شارك في تأليف الدراسة ، كارلوس فرينك ، أستاذ الفيزياء الأساسية في معهد أوغدن للدراسات الحاسوبية
معظم المادة في الكون مظلمةباستثناء أشعة جاما التي تنبعث منها في ظروف استثنائية) وتختلف تمامًا في طبيعتها عن المادة التي يتكون منها النجوم والكواكب وحتى البشر.
الكون مظلم بنسبة 27٪المادة ، والباقي يتكون في الغالب من الطاقة المظلمة الغامضة بنفس القدر. تشكل المادة العادية مثل الكواكب والنجوم 5٪ صغيرة نسبيًا من الكون.
خريطة كثافة المادة المظلمة المتوقعة ،تم إنشاؤها بواسطة المحاكاة ، بقياس 2.4 مليار سنة ضوئية على كل جانب. المربع المتداخل (أسفل اليسار) هو أعمق تكبير في النموذج ، حيث يبلغ عرضه 783 سنة ضوئية فقط ، أي 500 ضعف حجم النظام الشمسي. في المربع المُدرج ، أصغر هالات المادة المظلمة المرئية بوضوح لها كتلة مماثلة لتلك الموجودة على الأرض (0.000003 كتلة شمسية). الائتمان: د. سوناك بوس ، مركز الفيزياء الفلكية ، جامعة هارفارد.
تشكلت المجرات ونمت عند الغازتبرد وتكثف في وسط كتل ضخمة من هذه المادة المظلمة - ما يسمى بهالات المادة المظلمة. يمكن لعلماء الفلك أن يستنتجوا بنية هالات المادة المظلمة الكبيرة من خصائص المجرات والغازات الموجودة بداخلها.
تحتوي أكبر الهالات على عناقيد ضخمةمئات المجرات اللامعة التي تزن 1000 تريليون مرة أكثر من شمسنا. ومع ذلك ، ليس لدى العلماء معلومات مباشرة عن هالات المادة المظلمة الأصغر ، والتي هي أصغر من أن تحتوي على المجرة. لا يمكن دراستها إلا من خلال محاكاة تطور الكون على كمبيوتر عملاق كبير.
خريطة متوقعة لكثافة المادة المظلمة تم إنشاؤها بواسطة عمليات المحاكاة، بقياس 2.4 مليار سنة ضوئيةعلى كل جانب.. مربع متوسط(أعلى اليمين) يبلغ قطره أقل بقليل من مليون سنة ضوئية.أصغر مربع (أسفل اليسار) هو أعمق تكبير: يبلغ عرضه 783 سنة ضوئية فقط ، وهو أكبر 500 مرة من النظام الشمسي.في المربع المتوسط (أعلى اليمين) ، تحتوي أكبر هالات المادة المظلمة علىكتلة مماثلة لعنقود مجري غني (مليون تريليون مرة كتلة الشمس).في أصغر مربع (أسفل اليمين) ، تحتوي أصغر الهالات المرئية بوضوح علىكتلة مماثلة لتلك الموجودة على الأرض (0.000003 كتلة شمسية).سوناك بوس ، مركز الفيزياء الفلكية ، جامعة هارفارد.
يُعتقد أن أصغر كتلة لها نفس كتلة الأرض ، وفقًا لنظريات العلوم الشائعة الحالية حول المادة المظلمة ، والتي تقع في قلب الدراسة الجديدة.
تم تنفيذ النمذجة باستخدامالحاسوب العملاق آلة علم الكون ، وهي جزء من نظام الحوسبة عالية الأداء DiRAC في دورهام ، بتمويل من مجلس العلوم والتكنولوجيا (STFC) ؛ وأجهزة كمبيوتر من الأكاديمية الصينية للعلوم.
من خلال توسيع الكون الافتراضي بمثل هذه التفاصيل المجهرية ، تمكن الباحثون من دراسة بنية هالات المادة المظلمة ، التي تتراوح كتلتها من الأرض إلى مجموعة كبيرة من المجرات.
انطباع الفنان عن هالات المادة المظلمة لمختلف الكتل في الكون. الائتمان: يو جينغتشوان ، بكين القبة السماوية
لدهشتهم ، وجدوا أن الهالات من الجميعالأحجام لها بنية داخلية متشابهة جدًا وهي كثيفة للغاية في المركز ، وتصبح أكثر شيوعًا ، مع وجود كتل أصغر تدور في المناطق الخارجية. قال الباحثون إنه بدون مقياس للقياس ، كان من المستحيل تقريبًا التمييز بين صورة هالة مادة مظلمة من مجرة ضخمة من هالة ذات كتلة تشكل جزءًا صغيرًا من الشمس.
نتوقع أن يكون هناك عدد كبير من هالات المادة المظلمة الصغيرة ، ستكونتحتوي على جزء كبير من جميع المادة المظلمة في الكون ، لكنها ستبقى مظلمة في الغالب عبر التاريخ الكوني لأن النجوم والمجرات تنموفقط في الهالات التي تزيد ضخامة الشمس بأكثر من مليون مرة.
البروفيسور سايمون وايت من معهد ماكس بلانك للفيزياء الفلكية بألمانيا
خلص العلماء إلى أن "بحثنا يسلط الضوء على هذه الهالات الصغيرة بينما نسعى جاهدين لمعرفة المزيد عن ماهية المادة المظلمة والدور الذي تلعبه في تطور الكون".
اقرأ أيضا
هالة أندروميدا تقترب من مجرتنا. نخبرك لماذا هو مهم
أعراض الفيروس التاجي عند الأطفال. ما يجب الانتباه إليه؟
تم تطوير جزيء فريد لتخزين الطاقة الشمسية