هل ساعدت المادة المظلمة المتحللة في خلق أول ثقوب سوداء فائقة الكتلة في الكون؟
يشير بحث جديد إلى أن الثقوب السوداء الهائلة التي كانت موجودة قبل أن يبلغ عمر الكون مليار سنة ربما تكونت بمساعدة المادة المظلمة، وهي المادة الأكثر غموضا في الكون.
منذ ذلك الحين تلسكوب جيمس ويب الفضائي بدأ تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) لأول مرة في إرسال البيانات إلى الأرض في صيف عام 2022، وقد طرح مشكلة غريبة في أحضان العلماء، حيث وجد كتلًا هائلة الثقوب السوداء في وقت مبكر بعد 500 مليون سنة الانفجار العظيم. ومع ذلك، فهذه مشكلة لأن عمليات الاندماج والتغذية التي تسمح للثقوب السوداء بالوصول إلى كتل تبلغ ملايين المليارات من المرات كتلة الثقوب السوداء. الشمس يجب أن تأخذ على الأقل 1 مليار سنوات حتى تؤتي ثمارها.
إحدى الآليات المقترحة للنمو المبكر للثقوب السوداء هي الانهيار المباشر للسحب الهائلة من الغاز والغبار لتشكل على الفور ثقبًا أسودًا أساسيًا دون الوقت الذي يستغرقه نجم ضخم ليولد ويعيش حياته ثم يموت.
ومع ذلك، ستظل هذه العملية تتطلب تألق النجوم على هذه السحب من المادة، وتزويدها بالطاقة، لكن هذا نادر. من النادر جدًا تفسير وفرة الثقوب السوداء فائقة الكتلة التي شاهدها تلسكوب جيمس ويب الفضائي. أي ما لم يكن هناك مصدر طاقة آخر يساعد على استمرار هذه العملية.
“تشير دراستنا إلى أن المادة المظلمة المتحللة يمكن أن تعيد تشكيل تطور النجوم والمجرات الأولى بشكل عميق، مع تأثيرات واسعة النطاق في جميع أنحاء الكون،” قال قائد الفريق ياش أغاروال من جامعة كاليفورنيا، ريفرسايد، قال في بيان. “مع كشف تلسكوب جيمس ويب الفضائي الآن عن المزيد من الثقوب السوداء الهائلة في الكون المبكر، قد تساعد هذه الآلية في سد الفجوة بين النظرية والملاحظة.”
هل تتحلل المادة المظلمة؟
المادة المظلمة هي المادة الغامضة التي تشكل 85% من المادة الموجودة في الكون. ويظل غريبًا جدًا لأنه لا يتفاعل مع الضوء (بشكل أكثر دقة، الإشعاع الكهرومغناطيسي). هذا لا يجعلها غير مرئية بشكل فعال فحسب، بل يخبر العلماء أيضًا أن المادة المظلمة لا يمكن أن تتكون من إلكترونات ونيوترونات وبروتونات، وهي الجسيمات التي تشكل الذرات التي تشكل النجوم والكواكب والأقمار وأجسادنا وكل شيء نراه حولنا.
وقد حفز هذا البحث عن جسيمات تتجاوز النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات. هذه الجسيمات الافتراضية لها مجموعة من الكتل والخصائص المحتملة. يتضمن ذلك بعضها الذي يمر عبر بعضها البعض مثل الأشباح، وبعضها يتفاعل مع بعضها البعض، ويتبادل الطاقة، والبعض الآخر الذي يتحلل إلى جزيئات أصغر، ويطلق جزءًا صغيرًا من الطاقة في هذه العملية.
يعتقد أجروال وزميله فليب تانيدو من جامعة كاليفورنيا أن الأمر لن يتطلب سوى طاقة تعادل مليار تريليون من طاقة بطارية AA واحدة “لشحن” سحب الغاز البدائية، مع اضمحلال المادة المظلمة القادرة على توفير ذلك.
وقال تانيدو: “المجرات الأولى عبارة عن كرات من غاز الهيدروجين البكر، والتي تكون كيميائيتها حساسة بشكل لا يصدق لحقن الطاقة على المستوى الذري”. “هذه هي الخصائص التي نريدها لكاشف المادة المظلمة – قد يكون توقيع هذه “الكاشفات” هو الثقوب السوداء الهائلة التي نراها اليوم.”
كما سمح لهم عمل الفريق بتحديد نطاق كتلة افتراضي يتراوح بين 24 و27 إلكترون فولت لجسيمات المادة المظلمة القادرة على تحفيز خلق ثقوب سوداء انهيارية مباشرة يمكن أن تعطي بداية لنمو الثقب الأسود الهائل. ينبع استنتاج الفريق من سلسلة من المصادفات السعيدة للغاية التي تساعدهم على جمع المزيج الصحيح من علماء فيزياء الجسيمات وعلماء الكون وعلماء الفيزياء الفلكية لصياغة نظرية المصادفة الكونية.
وقال تانيدو: “لقد أظهرنا أن بيئة المادة المظلمة المناسبة يمكن أن تساعد في جعل “مصادفة” الانهيار المباشر للثقوب السوداء أكثر احتمالا بكثير”. “وبنفس الطريقة، ساعد دعم العمل متعدد التخصصات في جعل “المصادفة” التي أدت إلى هذا العمل ممكنة.”
تم نشر بحث الفريق يوم الثلاثاء (14 أبريل) في مجلة مجلة علم الكونيات وفيزياء الجسيمات الفلكية.
تنويه من موقع “beiruttime-lb.com”:
تم جلب هذا المحتوى بشكل آلي من المصدر:
www.space.com
بتاريخ: 2026-04-28 03:00:00.
الآراء والمعلومات الواردة في هذا المقال لا تعبر بالضرورة عن رأي موقع “beiruttime-lb.com”، والمسؤولية الكاملة تقع على عاتق المصدر الأصلي.
ملاحظة: قد يتم استخدام الترجمة الآلية في بعض الأحيان لتوفير هذا المحتوى.
