وفقًا لـ IA ، عندما ينظر العلماء إلى البيانات من التلسكوبات مثل تلسكوب جيمس ويب الفضائي ، فإنهم ينظرون إلى الوراء في الوقت المناسب. نظرًا لأن الضوء ينتقل بسرعة محدودة ، فإن ما نراه اليوم هو أحداث حدثت منذ ملايين أو حتى بلايين السنين.
لفهم هذا السؤال بشكل أفضل ، يجب أن نقول إن الضوء ينتقل بسرعة 300000 كيلومتر في الثانية. سيستغرق الضوء المنبعث من جرم سماوي بعيد عن الأرض سنوات حتى يصل إلى كوكبنا. تخيل نجمًا على بعد سنة ضوئية من الأرض. عندما يصل ضوء ذلك النجم إلى الأرض بعد عام ، يمكننا أن نلاحظ النجم كما كان قبل عام ولا نرى وقته الحالي.
يصعب قياس المادة المظلمة لأن المادة المظلمة لا تصدر أي ضوء.
لذلك استخدم الباحثون نظرية النسبية لأينشتاين وقاسوا تشوه الضوء من المجرات البعيدة لتحديد مقدار المادة المظلمة التي تمتلكها المجرة الأمامية. كلما زاد انحناء الضوء ، زادت كمية المادة المظلمة في مجرة ”العدسة” التي تسبب هذا التشويه. هذه الطريقة تسمى تأثير التقارب الثقالي. المجرات المصقولة عبارة عن أقراص ، ولكن نظرًا للكمية الكبيرة من الغبار البينجمي ، فقد اتخذت شكل العدسة ، وبالطبع فإن معدل ولادة النجوم في هذه الفئة من المجرات مرتفع.
تعمل الأجرام السماوية الضخمة مثل الثقوب السوداء على تشتيت ضوء المجرات والنجوم الأخرى ، ويستخدم علماء الفلك هذه الطريقة لمراقبة الأجسام بشكل أفضل ، لكن هذه المرة استخدموا هذا التأثير ليس لرصد المجرات الأخرى ، ولكن لدراسة المادة المظلمة نفسها.
مشكلة المجرات البعيدة
عندما ننظر إلى المجرات البعيدة ، يصبح الضوء القادم منها أضعف وبالتالي يصبح تأثير التقارب الثقالي أضعف ويصعب اكتشافه. حاول العلماء استخدام إشارات ضوئية من عدد قليل من المجرات لحل هذه المشكلة ، لكن عدم القدرة على اكتشاف العديد من المجرات البعيدة يعني أن المادة المظلمة التي يعود تاريخها إلى ثمانية إلى 10 مليارات سنة فقط قد تمت دراستها حتى الآن.
منذ أن بدأ الكون قبل حوالي 13.7 مليار سنة ، هناك العديد من الأشياء المجهولة حول متى بدأ وماذا حدث بعد ذلك. لفهم هذه الفترة الزمنية بشكل أفضل ، تعاون باحثون من جامعة ناغويا وجامعة طوكيو في اليابان مع المرصد الفلكي لليابان وجامعة برينستون في الولايات المتحدة لاستخدام مصدر مختلف لضوء الخلفية ، موجات الميكروويف من السديم.
كيف نظر الباحثون إلى المادة المظلمة منذ 12 مليار سنة؟
في هذا التعاون ، استخدم العلماء بيانات الضوء المرئي لتحديد 1.5 مليون مجرة عدسية يعود تاريخها إلى 12 مليار سنة. ثم استخدموا إشعاع الخلفية الكونية (CMB) من الانفجار العظيم للتغلب على نقص الضوء من المجرات البعيدة.
باستخدام بيانات انبعاثات الميكروويف التي حصل عليها القمر الصناعي بلانك التابع لوكالة الفضاء الأوروبية ، تمكن الباحثون من قياس تقارب الموجات الدقيقة من هذه المجرات.
قال يويتشي هاريكان ، الأستاذ المساعد في جامعة طوكيو ، في بيان صحفي ، إن معظم الباحثين يستخدمون المجرات السلفية لقياس توزيع المادة المظلمة من الوقت الحاضر إلى ثمانية مليارات سنة مضت.
ومع ذلك ، يمكننا أيضًا النظر إلى الوراء. استخدمنا إشعاع الخلفية الكونية الأبعد لقياس المادة المظلمة. قمنا أولاً بقياس المادة المظلمة في اللحظات الأولى تقريبًا من تكوين الكون.
أظهر التحليل الأولي أن الباحثين لديهم بيانات كافية لتحديد توزيع المادة المظلمة وتمكنوا من تحديد المادة المظلمة التي يعود تاريخها إلى 12 مليار سنة.
تشكلت المجرات بعد 1.7 مليار سنة من أن الانفجار العظيم كان لا يزال في مراحله الكونية المبكرة. في نفس الوقت ، بدأت أولى مجموعات المجرات في التكون. تتكون مجموعات المجرات من إجمالي 100 إلى 1000 مجرة تحتوي على كميات كبيرة من المادة المظلمة.
حتى الآن ، قامت المجموعة بتحليل ثلث بيانات إشعاع الخلفية الكونية المتاحة. مزيد من التحليل يسمح للباحثين بالنظر أبعد إلى الوراء.
46
.