يخلق شيء ما في الكون كتلة كبيرة لا نستطيع رصدها مباشرةً، نحن نعلم أنها موجودة بسبب تأثيرها على الأشياء التي نستطيع رصدها، لكننا نجهل ما هي أو كيف وصلت إلينا. نسمي تلك الكتلة المجهولة بالمادة المظلمة، وقد اكتُشف حديثًا جسيم قد يكون وراء بناء هذه المادة.
المرشح الجديد هو جسيم دون ذري يُسمى (نجم-d سداسي الكوارك). من المحتمل أن هذه الجسيمات تجمعت لتكوّن المادة المظلمة في بدايات عمر الكون المظلمة التي تلت الانفجار العظيم.
حيرت المادة المظلمة علماء الفيزياء لأكثر من قرن، وقد لوحظت لأول مرة من طريق مراقبة حركة النجوم العمودية، التي ألمحت إلى وجود كتلة مجهولة حولها.
نستطيع الآن ملاحظة تأثير المادة المظلمة على مختلف الحركات، مثلًا ظاهرة عدسة الجاذبية، وهي ظاهرة فيزيائية ينحني فيها الضوء حول الأجسام الضخمة مثل العناقيد المجرية، والحركة الدورانية الخارجية للأقراص المجرية بالغة السرعة، التي لا يمكن تفسيرها بالكتلة المرئية.
من المستحيل رصد المادة المظلمة مباشرةً، فهي تمتص أو تعكس أي نوع من الأشعة الكهرومغناطيسية. لكن تأثيرها الجاذبي قوي جدًا لدرجة أن 85% من الكتلة في الكون هي مادة مظلمة.
يريد العلماء التوصل إلى حقيقة المادة المظلمة، ليس فقط لأنهم فضوليون، بل لأن كشف حقيقتها سيشرح لنا كيف خُلِقَ الكون وكيف يعمل.
إذا اكتشفنا أن المادة المظلمة غير موجودة، فهذا يعني وجود خطأ كبير في نظرية النموذج المعياري لفيزياء الجسيمات، الذي نستخدمه لوصف الكون وفهمه.
ظهر على مر السنين العديد من المرشحين للقب المادة المظلمة، لكن لم يستطع أي منهم الإجابة عن الأسئلة المطروحة، وهنا يتميز النجم-d سداسي الكوارك أو d*(2380).
يقول اختصاصي الفيزياء النووية دانيل واتس من جامعة يورك في المملكة المتحدة: «يُعَد أصل المادة المظلمة أحد أهم الأسئلة في الأوساط العلمية، وما زالت إجابته مجهولة إلى الآن، تشير حساباتنا الأولية إلى أن تجمعات النجم-d مرشح ممتاز للمادة المظلمة، هذا اكتشاف واعد، خاصةً أنه لا يتطلب أي مفهوم فيزيائي جديد».
الكواركات هي جسيمات أساسية تجتمع عادةً في تجمعات ثلاثية مكونةً بروتونات ونيوترونات.
تُسمى هذه التجمعات الثلاثية الباريونات، وتكوّن أكثر المادة المرئية في الكون، أنت مكون من الباريونات، وكذلك الشمس والنباتات والغبار الفضائي.
حين تجتمع 6 كواركات معًا، تكون جسيمًا يسمى الباريون الثنائي، أو الكوارك السداسي، ولم يُرصَد من قبل كثيرًا، إذ يُعَد النجم-d الذي رُصد سنة 2014 أول رصد مهم له.
المثير بخصوص النجم-d سداسي الكوارك أنه بوزون، يتبع نظام إحصاء بوز-أينشتاين، الذي يفسر كيفية تصرف الجسيمات، ما يعني أن مجموعة من نجوم-d تستطيع أن تكوّن مكثف بوز-أينشتاين.
يعرف مكثف بوز-أينشتاين أيضًا بالحالة الخامسة للمادة، تتكون هذه المكثفات حين يصل غاز منخفض الكثافة إلى درجة حرارة تقترب من الصفر المطلق، فتتحول ذراته من الحركة المستمرة إلى السكون، في أقل حالة كمِّية يمكن بلوغها.
وفقًا للدراسة، فإن وجود غاز منبعث من نجوم-d يطوف في الكون المبكر حين بدأ يبرد قد يجتمع معًا لتكوين مكثف بوز-أينشتاين، الذي قد يمثل ما نسميه حاليًا المادة المظلمة.
بالطبع فإن كل ما سبق هو محض افتراض، لكن كلما اكتشفنا مرشحين أكثر، وأكدنا بعضهم وأقصينا البعض آخر، نقترب أكثر من فهم ماهية المادة المظلمة، الأمر الذي نحن جميعًا متحمسون لمعرفته.
يبحث الفريق حاليًا عن نجوم-d في الفضاء الواسع، لفهم طريقة عملها وإجراء التجارب عليها.
صرح الفيزيائي ميخائيل باشكانوف من جامعة يورك: «الخطوة التالية لفهم المرشح الحالي هي دراسة طبيعة تصرف نجوم-d، متى تجذب بعضها ومتى تتنافر. نعمل على إضافة حسابات جديدة لخلق نجم-d داخل النواة الذرية، ومراقبة كون تصرفاتها مشابهة لما هي عليه في الفضاء الحر».
اقرأ أيضًا:
تلسكوب هابل يرصد أصغر كتل معروفة من المادة المظلمة
ترجمة: زينب سعد
تدقيق: سمية بن لكحل
مراجعة: أكرم محيي الدين
