قد تكون الأرض تسبح في محيط من المادة المظلمة – والأمواج في هذا المحيط غير المرئي الذي يصطدم بالطبقة العليا من الغلاف الجوي لكوكبنا قد تولد موجات راديوية قابلة للاكتشاف تسمح لنا أخيرًا بالعثور على هذا المكون بعيد المنال من الكون، وفقًا لبحث نظري جديد.
تشير مجموعة كبيرة من الأدلة الفيزيائية الفلكية والكونية إلى وجود المادة المظلمة، بدءًا من منحنيات الدوران التي لا يمكن تفسيرها لبعض المجرات، وحتى نمو أكبر الهياكل في الكون. محاولات لشرح هذا التنوع الواسع من الملاحظات بصيغ بديلة لـ جاذبية لقد فشلت، لذا فإن الغالبية العظمى من علماء الفلك يعتقدون أن المادة المظلمة هي شكل غير معروف من المادة التي نادرًا ما تتفاعل مع الضوء أو مع المادة العادية.
لكن هذه فكرة واسعة جدًا تشمل الكثير من الاحتمالات. المادة المظلمة يمكن أن تكون مصنوعة من جزيئات ضخمةلكن عمليات البحث عن هذا النوع من الجسيمات كانت فارغة إلى حد كبير. لذا فإن البديل المثير للاهتمام هو أن المادة المظلمة خفيفة بشكل استثنائي، إما في شكل جسيمات نظرية تُعرف باسم “الأكسيونات” أو كشكل غريب من الفوتون الذي يحمل القليل من الكتلة.
مع تلك الخفة المذهلة – أخف بملايين المرات من أخف الجسيمات المعروفة – يمكن للمادة المظلمة أن تتصرف بطرق غريبة جدًا. على وجه الخصوص، بدلًا من الظهور كرصاصات فردية، ستظهر المادة المظلمة تتصرف مثل الأمواج الكبيرة التي تدور حول الكون.
في دراسة حديثة تم نشره على خادم ما قبل الطباعة arXiv، واستكشف الفيزيائيون نماذج للمادة المظلمة فائقة الخفة التي لم تكن مظلمة تمامًا، مما يسمح لها بالتفاعل نادرًا للغاية مع المادة العادية. في معظم الأحيان، بالكاد يتم تسجيل هذه التفاعلات، ولا تنتج أي شيء يمكن اكتشافه. لكن في حالات نادرة، تفاعلت المادة المظلمة والمادة الطبيعية بما يكفي لإنتاج كمية كبيرة من موجات الراديو.
متعلق ب: تشير دراسة جديدة إلى أنه قد يكون هناك كون “مرآة مظلمة” داخل عالمنا حيث فشلت الذرات في التشكل
سيحدث هذا عندما تواجه المادة المظلمة أ بلازما وعندما يصطف تردد موجات المادة المظلمة مع تردد موجات البلازما. وعندما يحدث ذلك، سيحدث رنين، مما يؤدي إلى تضخيم التفاعل وإنتاج إشعاع على شكل موجات راديو، كما اقترحت نماذج الفريق.
الكون ليس غريبًا على البلازما، فكل النجوم تقذف البلازما إلى الفضاء على شكل رياح نجمية، لذلك اكتشف العلماء بالفعل إنتاج موجات الراديو بسبب تفاعل المادة المظلمة مع بيئات مثل الإكليل الشمسي أو الوسط البينجمي. لكن في هذا البحث الجديد، اكتشف العلماء نقطة تفاعل أقرب بكثير إلى الأرض: الغلاف الأيوني لكوكبنا.
الغلاف الأيوني للأرض هو الطبقة الرقيقة والساخنة من الغلاف الجوي العلوي، ويتكون من مجموعة فضفاضة من الجسيمات المتأينة (المشحونة) – البلازما. ومن الطبيعي أن تمر عبره موجات، واكتشف الباحثون أن تلك الموجات يمكن أن تتفاعل مع موجات من المادة المظلمة الافتراضية التي قد تغمر الأرض.
سيكون من الصعب اكتشاف موجات الراديو الناتجة عن هذا التفاعل. لكن الباحثين وجدوا أنه باستخدام هوائي راديو تم ضبطه بعناية للبحث عن تردد معين لموجات الراديو على مدار عام، قد يتمكنون من اكتشاف هذه الموجات.
هذه الفكرة واعدة بشكل خاص لأن الغلاف الأيوني للأرض يقدم مزايا عديدة مقارنة بالمصادر الأخرى للموجات الراديوية الناتجة عن المادة المظلمة. أولاً، يعكس الغلاف الأيوني بشكل طبيعي العديد من موجات الراديو من الفضاء الأعمق، مما يجعله خاليًا نسبيًا من الإشارات الملوثة. ثانيًا، يقع الغلاف الأيوني فوقنا مباشرة، ويسهل الوصول إليه، وهو بالفعل موضع مراقبة ودراسة مستمرة.
إنها لقطة طويلة. هذا الشكل من المادة المظلمة نظري للغاية، وسيستغرق سنوات، إن لم يكن عقودًا، لإتقان تقنية المراقبة للبحث عن موجات الراديو هذه. ولكن إذا نجح الأمر، فسيكون بمثابة منجم ذهب، مما يسمح لنا بدراسة أحد أكثر العناصر غموضًا في الكون الموجودة على عتبة بابنا الكونية.
“متعطش للطعام. طالب. متحمس محترف للزومبي. مبشر شغوف بالإنترنت.”
More Stories
آخر المستجدات بشأن عودة فالكون 9 إلى الطيران يوم السبت
ناسا تقترب من اتخاذ قرار بشأن ما يجب فعله بمركبة ستارلاينر الفضائية المتعثرة من بوينج
اكتشاف بقايا فيروسات عملاقة قديمة يقدم أدلة جديدة حول أصول الحياة المعقدة