تعتبر المادة المظلمة واحدة من أكثر الظواهر غموضا، وفي الوقت نفسه، مهمة في علم الفلك، وقد تمت مناقشتها ودراستها لعقود من الزمن. ومؤخراً، أعلن باحثون في جامعة طوكيو أنهم حققوا اختراقاً في هذا المجال، لكن بعض العلماء ما زالوا يشككون في استنتاجاتهم. البوابة lifecience.com تقول لماذا.
اكتشف تلسكوب فيرمي التابع لناسا، والمتخصص في دراسة الضوء في طيف الطاقة العالية، انبعاث جسيمات مرتبطة بالمادة المظلمة في مركز درب التبانة. وهذا هو رأي مؤلفي العمل العلمي من جامعة طوكيو، المنشور في مجلة علم الكونيات وفيزياء الجسيمات الفلكية. على الرغم من أن هذا ليس أول إعلان كبير يصدر عن فيرمي، إذا كان مؤلفو هذا العمل على حق، فهذه هي المرة الأولى التي يتم فيها ملاحظة المادة المظلمة في تاريخ البشرية.
في السياق، المادة المظلمة هي المادة التي يعتقد الخبراء أنها تشكل غالبية المادة في الكون. واليوم لا يمكن تتبعه إلا من خلال تأثير جاذبيته على الأجسام الأخرى. على سبيل المثال، في دراسة نشرت عام 1933، ادعى عالم الفلك السويسري فريتز زويكي أن المجرات البعيدة كانت تتحرك حول بعضها البعض بشكل أسرع مما توقعته الحسابات لأن التنبؤات الرياضية كانت مبنية فقط على المادة المرئية التي يمكن رؤيتها من خلال التلسكوبات. لذا فإن المذنب على الأرجح هو المادة المظلمة، التي لا ينبعث منها الضوء.
كانت هناك العديد من النظريات المختلفة حول المادة المظلمة، لكن معظم علماء الفلك اليوم يميلون إلى الاعتقاد بأنها تتكون من جسيمات دون ذرية. لذلك، يركز عمل العلماء من طوكيو على فرضية شائعة، وهي الجسيمات الكبيرة ذات التفاعل الضعيف، أو WIMPs.
يتجاوز WIMP النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات، والذي يوضح بنجاح كيفية تفاعل الجسيمات الأساسية للمادة مع بعضها البعض. المشكلة هي أن هذا النموذج لا يأخذ في الاعتبار وجود المادة المظلمة أو جاذبيتها. الجسيمات الخاملة (WIMPs) أثقل من البروتونات ولها تفاعل قليل مع أنواع أخرى من المادة، ولكن عندما يصطدم اثنان من هذه الجسيمات، فإنهما يدمران بعضهما البعض ويطلقان الطاقة إلى جسيمات أخرى، بما في ذلك فوتونات أشعة جاما.
للبحث عن أشعة جاما المرتبطة باصطدامات WIMP، ركز العديد من الباحثين على مجموعات المادة المظلمة، مثل مركز درب التبانة. تُظهر البيانات التي تم جمعها خلال 15 عامًا من الملاحظات من خلال تلسكوب فيرمي أن أشعة جاما تشكل بنية تشبه الهالة مشابهة لما تحتويه هالة المادة المظلمة. بالإضافة إلى ذلك، فإن هذه الحزم نشطة للغاية، وهي سمة مميزة أخرى لاصطدامات الجسيمات الضخمة ضعيفة التفاعل (WIMPs) المفترضة.
لكن منتقدي العمل يشيرون إلى أن الإشارة لا تظهر إلا إذا تم حذف الخلفية، أي أي مصدر للفوتونات النشطة المنبعثة من مجرة درب التبانة، بما في ذلك مركز المجرة وقرصها. تنبعث أيضًا كمية معينة من الطاقة من فقاعات فيرمي، وهما منطقتان عملاقتان من الغاز والأشعة الكونية معلقة فوق درب التبانة.
يجب على الأبحاث التي تدرس مصادر الطاقة في درب التبانة أن تأخذ هذا الضجيج في الاعتبار و”تطرحه” للعثور على الإشارة الحقيقية. ناهيك عن أن الإشارة يمكن أن تعتمد أيضًا على نوع جسيم المادة المظلمة – كتلته وخصائصه الأساسية وتفاعلاته.
ومع ذلك، فإن علماء الفلك من طوكيو واثقون من أن اكتشافهم قد يكون رائعًا، على الرغم من الشكوك المعقولة. ليس فقط من أجل مستقبل الملاحظات الفلكية ولكن أيضًا بشكل مباشر لنمذجة المادة المظلمة.