تقترح دراسة جديدة أن “الانفجار الكبير المظلم” قد أغرق الكون بمادة غير مرئية
ال الانفجار العظيم ربما كان مصحوبًا بظل ، الانفجار الكبير “المظلم” الذي غمر الكون بالغموض المادة المظلمة، اقترح علماء الكونيات في دراسة جديدة. وقد نتمكن من رؤية الدليل على هذا الحدث من خلال دراسة التموجات في نسيج الزمكان.
بعد الانفجار العظيميعتقد معظم علماء الكونيات أن الكون قد مر بفترة من التوسع السريع والملحوظ في لحظاته الأولى ، والمعروفة باسم التضخم. لا أحد يعرف سبب التضخم، لكن من الضروري شرح مجموعة متنوعة من الملاحظات ، مثل المتطرفة التسطيح الهندسي للكون بمقاييس كبيرة.
يُفترض أن التضخم كان مدفوعًا ببعض الحقول الكمومية الغريبة ، والتي تعد كيانًا أساسيًا يمتص كل الزمكان. في نهاية التضخم ، يتحلل هذا المجال إلى وابل من الجسيمات والإشعاع ، مما أدى إلى “الانفجار الكبير الساخن” الذي يربطه الفيزيائيون عادة ببداية الكون. ستستمر هذه الجسيمات في الالتحام في الذرات الأولى عندما كان عمر الكون حوالي 12 دقيقة – وبعد مئات الملايين من السنين – تبدأ في التكتل في النجوم والمجرات.
لكن هناك عنصر آخر للمزيج الكوني: المادة المظلمة. مرة أخرى ، علماء الكونيات غير متأكدين من ماهية المادة المظلمة ، لكنهم يرون الدليل على وجودها من خلال تأثير الجاذبية على المادة العادية.
في أبسط النماذج ، أدت نهاية التضخم والانفجار العظيم الساخن الذي تلاه أيضًا إلى إغراق الكون بالمادة المظلمة ، والتي تطورت على طول مسار مستقل. لكن هذا الافتراض تم إجراؤه فقط من أجل البساطة ، كما اقترح عالمان كوزمولوجيان في ورقة بحث نُشرت في فبراير في قاعدة بيانات ما قبل الطباعة arXiv (يفتح في علامة تبويب جديدة). لا يرى العلماء أي دليل على وجود المادة المظلمة حتى وقت لاحق في تطور الكون ، بعد أن كان للمادة المراوغة الوقت الكافي لممارسة تأثير الجاذبية ، لذلك ليست هناك حاجة لملء الكون في الانفجار الكبير الساخن جنبًا إلى جنب مع الطبيعي. موضوع. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لأن المادة المظلمة لا تتفاعل مع المادة العادية ، فقد يكون لها الانفجار الكبير “المظلم” الخاص بها ، كما يزعم الباحثون.
الانفجار العظيم المظلم
اكتشف الباحثون في ورقتهم كيف سيبدو الانفجار العظيم المظلم. أولاً ، افترضوا وجود مجال كمي جديد – ما يسمى بـ “المجال المظلم” ، وهو ضروري للسماح للمادة المظلمة بالتشكل بشكل مستقل تمامًا.
في هذا السيناريو الجديد ، لا يبدأ الانفجار العظيم المظلم إلا بعد أن يتلاشى التضخم ويتمدد الكون ويبرد بدرجة كافية لإجبار المجال المظلم على الانتقال الطوري الخاص به ، حيث يحول نفسه إلى جسيمات المادة المظلمة.
وجد الباحثون أن الانفجار العظيم المظلم كان عليه أن يطيع بعض القيود ؛ إذا كان مبكرًا جدًا ، فسيكون هناك الكثير من المادة المظلمة اليوم ، وإذا فات الأوان ، سيكون هناك القليل جدًا. ولكن إذا حدث الانفجار العظيم المظلم عندما كان عمر الكون أقل من شهر ، فيمكن أن يتفق مع جميع الملاحظات المعروفة.
تقديم Dark Big Bang له مزايا عديدة. أولاً ، إنها تتفق مع ما يعرفه العلماء عن المادة المظلمة: إذا لم تتفاعل مع المادة العادية ، فلا داعي لمشاركتها أصلًا مشتركًا. ثانيًا ، يسمح للباحثين بإنشاء نماذج للمادة المظلمة دون الحاجة إلى القلق بشأن كيفية تأثيرها على سلوك المادة الطبيعية في أوقات مبكرة جدًا ، مما يمنح العلماء مرونة أكبر في إنشاء النماذج.
لكن الأهم من ذلك ، وجد الباحثون أن الانفجار العظيم المظلم ينتج عنه إشارة معينة في موجات الجاذبية ، والتي هي تموجات في الزمكان والتي لا تزال تدور حول الكون في يومنا هذا. هذا يعني أن النظرية يمكن أن تكون قابلة للاختبار في يوم من الأيام.
يعترف الباحثون بأن تجارب الموجات الثقالية الحالية ليس لديها حساسية للعثور على إشارات الانفجار العظيم المظلم. لكن هناك مسبارًا آخر لموجات الجاذبية يستخدم المسافات إلى النجوم النابضة البعيدة ، والمعروف باسم مصفوفات توقيت النجوم النابضة مثل تجربة NANOGrav (يفتح في علامة تبويب جديدة)، قد يكون قادرًا على تنفيذ الحيلة فقط.
