المادة المظلمة هي واحدة من أكثر الألغاز ديمومة في الكون. يمكن إدراك وجودها بشكل حدسي من خلال كيفية تأثيرها على الجاذبية ، ومع ذلك لا أحد يعرف بالضبط ما هي ، على الرغم من أنها تمثل 27٪ من إجمالي كتلة الكون وطاقته – أكثر بكثير من 5٪ من الكون المادة “العادية” ، مثل الكواكب والنجوم ، تشمل.
ومع ذلك ، على الرغم من أنهم لا يعرفون نوع الجسيمات التي تشكل المادة المظلمة ، فقد تمكن علماء الفلك من استخدام التلسكوبات لتخمين مكان وجود المادة المظلمة في الكون. ويرجع ذلك إلى حد كبير ، طبقًا لاسمها ، إلى صعوبة ملاحظة المادة المظلمة بشكل مباشر ، لكن لها تأثير جاذبية هائل وكتلة كبيرة أينما كانت تبدو فضفاضة.
يستخدم علماء الفلك الآن هذه البيانات لإنشاء خريطة مفصلة للمادة المظلمة في الكون.
أولاً ، نشر علماء الفلك في جامعة واترلو دراسة قبل أربع سنوات في إشعارات شهرية من الجمعية الفلكية الملكية خريطة خيوط المادة المظلمة الممتدة بين المجرات. ثم في الآونة الأخيرة ، نشر فريق من الباحثين الدوليين خريطة جديدة تم نشرها في مجلة الفيزياء الفلكية.
عادةً ما تحتوي خرائط المادة المظلمة على مجرات بعيدة جدًا عن عنقودنا المجري الفائق المحلي ، وهو جوار المجرات المرتبطة بالجاذبية والتي تشمل مجرة درب التبانة.
قال Donghui Jeong ، الأستاذ المشارك في علم الفلك والفيزياء الفلكية في جامعة ولاية بنسلفانيا: “من المفارقات أنه من الأسهل دراسة توزيع المادة المظلمة إلى أبعد من ذلك بكثير لأنها تعكس ماضًا بعيدًا جدًا ، وهو أقل تعقيدًا بكثير”. إعلان.
كان جيونغ يشير إلى حقيقة أن مراقبة مجرة بعيدة تعني ، بالتعريف ، مراقبة شيء حدث منذ زمن طويل بسبب سرعة الضوء المنخفضة. “بمرور الوقت ، مع تطور الهيكل الواسع النطاق للكون ، ازداد تعقيد الكون ، لذلك أصبح من الصعب بطبيعته إجراء قياسات على المادة المظلمة محليًا.”
كانت المحاولات السابقة لرسم خريطة للمادة المظلمة مرهقة. اعتمد الباحثون في جهودهم الأخيرة على عدد كبير من محاكاة المجرات ، تسمى Illustris-TNG ، والتي تضمنت المجرات والغازات والمواد المرئية الأخرى بالإضافة إلى المادة المظلمة. تم اختيار المجرات المشابهة لمجرة درب التبانة على وجه التحديد في عمليات المحاكاة ؛ على وجه الخصوص ، بيانات 17000 مجرة تقع في غضون 650 مليون سنة ضوئية من مجرة درب التبانة. اعتمد الباحثون على التعلم الآلي لتجميعها معًا وتحقيق نتيجة نبيلة.
هل تريد توصيل المزيد من القصص الصحية والعلمية إلى بريدك الوارد؟ اشترك في النشرة الإخبارية الأسبوعية للبرنامج العالم المبتذل.
قال جيونغ: “عند إعطاء معلومات معينة ، يمكن للنموذج أن يملأ الفجوات بناءً على ما نظر إليه من قبل”. “خريطة نماذجنا لا تتطابق تمامًا مع بيانات المحاكاة ، ولكن لا يزال بإمكاننا إعادة بناء هياكل مفصلة للغاية. لقد وجدنا أن إدراج حركة المجرات – سرعاتها الشعاعية الخاصة – بالإضافة إلى توزيعها قد تحسن بشكل كبير. جودة الخريطة وسمح لنا برؤية هذه التفاصيل.
في الواقع ، فإن جودة الخريطة تفوق بكثير تلك التي تم إنشاؤها في الماضي. كما قال جيونج ، فإن المحاكاة الجديدة تتحسن في التفاصيل الصغيرة. على وجه التحديد ، تسلط الخريطة الضوء على هياكل المنطقة خارج المجرة المعروفة باسم “الورقة المحلية” و “الكتلة المحلية” ، وكلاهما يشتمل على أجزاء من مجرتنا درب التبانة. كما أنه يحدد الهياكل الجديدة التي سيدرسها علماء الفلك أكثر. ومن اللافت للنظر أن الخريطة توضح أيضًا تفاصيل “التدفق” الاتجاهي للمادة المظلمة ، كما هو موضح بواسطة الأسهم.
قال جيونج: “إن وجود خريطة محلية للشبكة الكونية يفتح فصلاً جديدًا في الدراسة الكونية”. “يمكننا دراسة العلاقة بين توزيع المادة المظلمة وبيانات الانبعاث الأخرى ، والتي ستساعدنا على فهم طبيعة المادة المظلمة. ويمكننا مباشرة دراسة هذه الهياكل الخيطية ، هذه الجسور الخفية بين المجرات.”
شدد جيونج على أن الفهم الأفضل لدور المادة المظلمة في كوننا أمر ضروري لوجودنا الحالي والمستقبلي.
قال جيونج: “لأن المادة المظلمة تهيمن على ديناميكيات الكون ، فهي تحدد مصيرنا بشكل أساسي”. “لذلك يمكننا أن نطلب من جهاز كمبيوتر تطوير الخريطة لمليارات السنين لمعرفة ما سيحدث في الكون المحلي. ويمكننا تطوير النموذج بمرور الوقت لفهم تاريخ جوارنا الكوني.”
يمكن الاطلاع على معاينة الخريطة هنا.
