هل يمكن أن تكون المادة المظلمة مختبئة في البعد الخامس المخفي؟

قد تفسر هندسة البعد الخفي بشكل طبيعي رنين المادة المظلمة وسلوكها المراوغ.

يبدو أن كل مجرة ​​تحمل كتلة أكبر بكثير مما تستطيع التلسكوبات رؤيته. قد تكون هذه المادة غير المرئية، المعروفة باسم المادة المظلمة، مرتبطة بالبعد الخامس المخفي الذي تشكل هندسته بشكل طبيعي كيفية تصرف جزيئات المادة المظلمة، وفقا لنظرية تم تطويرها في جامعة كاليفورنيا. جامعة شيفيلد.

احتلت المادة المظلمة كلاً من الفيزياء والخيال العلمي لعقود من الزمن، حيث ظهرت في قصص تتراوح بين الدوامات المدمرة للكواكب في ستار تريك إلى “الغبار” الذي يدعم الكون المتعدد في ثلاثية خيال فيليب بولمان His Dark Materials.

في علم الكونيات الحقيقي، يظل هذا واحدًا من أعمق الأسئلة الفيزيائية التي لم يتم حلها. يستنتج الباحثون وجوده من تأثير الجاذبية القوي، الذي يساعد على تماسك المجرات معًا، لكن لم تكتشفه أي تجربة بشكل مباشر أو تحدد المادة التي يتكون منها.

حظيت فكرة أن المادة المظلمة يمكن أن تحتل بعدًا إضافيًا غير مرئي باهتمام متزايد. دراسة نشرت في المراجعة البدنية د يوسع الآن هذا الاحتمال من خلال اقتراح إطار عمل يمكن أن يفسر سلوك المادة المظلمة ومقاومتها المستمرة للاكتشاف.

البعد المخفي يحاذي المادة المظلمة

يضع النموذج المادة المظلمة في بعد إضافي مع جسيم يحمل القوة يسمى الظلام الفوتون. ومن الطبيعي أن يؤدي شكل وهندسة هذا البعد إلى جعل كتلتي الجسيمين في محاذاة دقيقة.

ينتج عن هذا المحاذاة رنين المادة المظلمة، وهو تأثير يمكن مقارنته على نطاق واسع بالاهتزاز القوي الناتج عندما تصل آلة موسيقية إلى النغمة الصحيحة.

وقال الدكتور يو داي تساي، زميل أبحاث كبير في الجمعية الملكية لدوروثي هودجكين في جامعة شيفيلد: “من المعروف بالفعل أن رنين المادة المظلمة هو فكرة قوية، مع القدرة على تغيير فهمنا لكيفية إنتاج المادة المظلمة في الكون المبكر وكيف نبحث عنها اليوم.

“لكن العديد من نماذج المادة المظلمة الرنانة السابقة تعاملت مع الرنين كافتراض. ويعطي هذا العمل أصلًا أعمق محتملًا لها: قد يأتي الرنين مباشرة من هندسة الأبعاد الخفية.

“هذا الرنين يمكن أن يجعل تفاعلات المادة المظلمة أقوى بكثير في العصور الحاسمة في التاريخ الكوني، كما هو الحال في بداية الكون. والأهم من ذلك، أن النموذج يسمح بهذه التفاعلات القوية في الماضي بينما لا يزال يفسر لماذا تبدو المادة المظلمة خاملة للغاية ويصعب اكتشافها اليوم.”

تحل الهندسة محل الضبط الدقيق الاصطناعي

سبق أن درس الفيزيائيون المادة المظلمة الرنانة والأبعاد الإضافية كأفكار منفصلة. ومع ذلك، كانت تلك النماذج السابقة تتطلب في كثير من الأحيان تعديل كتل الجسيمات بدقة متناهية أو “ترتيبها يدويًا” قبل أن تعمل الفيزياء الأساسية.

بدلاً من ذلك، يشير نموذج شيفيلد إلى أن هذا التوافق الوثيق قد ينشأ بشكل طبيعي من البنية الرياضية للبعد الإضافي وليس من قبيل الصدفة المفروضة.

وأضاف يو داي: “إن فهم المادة المظلمة سيمثل تقدمًا عميقًا في معرفة البشرية بالكون ومما يتكون”.

“يعطي بحثنا للفيزيائيين أهدافًا جديدة واضحة في البحث عن المادة المظلمة، بينما يربط بين اثنين من أكبر الأفكار في الفيزياء الأساسية: لغز المادة المظلمة ووجود الأبعاد الخفية.”

يمكن أن يؤدي البحث عن المادة المظلمة أيضًا إلى فوائد عملية تتجاوز علم الكونيات. التقنيات التي تم تطويرها لهذه التجارب، بما في ذلك أجهزة الكشف فائقة الحساسية، وعلم التبريد، والإلكترونيات منخفضة الضوضاء، وأنظمة القياس الكمي، قد تساهم في التقدم في الطب والحوسبة والاتصالات العالمية.

المرجع: “المادة المظلمة الرنانة بشكل طبيعي من أبعاد إضافية” بقلم تايجيو لي ويو-داي تساي، 8 يوليو 2026، المراجعة البدنية د.
دوى: 10.1103/tsq1-bhsz

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.