هل كان الانفجار العظيم متبوعًا بالانفجار المظلم الذي أدى إلى انتشار المادة المظلمة في الكون؟

يتفق علماء الكونيات عمومًا على أنه منذ حوالي 13.8 مليار سنة كان هناك انفجار كبير ، وهو حدث متفجر بدأ في توسع الكون. لا يزال الانفجار العظيم بحد ذاته لغزا كبيرا. إنه مليء بالتفردات والمتطرفين التي تتحدى الفهم بالإضافة إلى الوصف المادي. يقولون أن نظرية الجودة للجاذبية الكمية يجب أن تفعل ذلك ، إذا ظهر أحد ، فسنرى.

في الوقت الحالي ، لا يزال الانفجار العظيم ، كبداية للنموذج الكوني القياسي للكون ، ظاهرة غريبة للغاية ، تليها في تتابع سريع أحداث أخرى غريبة بنفس القدر. بعد فترة قصيرة للغاية ، تضخم الكون الوليد على ما يبدو بعنف لأسباب غير واضحة من خلال التضخم الكوني ، وفي نهايتها انهارت الحقول الكمومية الغريبة التي شاركت على ما يبدو في التضخم وغمر الكون بالجسيمات الأساسية والإشعاع.

عندما كان عمر الكون أقل من 20 دقيقة ، كان التركيب النووي البدائي (BNN ، التركيب النووي الانفجار الكبير) ، والتي تم خلالها تشكيل نوى ذرات العناصر الخفيفة (باستثناء الهيدروجين الأساسي ، وهو مجرد بروتون واحد) – الديوتيريوم والهيليوم 3 والهيليوم 4 والليثيوم 6 والليثيوم 7 – لأول مرة ، بالإضافة إلى نوى نظائر أخرى أقل استقرارًا.

يعتبر التركيب النووي البدائي أحد أعمدة علم الكونيات الحديث. يكتشف علماء الكونيات كيف تتطابق أفكارنا حول التخليق النووي البدائي مع وفرة الهيدروجين والهيليوم. ومع ذلك ، لا تزال هناك ثغرات في مفهوم Big Bang تحتاج إلى تصحيح. واحد منهم هو أصل المادة المظلمة. يُفترض عادةً أنه خلال الانفجار العظيم والعمليات اللاحقة ، بالإضافة إلى جسيمات المادة العادية ، ظهرت جسيمات المادة المظلمة بطريقة ما ، والتي كانت تتجول في الكون منذ ذلك الحين ولا تلاحظ الكثير.

تقدم كاثرين فريز ومارتن فولفجانج وينكلر من جامعة تكساس ، أوستن بالولايات المتحدة الأمريكية ومركز أوسكار كلاين السويدي لفيزياء الجسيمات الكونية بجامعة ستوكهولم منظورًا مختلفًا. وفقًا لهم ، لم يكن التخليق النووي البدائي هو الحدث الوحيد من نوعه في حقبة ما بعد الانفجار العظيم مباشرة.

وهو يرى أنها مادة مظلمة لها مسارها “التطوري” الخاص بها. في السيناريو الخاص بهم ، يحدث الانفجار العظيم والتضخم الكوني أيضًا. الفرق هو أنه في نهاية التضخم ، ظهر الإشعاع في الكون بجسيمات ، ولكن ليس بجزيئات المادة المظلمة. في الوقت نفسه ، بقي جزء من الحقول الكمومية الغريبة المذكورة أعلاه في الفضاء. هؤلاء ، وفقًا لـ Freese و Winkler ، كان يجب أن يأتي بعد أن يبرد الكون أكثر. تم تحويل المجال الكمي المتبقي ، مما أدى إلى تكوين جسيمات المادة المظلمة.

يسميها مؤلفو الدراسة الانفجار المظلم (دارك بيغ بانغ). إذا حدث ذلك ، فوفقًا لهم كان يجب أن يكون قبل أن يبلغ عمر الكون شهرًا واحدًا. في الوقت نفسه ، حسبوا أن الانفجار المظلم يجب أن يخلق موجات جاذبية قوية ومحددة للغاية يمكن أن تموج عبر الفضاء حتى يومنا هذا. يمكن لمراصد الجاذبية القوية ، مثل مصفوفات الكاشفات النابضة ، التقاطها.

فيديو: كاثرين فريز على Dark Matter | أكاديمية كاليفورنيا للعلوم