اكتشفت مجموعة من علماء الفلك بنية واسعة من مجرات الأقمار الصناعية ومجموعات النجوم المحيطة بمجرة درب التبانة ، وتمتد عبر مليون سنة ضوئية. ينضم هذا إلى دراسة أخرى نشرت الأسبوع الماضي ، حيث قال العلماء أنهم لم يجدوا أي دليل على المادة المظلمة.
طالب الدكتوراه مارسيل بولوفسكي وأستاذ علم الفلك بافيل كروبا من جامعة بون في ألمانيا ليسا بغريبين عن دراسة المادة المظلمة والتشكيك بها. لدى الاثنين معا مدونة تسمى أزمة المواد المظلمة ، وفي ورقة عام 2009 التي درست أيضا المجرات الساتلية ، أعلن كروبا أنه ربما كان إسحاق نيوتن مخطئا. وقال: "على الرغم من أن نظريته تصف في الواقع التأثيرات اليومية للجاذبية على الأرض ، فإن الأشياء التي يمكننا رؤيتها وقياسها ، فمن الممكن أننا فشلنا تمامًا في فهم الفيزياء الفعلية الكامنة وراء قوة الجاذبية".
في حين أن نماذج علم الكونيات التقليدية لأصل الكون وتطوره تستند إلى وجود مادة مظلمة ، يعتقد أن المادة غير المرئية تشكل حوالي 23 ٪ من محتوى الكون ، فإن هذا النموذج مدعوم بالملاحظات الأخيرة لخلفية الميكروويف الكونية التي تقدر الكون يتكون من 4٪ مادة باريونية عادية و 73٪ طاقة مظلمة والباقي مادة مظلمة.
لكن لم يتم الكشف عن المادة المظلمة بشكل مباشر أبدًا ، وفي النموذج المقبول حاليًا - نموذج Lambda-Cold Dark Matter - من المتوقع أن تحتوي مجرة درب التبانة على عدد أكبر من المجرات الساتلية مما هو موجود بالفعل.
يقول Pawlowski و Kroupa وفريقهم أنهم عثروا على بنية ضخمة من المجرات وعناقيد النجوم التي تمتد ما يقرب من 33000 سنة ضوئية إلى مسافة تصل إلى مليون سنة ضوئية من مركز المجرة ، موجودة في الزوايا القائمة إلى طريق مجرة أو في بنية قطبية "شمال" و "جنوب" مستوى مجرتنا.
قد تكون هذه هي المسألة "المفقودة" التي يبحث عنها الجميع.
لقد استخدموا مجموعة من المصادر لمحاولة تجميع وتجميع هذه النظرة الجديدة لما يحيط بمجرتنا تمامًا ، باستخدام لوحات وصور فوتوغرافية من القرن العشرين من التلسكوب الآلي لمسح سلون ديب سكاي. باستخدام كل هذه البيانات ، قاموا بتجميع صورة تحتوي على مجرات ساتلية "كلاسيكية" ساطعة ، وأقمار صناعية باهتة تم اكتشافها مؤخرًا ومجموعات أصغر كروية.
إجمالاً ، تشكل بنية ضخمة.
قال باولوفسكي: "بمجرد الانتهاء من تحليلنا ، ظهرت صورة جديدة عن جوارنا الكوني".
قال الفريق إن العديد من نماذج المادة المظلمة تكافح لتفسير ما اكتشفوه. قال كروبا: "في النظريات القياسية ، كانت مجرات الأقمار الصناعية تكونت كأجسام فردية قبل أن يتم التقاطها بواسطة درب التبانة". "بما أنهم كانوا سيأتون من العديد من الاتجاهات ، فمن المستحيل بالنسبة لهم أن ينتهي بهم المطاف بالتوزيع في مثل هذا الهيكل الرفيع المستوى."
يقول العديد من علماء الفلك ، بما في ذلك عالم الفيزياء الفلكية إيثان سيجل في مدونة "يبدأ مع الانفجار" ، أن الصورة الكبيرة للمادة المظلمة تؤدي عملًا جيدًا في تفسير بنية الكون.
يتساءل سيغل عما إذا كانت أي دراسات تدحض المادة المظلمة "تسمح لنا بالابتعاد عن كون بدون مادة مظلمة في شرح البنية واسعة النطاق ، أو غابة ليمان ألفا ، أو التقلبات في الخلفية الميكروية الكونية ، أو طيف قوة المادة في الكون؟ الأجوبة في هذه المرحلة هي لا ، لا ، لا ، ولا. بشكل نهائي. وهذا لا يعني أن المادة المظلمة هي نعم محددة ، وأن تعديل الجاذبية هو لا محدد. هذا يعني أنني أعرف بالضبط ما هي النجاحات النسبية والتحديات المتبقية لكل من هذه الخيارات ".
ومع ذلك ، عبر Pawlowski عبر Twitter اليوم ، "لسوء الحظ فإن الصورة الكبيرة للمادة المظلمة التي تفيد بأنها جيدة لا تساعد إلا إذا نظرت من بعيد أو باستخدام نظارات مكسورة."
أحد التفسيرات لكيفية تشكل هذا الهيكل هو أن درب التبانة اصطدم بمجرة أخرى في الماضي البعيد.
"فقدت المجرة الأخرى جزءًا من مادتها ، وهي مادة شكلت بعد ذلك مجرات مجرتنا الفضائية والمجموعات الكروية الأصغر وانتفاخها في مركز المجرة." قال باولوفسكي. "الصحابة الذين نراهم اليوم هم حطام هذا التصادم الذي يبلغ عمره 11 مليار عام".
كتب الفريق في ورقتهم: "إذا تم تشكيل جميع المجرات الساتلية ومجموعات الهالة الشابة في لقاء بين درب التبانة الصغيرة ومجرة أخرى غنية بالغاز منذ حوالي 10-11 Gyr ، فإن درب التبانة ليس لديها أي إضاءة تصبح البنية التحتية للمادة المظلمة ومشكلة الأقمار الصناعية المفقودة فشلًا فادحًا للنموذج الكوني القياسي ".
قال Kroupa "لقد حيرنا من مدى جودة توزيع الأنواع المختلفة من الأشياء مع بعضها البعض". يبدو أن نموذجنا يستبعد وجود المادة المظلمة في الكون ، مما يهدد الركيزة الأساسية للنظرية الكونية الحالية. نحن ننظر إلى هذا على أنه بداية تحول نموذجي ، تحول سيقودنا في نهاية المطاف إلى فهم جديد للكون الذي نعيش فيه ".
المصدر: الجمعية الفلكية الملكية
