الخميس 28 مارس 2024

سطح المكتب v4.2.1

Root NationНовиниأخبار تكنولوجيا المعلوماتيمكن لذرات المادة المظلمة أن تشكل مجرات ظل ذات تكوين نجمي سريع

يمكن لذرات المادة المظلمة أن تشكل مجرات ظل ذات تكوين نجمي سريع

-

أظهرت عمليات المحاكاة الجديدة أن المادة المظلمة ، المادة غير المرئية التي تشكل الغالبية العظمى من كتلة الكون ، يمكن أن تتجمع في ذرات. يمكن لهذه "الذرات المظلمة" أن تغير بشكل جذري تطور المجرات وتكوين النجوم ، مما يمنح علماء الفلك فرصة جديدة لفهم هذه المادة الغامضة.

يمكن لذرات المادة المظلمة أن تشكل مجرات ظل ذات تكوين نجمي سريع

تشكل المادة المظلمة أكثر من 80٪ من كتلة كل مجرة ​​وحشد مجري في الكون. تشير جميع ملاحظاتنا إلى أن المادة المظلمة هي نوع جديد من الجسيمات التي لا تتفاعل مع المادة العادية أو حتى مع الضوء. لا يمكننا تحديد المادة المظلمة إلا من خلال تفاعلها الثقالي مع كل شيء آخر. مهما كانت المادة المظلمة ، فهي تتجاوز فهمنا الحديث للفيزياء. لكنها لا تزال تمتلك كتلة ، وبالتالي الجاذبية.

لا نعرف حتى الآن ما إذا كانت المادة المظلمة بسيطة أم معقدة. يمكن أن تتكون من نوع واحد فقط من الجسيمات التي تسيطر على الكون ولا تتفاعل حتى مع نفسها. أو يمكن أن تتكون من عدة أنواع من الجسيمات ، مع نفس التنوع الغني الذي نراه في المادة العادية. علاوة على ذلك ، نحن نعرف فقط أربع قوى أساسية للطبيعة: الجاذبية ، والكهرومغناطيسية ، والتفاعل النووي القوي ، والتفاعل النووي الضعيف. ولكن قد تكون هناك قوى إضافية تعمل فقط بين جسيمات المادة المظلمة ولا تؤثر على المادة العادية على الإطلاق.

إن مفهوم جسيمات المادة المظلمة الإضافية والقوى المظلمة ليس بعيد المنال كما قد يبدو. إن فهمنا للفيزياء مبني على التناظرات ، وهي علاقات رياضية عميقة بين الجسيمات. من الممكن وجود تناظرات إضافية في قوانين الطبيعة تجعل المادة المظلمة نظيرًا للمادة العادية ، وأنه لكل نوع من التفاعلات التي يمكن للمادة العادية أن تشارك فيها ، يوجد نظير في القطاع المظلم.

على سبيل المثال ، من المادة العادية يمكننا بناء ذرات بسيطة: بروتون وإلكترون ، متصلان ببعضهما البعض ، بفوتون ، حامل القوة الكهرومغناطيسية ، الذي يتوسط التفاعل. يمكننا أيضًا الحصول على نسخة من نفس بنية المادة المظلمة ، مع بروتون مظلم مرتبط بالإلكترونات المظلمة بواسطة الفوتونات المظلمة: الذرات المظلمة.

تتصرف المادة المظلمة الذرية بشكل مختلف كثيرًا عن المادة المظلمة التي تتكون من جسيم واحد فقط. الأهم من ذلك ، أنه سيكون من الصعب جدًا على المادة المظلمة البسيطة أن تتجمع معًا ، وسوف تفعل ذلك ببطء ، على مدى مئات الملايين من السنين. تتجمع المادة العادية في هذه الكتل الناعمة من المادة المظلمة لتكوين مجرات ، لكنها بخلاف ذلك تعيش حياة منفصلة. ومع ذلك ، يمكن للمادة المظلمة الذرية أن تشكل مجرات الظل الخاصة بها - هياكل شبيهة بالقرص تحاكي حجم وموقع المجرات المرئية.

استخدم فريق من علماء الفيزياء الفلكية هذه الإمكانية المثيرة للاهتمام لنمذجة تطور المجرات ومعرفة الاختلافات الملحوظة التي قد تنشأ. لقد سمحوا للمادة المظلمة الذرية بالتطور وفقًا لقواها الخاصة ، ثم قاموا بالتحقيق في كيفية تأثير هذه الهياكل الجديدة على المجرات المرئية من خلال التنظيم الجديد للجاذبية. لقد نشروا نتائجهم في قاعدة بيانات ما قبل الطباعة على الإنترنت في أبريل arXiv.

وجد الباحثون أنه حتى كمية صغيرة من المادة المظلمة الذرية - 6٪ فقط من كل المادة المظلمة في الكون ، باستثناء الباقي - كافية لتغيير جذري في تطور المجرات. نظرًا لأن المادة المظلمة الذرية قادرة على التفاعل ، فإنها يمكن أن تتكثف بسهولة ، وتفقد الطاقة من خلال انبعاث بعض أشكال الإشعاع المظلم. أظهرت عمليات المحاكاة أن "قرصًا مظلمًا" يظهر بسرعة داخل كل مجرة ​​، يتطابق دورانه بشكل وثيق مع دوران المكونات الطبيعية المرئية.

من هناك ، استمرت المادة المظلمة الذرية في التكثف ، تمامًا كما يتكثف الغاز الطبيعي في السحب وفي النهاية النجوم. في المحاكاة ، شكلت المادة المظلمة الذرية نجومها المظلمة الخاصة بها ويمكن أن تتسبب في تكوين ثقوب سوداء خاصة بها. ثم غرقت هذه الكتل في قلب المجرة ، حيث زادت الكثافة.

الفضاء

بسبب هذه الجاذبية الإضافية ، يتم تسريع تشكل النجوم في قلب المجرات ، مما يؤدي إلى تكوين نجوم أسرع بكثير من المجرات ذات المادة المظلمة البسيطة. استبعدت هذه المحاكاة في الواقع بعض نماذج المادة المظلمة الذرية لأن هذه النماذج تسببت في نفاد المواد الجديدة المكونة للنجوم في مجراتها بسرعة كبيرة.

لكن بعض النماذج نجت من الحدود الحالية للملاحظات ، مما سمح بإمكانية أخرى لوجود المادة المظلمة الذرية. يأمل الباحثون أن تلقي المزيد من الدراسات النظرية والتجريبية الضوء على معقولية هذا الشكل المثير للاهتمام من المادة الغريبة. على سبيل المثال ، نظرًا لأن المادة المظلمة الذرية تتكثف بكفاءة عالية ، فقد نتمكن من اكتشاف كتل كثيفة تشبه النجوم من خلال دراسات الجاذبية الدقيقة في المستقبل باستخدام تلسكوب نانسي جريس الفضائي التابع لناسا في روما.

اقرأ أيضا:

Dzhereloالفضاء
اشتراك
يخطر حول
ضيف

0 التعليقات
المراجعات المضمنة
عرض كل التعليقات
مقالات أخرى
اشترك للحصول على التحديثات

احدث التعليقات

شائع الآن
0
نحن نحب أفكارك، يرجى التعليق.x