قد يشير كون “أقل بدينة” إلى وجود قوى غامضة | الفلك

أشارت واحدة من أكثر الدراسات دقة حول بنية الكون إلى أنه “أقل سمينًا” مما كان متوقعًا ، مما يشير إلى وجود قوى غامضة تعمل.

ملاحظات مسح الطاقة المظلمة وهذا تلسكوب القطب الجنوبي ارسم خريطة لتوزيع المادة بهدف فهم القوى المتنافسة التي شكلت تطور الكون وحكمت مصيره النهائي. يضيف التحليل المفصل بشكل غير عادي إلى مجموعة من الأدلة التي تشير إلى أن مكونًا مهمًا قد يكون مفقودًا مما يسمى بالنموذج القياسي للفيزياء.

“يبدو أنه منخفض بعض الشيء [clumpiness] قال إريك باكستر ، عالم الفيزياء الفلكية في جامعة هاواي والمؤلف المشارك للدراسة ، “في الكون الحالي ، بدلاً من ما يتوقعه نموذجنا الكوني القياسي الراسخ في الكون المبكر”.

لا يجتاز العلماء العتبة الإحصائية للنظر في ما يكفي من الحديد للمطالبة باكتشاف ، لكنهم جاءوا بعد نتائج مماثلة من دراسات سابقة يمكن أن تفتح شرخًا بين التنبؤات النظرية وما يحدث بالفعل في الكون. .

قال المؤلف الرئيسي الدكتور شيهوي تشانغ ، عالم الفيزياء الفلكية في جامعة شيكاغو: “من المثير للغاية أن يصمد الاكتشاف. الهدف الأساسي من الفيزياء هو اختبار النماذج وكسرها. “إنه عرض رائع يساعدنا على فهم المزيد عن طبيعة المادة المظلمة والطاقة المظلمة.”

منذ الانفجار العظيم قبل 13 مليار سنة ، كان الكون يتوسع ، لكن المادة أيضًا بردت وتكثف لأن الجاذبية تسحب المناطق الأكثر كثافة معًا ، وتشكل شبكة كونية من مجموعات وخيوط المجرات. بينما يعمل العلماء على فهم هذا السحب الكوني ، تظهر صورة غريبة: المادة العادية تمثل حوالي 5٪ فقط من محتويات الكون. ما يقرب من 25 ٪ تسمى مادة ، وهي كتلة غير مرئية تساهم في الجاذبية ولكنها غير مرئية بخلاف ذلك. الـ 70٪ المتبقية عبارة عن طاقة مظلمة – وهي ظاهرة غامضة تفسر تسارع تمدد الكون بدلاً من إبطائه بفعل الجاذبية.

يستخدم أحدث عمل بيانات من مسح الطاقة المظلمة ، الذي قام بمسح السماء لمدة ست سنوات من قمة جبل في تشيلي ، وتلسكوب القطب الجنوبي ، الذي يبحث عن آثار باهتة للإشعاع الذي ينتقل عبر السماء من اللحظات القليلة الأولى للكون. . في كلتا الحالتين ، يستخدم التحليل ظاهرة تسمى عدسة الجاذبية ، حيث ينحني الضوء قليلاً أثناء مروره عبر الأجسام الضخمة مثل المجرات وتكتلات المادة المظلمة ، مما يسمح للعلماء باستنتاج توزيع المادة في الكون.

بشكل منفصل ، يمكن للعلماء استنتاج بنية الكون المبكر من الحرارة المتبقية من الانفجار العظيم واستخدام النماذج الحسابية “للتقدم السريع” ومعرفة ما إذا كانت النماذج تتوافق مع الملاحظات.

يشير التحليل إلى أن الأمر ليس “تقريبيًا” كما هو متوقع. وفقًا لعالم الكونيات بجامعة دورهام ، الأستاذ كارلوس فرينغ ، الذي لم يشارك في البحث ، هناك ثلاثة تفسيرات محتملة. أولاً ، قد يكون ناتجًا عن ضوضاء في البيانات أو خطأ منهجي في التلسكوب. بدلاً من مراجعة رئيسية للنظرية الكونية ، قد تفسر ظاهرة فلكية غير مفهومة جيدًا النتائج. وقال “على سبيل المثال ، الثقوب السوداء الهائلة في مراكز المجرات يمكن أن تنتج كميات كبيرة من الإشعاع والتي ، من حيث المبدأ ، يمكن أن تدفع المادة حولها وتلينها قليلاً”.

الخيار الثالث الأكثر إثارة هو أن المفارقة تفسر من خلال فيزياء جديدة تمامًا ، مثل وجود أنواع جديدة من النيوترينوات ، والسلوك الغريب للطاقة المظلمة ، أو الأشكال غير العادية من المادة المظلمة. وقال فرانك: “من بين الاحتمالات الثلاثة ، أعتقد أنها الأخيرة ، وأخشى أنها الثانية ، لكنني أشك في أنها الأولى”.

النتائج نشرت في مجلة Physical Review D.