المادة المظلمة غير موجودة وعمر الكون 27 مليار سنة • Earth.com

يتألف نسيج الكون، كما نفهمه حاليًا، من ثلاثة مكونات أساسية: “المادة العادية”، و”الطاقة المظلمة”، و”المادة المظلمة”. ومع ذلك، فإن الأبحاث الجديدة تقلب هذا النموذج الراسخ رأسًا على عقب.

دراسة حديثة أجراها جامعة أوتاوا يقدم أدلة دامغة تتحدى النموذج التقليدي للكون، مما يشير إلى أنه قد لا يكون هناك مكان للمادة المظلمة داخله.

جوهر نموذج CCC + TL الجديد

المادة المظلمة، مصطلح يستخدم في علم الكونيات، يشير إلى المادة المراوغة التي لا تتفاعل مع الضوء أو المجالات الكهرومغناطيسية ولا يمكن التعرف عليها إلا من خلال تأثيرات الجاذبية.

على الرغم من طبيعتها الغامضة، فقد كانت المادة المظلمة عنصرًا أساسيًا في تفسير سلوك المجرات والنجوم والكواكب.

وفي قلب هذا البحث يقع راجيندرا جوبتا، أستاذ الفيزياء المتميز بكلية العلوم. يتضمن نهج جوبتا المبتكر دمج نموذجين نظريين: ثوابت الاقتران المتغيرة (سي سي سي) و”الضوء المتعب” (ليرة تركية)، والمعروفين معًا باسم نموذج CCC+TL.

يستكشف هذا النموذج فكرة أن قوى الطبيعة تتضاءل مع مرور الوقت الكوني وأن الضوء يفقد طاقته على مسافات شاسعة.

وقد تم اختبار هذه النظرية بدقة وتتوافق مع الملاحظات الفلكية المختلفة، بما في ذلك توزيع المجرات وتطور الضوء من الكون المبكر.

عواقب الكون الخالي من المادة المظلمة

يتحدى هذا الاكتشاف الفهم التقليدي بأن المادة المظلمة تشكل حوالي 27% من الكون، وتشكل المادة العادية أقل من 5% والباقي عبارة عن طاقة مظلمة، بينما يعيد أيضًا تحديد وجهة نظرنا حول عمر الكون وتوسعه.

يوضح غوبتا: “تؤكد نتائج الدراسة عملنا السابق، الذي اقترح أن عمر الكون هو 26.7 مليار سنة، مما ينفي ضرورة وجود المادة المظلمة”.

وتابع: “على عكس النظريات الكونية القياسية التي تنسب التوسع المتسارع للكون إلى الطاقة المظلمة، تشير النتائج التي توصلنا إليها إلى أن هذا التوسع يرجع إلى قوى الطبيعة الضعيفة، وليس الطاقة المظلمة”.

العلم وراء اكتشاف غوبتا

جزء لا يتجزأ من بحث غوبتا يتضمن تحليل “الانزياحات الحمراء“، وهي ظاهرة يتحول فيها الضوء نحو الجزء الأحمر من الطيف.

من خلال فحص البيانات المتعلقة بتوزيع المجرات عند الانزياحات الحمراء المنخفضة والحجم الزاوي للأفق الصوتي عند الانزياحات الحمراء العالية، يقدم غوبتا حجة مقنعة ضد وجود المادة المظلمة، مع الحفاظ على اتساقها مع الملاحظات الكونية الرئيسية.

ويختتم غوبتا بثقة قائلاً: “هناك العديد من الأوراق البحثية التي تشكك في وجود المادة المظلمة، لكن بحثي هو الأول، على حد علمي، الذي يلغي وجودها الكوني بينما يتوافق مع الملاحظات الكونية الرئيسية التي كان لدينا الوقت لتأكيدها”.

التداعيات والتوجهات المستقبلية

باختصار، يتحدى البحث المبتكر الذي أجراه راجندرا غوبتا بشكل أساسي النموذج الكوني السائد من خلال اقتراح كون دون الحاجة إلى المادة المظلمة.

من خلال دمج ثوابت الاقتران المتغيرة ونظريات الضوء المتعبة، لا يتحدى جوبتا الفهم التقليدي للتركيب الكوني فحسب، بل يقدم أيضًا منظورًا جديدًا حول توسع الكون وعمره.

تدعو هذه الدراسة المحورية المجتمع العلمي إلى إعادة النظر في المعتقدات القديمة حول المادة المظلمة وتطرح طرقًا جديدة ومثيرة لفهم القوى والخصائص الأساسية للكون.

من خلال التحليل الدؤوب والنهج الجريء، يمثل عمل غوبتا خطوة مهمة إلى الأمام في سعينا لفك أسرار الكون.

المزيد عن المادة المظلمة

كما نوقش أعلاه، تظل المادة المظلمة واحدة من أكثر الجوانب غموضًا في كوننا. على الرغم من كونها غير مرئية وحقيقة أنها لا تبعث أو تمتص أو تعكس الضوء، إلا أن المادة المظلمة تلعب دورًا حاسمًا في الكون.

العديد من العلماء، على الرغم من أنه ليس راجندرا جوبتا بالتأكيد، يستنتجون وجوده من تأثيرات الجاذبية التي يمارسها على المادة المرئية، والإشعاع، والبنية واسعة النطاق للكون.

أساس نظرية المادة المظلمة

نشأت نظرية المادة المظلمة من التناقضات بين الكتلة المرصودة للأجسام الفلكية الكبيرة وكتلتها المحسوبة بناءً على تأثيرات جاذبيتها.

في ثلاثينيات القرن العشرين، كان عالم الفلك فريتز زويكي من بين أول من اقترح أن المادة غير المرئية يمكن أن تفسر الكتلة “المفقودة” في الكون. مجموعة الغيبوبة من المجرات.

ومنذ ذلك الحين، استمرت الأدلة في التزايد، بما في ذلك منحنيات دوران المجرات التي تشير إلى وجود كتلة أكبر بكثير مما يمكن تفسيره بواسطة المادة المرئية وحدها.

دور في الكون

ويُعتقد أن المادة المظلمة تشكل حوالي 27% من إجمالي كتلة الكون وطاقته. على عكس المادة العادية، فإن المادة المظلمة لا تتفاعل مع القوة الكهرومغناطيسية، مما يعني أنها لا تمتص الضوء أو تعكسه أو تنبعث منه، مما يجعل من الصعب للغاية اكتشافها مباشرة.

يتم الاستدلال على وجوده من خلال تأثيرات الجاذبية على المادة المرئية، وانحناء الضوء (عدسة الجاذبية)، وتأثيره على إشعاع الخلفية الكونية الميكروي.

البحث بعيد المنال

لقد طور العلماء عدة طرق مبتكرة للكشف عن المادة المظلمة بشكل غير مباشر. تهدف التجارب مثل تلك التي يتم إجراؤها باستخدام أجهزة كشف الجسيمات تحت الأرض والتلسكوبات الفضائية إلى مراقبة المنتجات الثانوية لتفاعلات المادة المظلمة أو الفناء.

مصادم الهادرونات الكبير (LHC) في CERN يبحث أيضًا عن علامات وجود جسيمات المادة المظلمة في تصادمات الجسيمات عالية الطاقة. وعلى الرغم من هذه الجهود، لم يتم اكتشاف المادة المظلمة بشكل مباشر بعد، مما يجعلها واحدة من أهم التحديات في الفيزياء الحديثة.

مستقبل أبحاث المادة المظلمة

يستمر السعي لفهم المادة المظلمة في دفع التقدم في الفيزياء الفلكية وفيزياء الجسيمات. وقد تكشف الملاحظات والتجارب المستقبلية طبيعة المادة المظلمة، مما يلقي الضوء على هذا اللغز الكوني.

مع تقدم التكنولوجيا، الأمل هو اكتشاف جسيمات المادة المظلمة بشكل مباشر أو العثور على أدلة جديدة يمكن أن تؤكد أو تتحدى نظرياتنا الحالية حول تكوين الكون.

في جوهرها، تؤكد نظرية المادة المظلمة سعينا لفهم مكونات الكون الشاسعة وغير المرئية. إن حلها لديه القدرة على إحداث ثورة في فهمنا للكون، من أصغر الجسيمات إلى أكبر الهياكل في الكون.

المزيد عن نموذج CCC+TL

كما ذكر أعلاه كعنصر رئيسي في بحث غوبتا، هناك مفهومان مثيران للاهتمام، ثوابت الاقتران المتغير (CCC) ونموذج “الضوء المتعب” (TL)، وقد استحوذا على خيال العلماء وعلماء الفلك على حد سواء. في الآونة الأخيرة، تم دمج هاتين النظريتين في إطار جديد يعرف باسم نموذج CCC + TL.

أسس CCC+TL

ثوابت الاقتران المتغيرة (CCC)

تفترض نظرية ثوابت الاقتران المتغير أن الثوابت الأساسية للطبيعة، التي تحدد شدة القوى بين الجسيمات، ليست ثابتة ولكنها تختلف عبر الكون.

يمكن أن يكون لهذا الاختلاف آثار عميقة على القوانين الفيزيائية كما نعرفها، مما يؤثر على كل شيء بدءًا من الهياكل الذرية وحتى سلوك المجرات.

نموذج “الضوء المتعب” (TL).

ومن ناحية أخرى، يقدم نموذج “الضوء المتعب” تفسيرا جذريا للانزياح نحو الأحمر المرصود في الضوء القادم من المجرات البعيدة.

بدلًا من أن نعزو هذا الانزياح نحو الأحمر إلى توسع الكون، كما تفعل نظرية الانفجار الكبير، يقترح نموذج TL أن الضوء يفقد طاقته – وبالتالي ينحرف نحو الطرف الأحمر من الطيف – أثناء انتقاله عبر الفضاء.

يمكن أن يكون فقدان الطاقة هذا بسبب التفاعلات مع الجسيمات أو المجالات، مما يتسبب في “تعب” الضوء على مسافات شاسعة.

دمج CCC وTL

يمثل نموذج CCC+TL محاولة طموحة لدمج هاتين النظريتين في إطار متماسك. ومن خلال القيام بذلك، فإنه يهدف إلى تقديم رؤى جديدة حول سلوك الكون على نطاقات واسعة وعلى مدى فترات زمنية هائلة.

الآثار المترتبة على علم الكونيات

إن دمج CCC وTL في نموذج واحد له آثار بعيدة المدى على علم الكونيات. إنه يتحدى الفهم التقليدي للتوسع الكوني وثبات القوانين الفيزيائية عبر الكون.

إذا كان نموذج CCC+TL صحيحًا، فقد يؤدي ذلك إلى نقلة نوعية في كيفية تفسيرنا للظواهر الكونية، بدءًا من إشعاع الخلفية الكونية الميكروي وحتى تكوين المجرات وتطورها.

التحديات والانتقادات المحتملة

كما هو الحال مع أي نظرية رائدة، يواجه نموذج CCC+TL شكوكًا وتحديات من المجتمع العلمي. يرى النقاد أن هناك أدلة قوية تدعم ثبات الثوابت الفيزيائية وتوسع الكون وفقًا لنموذج الانفجار الكبير.

بالإضافة إلى ذلك، يجب أن يتعامل نموذج CCC + TL مع عدم وجود أدلة رصدية مباشرة لثوابت الاقتران المتغيرة أو الآليات الكامنة وراء “الضوء المتعب”.

الآفاق المستقبلية والأبحاث حول CCC+TL

على الرغم من هذه التحديات، يفتح نموذج CCC+TL آفاقًا جديدة للبحث والاستكشاف. ويعكف العلماء على دراسة الأسس النظرية للنموذج، بالإضافة إلى تصميم تجارب وملاحظات لاختبار تنبؤاته.

البحث عن الأدلة

أحد نقاط التركيز الرئيسية هو تحديد الأدلة التجريبية التي يمكن أن تدعم أو تدحض الثوابت المتغيرة وآليات فقدان الطاقة التي يقترحها النموذج.

يتضمن ذلك قياسات دقيقة لخلفية الموجات الكونية الميكروية، ودراسات المستعرات الأعظمية البعيدة، والبحث عن الاختلافات في الثوابت الأساسية عبر مناطق مختلفة من الكون.

دور التكنولوجيا المتقدمة في CCC+TL

يلعب التقدم في التكنولوجيا، وخاصة في التلسكوبات وأجهزة الكشف، دورًا حاسمًا في اختبار نموذج CCC+TL.

تمكن هذه الأدوات علماء الفلك من مراقبة الكون بتفاصيل وحساسية غير مسبوقة، ومن المحتمل أن تكشف عن ظواهر يمكن أن تدعم النموذج أو تتحدىه.

باختصار، يمثل نموذج CCC+TL مفترق طرق جريئًا بين نظريتين غير تقليديتين، مما يوفر منظورًا جديدًا حول طريقة عمل الكون.

وعلى الرغم من أنها تواجه تحديات كبيرة، إلا أن استكشافها يعد شهادة على الطبيعة الديناميكية والمتطورة باستمرار للأبحاث الكونية.

ومع تحسن أدواتنا وفهمنا، سيتحسن أيضًا فهمنا لأسرار الكون الأكثر عمقًا، ربما مع نموذج CCC + TL الذي يرشدنا إلى الطريق.

تم نشر الدراسة الكاملة في مجلة الفيزياء الفلكية.

—–

مثل ما قرأت؟ اشترك في النشرة الإخبارية لدينا للحصول على مقالات جذابة ومحتوى حصري وآخر التحديثات.

تفضل بزيارتنا على EarthSnap، وهو تطبيق مجاني يقدمه لك Eric Ralls وEarth.com.

—–