المادة المظلمة قد يشعر "قوة الظلام" أن بقية الكون لا
علماء الفلك مشاهدة المجرات تصطدم جدت أدلة على القوات nongravitational التي يمكن أن تشير المادة المظلمة يتفاعل مع نفسه
هذه الصورة تلسكوب هابل الفضائي من أربعة المجرات المتصادمة في أبيل 3827 مجموعة معارض التوقيع منبهة من عدسة الجاذبية - الانحناء من مسار الضوء من خلال النظر - في شكل أقواس الزرقاء. وتشير الصورة التي المادة المظلمة في الكتلة قد تتفاعل مع نفسها من خلال بعض "القوة السوداء". الائتمان: ESO
المزيد عن هذا الموضوع
بعد عقود من دراسة العلماء المادة المظلمة قد وجدت أدلة على ما مرارا وتكرارا أنه لا يمكن أن يكون ولكن عدد قليل جدا من علامات ما هو عليه. قد تغيرت تماما. دراسة المجرات المتصادمة أربعة لأول مرة تشير إلى أن المادة المظلمة في عليها قد تتفاعل مع نفسها من خلال بعض قوة أخرى غير معروفة من الجاذبية التي لا يوجد لديه تأثير على المادة العادية.هذا الاكتشاف يمكن أن يكون لديه أدنى فكرة كبيرة على ما تضم الاشياء غير المرئية التي يعتقد أنها تساهم بنسبة 24 في المئة من الكون.
"هذه النتيجة، إذا تأكدت، قد إنقلب فهمنا من المادة المظلمة"، كما يقول الفيزيائي دون لينكولن من مختبر فيرمي الوطني مسرع في ولاية إيلينوي، الذي لم يشارك في البحث. ما يسمى ب " المادة المظلمة الذاتية التفاعل وقد اقترح "لبعض الوقت ولكن بصفة عامة يرى أنه غير تقليدية. أبسط نموذج من المادة المظلمة يصور بأنه واحد الجسيمات واحد أن يحدث للتفاعل مع الآخرين من النظر نوعها وطبيعية القليل جدا أو لا على الاطلاق. علماء الفيزياء صالح التفسيرات الأساسية التي تناسب مشروع القانون وإضافة تعقيدات إضافية عند الضرورة فقط، وحتى هذا السيناريو يميل إلى أن يكون الأكثر شعبية. للالمادة المظلمة للتفاعل مع نفسه يتطلب ليس فقط جزيئات المادة المظلمة ولكن أيضا قوة الظلام لحكم تفاعلاتها وجسيمات بوزون المظلمة لتنفيذ هذه القوة. هذه الصورة أكثر تعقيدا تعكس فهمنا للجسيمات المادة العادية، التي تتفاعل من خلال الجزيئات الحاملة للقوة. على سبيل المثال، البروتونات تتفاعل من خلال القوة الكهرومغناطيسية، والذي يتم عن طريق جسيمات تسمى الفوتونات (جسيمات الضوء).
الآن العلماء بقيادة ريتشارد ماسي في جامعة دورهام في تقرير انكلترا في الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية البوادر الأولى أن قوى الظلام والبوزونات المظلمة قد موجودة حقا. واستخدم الباحثون أداة MUSE (وحدة متعدد طيفية إكسبلورر) على المقراب الكبير جدا في شيلي، جنبا إلى جنب مع تلسكوب هابل الفضائي لفحص الكتلة أبيل 3827، حيث أربعة المجرات تصطدم في حطام سيارة الكوني.
لتحديد أين يكمن المادة المظلمة غير مرئية، واستغرق علماء الفلك الاستفادة من ظاهرة طبيعية تسمى عدسة الجاذبية، التي تنبأ بها نظرية النسبية العامة لآينشتاين. يحدث ينسنغ عندما الإعوجاج كتلة الزمكان، مما تسبب في ضوء السفر عبر هذه المنطقة عازمة على اتخاذ مسار منحني. المادة المظلمة في أبيل 3827 وفيرة، لذلك الإعوجاج الفضاء من حوله بشكل كبير.عندما الضوء من كائن بعيد وراء الكتلة يسافر إلى الأرض، فإنه يمر من خلال هذا المجال مشوهة وتنتج علامات منبهة من عدسات، مثل أقواس الضوء ومزدوجة الصور، أن علماء الفلك استخدامها ل"تزن" المادة غير المرئية في الكتلة. ووجد العلماء أن في واحدة على الأقل من المجرات المتصادمة ان المادة المظلمة في المجرة انفصلوا عن نجومها والمواد المرئية الأخرى بحوالي 5،000 سنة ضوئية. تفسير واحد هو أن المادة المظلمة من هذه المجرة تفاعلت مع المادة المظلمة من واحدة من المجرات الأخرى التي ترفع من قبل ذلك، وتباطأ هذه التفاعلات عليه، الامر الذي ادى الى فصل ومتخلفة عن المادة العادية.
إن التفاعلات تكون مشابهة لما يحدث عندما تمر اثنين من البروتونات قرب بعضها البعض. كل تطلق فوتون أن يتم امتصاصه من قبل الطرف الآخر، مما تسبب في كل من الجسيمات إلى الارتداد. هذه القوة طارد يحدث بين أي اثنين من جزيئات مع نفس التهمة الكهرومغناطيسي ويمكن أن يحدث بين أي اثنين من جسيمات المادة المظلمة أيضا. ولكن لأن لا يتأثر المادة المظلمة عن طريق القوة الكهرومغناطيسية، سوى القوة الجديدة "المظلمة"، التي يحملها ما يسمى الظلام الفوتون، يمكن أن تنتج التنافر. ويمكن أن يكون أيضا أنه ليس هناك سوى جزء من المادة المظلمة يتفاعل مع نفسه حين أن الجزء الأكبر من ذلك هو أكثر تقليدية من نوع واحد الجسيمات. "فإنه لا يبدو جيدا جدا لدينا نوع من النموذج، الذي سوى جزء صغير من المادة المظلمة يتفاعل"، كما يقول الفيزيائي في جامعة هارفارد ليزا راندال، الذي تصور مثل هذا النموذج.
قادة الدراسة حذرون بشأن تفسير ملاحظاتهم. "هذا هو جدا، والخروج للغاية لأنه هو أول اكتشاف محتمل من التفاعلات nongravitational، ولكن علينا أن نرى هذا في أكثر من هذه الأشياء"، ويقول عضو في الفريق ديفيد هارفي من مدرسة الفنون التطبيقية الاتحادية لدي لوزان في سويسرا. واضاف "انها بأي حال من الأحوال المؤكدة." من الممكن، على سبيل المثال، أن نمط احظت التلسكوبات سببه المادة المظلمة إضافية خارج الكتلة ولكن على طول خط الأرض عن الأنظار، بدلا من المادة المظلمة الذاتية التفاعل. "هذه هي واحدة من الحالات حيث سيكون ذلك مثيرا بشكل لا يصدق إذا انتهى يجري المادة المظلمة أن الجميع سوف تحتاج إلى أن تكون حذرا قليلا في كيفية الاقتراب منه فقط بسبب هذه الحقيقة البسيطة"، كما يقول الفيزيائي نيل ينر من جديد جامعة يورك، الذي لم يشارك في الدراسة.
قد لا تكون المادة المظلمة مع قوى الظلام والفوتونات المظلمة الذاتية التفاعل بسيطة مثل التفسير واحد الجسيمات ولكنها مجرد معقولة كفكرة، ويقول واينر. "إن الدافع الأقوى للنظر في المادة المظلمة أن يكون التفاعلات الخاصة هو ببساطة أنه عندما ننظر إلى النموذج القياسي"، الذي يصف جميع الجسيمات والقوى المعروفة، "نرى أنه من الكامل لجميع أنواع التفاعلات المختلفة. ويبدو من الطبيعي تماما أن المادة المظلمة يمكن أن يكون لها قوتها الخاصة ". ويمكن لهذا الإعداد أيضا يفسر بعض التناقضات بين التنبؤات صغيرة من نموذج واحد الجسيمات وما الفلكيون لا يرون في الواقع. على سبيل المثال، نموذج واحد الجسيمات يقول أن مراكز المجرات يجب أن تكون أكثر كثافة مما هي عليه بالفعل. إذا تتفاعل المادة المظلمة مع نفسه، ومع ذلك، فإنه من شأنه أن يصطدم في النوى المجرية ودفع بعيدا.
وحتى الآن، لم تظهر أي علامات على المادة المظلمة الذاتية التفاعل حتى في اصطدام مجرة أخرى. آخر موقع الحادث الشهير، الكتلة رصاصة ، كان واحدا من أول من تقديم أدلة قوية على أن المادة المظلمة موجودة، لأن عدسة الجاذبية يظهر أن معظم كتلة العنقود يقيم في مكان مختلف من المادة المرئية. ولكن الانفصال ليس هناك كبير بما فيه الكفاية لتشير إلى أن المادة المظلمة يتفاعل. "والنتيجة ليست في صراع مع الكتلة رصاصة"، ويقول Maruša Bradač من جامعة كاليفورنيا في ديفيز، واحدة من قادة الدراسة الأصلية 2006 رصاصة العنقودية، لأن ذلك سبيل المثال وضع الحدود العليا فقط على مدى قوة التفاعل يمكن أن يكون . ودراسة أخرى أكثر حداثة، بقيادة هارفي ونشرت في مارس اذار في العلوم ، مسح 72 اصطدام المجرات وجدت أيضا أي علامات على المادة المظلمة الذاتية التفاعل. المجرات ولكن أهداف تلك الدراسة، وكذلك الكتلة رصاصة، وتصطدم مجرة مجموعات وليس الفردية تحطمها معا كما هو الحال في أبيل 3827. المجرات لون تصطدم بسرعات أبطأ من مجموعات بأكملها القيام به، والتي قد قدمنا للجسيمات المادة المظلمة أكثر الوقت للتفاعل مع بعضها البعض، وإبطاء. الاختبار الحقيقي سيأتي عندما ينظر علماء الفلك في مجرة أخرى التصادم الفردية. وقال "هناك مجموعات الأخرى التي يمكننا أن ننظر في ذلك هي في دول مماثلة ولكن أيا منها ليس مثالية كما هذا"، ويقول هارفي. واضاف "لكن مع المسوحات المستقبلية سنقوم نأمل أن تكون قادرا على رؤية هذه الكائنات."
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق