضوء في الكون.
يمثل السحب الكونية
يُعرف هذا الضوء القديم باسم الخلفية الكونية الميكروية. إنها الحرارة المتبقية التي انبعثت بعد حوالي 380.000 سنة من الانفجار العظيم. عندما يشع عبر الفضاء ، يمر هذا الضوء عبر سحب من الإلكترونات ، وهي جسيمات سالبة الشحنة. تستضيف شعيرات الغاز الساخن هذه السحب الإلكترونية. عندما تمر الخلفية الكونية الميكروية عبر هذه الغيوم ، فإنها تنحرف وتشوه الضوء بطريقة معينة. في عام 2015 ، ساعد القمر الصناعي في إنشاء خريطة السماء الكاملة لتلك التشوهات.
توصل تانيمورا ودي جراف بشكل منفصل إلى أنه يجب أن يكون هناك تشوه على طول الخيوط أكثر من المساحة الفارغة. لتحديد موقع الخيوط ، ركز الفريقان على أزواج من المجرات من كتالوج يعرف باسم مسح سلون الرقمي للسماء. يجب أن تكون المجرات التي اختاروها على بعد 20 مليون سنة ضوئية على الأقل. اختار فريق De Graaff ما يقرب من مليون زوج من تلك المجرات. اختار فريق تانيمورا 262864 زوجا. افترضت كلتا المجموعتين أن المجرات لم تكن كلها جزءًا من مجموعة مجرات معينة. لكن يجب أن يتم توصيلهم بواسطة خيوط.
بشكل فردي ، كانت تلك الخيوط باهتة جدًا بحيث لا يمكن رؤيتها. لعرضهم ، استخدمت الفرق برامج الكمبيوتر. وضع كل الصور في طبقات. ثم قام كل فريق بطرح التشوهات التي قد تنتجها أي سحب من الإلكترونات. كشف هذا عن تشويه متبقي في الخلفية الكونية الميكروية. كلتا المجموعتين رآها والآن تربطها بوجود تلك الخيوط.
يقول تانيمورا:"من الصعب جدًا اكتشاف الغاز الخيطي". "ولكن لدينا الآن تقنية لاكتشافها".
يحسب فريق De Graaff أن هذه الخيوط يجب أن تمثل حوالي ثلاثة من كل 10 باريونات في جميع أنحاء الكون. وهذا على الأرجح أقل من الواقع. بعد كل شيء ، لاحظ فريقها ، أنه لم يفحص كل خيوط في الكون.
مايكل شول عالم فيزياء فلكية بجامعة كولورادو بولدر. يقول:"اتخذت المجموعتان هنا الخطوة الأولى الواضحة". "أعتقد أنهم على الطريق الصحيح." ومع ذلك ، فهو قلق من أن الغاز الذي يرونه قد يأتي من مصدر آخر. كان من الممكن أن يتم طرده من المجرات بسرعات عالية. إذا كان هذا صحيحًا ، كما يقول ، فقد لا يكون الأمر المفقود بعد كل شيء.
كما يقلق إيكرت من أن الغاز قد ينتمي إلى المجرات أكثر من كونه ينتمي إلى حبالها بين المجرات. يقول إن الملاحظات المستقبلية لما يتكون منه الغاز ، إلى جانب المزيد من ملاحظات الأشعة السينية الحساسة ، يمكن أن تساعد في حل هذا الجزء من اللغز.
