قد تكون الأرض تسبح في المحيط المادة المظلمة – والموجات في محيط غير مرئي مقابل الغلاف الجوي العلوي لكوكبنا يمكن أن تخلق موجات راديوية قابلة للاكتشاف، مما يسمح لنا باكتشاف هذه العناصر المراوغة في الكون، وفقًا لبحث نظري جديد.
تشير مجموعة كبيرة من الأدلة الفيزيائية الفلكية والكونية إلى وجود المادة المظلمة، بدءًا من منحنيات الدوران التي لا يمكن تفسيرها لبعض المجرات، وحتى نمو أكبر الهياكل في الكون. ويحاول شرح هذه الأنواع المختلفة من الملاحظات بصيغ بديلة جاذبية فشل ذلك، لذلك يعتقد معظم علماء الفلك أن المادة المظلمة هي شكل من أشكال المادة غير المعروفة التي نادراً ما تتفاعل مع الضوء أو المادة العادية.
لكن هذا مفهوم واسع جدًا يغطي العديد من الاحتمالات. المادة المظلمة تتكون من جزيئات ضخمةلكن عمليات البحث عن هذا النوع من الجسيمات كانت في الغالب فارغة. لذا فإن البديل المثير للاهتمام هو أن المادة المظلمة خفيفة بشكل استثنائي، في شكل جسيمات نظرية تسمى “محاور عصبية”، أو شكل غريب من الفوتون مع قليل من الكتلة.
مع هذه الخفة المذهلة – أخف بملايين المرات من أخف الجسيمات – يمكن للمادة المظلمة أن تتصرف بطرق غريبة جدًا. على وجه التحديد، بدلًا من الظهور كرصاصات فردية، تظهر المادة المظلمة تتصرف مثل الأمواج الكبيرة ذلك التجول حول الكون.
أ دراسة حديثة تم نشره على خادم ما قبل الطباعة arXiv، حيث قام الفيزيائيون بدراسة عينات من المادة المظلمة خفيفة الوزن والتي ليست مظلمة تمامًا، مما يسمح لها بالتفاعل نادرًا جدًا مع المادة العادية. في معظم الأحيان، بالكاد يتم تسجيل هذه التفاعلات ولا تنتج أي شيء يمكن اكتشافه. لكن في حالات نادرة، تتفاعل المادة المظلمة والمادة العادية بما يكفي لإنتاج كميات كبيرة موجات الراديو.
متعلق ب: تشير دراسة جديدة إلى أن عالمنا قد يكون “زجاجًا داكنًا” حيث تفشل الذرات في التشكل
يحدث هذا عندما تواجه المادة المظلمة أ بلازما وعندما يتوافق تردد موجات المادة المظلمة مع تردد موجات البلازما. وعندما يحدث هذا، يحدث رنين، مما يؤدي إلى تضخيم التفاعل وتوليد إشعاع على شكل موجات راديو، كما اقترحت نماذج الفريق.
الكون ليس غريبًا على البلازما، فكل النجوم تقذف البلازما إلى الفضاء على شكل رياح نجمية، لذلك قام العلماء النظريون بالفعل بالتحقيق في إنتاج موجات الراديو بسبب تفاعل المادة المظلمة مع بيئات مثل الإكليل الشمسي أو الوسط المجري. لكن في هذا البحث الجديد، وجد العلماء نقطة اتصال أقرب بكثير إلى موطننا: الغلاف الأيوني لكوكبنا.
الغلاف الأيوني للأرض عبارة عن طبقة رقيقة ودافئة من الغلاف الجوي العلوي وتحتوي على مجموعة فضفاضة من الجسيمات المتأينة (المشحونة) – البلازما. ومن الطبيعي أن تتدفق من خلاله موجات، واكتشف الباحثون أن تلك الموجات يمكن أن تتفاعل مع موجات من المادة المظلمة الافتراضية التي يمكن أن تجتاح الأرض.
ونادرا ما يتم اكتشاف موجات الراديو الناتجة عن هذا التفاعل. لكن الباحثين وجدوا أنه باستخدام هوائي راديو تم ضبطه بعناية للبحث عن تردد معين لموجات الراديو على مدار عام، يمكنهم اكتشاف هذه الموجات.
هذه الفكرة واعدة بشكل خاص لأن الغلاف الأيوني للأرض يقدم العديد من المزايا مقارنة بموجات الراديو الأخرى التي تنتجها المادة المظلمة. لسبب واحد، يعكس الغلاف الأيوني بشكل طبيعي العديد من موجات الراديو من الفضاء السحيق، مما يجعله خاليًا نسبيًا من الإشارات الملوثة. ثانيًا، يقع الغلاف الأيوني فوقنا، ويسهل الوصول إليه، وهو بالفعل تحت المراقبة والدراسة المستمرة.
إنها لقطة طويلة. هذا الشكل من المادة المظلمة نظري للغاية، وسيستغرق إتقان تقنيات الرصد للبحث عن موجات الراديو سنوات، إن لم يكن سنوات. ولكن إذا نجح الأمر، فقد يكون منجمًا للذهب، مما يسمح لنا بدراسة أحد العناصر الأكثر غموضًا في الكون عند عتبة بابنا الكوني.
