اكتشاف علماء الفلك لمجرة بلا مادة مظلمة

كتبه لـ (آي إف إل ساينس): ألفريدو كاربنيتي
بتاريخ: 28\3\2018
ترجمة: أحمد حازم سلطان
تدقيق: نعمان البياتي
تصميم: احمد الوائلي

لأول مرة على الإطلاق، اكتشف فريق دولي من علماء الفلك مجرة تفتقر إلى المادة المظلمة، وهي مادة افتراضية وغامضة يتوقع أن يزيد حجمها على المادة العادية -مما يجعلنا- وكل شيء يمكننا رؤيته في الكون – نمثل أحد أخماس الكون.
الاكتشاف، الذي نشر في مجلة (نيتشر)، ضخم؛ تعتبر المادة المظلمة أفضل تفسير لكيفية توزيع المجرات في الكون وآلية سيرها حالياً، والعثور على مجرة بلا مادة مظلمة يتحدى هذا الافتراض. كنا نظن أن جميع المجرات تشكلت داخل المادة المظلمة من سوائل أو هالات، ولكن يبدو أن هناك استثناءً واحداً على الأقل لهذه القاعدة.
وقال البروفيسور (بيتر فان دوكوم) من جامعة ييل لـ(آي إف إل ساينس): “إنه يخبرنا بشيء عن المادة المظلمة التي لم نعرفها من قبل، والتي تعني أنها قابلة للفصل عن المجرات” ، وأضاف: “أينما رأينا مجرة من قبل، رأينا مادة مظلمة أيضاً”؛ أشار ذلك إلى اقتران مباشر لمكان تواجد المادة المظلمة و المجرات، إن البنية الكاملة التي اعتمدت عليها هيكلية الكون هي في الأساس مادة مظلمة، فالمجرات هي الرغوة التي تطفو على هذا البحر من المادة المظلمة.
تم التعرف على الجسم لأول مرة، والمعروف باسم NGC1052-DF2، كمجرة غريبة باستخدام مجموعة مصفوفة من العدسات المقربة والتي يطلق عليها “مجموعة يعسوب”، وهي أداة رائدة مخصصة للبحث عن الأجسام الغامضة بالذاتK واستخدم الفريق 10 مجموعات من النجوم الساطعة لمعرفة أماكن توزيع الكتلة داخل المجرة وتم اكتشاف أن كتلة المجرة هي في الأساس نفس كتلة النجوم فيها.
تابع الفريق هذه المشاهدات باستخدام تلسكوب هابل الفضائي الذي أظهر لهم جسماً مذهلاً، مجرة على هيئة شبح تقريباً، واكتشفوا أيضاً أنه على الرغم من أن DF2 تقريباً بنفس حجم درب التبانة (حوالي 100،000 سنة ضوئية)، فإن عدد نجومه أقل بنحو 200 مرة من مجرتنا، وتشير التقديرات إلى إنه يجب أن تتواجد فيه مادة مظلمة أكثر بـ 400 مرة.
“إن العثور على مجرة بدون مادة مظلمة يثير العديد من التساؤلات؛ ما السبب؟ هل لأن المادة المظلمة تتكتل بطريقة مختلفة عما ظنناها في بدايات الكون؟ هل لأننا لا نفهم حقاً كيفية سلوك المادة المظلمة فيما يتعلق بالمجرات منخفضة الكتلة؟ أم إنه مجرد جسم غريب تشكل بطريقة استثنائية مدهشة؟ لا نعرف الأجوبة حتى الآن، “لا نعرف مدى انتشار هذا النوع من المجرات”، يشرح الأستاذ فان دوكوم.
“ليست لدينا نظرية جيدة عن كيفية تشكل هذا الجسم بصفة خاصة، وسيتعين على الناس تقديم نماذج حول كيفية إنشاء شيء كهذا لا يتضمن المادة المظلمة؛ الجسم هناك، إنه ينادينا ويقول: مرحبًا! اكتشفوني، وهذا هو عملنا”.
بينما تكثر الأسئلة، فإننا قد نحصل على بعض الإجابات أيضاً؛ إن المادة المظلمة هي النظرية المرجحة لتفسير الكون ولكنها أبعد ما تكون عن التفرد، فقد كانت هناك العديد من المقترحات، بعضها شديد الصرامة، وبعضها أقل من ذلك، تقترح بأن ما نراه من تأثير المادة المظلمة هو في الواقع نتيجة لشيء مفقود من نماذج الجاذبية الخاصة بنا، تزعم هذه النماذج أن قوانين الجاذبية من ممكن أن تكون مختلفة عند تطبيقها على مسافات أكبر مما لا نستطيع حسابه على الأرض؛ العثور على هذه المجرة هو ضربة شديدة لتلك المقاربات.
وبحسب البروفيسور فان دوكوم: “وفقاً لهذه الأنواع من النماذج، فإن توقيع المادة المظلمة والمزيفة هذه يرجع إلى كونها جزءاً من قانون الجاذبية، إنها شيء يجب أن يتوافر داخل أية مجرة، لذا، فإن العثور على جسم واحد لا تتواجد فيه مشكلة كبيرة لهذه النماذج، لأنه يبين أن التشوهات التي نراها في المجرات الأخرى تشير إلى وجود المادة المظلمة، ومن عجيب المفارقات هنا حقيقة أن عدم اكتشافنا للمادة المظلمة في هذه المجرة هو ما يدل على أنها حقيقية، وأنها مادة”.
الخطوة التالية هي معرفة المزيد عن هذا الجسم وتحديد ما إذا كانت مجرة فريدة من نوعها أو واحدة لم يتم اكتشافها بسبب ضمورها.
وقال البروفيسور فان دوكوم: “أعتقد الآن أن البحث قائم على معرفة ما إذا كان هذا جسماً فريداً من نوعه أم أن هناك العديد من أشباهه. لدينا حتى بعض المرشحين من بين العدد القليل من المجرات التي تمت مشاهدتها؛ بعد ذلك، سنبحث في نطاق أكبر، وأنا متأكد من أن أشخاصاً آخرين سيقومون باستئناف البحث في هذا النطاق أيضاً، فقط لمعرفة مدى انتشار هذه الأجسام”.
لدى الباحثين حالياً 23 جسماً مرشحاً تمت مشاهدتها بواسطة تلسكوب اليعسوب، وتشير المشاهدات والتي تمت بواسطة تلسكوب هابل إلى أن بعض الأجسام تشبه DF2، وهم يحاولون الآن قياس كيفية تحرك الأجسام في تلك المجرات لمعرفة ما إذا كانت تفتقر إلى المادة المظلمة أيضاً؛ إنهم يأملون في الحصول على بعض النتائج بحلول الخريف.
إن البحث عن المادة المظلمة جار على قدم وساق. من أجهزة الكشف المعقدة إلى التقنيات الحديثة إلى هذه الأنواع من المشاهدات، فقد نكون على وشك الكشف عن الطبيعة الحقيقية للمادة الغامضة أخيراً.
رابط المقال باللغة الإنجليزية: هنا