لكل من يكره المادة المظلمة

عندما تقوم باكتشاف بنفسك - حتى لو كنت آخر شخص على وجه الأرض يرى الحقيقة - فلن تنسى ذلك أبدًا.
- كارل ساجان

عندما نتحدث عن المادة المظلمة (TM) وبدائلها ، فإننا لا نقول لا أكثر ولا أقل - حول مهمة شرح هيكل كل كائن رئيسي في الكون. وهذا هو كل المليارات من المجرات ، وكذلك تكوينها وارتباطها وتجمعها.



على أكبر المقاييس - حيث تمثل كل بكسل من الخريطة أعلاه مجرة ​​- تتفوق TM بسهولة على جميع المنافسين. لا يقترب أي من منافسي TM من نجاحه في تفسير الهياكل الكبيرة للكون.



لكن هذا لا يوقف تدفق العناوين المثيرة . لأسباب واضحة ، نشعر بعدم الارتياح لأننا لسنا أهم شيء في الكون. اعترضنا على حقيقة أن الأرض ليست مركز الكون ، اعترضنا على حقيقة أن الشمس هي مجرد نجمة متوسطة الحجم ، اعترضنا على حقيقة أن السدم اللولبية في السماء اتضح أنها مجرات أخرى مشابهة لمجرتنا ، والآن نعترض على ذلك أن كل مادة الكون المعروفة لنا - البروتونات والنيوترونات والإلكترونات - صغيرة نسبيًا مقارنة بكمية الهيدروجين في الكون.



على الرغم من أن TM لا تزال النظرية الوحيدة الناجحة على نطاق واسع - للمجموعات المجرية ، والمجموعات الفائقة ، والشعيرات ، وتقلبات الموجات الدقيقة ، وتركيب النوى الكبير للانفجار ، والعدسة الجاذبية ، إلخ. - بدائلها تفوز بها في مكان واحد - في حالة المجرات الفردية.

في هذه الحالة هكذا؟



هذه هي المجرة الحلزونية NGC 6744 ، والتي غالبًا ما تسمى توأم درب التبانة. إنها أكبر قليلاً من مجرتنا ، ولكن وفقًا لقياسات هيكل مجرتنا ، بما في ذلك الطائر والأذرع الحلزونية ، فهي أكثر تشابهًا مع مجرتنا من جميع المجرات التي درسناها.

عندما ننظر إلى المجرات الحلزونية ، نرى العلاقة بين سرعة الدوران والمسافة من المركز. هذه العلاقة بسيطة للغاية ، ويمكن وصفها بشكل أفضل من خلال نموذج ظاهري تجريبي (غير مستوحى من النظريات الفيزيائية ، ولكن من خلال البيانات) ، يُعرف بالديناميكيات النيوتونية المعدلة (MOND). يمكن الوصول إلى هذه النظرية بطرق مختلفة ، بما في ذلك عن طريق افتراض وجود وسط جاذبية عازلة في فراغ الفضاء.


يمكنك حشو مادة غير موصلة في المجال الكهربائي ، تتكون من شحنات موجبة (نووية) وسلبية (إلكترونات). يتفاعل العازل الكهربائي مع المجال الكهربائي ، ويستقطب ويغير الإمكانات الكهربائية للفضاء.

يمكن استخدام هذا التشبيه للجاذبية إذا كانت هناك كتل سلبية ونوع من عازل الجاذبية. كانت هذه الفكرة موجودة لفترة طويلة ، وأحدث عمل دراغان هاجدوكوفيتش الكثير من الضجيج ، قائلاً إن الجسيمات الافتراضية من المادة المضادة تعمل ككتلة سلبية. وهذا قد يفسر لماذا تبدو المجرات بهذه الطريقة.


بالطبع ، سيكون من الضروري شرح كل شيء آخر تشرحه العلامة التجارية ، ويجب التخلي عن العديد من الأشياء المهمة ، على وجه الخصوص ، مبدأ معادلة أينشتاين. لا يعني ذلك أن TM كان دواءً لكل داء - فقد كان يعاني دائمًا من مشاكل في المجرات الفردية ، مثل درب التبانة أو NGC 6744.

ما هي المشاكل؟ من خلال محاكاة تكوين هياكل المجرات الفردية باستخدام TM والمادة الطبيعية بالنسب المتوقعة ، نحصل على بعض المشاكل.



أولاً ، تستغرق المجرات وقتًا طويلاً لتحقيق سطوع عالي. بالنظر إلى ماضي الكون ، نرى مجرات مشرقة جدًا - بعضها أكثر إشراقًا من درب التبانة اليوم - وذلك عندما كان عمر الكون 1-2 مليار سنة فقط! كان يعتقد أن المجرات التي تشبه درب التبانة تستغرق وقتًا أطول في تكوينها ، وإذا أصبحت مشرقة جدًا منذ فترة طويلة ، فسوف ينفد منها الغاز ببساطة لتشكيل نجوم جديدة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن جميع المحاكاة تعطينا انتفاخات مركزية كبيرة كبيرة جدًا ومشرقة جدًا بحيث لا يمكن تفسيرها بالمادة المظلمة العادية ، وليست هياكل مناسبة تمامًا لظهور الأذرع الحلزونية.

ألن يكون من المثير للاهتمام إذا حللنا هذه المشاكل وشرحنا مجرات الكون - حل آخر صعوبة كبيرة لـ TM - دون الحاجة إلى اللجوء إلى البدائل؟



وهكذا ، في عام 2011 ، حسبنا بنجاح من أين تأتي المواد لتكوين النجوم الفتية في درب التبانة: هذه هي سحب الغاز عالية السرعة بين المجرات! في المتوسط ​​، تدخل كتلة من الغاز مماثلة لكتلة الشمس سنويًا لدرب التبانة ، مما يعيد ملء احتياطيات الغاز المستخدم في تكوين نجوم جديدة.

ماذا عن اللغز الثاني الذي يعيد بناء درب التبانة؟



بفضل دراسة أخرى ومحاكاة جديدة (في الفيديو) ، يمكننا بنجاح إعادة إنشاء مجرة ​​درب التبانة باستخدام نموذج المادة المظلمة! نجاح!



أعلم أن شخصًا ما سيبقى في رأيه على أي حال حتى تضربه قطعة من المادة المظلمة على وجهه بالدموع ، ولكن بالنسبة إلى TM فإن هذه الاكتشافات تعني الكثير من التقدم. لا تزال هناك بدائل جديرة بالاهتمام ، لكن أمامهم طريق طويل ليقطعوا هذه النظرية.

والآن ، حتى لو أهانت شركتي الأم TM وأعلنت بدائل ، أقول لنفسي: "كل الحاقدين يذهبون إلى اليسار" ، وأشعر بسعادة في أشعة النجاح الهائل لأفضل نظرية لهياكل الكون: المادة المظلمة.

Source: https://habr.com/ru/post/ar399195/


All Articles