المادة المظلمة هي مفتاح اللغز الكوني

نحن لا نعرف كيف تشكلت المجالات المغناطيسية. الآن، يخبرنا بحث نظري جديد كيف يمكن للجزء غير المرئي من كوننا أن يساعدنا في اكتشافه، مما يشير إلى نشأة بدائية، حتى في غضون ثانية واحدة من الكون. الانفجار العظيم.

يمكن للهالات الصغيرة من المادة المظلمة المنتشرة في جميع أنحاء الكون أن تعمل كمسبارات حساسة للغاية للمجالات المغناطيسية البدائية. وهذا ما نتج عن دراسة نظرية أجرتها شركة SISSA ونشرت في المجلة رسائل المراجعة البدنية.

توجد المجالات المغناطيسية على نطاقات هائلة في كل مكان في الكون. ومع ذلك، فإن أصولهم لا تزال موضع نقاش بين العلماء. الاحتمال المثير للاهتمام هو أن المجالات المغناطيسية نشأت بالقرب من ولادة الكون نفسه، أي أنها مجالات مغناطيسية بدائية.

وفي الدراسة، أظهر الباحثون أنه إذا كانت المجالات المغناطيسية بدائية بالفعل، فإنها يمكن أن تسبب زيادة في اضطرابات كثافة المادة المظلمة على نطاقات صغيرة. سيكون التأثير النهائي لهذه العملية هو تكوين هالات صغيرة من المادة المظلمة، والتي، إذا تم اكتشافها، فإنها ستشير إلى الطبيعة البدائية للمجالات المغناطيسية.

وهكذا، وفي مفارقة واضحة، يمكن أن يكون الجزء غير المرئي من كوننا مفيدًا في تحديد طبيعة أحد مكونات الجزء المرئي.

وفي الدراسة، أظهر الباحثون أنه إذا كانت المجالات المغناطيسية بدائية بالفعل، فإنها يمكن أن تسبب زيادة في اضطرابات كثافة المادة المظلمة على نطاقات صغيرة. سيكون التأثير النهائي لهذه العملية هو تكوين هالات صغيرة من المادة المظلمة، والتي، إذا تم اكتشافها، فإنها ستشير إلى الطبيعة البدائية للمجالات المغناطيسية. الائتمان: لوسي كراستيكا

تسليط الضوء على تكوين المجالات المغناطيسية

يوضح برانجال راليجانكار من SISSA، مؤلف البحث: “المجالات المغناطيسية موجودة في كل مكان في الكون”. “تشير إحدى النظريات المحتملة المتعلقة بتكوينها إلى أن تلك التي تم رصدها حتى الآن يمكن أن تكون قد تم إنتاجها في المراحل المبكرة من كوننا. ومع ذلك، فإن هذا الاقتراح يفتقر إلى التفسير في النموذج القياسي للفيزياء.

لتسليط الضوء على هذا الجانب وإيجاد طريقة للكشف عن المجالات المغناطيسية “البدائية”، من خلال هذا العمل نقترح طريقة يمكن تعريفها بأنها “غير مباشرة”. يعتمد نهجنا على سؤال: ما هو تأثير المجالات المغناطيسية على المادة المظلمة؟ ومن المعروف أنه لا يوجد تفاعل مباشر. ومع ذلك، كما يوضح راليجانكار، “هناك شيء غير مباشر يحدث من خلال الجاذبية”.

الحق من الكون البدائي

يمكن للمجالات المغناطيسية البدائية أن تزيد من اضطرابات كثافة الإلكترونات والبروتونات في الكون البدائي. وعندما تصبح كبيرة جدًا، فإنها تؤثر على المجالات المغناطيسية نفسها. والنتيجة هي قمع التقلبات على نطاق صغير.

يوضح راليجانكار: «في الدراسة، أظهرنا شيئًا غير متوقع. يؤدي النمو في كثافة الباريونات إلى نمو اضطرابات المادة المظلمة دون إمكانية الإلغاء اللاحق. وهذا من شأنه أن يؤدي إلى انهيارها على نطاقات صغيرة، مما يؤدي إلى إنتاج هالات صغيرة من المادة المظلمة.

والنتيجة، كما يتابع المؤلف، هي أنه على الرغم من إلغاء التقلبات في كثافة المادة الباريونية، إلا أنها ستترك آثارًا عبر الهالات الصغيرة، كل ذلك من خلال تفاعلات الجاذبية فقط.

ويخلص برانجال راليجانكار إلى أن “هذه النتائج النظرية تشير أيضًا إلى أن وفرة الهالات الصغيرة لا يتم تحديدها من خلال الوجود الحالي للمجالات المغناطيسية البدائية، بل من خلال قوتها في الكون البدائي”. وبالتالي، فإن اكتشاف الهالات الصغيرة للمادة المظلمة من شأنه أن يعزز الفرضية القائلة بأن المجالات المغناطيسية تشكلت في وقت مبكر جدًا، حتى خلال ثانية واحدة بعد الانفجار الكبير.

المرجع: “الهالوسات الصغيرة للمادة المظلمة من المجالات المغناطيسية البدائية” بقلم برانجال راليجانكار، 8 ديسمبر 2023، رسائل المراجعة البدنية.
دوى: 10.1103/PhysRevLett.131.231002