لقد وجد العلماء دليلاً على أن المادة المظلمة لا يمكن أن تلعب وفقًا للقواعد

قد تساعد التفاعلات المحتملة بين المادة المظلمة والنيوترينوات في تفسير عدم التطابق المستمر في كيفية تطور البنية الكونية.

كل شيء مرئي، من النجوم والكواكب والغاز والمجرات، لا يمثل سوى جزء صغير من الكون. تهيمن المادة المظلمة ومكونات أخرى غير مرئية على معظم الكون، ولا يزال العلماء يحاولون فهمها. الآن، الباحثون في جامعة شيفيلد لقد وجدوا أدلة على أن اثنين من هذه المكونات المخفية، المادة المظلمة والنيوترينوات، قد يتفاعلان مع بعضهما البعض، مما يشير إلى فيزياء جديدة تتجاوز النموذج الكوني القياسي.

تشكل المادة المظلمة حوالي 85% من المادة الموجودة في الكون، ومع ذلك لم يتم اكتشافها بشكل مباشر. وبدلا من ذلك، يستنتج علماء الفلك وجودها من قوة الجاذبية التي تمارسها على المجرات وعناقيد المجرات. النيوترينوات عبارة عن جسيمات خفيفة للغاية نادرًا ما تتفاعل مع المادة، مما يسمح للمليارات بالمرور عبر كل سنتيمتر مربع من الأرض كل ثانية دون أن يلاحظها أحد تقريبًا.

الجسيمات المخفية تتحدى النظرية القياسية

النموذج القياسي لعلم الكونيات (Lambda-CDM)، المتجذر في النظرية النسبية العامة لأينشتاين، يتعامل مع المادة المظلمة والنيوترينوات كمكونات مستقلة للكون. وفي هذا الإطار، لا يتفاعلون مع بعضهم البعض.

أعمال جامعة شيفيلد، المنشورة في علم الفلك الطبيعة، يشير إلى صدع محتمل في هذا الافتراض. ويجد التحليل علامات على احتمال تفاعل المادة المظلمة والنيوترينوات، مما قد يوفر طريقة جديدة لدراسة أجزاء من الكون لا يمكن رؤيتها مباشرة.

وللبحث عن تلك الإشارة، قارن الباحثون الملاحظات من فترات مختلفة في التاريخ الكوني. وهذا مهم لأن التفاعل بين المادة المظلمة والنيوترينوات لن يؤثر فقط على الجسيمات غير المرئية. ويمكن أيضًا أن يترك آثارًا على كيفية تشكل المجرات وغيرها من الهياكل الكبيرة بمرور الوقت.

الأدلة تمتد عبر التاريخ الكوني

تغطي البيانات تاريخ الكون:

• جاءت بيانات الكون المبكرة من مصدرين رئيسيين: تلسكوب أتاكاما لعلم الكونيات الأرضي عالي الحساسية (ACT)، وتلسكوب بلانك، وهو مرصد فضائي يديره الكون. وكالة الفضاء الأوروبية (وكالة الفضاء الأوروبية) من عام 2009 إلى عام 2013. وقد تم تصميم كلاهما لقياس الشفق الخافت للشفق. الانفجار العظيم.
• جاءت بيانات الكون اللاحقة من كتالوج كبير من الملاحظات الفلكية التي تم إجراؤها باستخدام كاميرا الطاقة المظلمة الموجودة على تلسكوب فيكتور إم بلانكو في تشيلي، بالإضافة إلى خرائط المجرات من مسح سلون الرقمي للسماء.

لا يزال التكتل الكوني محيرًا

وقالت المؤلفة المشاركة في الدراسة الدكتورة إليونورا دي فالنتينو، وهي زميلة أبحاث أولى في جامعة شيفيلد: “كلما فهمنا المادة المظلمة بشكل أفضل، اكتسبنا المزيد من المعرفة حول كيفية تطور الكون وكيفية ارتباط مكوناته المختلفة. تعالج نتائجنا لغزًا طويل الأمد في علم الكونيات. تتنبأ قياسات الكون المبكر بأن الهياكل الكونية يجب أن تنمو بقوة أكبر بمرور الوقت مما نلاحظه اليوم”.

وتتابع قائلة: “ومع ذلك، تشير ملاحظات الكون الحديث إلى أن المادة أقل تكتلًا قليلًا مما كان متوقعًا، مما يشير إلى عدم تطابق بسيط بين القياسات المبكرة والمتأخرة. ولا يعني هذا التوتر أن النموذج الكوني القياسي خاطئ، لكنه قد يشير إلى أنه غير مكتمل”.

وتختتم قائلة: “تظهر دراستنا أن التفاعلات بين المادة المظلمة والنيوترينوات يمكن أن تساعد في تفسير هذا الاختلاف، مما يوفر نظرة جديدة حول كيفية تشكل البنية في الكون”.

يمكن للاستطلاعات المستقبلية أن تختبر ذلك

الاختبار التالي سيأتي من خلال ملاحظات أكثر دقة. يمكن أن تساعد التلسكوبات المستقبلية وتجارب الخلفية الكونية الميكروية (CMB) ومسوحات العدسات الضعيفة في تحديد ما إذا كان التفاعل المحتمل حقيقيًا. تستخدم العدسة الضعيفة تشوهات صغيرة في الضوء القادم من المجرات البعيدة لرسم خريطة لأماكن انتشار الكتلة في جميع أنحاء الكون، بما في ذلك الكتلة التي لا يمكن رؤيتها.

وقال الدكتور ويليام جياري، المؤلف المشارك للدراسة وباحث ما بعد الدكتوراه السابق في جامعة شيفيلد، ومقرها الآن جامعة هاواي: “إذا تم تأكيد هذا التفاعل بين المادة المظلمة والنيوترينوات، فسيكون ذلك بمثابة اختراق جوهري.

“لن يلقي هذا ضوءًا جديدًا على عدم التطابق المستمر بين المسابر الكونية المختلفة فحسب، بل سيوفر أيضًا لعلماء فيزياء الجسيمات اتجاهًا ملموسًا، مما يشير إلى الخصائص التي يجب البحث عنها في التجارب المعملية للمساعدة في كشف الطبيعة الحقيقية للمادة المظلمة.”

المرجع: “حل لتوتر S8 من خلال تفاعلات النيوترينو والمادة المظلمة” بقلم لي زو، ووليام جياري، وتشي تشانغ، وإليونورا دي فالنتينو، ويوي لين سمينج تساي، وسيباستيان تروجانوفسكي، 2 يناير 2026، علم الفلك الطبيعة.
دوى: 10.1038/s41550-025-02733-1

يتم دعم هذا العمل من قبل البرنامج الوطني للبحث والتطوير الرئيسي في الصين (المنحة رقم 2022YFF0503304)، وبرنامج الفضاء الصيني المأهول (المنحة رقم CMS-CSST-2025-A03)، ومشروع العلماء الشباب في البحوث الأساسية التابع للأكاديمية الصينية للعلوم (المنحة رقم YSBR-092).

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.