أحدث الأخبار مع #ليامكونور
24 القاهرة
منذ 16 ساعات
- علوم
- 24 القاهرة
علماء الفلك يكتشفون المادة المفقودة في الكون باستخدام الانفجارات الراديوية السريعة
تمكن علماء الفلك من رصد "المادة العادية المفقودة في الكون، والتي طالما حيّرت الباحثين، وذلك باستخدام ظاهرة فلكية نادرة تُعرف بالانفجارات الراديوية السريعة FRBs وهي ومضات موجات راديوية قصيرة جدًا وقوية تنبعث من مجرات بعيدة، وذلك وفقا لموقع سبيس. علماء الفلك يكتشفون المادة المفقودة في الكون باستخدام الانفجارات الراديوية السريعة المادة المكتشفة ليست المادة المظلمة، بل هي مادة طبيعية تتكوّن من ذرات تُعرف بـ"الباريونات"، لكنها كانت خافتة جدًا لدرجة يصعب رصدها مباشرة، هذه المادة تنتشر في الفضاء بين المجرات، ضمن ما يُعرف بـ"الوسط بين المجرات" (IGM)، وقد استعصى على العلماء تتبعها لعقود. استخدم العلماء بقيادة ليام كونور من مركز الفيزياء الفلكية بهارفارد وسميثسونيان، 69 انفجارًا راديويًا سريعًا كمصادر ضوء تخترق هذا الضباب الكوني، من خلال تحليل تباطؤ الضوء عند مروره عبر المادة، تمكنوا من تقدير كميتها بدقة. وأظهرت النتائج أن نحو 76% من المادة الأدية في الكون تقع بين المجرات، و15% توجد في الهالات الغازية المحيطة بها، بينما الـ9% المتبقية محصورة داخل المجرات نفسها، على شكل نجوم وغازات. وشملت الدراسة دفقات راديوية اكتُشفت عبر شبكات تلسكوبات متقدمة مثل DSA في كاليفورنيا وASKAP في أستراليا، وتم تحديد مواقعها في مجرات بعيدة تصل إلى 9.1 مليار سنة ضوئية، ويمثل هذا الاكتشاف دليلًا رصديًا هو الأول من نوعه، ويؤكد ما كانت تتوقعه محاكاة تطور الكون، كما يفتح الباب أمام استخدام FRBs كأداة رئيسية في علم الكونيات لدراسة المادة وتوزيعها عبر الفضاء الكوني.
الاتحاد
منذ 19 ساعات
- علوم
- الاتحاد
علماء يحددون مكان المادة "المفقودة" في الكون
في كوننا نوعان من المادة، إحداهما مظلمة غير مرئية تُعرف فقط من خلال تأثير جاذبيتها الهائلة، والأخرى عادية مثل الغاز والغبار والنجوم والكواكب وكل ما نراه ونلمسه خلال حياتنا اليومية على كوكب الأرض. يقدّر العلماء أن المادة العادية تشكل حوالي 15 بالمئة فقط من كل المادة الموجودة في الكون، لكنهم لطالما وجدوا صعوبات في تحديد مكان وجود هذه المادة بالكامل، ولا يزال حوالي نصفها مفقودا. وبمساعدة دفقات قوية من موجات الراديو المنبعثة من 69 موقعا في الكون، عثر باحثون الآن على المادة "المفقودة". وقال الباحثون إن هذه المادة كانت مختبئة في الأساس في هيئة غاز موزع بشكل رقيق ومنتشر في المساحات الشاسعة بين المجرات، وإنها اكتُشفت بفضل تأثيرها على موجات الراديو التي تسافر عبر الفضاء. ويشكل هذا الغاز الرقيق الوسيط بين المجرات، وهو ما يمكن وصفه بأنه ضباب بين المجرات. وكان العلماء قد حددوا، في السابق، الكمية الإجمالية للمادة العادية باستخدام عملية حسابية تتضمن الضوء المرصود الذي خلفه الانفجار العظيم قبل حوالي 13.8 مليار سنة. لكنهم لم يتمكنوا في الواقع من العثور على نصف هذه المادة. وقال ليام كونور أستاذ علم الفلك في جامعة هارفارد "لذا، فإن السؤال الذي كنا في صراع معه هو أين تختبئ؟ ويبدو أن الإجابة هي: في شبكة كونية (بخيوط) رقيقة منتشرة، بعيدا عن المجرات". وكونور معد رئيسي للدراسة المنشورة، الاثنين، في دورية (نيتشر أسترونومي) العلمية. وخلص الباحثون إلى أن هناك جزءا أصغر من المادة المفقودة موجود في شكل هالات محيطة بالمجرات، بما في ذلك مجرتنا درب التبانة. وتتكون المادة العادية من الباريونات، وهي الجسيمات دون الذرية من البروتونات والنيوترونات اللازمة لبناء الذرات. وقال كونور "ويتكون البشر والكواكب والنجوم من الباريونات. أما المادة المظلمة، من ناحية أخرى، فهي مادة غامضة تشكل الجزء الأكبر من المادة في الكون. لا نعرف ما الجسيمات أو المادة الجديدة التي تشكل المادة المظلمة". يقول كونور "لو كان الكون مكانا أكثر مللا، أو كانت قوانين الفيزياء مختلفة، لوجدتم أن المادة العادية كانت لتسقط كلها في المجرات وتبرد وتشكل نجوما حتى يصبح كل بروتون ونيوترون جزءا من نجم. لكن، ليس هذا ما حدث". وبالتالي، فإن هذه العمليات الفيزيائية العنيفة تقذف بالمادة العادية لمسافات هائلة وتلقي بها في أغوار الكون. ولا يكون هذا الغاز في حالته المعتادة، بل على شكل بلازما، بإلكترونات منفصلة عن البروتونات. وتضمنت الآلية المستخدمة للكشف عن المادة العادية المفقودة وقياسها ظواهر تُسمى انفجارات الراديو السريعة، وهي نبضات قوية من موجات الراديو المنبعثة من نقاط بعيدة في الكون. وفي حين أن سببها الدقيق لا يزال غامضا، فإن الفرضية الرئيسية هي أنها تنتج عن نجوم نيوترونية ذات قوة مغناطيسية هائلة، وهي بقايا نجوم مضغوطة ومستعرة تتشكل بعد فناء النجوم الضخمة. ومع انتقال الضوء في ترددات موجات الراديو من مصدر انفجارات الراديو السريعة إلى الأرض، فإنه يتشتت إلى أطوال موجية مختلفة، مثلما يحول المنشور ضوء الشمس إلى قوس قزح تماما. وتعتمد درجة هذا التشتت على مقدار المادة الموجودة في مسار الضوء، مما يوفر آلية لرصد المادة وقياسها في أماكن، كانت ستظل مجهولة لولا هذه الوسيلة. وتم تحديد مواقع انفجارات الراديو السريعة على مسافات تصل إلى 9.1 مليار سنة ضوئية من الأرض، وهي أبعد المسافات المسجلة. والسنة الضوئية هي المسافة التي يقطعها الضوء في السنة، أي 9.5 تريليون كيلومتر. ومع معرفة أماكن كل المادة العادية الآن، تمكن الباحثون من تحديد توزيعها. يوجد حوالي 76 بالمئة منها في الفضاء بين المجرات، وحوالي 15 بالمئة في هالات المجرات، بينما تتركز التسعة بالمئة المتبقية داخل المجرات، في صورة نجوم أو غازات في الأساس. وقال كونور "يمكننا الآن الانتقال إلى ألغاز أكثر أهمية فيما يتعلق بالمادة العادية في الكون". وأضاف "وأبعد من ذلك هو: ما طبيعة المادة المظلمة ولماذا يصعب قياسها بشكل مباشر؟".
الوئام
منذ يوم واحد
- علوم
- الوئام
علماء بـ هارفارد: عثرنا على 'المادة المفقودة' في الكون
كشفت دراسة علمية حديثة عن موقع النصف 'المفقود' من المادة العادية في الكون، والتي لطالما حيّرت العلماء رغم معرفتهم بوجودها من خلال الحسابات المرتبطة ببقايا الضوء الناتج عن الانفجار العظيم قبل 13.8 مليار عام. ووفقًا للدراسة التي نُشرت في مجلة Nature Astronomy، فإن هذه المادة العادية، والمكوّنة من البروتونات والنيوترونات المعروفة باسم 'الباريونات'، كانت متوزعة على شكل غاز رقيق للغاية في المساحات الشاسعة بين المجرات، ويُعرف هذا الوسط باسم 'الوسط بين المجري' (Intergalactic Medium)، ويشبه ضبابًا كونيًا باهتًا. وبخلاف 'المادة المظلمة' الغامضة التي تُشكّل نحو 85% من الكتلة الكونية ولا تزال طبيعتها مجهولة، فإن المادة العادية – وهي ما تتكوّن منه النجوم والكواكب والبشر – معروفة التركيب، لكن تحديد أماكن وجودها بدقة كان تحديًا علميًا استمر لعقود. موجات راديوية تفتح نافذة على الفضاء السحيق نجح العلماء في رصد هذه المادة عبر تتبع 69 انفجارًا راديويًا سريعًا (Fast Radio Bursts – FRBs)، وهي ومضات قصيرة لكنها قوية من الموجات الراديوية قادمة من أعماق الكون. هذه الومضات تتبعثر عند مرورها عبر الفضاء، ويختلف مقدار التبعثر تبعًا لكمية المادة الموجودة في طريقها، ما يتيح قياس كمية المادة المنتشرة في الكون. ومن بين هذه الومضات، تم اكتشاف 39 باستخدام شبكة من 110 تلسكوبات في مرصد أوينز فالي التابع لمعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، بينما جاءت البقية من مراصد أخرى. وتراوحت المسافة التي قطعتها هذه الإشارات بين عدة مليارات من السنين الضوئية، وصولًا إلى 9.1 مليار سنة ضوئية، وهو أبعد مصدر لرصد انفجار راديوي حتى الآن. توزيع المادة العادية في الكون بحسب النتائج، فإن المادة العادية موزعة على النحو التالي: 76% في الفضاء بين المجرات. 15% في 'هالات' تحيط بالمجرات، بما في ذلك درب التبانة. 9% فقط داخل المجرات، على شكل نجوم أو غاز. كيف ضاعت هذه المادة؟ يرجّح العلماء أن هذه المادة طُردت من المجرات خلال أحداث كونية عنيفة، مثل انفجارات النجوم العملاقة (السوبرنوفا)، أو 'تجشؤ' الثقوب السوداء الهائلة لمواد بعد ابتلاعها. وبدلًا من أن تبقى هذه المادة داخل المجرات لتُشكّل نجومًا جديدة، فإنها نُثرت في أرجاء الفضاء البعيد. البروفيسور ليام كونور من جامعة هارفارد، وهو المؤلف الرئيسي للدراسة، أوضح أن 'الكون ليس نظامًا ساكنًا، والفيزياء التي تحكمه معقدة. فلو كان أبسط، لربما استقرت كل المادة العادية داخل المجرات. لكن بدلًا من ذلك، وجدناها تنتشر في شبكة كونية ضبابية'. ومع إغلاق هذا الفصل العلمي، يتطلع الباحثون إلى المرحلة التالية من البحث: محاولة فهم المادة المظلمة، ولماذا يستعصي قياسها على العلماء حتى اليوم.
