اقترح فريق من الباحثين طريقة جديدة للبحث عن المادة المظلمة: في تشابكات الزمكان. قام الفريق بتحليل البيانات من عملية المراقبة الثالثة لمرصد الجاذبية بالليزر أو LIGO. تم النشر وكانت النتائج التي توصلت إليها في وقت سابق من هذا الشهر رسائل المراجعة البدنية.
المادة المظلمة هي مصطلح شامل للمادة التي يتم استنتاجها من تفاعلات الجاذبية مع المادة العادية ولكنها بخلاف ذلك غير مرئية. تمثل المادة المظلمة حوالي 27% من محتوى الطاقة والكتلة في الكون، وعلى الرغم من أنها تشكل أكبر كمية على الإطلاق، فقد ثبت أنه من الصعب جدًا مراقبتها بشكل مباشر. كما لم يفعل العلماء بعد. وبدلاً من ذلك، فإنهم يشهدون تأثيرات الجاذبية على الأجسام الأخرى.
وقال ألكسندر كوتيل، عالم الفيزياء في جامعة كارديف والمؤلف الرئيسي للدراسة: “تشير بعض النظريات إلى أن المادة المظلمة تتصرف كموجة أكثر منها كجسيم. قال Phys.org. “تسبب هذه الموجات تذبذبات صغيرة في المادة العادية، والتي يمكن اكتشافها بواسطة أجهزة كشف موجات الجاذبية.”
تستخدم أجهزة كشف موجات الجاذبية مثل LIGO قياس التداخل لاستشعار التموجات في الزمكان الناتجة عن حركة وتفاعلات الأجسام الضخمة مثل الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية. يقيس مرصد LIGO بشكل أساسي المسافة التي تنتقلها أشعة الضوء تحت الأرض؛ ومع تقلص موجات الجاذبية أو تمديد الزمكان، يمكن للعلماء أن يروا في البيانات أن أشعة الليزر تنتقل لمسافات أطول أو أقصر قليلاً من ذي قبل، مما يشير إلى أن موجة الجاذبية قد مرت.
قام فريق حديث بدراسة البوزونات خفيفة الوزن، والتي تعد أحد الأشكال المفترضة للمادة (الأشكال الأخرى تشمل المحاور والفوتونات المظلمة). السمة الفريدة للمادة المظلمة التي درسها الفريق هي تفاعلها الضعيف مع كل من المادة والضوء، على غرار الجسيمات الضخمة ذات التفاعل الضعيف، أو WIMPs. بيانات الكشف عن الموجة.
وقال كوتيل: ”على المستوى الذري، يمكنك أن تتخيل أن مجال المادة المظلمة يتقلب مع المجال الكهرومغناطيسي”. “إن تذبذبات مجال المادة المظلمة تعدل بشكل فعال الثوابت الأساسية، مثل ثابت البنية المجهرية وكتلة الإلكترون، التي تحكم التفاعلات الكهرومغناطيسية.”
على الرغم من أن الفريق لم يكتشف المادة المظلمة بشكل مباشر، إلا أنه وضع حدودًا جديدة لقوة التفاعلات التي يمكن أن تحدثها هذه المادة مع مكونات مرصد LIGO. أدى القياس الجديد للفريق إلى تحسين العمل السابق بعامل قدره 10000 في نطاق التردد المحدد الذي اختبروه.
قد يمر وقت طويل قبل أن يتمكن العلماء من اكتشاف المادة المظلمة بشكل مباشر لأول مرة، لذلك من الأفضل أن يبحثوا في كل مكان يمكنهم البحث فيه.
