أصدر العلماء أفضل خريطة للمادة المظلمة على الإطلاق

خريطة جديدة للمادة المظلمة

المادة المظلمة هي مادة غامضة غير مرئية تشكل معظم المادة في كوننا. لا يمكننا رؤيته ، لكن العلماء تمكنوا من ذلك المخاطر وجود المادة المظلمة ودراستها. الآن ، أنتج العلماء خريطة المادة المظلمة الأكثر تفصيلاً على الإطلاق ، والتي تُظهر توزيع المادة المظلمة ، كما يُرى من حوالي ربع سماء الليل المرئية من نصف الكرة الجنوبي للأرض. العلماء جزء من مسح الطاقة المظلمة، وهو تعاون يضم أكثر من 400 عالم من 25 مؤسسة في سبعة بلدان. استعملوا الذكاء الاصطناعي، أو منظمة العفو الدوليةلتحليل صور 226 مليون مجرة ​​في السماء الجنوبية.

تصور الخريطة كل المادة المظلمة المكتشفة في مقدمة تلك المجرات.

تساعد الخريطة الجديدة في تأكيد بعض التنبؤات لما يسميه علماء الفلك النموذج الكوني القياسي، أبسط نموذج حتى الآن يفسر ما لوحظ في كوننا. لكن لم تكن كل النتائج متوقعة. والمثير للدهشة أن هناك تلميحات إلى أن الكون أكثر سلاسة مما كان متوقعًا.

أعلن هؤلاء العلماء الخريطة الجديدة عبر فيرميلاب في 27 مايو 2021. كانت النتائج العلمية نشرت 27 مايو في مراجعة الأقران الإخطارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية. هناك الان 26 ورقة منشورة من مسح الطاقة المظلمة ، من المتوقع أن تأتي 30 ورقة مترابطة بنهاية المشروع.

ما هي المادة المظلمة؟

يبدو وجود المادة المظلمة غامضًا وغريبًا … وهكذا فهو كذلك. في الأساس ، المادة المظلمة هي مادة لا يمكننا رؤيتها بالعين المجردة. لا ينبعث منه أو يعكس أو يمتص الضوء أو أي نوع آخر من الاشعاع الكهرومغناطيسي مثل الأشعة السينية أو موجات الراديو. يعرف علماء الفلك أنه موجود لأنهم يرون آثاره على محيطه. على سبيل المثال ، “يرون” المادة المظلمة في المجرات التي تبقى متجمعة معًا أو المجرات داخل العناقيد التي تتحرك أسرع مما هو متوقع. في كلا المثالين ، يمكن قياس تأثيرات الجاذبية للمادة المظلمة ، على الرغم من أن المادة المظلمة نفسها لا يمكن رؤيتها.

أوضح فيرميلاب:

تشكل المادة العادية حوالي 5٪ فقط من الكون. الطاقة المظلمة ، التي يفترض علماء الكونيات أنها تدفع التمدد المتسارع للكون من خلال مقاومة قوة الجاذبية ، تمثل حوالي 70٪. آخر 25٪ هي المادة المظلمة ، التي يربط تأثيرها الثقالي بين المجرات.

كيف درس هؤلاء الفلكيون المادة المظلمة؟

أظهر تحليل العلماء لصور السماء الجنوبية موقع وتوزيع المجرات في ذلك الجزء من السماء. نظرًا لأن المادة المظلمة والمجرات يسيران جنبًا إلى جنب ، فإن ترتيب المجرات يظهر لعلماء الفلك حيث توجد أكبر تركيزات للمادة المظلمة.

أيضًا ، تمامًا مثل المادة العادية ، يمكن للمادة المظلمة أن تنحني وقت فراغ. في مسح الطاقة المظلمة ، وجد العلماء المادة المظلمة من خلال النظر إلى الضوء القادم من المجرات البعيدة. في كثير من الأحيان ، كان يُنظر إلى هذا الضوء على أنه مشوه أو منحني أكثر مما يمكن أن تمثله المقدمة. هذا يعني أنه يجب أن يكون هناك مادة غير مرئية تنحرف مسار الضوء أثناء تحركه نحونا. هاهو. المادة المظلمة.

صور مسح الطاقة المظلمة السماء ليلاً باستخدام 570 ميجابكسل كاميرا الطاقة المظلمة على ال تلسكوب فيكتور إم بلانكو بطول 4 أمتار في مرصد سيرو تولولو للبلدان الأمريكية في شيلي. تم تصميم هذه الكاميرا خصيصًا لـ Dark Energy Survey ، وهي واحدة من أقوى الكاميرات الرقمية في العالم ، هؤلاء علماء الفلك قال.

على مدار ست سنوات ، قام مسح الطاقة المظلمة بمسح 5000 متر مربع درجات من السماء ، ما يقرب من 1/8 من السماء بأكملها ، عبر 758 ​​ليلة من المراقبة. قاموا بفهرسة مئات الملايين من الأشياء. استندت النتائج التي تم الإعلان عنها في 27 مايو إلى بيانات من السنوات الثلاث الأولى للمشروع – تمت ملاحظة 226 مليون مجرة ​​على مدار 345 ليلة – والتي قال الفريق إنها تسمح لهم بإنشاء:

… الخرائط الأكبر والأكثر دقة حتى الآن لتوزيع المجرات في الكون في العصور الحديثة نسبيًا.

هيكل يشبه الويب

مؤلف رئيسي لمسح الطاقة المظلمة نيال جيفري في جامعة كوليدج لندن قال تُظهر الخريطة الجديدة البنية “الشبيهة بالويب” لكوننا ، والتي تم الكشف عنها في العديد من الدراسات السابقة. هو قال:

معظم المادة في الكون هي مادة مظلمة. إنه لأمر مدهش حقًا الحصول على لمحة عن هذه الهياكل الشاسعة المخفية عبر جزء كبير من سماء الليل.

في خريطتنا ، التي تُظهر المادة المظلمة بشكل أساسي ، نرى نمطًا مشابهًا كما نفعل مع المادة المرئية فقط ، وهي بنية شبيهة بالويب مع كتل كثيفة من المادة مفصولة بفراغات فارغة كبيرة. يمكن أن تساعدنا مراقبة هذه الهياكل ذات الحجم الكوني في الإجابة عن الأسئلة الأساسية حول الكون.

يوضح مقطع الفيديو أدناه الذي تبلغ مدته 7 دقائق المزيد حول Dark Energy Survey ونتائجه:

https://www.youtube.com/watch؟v=4TkyxLENS5Q

معالجة الأسئلة الكبيرة

كانت هناك تلميحات في العمل الجديد أن كوننا هو نسبة قليلة أكثر سلاسة مما كان يعتقد سابقا. هذه نتيجة مفاجئة. لا يتماشى مع توقعات النسبية العامة لأينشتاين، مما يشير إلى أن المادة المظلمة يجب أن تكون أكثر تكتلًا وأقل انتظامًا في التوزيع. في إحدى الأوراق الثلاثين التي تم إصدارها ، كتب المؤلفون ما يلي:

… على الرغم من أن الدليل ليس قاطعًا بأي حال من الأحوال ، فقد بدأنا نرى تلميحات عن فيزياء جديدة.

نيال جيفري قال مجلة التكنولوجيا:

… هذا من شأنه أن يتوافق مع احتمال تغيير قوانين الجاذبية كما وصفها أينشتاين.

وسيكون ذلك شيئًا! الكل في الكل ، مسح الطاقة المظلمة يقول عن نفسه أنه:

… يعالج أسئلة كبيرة حول كوننا: مما يتكون؟ كيف يتم توزيع المادة؟ كيف تطور الكون؟ وما الأدوار التي تلعبها المادة المظلمة والطاقة المظلمة؟

يعالج Dark Energy Survey هذه الألغاز من خلال تصوير المجرات القريبة من المنزل ومليارات السنين الضوئية.

خلاصة القول: استخدم علماء الفلك مع Dark Energy Survey الذكاء الاصطناعي لإنشاء أكبر خريطة للمادة المظلمة على الإطلاق.

المصدر: نتائج مسح الطاقة المظلمة للعام الثالث – إعادة بناء الخريطة الجماعية ذات العدسة الضعيفة في السماء المنحنية

عبر FermiLab