غاية التعليمية يكتُب.. كأن المادة المظلمة ليست غامضة بما يكفي! تقترح دراسة جديدة أنها ربما نشأت قبل حدوث الانفجار العظيم.

اخر الاخبار العاجلة عبر غاية التعليمية أخبار محلية ودولية، وكذلك أخبار الر ياضة وخاصة كرة القدم يلا كورة و يلا شوت اليوم.

الرؤية العلمية السائدة تشير إلى أن الانفجار العظيم كان بداية كل شيء: المادة والمادة المظلمة والفضاء والطاقة وكل شيء آخر. في أثناء ذلك الحدث، مر الكون بمرحلة من التضخم الكوني، إذ تضاعف حجمه بمقدار عشرة سبتيليون ضعف في جزء من الثانية.

تشير بعض النظريات المقترحة إلى أن مرحلة التضخم الكوني قد حدثت قبل حدوث الانفجار العظيم. يقترح فيزيائيون في جامعة تكساس في أوستن أن المادة المظلمة قد تكونت في هذه الفترة القصيرة من التضخم.

يسمي الفريق النموذج الجديد: التضخم الدافئ عبر التجميد، اختصارًا WIFI. إذ نشأت جسيمات المادة المظلمة نتيجة تفاعلات صغيرة بين الإشعاع والجسيمات الأولية، في وسط حراري دافئ في أثناء مرحلة التضخم الكوني.

قالت أستاذة الفيزياء الفلكية النظرية كاثرين فريز: «الشيء الفريد في نموذجنا هو أن المادة المظلمة تُنتج بنجاح في مرحلة التضخم الكوني. في معظم النماذج السابقة، أي شيء ينشأ في فترة التضخم يُدفع بعيدًا بسبب التوسع الأسي للكون، إلى درجة أنه لا يبقى شيء في النهاية».

يُظن أن الكون قبل الانفجار العظيم، كان بالكامل موجودًا في نقطة التفرد، نقطة ذات كثافة لا نهائية حيث نسيج الزمكان منحن بشكل لا نهائي. لكن بسبب أن قوانين الفيزياء المعروفة اليوم تنهار تمامًا عند هذا الحد، يقترح بعض الفيزيائيين وجود حقبة مختلفة لا يمكن تخيلها، سبقت الانفجار الكبير ونقطة التفرد.

قد تكون تلك الحقبة هي انهيار كون سابق، كما في نظرية الارتداد العظيم، ومن ثم حدثت حقبة التضخم الكوني. التي استمرت فقط بضع نونيلليونات من الثانية (النونيليون يساوي واحد يتبعه 30 صفرًا بعد العلامة العشرية)، في هذه الحقبة تتحول الطاقة إلى مادة وضوء لتصبح ما نشير إليه بحدث الانفجار العظيم.

من هذه اللحظة، بدأ الكون نموه كما هو موضح في نظرية النسبية العامة.

مؤلفو الدراسة الجديدة ليسوا أول من اقترح أن حقبة التضخم الكوني قد سبقت حدث الانفجار العظيم. وليسوا أيضًا أول من يقترح أن المادة المظلمة نشأت في هذه الحقبة الكونية. الجديد هو آلية تشكل هذه المادة المظلمة بكميات تتماشى مع الملاحظات الفلكية.

التضخم الدافئ (يُشار إليه بـ WI في النموذج الجديد WIFI) هو فكرة تقترح أن الإشعاع يُنتج في أثناء حدوث التوسع الأسي للكون. هذا يخلق نوعًا من الوسط الحراري، ما يسمح بحدوث تفاعلات صغيرة لكنها هامة.

ما زال السبب وراء التضخم الكوني مجهولًا، ولكن يفترض وجود حقل من الجسيمات الأولية الافتراضية يسمى إنفلاتون، مشابه لجسيم هيغز الشهير. في نموذج WIFI، يفقد هذا الحقل الافتراضي جزءًا من طاقته على هيئة إشعاع في الوسط الحراري.

من ثم، يُنتِج الإشعاع جسيمات المادة المظلمة في عملية تُسمى التجميد بالأشعة فوق البنفسجية. لا تصل المادة المظلمة إلى التوازن مع الوسط، وتبقى درجة حرارة هذا الوسط تحت درجة معينة.

وفقًا لحسابات الفريق، تُنتِج هذه الآلية كمية كافية من المادة المظلمة، تتماشى مع الكمية التي تُظهرها الملاحظات الفلكية، التي تشير إلى وجودها في الكون.

لكن هذا لا يعني حل اللغز. إنها مجرد فرضية من عدة فرضيات أخرى، تتضمن أن المادة المظلمة نشأت في الانفجار العظيم المظلم في وقت لاحق.

حاليًا، لا يمكن التحقق من نموذج WIFI مباشرةً، لكن جزءًا منه قد يُختبر قريبًا. الدراسات القادمة لإشعاع الخلفية الكونية الميكروية، مثل CMB-S4، قد تختبر فكرة التضخم الدافئ.

«إذا أكدت الملاحظات المستقبلية أن التضخم الدافئ هو النموذج الصحيح، فإن ذلك سيعزز كثيرًا من حالات إنتاج المادة المظلمة كما هو موضح في إطار عملنا النظري».

اقرأ أيضًا:

العثور على جسيمات غامضة يُعتقد أنها تشكلت بعد فترة وجيزة من الانفجار العظيم

نظرية مثيرة للجدل: هل الكون أزلي؟

ترجمة: محمود حسين عبد الرازق

تدقيق: باسل حميدي

المصدر