في الظلام الواسع الذي يتجاوز مجرتنا درب التبانة يكمن لغز حير العلماء لعقود: المادة المظلمة — مادة غير مرئية لا تصدر أو تمتص أو تعكس الضوء، لكنها تشكل الكون من خلال الجاذبية. حتى وقت قريب، كانت خرائط المادة المظلمة ضبابية وغير مكتملة، مثل محاولة تمييز منظر طبيعي من خلال الضباب. الآن، بفضل الملاحظات القوية الجديدة من تلسكوب جيمس ويب الفضائي، أنتج علماء الفلك أكثر خريطة تفصيلية للمادة المظلمة تم إنشاؤها على الإطلاق، كاشفين عن هيكلها الخفي عبر المجرات البعيدة ومقدمين أدلة جديدة لأحد أعمق أسرار الكون.
تظل المادة المظلمة مراوغة لأنها لا تتفاعل مع الضوء بالطريقة التي تتفاعل بها المادة العادية، مما يجعلها غير مرئية حتى لأكثر التلسكوبات تقدمًا. ومع ذلك، فإن وجودها لا لبس فيه: الجاذبية الناتجة عن المادة المظلمة تنحني وتشوه مسار الضوء من المجرات البعيدة — ظاهرة تُعرف باسم عدسة الجاذبية. يستخدم علماء الفلك هذا التأثير لتتبع توزيع المادة المظلمة غير المرئية في الكون.
باستخدام حساسية الأشعة تحت الحمراء التي لا تضاهى لتلسكوب ويب، قام الباحثون بمسح بقعة من السماء تبلغ مساحتها حوالي 2.5 مرة مساحة القمر الكامل في كوكبة سيكستانس. على مدار حوالي 255 ساعة من المراقبة، اكتشف ويب ما يقرب من 800,000 مجرة، العديد منها لم يتم اكتشافه من قبل. من خلال قياس كيفية تشوه الضوء من هذه المجرات البعيدة في طريقه إلى الأرض بدقة، استنتج العلماء وجود وتوزيع المادة المظلمة بدقة مضاعفة مقارنة بالخرائط السابقة التي تم إنشاؤها باستخدام تلسكوب هابل الفضائي، وتفاصيل أكثر بكثير مما يمكن أن توفره المراصد الأرضية.
تظهر الخريطة الكونية عالية الدقة الناتجة — المنشورة في مجلة Nature Astronomy — هيكلًا شبكيًا من المادة المظلمة، مع كتل كثيفة وخيوط طويلة تعمل كإطار جاذبي تتجمع فيه المجرات المرئية والغاز الساخن. في الواقع، تشكل المادة المظلمة "السقالات" للكون، موجهة كيفية تشكيل المجرات وتطورها على مر الزمن الكوني. حيث توجد تجمعات كثيفة من المادة العادية، هناك أيضًا تركيز متناسب من المادة المظلمة، وهو نمط تم ملاحظته الآن ليس فقط بالقرب ولكن أيضًا عبر مليارات السنين في الماضي الكوني.
تمتد هذه الخريطة برؤية البشرية للمادة المظلمة إلى حقبة سابقة — حوالي 8 إلى 10 مليارات سنة مضت — مقدمة نافذة جديدة على الشبكة الكونية التي تربط المجرات عبر مسافات شاسعة. من خلال مقارنة توزيع المادة المظلمة في أوقات مختلفة، يأمل العلماء في اختبار التنبؤات الرئيسية لنموذج Lambda-CDM الكوني، الذي يفترض أن المادة المظلمة توفر القوة الجاذبية السائدة التي تشكل الهيكل الكوني.
على الرغم من القفزة الكبيرة في الدقة والعمق، لا يزال الطبيعة الحقيقية للمادة المظلمة غير معروفة. هل تتكون من جزيئات "باردة" بطيئة الحركة، أو جزيئات "دافئة" أخف، أو شيء أكثر غرابة؟ فهم كيفية تجمع المادة المظلمة وتفاعلها مع المادة العادية هو خطوة أساسية نحو الإجابة على تلك الأسئلة، وهذه الخريطة الجديدة توفر مجموعة غنية من البيانات للاختبارات والمحاكاة المستقبلية.
لعقود، كانت المادة المظلمة حجر الزاوية غير المرئي لعلم الكونيات — تم استنتاجها من خلال آثارها الجاذبية ولكن لم يتم ملاحظتها مباشرة أبدًا. لا تحل الخريطة عالية الدقة الجديدة من تلسكوب جيمس ويب الفضائي اللغز بشكل مباشر، لكنها تجعل غير المرئي أكثر وضوحًا، مقدمة صورة تفصيلية لكيفية تشابك المادة المظلمة عبر الكون وتثبيت المجرات معًا. بينما يستخرج الباحثون هذه الكنز من البيانات، قد تساعد الخريطة في فتح ليس فقط توزيع المادة المظلمة ولكن أيضًا حقائق أعمق حول كيفية تطور الكون من توهج قريب من الانتظام بعد الانفجار العظيم إلى الكون الغني بالهيكل الذي نراه اليوم.
تنبيه صورة الذكاء الاصطناعي "المرئيات تم إنشاؤها باستخدام أدوات الذكاء الاصطناعي وليست صورًا حقيقية."
المصادر (الأخبار الكبرى) CBS News / Associated Press Reuters National Geographic NASA Jet Propulsion Laboratory