كان أينشتاين محقًا بشأن المادة المظلمة غير المرئية ، وفقًا لخريطة جديدة ضخمة للكون
صنع علماء الفلك الخريطة الأكثر تفصيلاً على الإطلاق للمادة المظلمة الغامضة باستخدام أول ضوء للكون ، وربما أثبتت الصورة “الرائدة” أن أينشتاين على حق مرة أخرى.
تُظهِر الصورة الجديدة ، التي تم صنعها باستخدام ضوء عمره 14 مليار عام من الآثار المضطربة للانفجار العظيم ، حنيات المادة الهائلة التي تشكلت بعد فترة وجيزة من انفجار الكون إلى الوجود. اتضح أن أشكال هذه المحلاق تشبه بشكل ملحوظ تلك التي تم التنبؤ بها باستخدام نظرية أينشتاين للنسبية العامة.
النتيجة الجديدة تناقض خرائط المادة المظلمة السابقة اقترح أن الشبكة الكونية – الشبكة العملاقة من الطرق السريعة السماوية المتقاطعة الممهدة بغاز الهيدروجين والمادة المظلمة التي تمتد عبر الكون – أقل تكتلًا مما تنبأت به نظرية أينشتاين. قدم علماء الفلك نتائجهم في 11 أبريل في مؤتمر علوم المستقبل مع CMB x LSS في معهد يوكاوا الياباني للفيزياء النظرية.
متعلق ب: 10 اكتشافات تثبت أن أينشتاين كان على صواب بشأن الكون – واكتشاف واحد يثبت أنه مخطئ
“لقد صنعنا خريطة جماعية جديدة باستخدام تشوهات الضوء المتبقية من الانفجار العظيم ،” ماثيو مادهافاشيريل (يفتح في علامة تبويب جديدة)، عالم الكونيات بجامعة بنسلفانيا ، قال في بيان (يفتح في علامة تبويب جديدة). “من اللافت للنظر أنه يوفر قياسات تُظهر أن كلاً من” تكتل “الكون ، ومعدل نموه بعد 14 مليار سنة من التطور ، هي فقط ما تتوقعه من نموذجنا القياسي لعلم الكونيات القائم على نظرية أينشتاين من الجاذبية “.
يعتقد العلماء أن الكون الذي تشكل بعد الانفجار العظيم كان يعج بالمادة وكذلك جسيمات المادة المضادة ، والتي تتطابق مع نظيراتها في المادة ولكن بشحنات كهربائية معاكسة.
لأن المادة والمادة المضادة تبيدان بعضهما البعض عندما يصطدمان ، إذا تم صنع كليهما على قدم المساواة ، كان لابد من القضاء على كل مادة الكون. ومع ذلك ، فإن نسيج الزمكان المتوسع بسرعة ، جنبًا إلى جنب مع بعض التقلبات الكمية المفيدة ، أبقت جيوبًا من بلازما الكون البدائية سليمة.
بعد ذلك ، وفقًا للقواعد التي وضعتها نظرية النسبية لأينشتاين ، ضغطت الجاذبية وتسخن جيوب البلازما هذه بحيث تموج الموجات الصوتية – التي تسمى اهتزازات الباريون الصوتية – للخارج من التكتلات بنصف سرعة الضوء. دفعت هذه الموجات العملاقة مادة لم يتم امتصاصها بالفعل من تلقاء نفسها ، مما أدى إلى إنشاء شبكة كونية وليدة: سلسلة من الأغشية الرقيقة التي تحيط بالفراغات الكونية التي لا تعد ولا تحصى ، مثل عش من فقاعات الصابون في الحوض.
بمجرد أن تبرد هذه المادة ، اندمجت في النجوم الأولى ، والتي تجمعت في مجرات غنية بالمادة في نقاط التقاء خيوط الويب المتشابكة.
لكن في الماضي ، وجد علماء الفلك الذين يدرسون الشبكة الكونية ما بدا أنه تناقض هائل – كانت المادة موزعة بشكل متساوٍ بدرجة أكبر وأقل تكتلًا مما كان متوقعًا. لقد كانت علامة تنذر بالسوء على أن النماذج الكونية الحالية كانت تفتقد لفيزياء مهمة.
للبحث في هذا التناقض الواضح ، لجأ الباحثون إلى تلسكوب أتاكاما لعلم الكونيات التابع لمؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية (NSF) في تشيلي ، والذي قام بمسح ربع سماء الليل بأكملها من عام 2007 إلى عام 2022. باستخدام كاشف الميكروويف شديد الحساسية ، التقط التلسكوب الضوء من إشعاع الخلفية الكونية الميكروويف (CMB) – أول ضوء للكون صنع بعد 380،000 سنة فقط من الانفجار العظيم – واستخدم عملية تسمى عدسة الجاذبية لرسم خريطة لتركيزات المادة في CMB.
إن عدسة الجاذبية هي ظاهرة يتحرك فيها الضوء عبر منطقة من الزمكان مشوهة بحقول الجاذبية القوية ، في منحنى – يلتف ويلتف من خلال مرآة مرح عملاقة حتى يظهر كقوس ممتد يسمى حلقة أينشتاين. يمكن لعدسة الجاذبية أن تكتشف المادة المظلمة ، التي تشكل 85٪ من مادة الكون ولكن لا يمكن ملاحظتها بشكل مباشر.
تناقضت الخريطة الجديدة مع الخرائط السابقة المصنوعة بالضوء المرئي من المجرات ، وأظهرت أن نظرية أينشتاين الأصلية كانت أكثر دقة بكثير مما كان يعتقد في البداية.
ما يعنيه هذا بالنسبة لرؤيتنا الشاملة للتطور المبكر للكون لا يزال من السابق لأوانه القول ، لكن الباحثين يقترحون أن الخرائط الإضافية التي تم إجراؤها باستخدام بيانات ACT والملاحظات الجديدة من مرصد سيمونز – وهو تلسكوب صحراوي أتاكاما قيد الإنشاء يمكنه المسح السماء أسرع بعشر مرات من ACT – يمكنها أخيرًا حل اللغز الكوني المحير.
