حل أكبر لغز غامض في تاريخ الكون.. هذا ما اكتشفوه أخيرا
تاريخ النشر: 29th, September 2023 GMT
في اكتشاف مهم ومثير للدهشة، توصل علماء الفيزياء إلى نتائج جديدة تتعلق بالمادة المضادة، وهي المادة التي تعتبر عكسًا للمادة التي نعرفها وتشكل النجوم والكواكب في الكون. وتعتبر هذه المادة الغامضة حاضرة في الكون منذ وقت قريب جدًا من الانفجار العظيم الذي أعطى بداية للكون.
المادة المضادةووفقا لهيئة الإذاعة البريطانية، تشير النتائج الأولية للدراسة إلى أن المادة المضادة تستجيب للجاذبية بنفس الطريقة التي تستجيب بها المادة العادية.
لعقود من الزمن، حاول الفيزيائيون فهم الفروق والتشابهات بين المادة والمادة المضادة، بهدف تفسير طريقة تكوين الكون ونشوءه.
كان اكتشاف أن المادة المضادة تستجيب للجاذبية بشكل معاكس لما كان يعتقد سابقًا - حيث ترتفع بدلاً من السقوط - سيكون له تأثير كبير على فهمنا للفيزياء.
والآن، ومن خلال هذا الاكتشاف الجديد، تم تأكيد أن ذرات المادة المضادة تسقط أيضًا مثل المادة العادية. وعلى الرغم من أن ذلك قد يبدو كأمر بديهي، إلا أن هذا الاكتشاف يفتح الباب أمام تجارب ونظريات جديدة ومثيرة. فمثلاً، هل تسقط المادة المضادة بنفس السرعة؟
الانفجار العظيمخلال فترة الانفجار العظيم، كان من المفترض أن تلتقي المادة والمادة المضادة وتتحدا وتلغي بعضها البعض، مما يتركنا فقط مع الضوء. ولكن السؤال المحوري هو لماذا لم يحدث ذلك؟ وكيف يمكننا فهم الاختلافات بين المادة والمادة المضادة؟
بطريقة ما، تغلبت المادة العادية على المادة المضادة في المراحل الأولى من التشكل. ويعتقد العلماء أن الإجابة قد تكمن في كيفية تفاعل المادة المضادة مع الجاذبية.
وفقًا للدكتورة دانييل هودجكينسون، عضو فريق البحث في مختبر سيرن في سويسرا، أكبر مختبر فيزيائي للجسيمات في العالم، قالت: "نحن لا نفهم كيف أصبحت المادة مهيمنة في الكون، وهذا هو ما يحفز تجاربنا ويحثنا على مواصلة البحث والاستكشاف.
ويعد اكتشاف الاختلافات والتشابهات بين المادة والمادة المضادة خطوة مهمة نحو فهم الكون ونشأته. إن البحث في هذا المجال يعزز معرفتنا بطبيعة الجاذبية والمادة ويمكن أن يساهم في تطور نظريات جديدة في الفيزياء.
30 عاما من الدراسةأمضى البروفيسور جيفري هانجست ثلاثين عامًا في بناء منشأة لبناء آلاف ذرات المادة المضادة من الجسيمات دون الذرية، واحتجازها ثم إسقاطها، وقال: "المادة المضادة هي أروع الأشياء وأكثرها غموضًا التي يمكنك تخيلها".
وتابع في شرح المادة المضادة: “كل شيء في عالمنا يتكون منها، من جزيئات صغيرة تسمى الذرات، وأبسط ذرة هي الهيدروجين. وهو ما تتكون منه الشمس في الغالب. تتكون ذرة الهيدروجين من بروتون موجب الشحنة في الوسط وإلكترون سالب يدور حولها، أما بالنسبة للمادة المضادة، فإن الشحنات الكهربائية تكون على العكس من ذلك”.
وأضاف: “خذ الهيدروجين المضاد، وهو نسخة المادة المضادة من الهيدروجين، المستخدم في تجارب سيرن. يحتوي على بروتون سالب الشحنة (البروتون المضاد) في المنتصف ونسخة موجبة من الإلكترون (البوزيترون) تدور حوله".
واستكمل: “يبطئه الباحثون عن طريق إرسالهم حول حلقة. وهذا يسحب طاقتهم، حتى يتحركوا بشكل أكثر سهولة، ويتم بعد ذلك إرسال البروتونات المضادة والبوزيترونات إلى مغناطيس عملاق، حيث يختلطان لتكوين آلاف ذرات الهيدروجين المضاد، يقوم المغناطيس بإنشاء حقل يحبس الهيدروجين المضاد.، فسيتم تدميرها على الفور، لأن المادة المضادة لا يمكنها البقاء على قيد الحياة عند الاتصال بعالمنا”.
المصدر: صدى البلد
إقرأ أيضاً:
لمحة مبكرة عن فجر الكون من مجرّة بعيدة
يبدو أن مجرة اكتُشفت عند أطراف الزمن الكوني تمثل أقدم دليل معروف على إعادة تأيّن الكون، وهي المرحلة التي أُضيئت فيها أرجاء الكون للمرة الأولى بعد عتمة الانفجار العظيم.
فعقب الانفجار العظيم مباشرة، امتلأ الكون المبكر بغاز الهيدروجين والهيليوم الساخن، وهو ما تسبب في تبعثر الفوتونات وجعل الكون شبه معتم. لكن ومع مرور مئات الملايين من السنين، بدأت النجوم الأولى في التشكل وبثّ الضوء، مما أدى إلى تأيّن هذه الغازات، أي تفكيك ذراتها إلى مكوناتها الأساسية، فأتاح ذلك للفوتونات أن تتدفق بحرية، وبدأ الكون يصبح شفافًا شيئًا فشيئًا. إلا أن التوقيت الدقيق لهذه العملية لا يزال موضعًا للدراسة والنقاش.
وفي هذا السياق، استخدم الباحث يوريس ويتستوك من جامعة كوبنهاجن في الدنمارك، وزملاؤه، تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) لدراسة مجرّة تُعرف باسم JADES-GS-z13-1-LA، تُرصد كما كانت قبل 330 مليون سنة من الانفجار العظيم، مما يجعلها واحدة من أقدم المجرات المعروفة حتى الآن.
تشير بيانات الضوء فوق البنفسجي المنبعث من هذه المجرة إلى أنها كانت محاطة بفقاعة كونية يبلغ قطرها نحو 200 ألف سنة ضوئية، ويُعتقد أن هذه الفقاعة تشكلت نتيجة تفاعل ضوء النجوم في المجرة مع الهيدروجين المحيط بها في الكون المبكر (كما ورد في دورية «نيتشر» - doi.org/g89w79). ويقول ويتستوك معلقًا: «رؤية هذا النوع من الدلائل في وقت مبكر جدًا من عمر الكون يتجاوز أكثر توقعاتنا تفاؤلًا».
وقد علّق الباحث ميشيل ترينتي من جامعة ملبورن على هذه النتائج قائلًا: إن الملاحظات تتوافق مع المراحل الأولى من عملية إعادة التأيّن الكوني، وأضاف: «إنه أمر مدهش ومثير للحماسة. لم أكن أتوقع أن يتمكن الضوء فوق البنفسجي الصادر عن هذه المجرة من الوصول إلى تلسكوب جيمس ويب، فقد كنا نتوقع أن الغاز الهيدروجيني البارد والمتعادل الذي يحيط بها سيحجب الفوتونات. لكننا الآن نشهد بداية عملية إعادة التأيّن».
أما طبيعة هذه المجرة الصغيرة نفسها فلا تزال غير مفهومة تمامًا؛ فقد يكون توهجها الساطع ناتجًا عن وجود عدد كبير من النجوم الضخمة، الساخنة، والشابة، أو ربما لوجود ثقب أسود مركزي بالغ القوة. ويعلق ترينتي على ذلك بالقول: «إن صح هذا الاحتمال، فسيكون هذا أول دليل معروف على وجود ثقب أسود فائق الكتلة في مركز مجرة بهذا القِدم».
أول فقاعة.. وأول دليل
ورغم أن الفلكيين قد رصدوا في السابق مجرات لاحقة في عمر الكون تمتلك فقاعات مشابهة، إلا أن JADES-GS-z13-1-LA تظل حتى اللحظة أقدم مثال معروف لمثل هذه الحالة.
وفي هذا الشأن، يقول ريتشارد إيليس من جامعة كوليدج لندن: «هذه المجرة تُعد معيارًا مرجعيًا. وجود هذه الفقاعة يشير إلى أن المجرة كانت نشطة منذ فترة طويلة، ويمنحنا لمحة أعمق عن اللحظة التي بدأت فيها المجرات بالخروج من ظلام الكون المبكر».
وقد استغرق تلسكوب جيمس ويب قرابة 19 ساعة من الرصد المتواصل لاكتشاف أسرار هذه المجرة، وهو وقت طويل نسبيًا يعكس صعوبة التحدي.
ويأمل ويتستوك أن تقود هذه النتائج إلى اكتشاف دلائل إضافية على فجر إعادة التأيّن الكوني، قائلا: «لدينا عدد من الأهداف الأخرى قيد الدراسة. قد نجد دلائل أقدم، أو ربما نكون قد بلغنا أقصى حدود هذا النوع من الاكتشافات».
جوناثان أوكالاهان
خدمة تربيون عن مجلة «New Scientist»
انطلاق برنامج “أردننا جنة” بحلة جديدة ووجهات متنوعة