ال الانفجار العظيم ربما كان مصحوبًا بظل ، الانفجار الكبير “المظلم” الذي غمر الكون بالغموض مادة سوداء، اقترح علماء الكونيات في دراسة جديدة. وقد نتمكن من رؤية دليل على حدوث ذلك من خلال دراسة التموجات في نسيج الزمكان.
بعد ل الانفجار العظيميعتقد معظم علماء الكونيات ، أن الكون شهد فترة من التوسع السريع والملحوظ في لحظاته الأولى ، والمعروفة باسم التضخم. لا أحد يعرف سبب التضخملكن من الضروري شرح مجموعة متنوعة من الملاحظات ، مثل المتطرفة التسطيح الهندسي للكون على نطاق واسع.
من المفترض أن التضخم كان مدفوعًا بمجال كمي غريب ، وهو كيان أساسي يسود كل الزمكان. عندما انتهى التضخم ، تحلل هذا المجال إلى وابل من الجسيمات والإشعاع ، مما أدى إلى “الانفجار الكبير الساخن” الذي يربطه الفيزيائيون عادة ببداية الكون. ستستمر هذه الجسيمات في الالتحام في الذرات المبكرة عندما كان عمر الكون حوالي 12 دقيقة – وبعد مئات الملايين من السنين – سيبدأ في التجمع معًا في النجوم والمجرات.
لكن هناك عنصر آخر في المزيج الكوني: مادة سوداء. مرة أخرى ، لا يعرف علماء الكونيات ما هي المادة المظلمة ، لكنهم يرون دليلاً على وجودها من خلال تأثير الجاذبية على المادة العادية.
في أبسط النماذج ، أدت نهاية التضخم والانفجار العظيم الساخن الذي تلاه أيضًا إلى إغراق الكون بالمادة المظلمة ، والتي تطورت على مسار مستقل. لكن هذا الافتراض تم إجراؤه ببساطة من أجل البساطة ، كما اقترح عالمان كوزمولوجيان في ورقة بحثية في فبراير بناءً على قاعدة بيانات ما قبل الطباعة. arXiv (يفتح في علامة تبويب جديدة). لا يرى العلماء أي دليل على وجود المادة المظلمة إلا في وقت متأخر من تطور الكون ، بعد أن كان لدى الأشياء المراوغة الوقت الكافي لممارسة تأثير الجاذبية ، لذلك ليس من الضروري أن تملأ الكون في الانفجار الكبير الساخن بالتوازي مع الطبيعي. موضوع. ويقول الباحثون أيضًا ، نظرًا لأن المادة المظلمة لا تتفاعل مع المادة العادية ، فقد يكون لها الانفجار الكبير “المظلم” الخاص بها.
الانفجار الأسود الكبير
اكتشف الباحثون في ورقتهم كيف سيبدو الانفجار العظيم المظلم. أولاً ، افترضوا وجود مجال كمي جديد – ما يسمى بـ “المجال المظلم” ، وهو ضروري للسماح للمادة المظلمة بالتشكل بشكل مستقل تمامًا.
في هذا السيناريو الجديد ، يبدأ الانفجار العظيم المظلم فقط بعد أن ينحسر التضخم ويتمدد الكون ويبرد بدرجة كافية لإجبار المجال المظلم على الانتقال الطوري الخاص به ، حيث يتحول إلى جزيئات .. من المادة المظلمة.
وجد الباحثون أن الانفجار العظيم المظلم كان عليه أن يطيع بعض القيود ؛ إذا كان مبكرًا جدًا ، فسيكون هناك الكثير من المادة المظلمة اليوم ، وإذا فات الأوان ، سيكون هناك القليل جدًا. ولكن إذا حدث الانفجار العظيم المظلم عندما كان عمر الكون أقل من شهر ، فقد يتفق مع جميع الملاحظات المعروفة.
تقديم Dark Big Bang له مزايا عديدة. أولاً ، إنها تتطابق مع ما يعرفه العلماء عن المادة المظلمة: إذا لم تتفاعل مع المادة العادية ، فلا يوجد سبب لضرورة مشاركتهم في أصل مشترك. ثانيًا ، يسمح للباحثين بإنشاء نماذج للمادة المظلمة دون الحاجة إلى القلق بشأن كيفية تأثيرها على سلوك المادة الطبيعية في الأوقات المبكرة جدًا ، مما يمنح العلماء مرونة أكبر في إنشاء النماذج.
ولكن الأهم من ذلك ، وجد الباحثون أن الانفجار العظيم المظلم ينتج عنه إشارة غريبة في موجات الجاذبية ، والتي هي تموجات في الزمكان والتي لا تزال تدور حول الكون حتى يومنا هذا. هذا يعني أن النظرية يمكن أن تكون قابلة للاختبار في يوم من الأيام.
يعترف الباحثون بأن تجارب الموجات الثقالية الحالية تفتقر إلى الحساسية اللازمة للعثور على بصمات الانفجار العظيم المظلم. لكن هناك مسبارًا آخر لموجة جاذبية يستخدم المسافات إلى النجوم النابضة البعيدة ، والمعروفة باسم مصفوفات توقيت النجوم النابضة مثل تجربة NANOGrav (يفتح في علامة تبويب جديدة)قد تفعل الحيلة.
