ماذا لو كان عالم المادة المظلمة مرآةً لعالمنا، مع مجموعة فقط من القواعد المكسورة؟ تشير نظرية جديدة إلى أن هذا يمكن أن يفسر سبب ظهور المادة المظلمة بكثرة ولكنها غير مرئية.
المادة السوداء هي المادة الغامضة وغير المعروفة التي يبدو أنها تشكل معظم كتلة الكون بأكملها؛ لكل 2 رطل (1 كيلوجرام) من المادة العادية، هناك حوالي 10 رطل (5 كجم) من المادة المظلمة. لا يتفاعل مع الضوء أو المادة العادية. الطريقة الوحيدة التي يمكن للعلماء اكتشافها هي من خلال تأثير الجاذبية الخفيف على المادة الطبيعية، مثل حركات النجوم في المجرات وحركة النجوم. نمو الهياكل الكبيرة جدا في الزمن الكوني.
قد يكون من السهل الاعتقاد أنه نظرًا لأن المادة والمادة المظلمة تعملان وفقًا لقواعد مختلفة، فإن أحدهما سيهيمن تمامًا على الآخر. ولكن على الرغم من اختلاف خصائصهما، فإن كميات المادة العادية والمادة المظلمة لا تزال ضمن نفس النطاق. يبدو الأمر وكأنه صدفة غريبة. ولتفسير ذلك، اقترح العلماء أنه قد يكون هناك نوع من العلاقة الخفية بينهما. لقد نشروا أبحاثهم 22 يناير في المجلة المطبوعة arXiv.
وافترض الباحثون أن لكل تفاعل فيزيائي في المادة الطبيعية، هناك مرآة في عالم المادة المظلمة. ووفقا للباحثين، يعد هذا نوعا جديدا من التناظر في الطبيعة، يربط بين العوالم الطبيعية وعوالم المادة المظلمة.
سيساعد هذا التناظر في تفسير سبب تواجد المادة المظلمة والمادة العادية بنفس الوفرة تقريبًا.
متعلق ب: تشير دراسة نظرية جديدة إلى أن عالمنا يندمج مع “الأكوان الناشئة”، مما يؤدي إلى توسعه
ويشير الباحثون في المقال إلى مصادفة غريبة أخرى. في فيزياء المادة العادية، يمتلك النيوترون والبروتون نفس الكتلة تقريبًا، مما يسمح لهما بالترابط وتكوين ذرات مستقرة. إذا كان البروتون أثقل قليلاً، فإنه سيكون غير مستقر تمامًا وسوف يتفكك في دقائق معدودة فقط، مما يجعل من المستحيل على الذرات أن تتشكل. وفي هذا السيناريو الخيالي، سينتهي الكون ببحر من النيوترونات العائمة.
يقترح الباحثون أن هذا الكون الخيالي المكسور ربما يكون حقيقة في النسخة المرآة من المادة المظلمة لكوننا. أدى مزيج معين من الفيزياء إلى أن يكون للبروتون نفس كتلة النيوترون تقريبًا؛ ربما في مرآة المادة المظلمة، لعب هذا المزيج من الفيزياء بشكل مختلف، مما تسبب في تبخر “البروتون المظلم” وترك وراءه بحرًا من “النيوترونات المظلمة” – ما نسميه المادة المظلمة.
على الرغم من أن نموذج المرآة المقترح هذا يسمح بإمكانية التفاعلات الغنية بين جزيئات المادة المظلمة – الذرات المظلمة والكيمياء المظلمة و الجدول الدوري المظلم للعناصر المظلمة – لاحظ الباحثون أنه لا يمكن أن يكون هناك الكثير من التفاعل. إذا تفاعلت المادة المظلمة كثيرًا مع نفسها، فإنها ستميل إلى التجمع معًا أكثر بكثير مما يعتقد العلماء. ولذلك يجب أن تكون معظم المادة المظلمة بسيطة نسبيًا: بحر من الجسيمات المحايدة العائمة بحرية.
هذه التفاعلات الإضافية، التي ستكون بمثابة مرآة مظلمة لعالمنا الكيميائي، يمكن أن تسمح لعلماء المستقبل باختبار هذه النظرية. في بداية الكون، خضعت المادة الطبيعية للتخليق النووي، عندما تشكلت العناصر الأولى في البلازما النووية. إذا كانت هذه الفكرة الجديدة صحيحة، فهذا يعني أن عملية التخليق النووي المرآتي قد حدثت أيضًا في المادة المظلمة. في هذه البدايات الفوضوية، ربما تكون القنوات قد انفتحت بين العالمين، مما سمح لهما بالتأثير على بعضهما البعض.
من خلال قياس معدل تكوين العناصر بعناية – وهو ما يأمل الجيل القادم من المراصد الكونية أن يفعله – قد يتمكن العلماء من العثور على دليل على إحدى هذه القنوات والحصول على نظرة ثاقبة للكون المرآة المظلمة.
