تشير العمل النظري الجديد إلى أن المادة المظلمة غير المرئية في الكون قد تدور في مجموعات الغزل التي تربطها عدد لا يحصى من الدوامات الصغيرة.
النتائج التي نشرت في 30 مايو في المجلة المراجعة المادية د، قدم منظورًا جديدًا حول السلوك الغريب للمادة المظلمة “Ultralight” – مادة افتراضية مصنوعة من جزيئات أولية خفيفة للغاية.
في الدراسة الجديدة ، اكتشف الفيزيائيون ما يحدث عندما تدور هالة المادة المظلمة – وهو توقع طبيعي للمجرات الحقيقية ، والتي تدور عادة مع تطورها. استنادًا إلى النمذجة النظرية والمحاكاة التفصيلية ، وجد المؤلفون أن هذه المادة الغريبة يمكن أن تتصرف مثل الفائض الفائق ، وتشكل النوى المستقرة والدورة المربوطة بشبكات دوامة تشبه كثيرًا تلك التي شوهدت في التجارب المعملية.
نوع خاص من المادة المظلمة
على عكس العرض القياسي لـ المادة المظلمة كسحابة من الجزيئات الثقيلة البطيئة التي لا توجد بنية داخلية ، يركز البحث الجديد على المادة المظلمة المصنوعة من جزيئات أخف من مليون كتلة الإلكترون. قد لا تطفو هذه الجسيمات بشكل سلبي في الفضاء. إذا تفاعلوا قليلاً مع بعضهم البعض من خلال قوة مثير للاشمئزاز ، فيمكنهم التصرف أشبه بالسائل الكمومي.
يسمح هذا السلوك الذي يشبه السوائل بتكوين “سوليتونات”-هياكل مدمجة ومتماسكة حيث يتم توازن سحب الجاذبية إلى الداخل بالضغط الخارجي من التفاهات الذاتية.
“Solitons هي حلول كلاسيكية لمعادلات الحركة ،” فيليب براكسوقال فيزيائي نظري في جامعة باريس ساكلي ومؤلف مشارك للدراسة ، لعلم لايف العلوم. “إنها تتوافق مع التوازن الهيدروستاتيكي حيث تتوازن قوة الجاذبية الجذابة من خلال التفاعل الذاتي للجسيمات المثيرة للاشمئزاز ، مثل الشمس إلى حد ما ، والتي هي أيضًا في التوازن الهيدروستاتيكي.”
يمكن أن تتراوح هذه solitons من حجم النجوم إلى المجرات بأكملها ، اعتمادًا على الكتلة غير المعروفة لجسيم المادة المظلمة. في الحالات الأكبر ، يمكن أن يساعدوا في شرح سبب ظهور مراكز المجرات بشكل أقل كثافة مع المادة المظلمة مما كان متوقعًا-وهي قضية طويلة الأمد في علم الكونيات.
من السحب الغزل إلى شاشات الدوامة
قام الباحثون بمحاكاة ما يحدث عندما تدور غيوم هذه المادة المظلمة غير العادية. كانت النتيجة مفاجئة: بدلاً من الدوران بسلاسة مثل إعصار أو كرة صلبة ، طورت Solitons شبكة داخلية من الدوامات المجهرية.
“عندما تكون الظروف الأولية بحيث تدور سحابة المادة المظلمة ، فإن النتيجة النهائية هي سوليتون دوار في وسط الهالة المنهارة” ، قال مؤلف مشارك في الدراسة “. يصب باتريك، أيضا من Université Paris-Saclay. “يظهر هذا السوليتون شكلًا مفلسًا محاذاة مع محور الدوران الأولي ، ويعرض دوران جسم صلب يدعمه الدوامات الكمية.”
هذه الدوامات ليست مثل الرياح الدوارة أو الدوامات في الماء. بدلاً من ذلك ، فهي تشبه خطوط الدوامة الكمية التي تظهر في فائض فائقة مثل الهيليوم السائل ، حيث يدور السائل ليس ككل ولكن من خلال مجموعة من خيوط الغزل المنفصلة. في وسط كل دوامة ، تنخفض كثافة المادة المظلمة إلى الصفر ، وتُحجم الدوامات معًا إلى نمط منتظم يشبه الشبكة.
وقال فالاجياس: “تُظهر عمليات المحاكاة لدينا أن خطوط الدوامة هذه تتوافق مع الزخم الزاوي الكلي وتتبع المدارات الدائرية داخل سوليتون”. “لا يشبه الدوران رياحًا ناعمة ، ولكنها أشبه بجماعة من الأعاصير المجهرية مرتبة في نمط بلوري.”
إحدى الأفكار المثيرة للاهتمام التي أثارها الباحثون هي ما إذا كانت هذه هياكل دوامة صغيرة لها آثار على المقاييس الأكبر بكثير. على وجه الخصوص ، تكهنوا بأن بعض خطوط الدوامة قد تمتد إلى ما وراء هالة واحدة ، وتوصيل المجرات من خلال خيوط شاسعة من ويب كوني -الأوتار العملاقة للمادة المظلمة التي تشكل هيكل الكون على نطاق واسع.
“في هذه المرحلة ، فإن فكرة أن بعض خطوط دوامة يمكن أن تنضم إلى هالات مختلفة من خلال خيوط الويب الكوني هي فرضية” ، أشار براكس. إذا كان هذا صحيحًا ، فقد يعني ذلك أن التأثيرات الكمومية في المادة المظلمة تؤثر بمهارة على كيفية محاذاة المجرات وتتحرك داخل هذه الخيوط الهائلة.
سيكون اكتشاف مثل هذه الهياكل دوامة أمرًا صعبًا. نظرًا لأن المادة المظلمة لا تنبعث منها أو تمتص الضوء ، لا يمكن للعلماء سوى استنتاج وجودها من تأثيرها الجاذبية على المادة المرئية مثل النجوم والغاز.
ومع ذلك ، قد تكون هناك طرق لإلقاء نظرة على آثارها. وقال براكس: “ترتبط هذه الدوامات مع الحوض في كثافة المادة المظلمة”. “على هذا النحو ، فإنها تطور ميزات مميزة في إمكانات الجاذبية ، والتي قد تؤثر على مدارات النجوم أو السحب الغازية في المجرات مثل درب التبانة“
في سيناريوهات أكثر المضاربة ، إذا تفاعلت المادة المظلمة بشكل ضعيف مع المادة العادية أو الضوء ، فقد تترك الدوامات بصمات أصابع مباشرة – ولكن في الوقت الحالي ، لا يزال هذا سؤالًا مفتوحًا.
يخطط الفريق للتحقيق فيما إذا كان يمكن اكتشاف شاشات الدوامة المتوقعة من خلال الملاحظات الفلكية وما إذا كانت تتصل حقًا بالخيوط الكونية التي تمتد عبر الفضاء.
في الوقت الحالي ، تظل هذه الدوامات الشبحية غير مرئية – ولكن كنظرية وتقدم في التكنولوجيا ، قد يجد العلماء أن الكون لا يمتلئ فقط بالمادة غير المرئية ولكن منسوجة مع أنماط من الخيوط الكمومية الغزل.
نشر لأول مرة على: www.livescience.com
تاريخ النشر: 2025-06-19 21:03:00
الكاتب: andrew.l.feldman@gmail.com (Andrey Feldman)
تم اقتباس هذا الخبر من المصدر التالي:
www.livescience.com
وقد نُشر الخبر لأول مرة بتاريخ: 2025-06-19 21:03:00
يود موقع “بتوقيت بيروت” التوضيح أن الآراء والمعلومات الواردة في هذا الخبر لا تعبّر بالضرورة عن موقف الموقع، وتبقى المسؤولية الكاملة على عاتق المصدر الأصلي.
ملاحظة: قد يتم أحيانًا اعتماد الترجمة التلقائية عبر خدمة Google لتوفير هذا المحتوى.
ظهرت المقالة قد تكون “حزمة من الأعاصير المجهرية” قد أعطت الكون هيكله ، وتلميحات دراسة جديدة أولاً على بتوقيت بيروت | اخبار لبنان والعالم لحظة بلحظة 24/24 تابعونا.
