رسم العلماء باستخدام بيانات من تلسكوب أتاكاما لعلم الكونيات في تشيلي خريطة مفصلة لتوزيع المادة المظلمة على ربع السماء.
تُظهر الخريطة المناطق التي يمتد توزيعها الكتلي بشكل أساسي بقدر ما يمكننا رؤيته في الوقت المناسب ؛ يستخدم الخلفية الكونية للموجات الدقيقة كخلفية لصورة المادة المظلمة. سيتم تقديم بحث الفريق في علوم المستقبل مع CMB x LSS مؤتمر في كيوتو ، اليابان.
قال عالم الكونيات بليك شيروين: “لقد رسمنا خريطة للمادة المظلمة غير المرئية عبر السماء لأبعد المسافات ، ونرى بوضوح ملامح هذا العالم غير المرئي الذي يمتد مئات الملايين من السنين الضوئية”. جامعة كامبريدج ، في جامعة برينستون يطلق. “يبدو مثل ما تتنبأ به نظرياتنا.”
المادة المظلمة هي مصطلح شامل لما يشكل حوالي 27٪ من الكون ، لكنها لا يمكن ملاحظتها بشكل مباشر. نحن نعلم فقط أنه موجود ، مهما كان ، بسبب آثاره الجاذبية.
يسبر الناس المادة المظلمة من خلال نهجين رئيسيين: التجارب الأرضية والملاحظات العميقة للكون. يوجد العديد من التجارب التي تحاول التعرف على المادة المظلمة وسط بحر من المواد المظلمة المرشحة المقترحة ، والتي تشمل الأكسيونات والجسيمات الضخمة ضعيفة التفاعل (WIMP).
لكن الطريقة الوحيدة لرصد المادة المظلمة هي بطريقة غير مباشرة ، بالطريقة التي تُلاحظ بها آثار الجاذبية على نطاقات كبيرة. أدخل تلسكوب أتاكاما لعلم الكونيات ، والذي تأريخ الكون بدقة أكبر في عام 2021. تعتمد خريطة التلسكوب على أ تم إصدار خريطة المادة للكون في وقت سابق من هذا العام، والتي تم إنتاجها باستخدام بيانات من Dark Energy Survey و South Pole Telescope. أكدت هذه الخريطة التقديرات السابقة لنسبة المادة العادية إلى المادة المظلمة وكشفت أن توزيع المادة كان أقل تكتلًا مما كان يُعتقد سابقًا.
تعالج الخريطة الجديدة القلق المستمر من النسبية العامة لأينشتاين: كيف أن الأجسام الأكثر ضخامة في الكون ، مثل الثقوب السوداء الفائقة الكتلة ، تحني الضوء من مصادر أبعد. أحد هذه المصادر هو الخلفية الكونية الميكروويفأقدم ضوء يمكن اكتشافه ، والذي يشع في أعقاب الانفجار العظيم.
استخدم الباحثون الخلفية بشكل فعال كإضاءة خلفية ، لإلقاء الضوء على المناطق عالية الكثافة في الكون.
قالت سوزان ستاغز: “إنها تشبه إلى حد ما صورة ظلية ، ولكن بدلاً من مجرد وجود اللون الأسود في الصورة الظلية ، يكون لديك نسيج وأجزاء من المادة المظلمة ، مثل الضوء الذي يمر عبر ستارة قماش بها الكثير من العقد والنتوءات”. . ، مدير تلسكوب أتاكاما الكوسمولوجي والفيزيائي في جامعة برنستون ، في بيان الجامعة.
وأضاف ستاغز: “إن صورة CMB الشهيرة باللونين الأزرق والأصفر هي لقطة سريعة لما بدا عليه الكون في حقبة واحدة ، منذ حوالي 13 مليار سنة ، وهي الآن تعطينا معلومات عن جميع الحقب منذ ذلك الحين”.
يشير التحليل الأخير إلى أن المادة المظلمة كانت متكتلة بدرجة كافية لتلائم النموذج القياسي لعلم الكونيات ، والذي يعتمد على نظرية أينشتاين في الجاذبية.
قال إريك باكستر ، عالم الفلك بجامعة هاواي والمؤلف المشارك للبحث الذي نتج عنه خريطة المادة المظلمة لشهر فبراير ، لـ Gizmodo في رسالة بريد إلكتروني أن خريطة فريقه كانت حساسة للانحرافات الحمراء (أي الانزياحات الحمراء القريبة ، في الكون الأحدث). من ناحية أخرى ، تركز الخريطة الجديدة حصريًا على عدسة الخلفية الكونية الميكروية ، مما يعني انزياحًا أحمر أعلى ومقياسًا أكبر.
قال باكستر: “بعبارة أخرى ، فإن قياساتنا وقياسات ACT الجديدة تبحث في جوانب مختلفة (ومكملة) إلى حد ما لتوزيع المادة”. “لذا بدلاً من تناقض نتائجنا السابقة ، قد توفر النتائج الجديدة جزءًا جديدًا مهمًا من اللغز حول التناقضات المحتملة مع نموذجنا الكوني القياسي.”
وأضاف باكستر: “ربما يكون الكون أقل تكتلًا مما كان متوقعًا على المقاييس الصغيرة وفي الآونة الأخيرة (أي النظام الذي تم فحصه من خلال تحليلنا) ، ولكنه يتوافق مع التوقعات في أوقات سابقة وأكبر.”
يجب أن تساعد الأدوات الجديدة في كشف توزيع المادة في الكون. من المتوقع أن يبدأ تلسكوب قادم في مرصد سيمونز في أتاكاما عملياته في عام 2024 وسيرسم خريطة للسماء أسرع بعشر مرات من تلسكوب أتاكاما الكوني ، وفقًا لـ اخرج من برينستون.
مع ال أعظم كاميرا رقمية على الإطلاق ليتم تثبيتها في مرصد Vera Rubin ، أيضًا في Atacama ، إنه وقت مثير للمراصد الأرضية.
المزيد: نظرية المادة المظلمة الجديدة تقول أن “الانفجار الكبير الأسود” خلق الكون الخفي
