خريطة جديدة لجيمس ويب توضح تفاصيل بنية المادة المظلمة بدقة غير مسبوقة في الكون
تمكن فريق دولي من العلماء، باستخدام تلسكوب جيمس ويب الفضائي القوي، من إنشاء الخريطة الأكثر تفصيلاً على الإطلاق لتوزيع المادة المظلمة في الكون. والنتيجة، وهي نتيجة 255 ساعة من المراقبة المستمرة لمنطقة معينة من السماء، سمحت بتحديد ما يقرب من 800000 مجرة وقدمت رؤية غير مسبوقة لكيفية عمل هذه المادة غير المرئية كأساس الجاذبية لتشكيل جميع الهياكل الكونية المعروفة.
ويعزز البحث، الذي نشر في المجلة العلمية Nature Astronomy، النظرية القائلة بأن المادة المظلمة تشكل حوالي 26% من الكون بأكمله. على الرغم من أنه لا يمكن رؤيته بشكل مباشر، إلا أن تأثير جاذبيته هو القوة الدافعة التي تنظم المجرات والمجموعات على مدى مليارات السنين، وتعمل كهيكل عظمي كوني حقيقي يدعم المادة المرئية.
Używanie تيغو#جيمس ويبmiedzynarodowa płyta główna JPL، która została wysłana pierwsza w history szczegółowego rozmieszczenia jej distrybucji#materiaoscura.@ ناسا ويب @NASAJPL @ESA_Webb https://t.co/TAAPamcLrK pic.twitter.com/IPkYaO9Eu3
— AstroSpace.it (@AstrospaceI)27 ستيتشنيا 2026 ص
أصبح هذا التقدم الملحوظ ممكنًا من خلال تقنية متطورة تُعرف باسم عدسة الجاذبية الضعيفة. دقة أدوات جيمس ويب مكنت من التقاط التشوهات الدقيقة في ضوء المجرات البعيدة، وكشف عن وجود المادة المظلمة وتوزيعها بدقة مضاعفة للدراسات السابقة، وكشف تفاصيل الشبكة الكونية التي كان يتعذر الوصول إليها في السابق.
تفاصيل تقنية عدسة الجاذبية
يعتمد اكتشاف المادة المظلمة على طرق غير مباشرة، وتعد عدسة الجاذبية الضعيفة إحدى أقوى الأدوات المتاحة لعلماء الفلك. وفقا للنظرية النسبية العامة لألبرت أينشتاين، فإن الكتلة تحني بنية الزمكان. إن الضوء الذي ينتقل عبر هذا الزمكان المنحني ينحرف في مساره، وهو ما يشبه الطريقة التي تحني بها العدسة الزجاجية الضوء. عندما ينتقل الضوء من مجرة بعيدة جدًا نحو الأرض، فإنه يمر عبر تركيزات هائلة من المادة المظلمة. تعمل قوة الجاذبية لهذه العناقيد غير المرئية مثل العدسة الكونية، مما يؤدي إلى تشويه صورة المجرة التي نلاحظها بمهارة. هذا التشوه هو الحد الأدنى ويظهر كتشوه طفيف في الشكل الظاهري للمجرات الخلفية. ويكمن التحدي في قياس هذا التشوه إحصائيًا في مئات الآلاف من المجرات. بشكل فردي، بالكاد يكون التشويه ملحوظًا، ولكن من خلال الجمع بين البيانات من عدد كبير من المجرات، يتمكن العلماء من إعادة بناء خريطة للكتلة التي تسببت في التأثير. كانت دقة أدوات الأشعة تحت الحمراء الخاصة بجيمس ويب حاسمة في التقاط هذه التشوهات بوضوح غير مسبوق، مما سمح بإعادة بناء حقل الكتلة الإجمالي في المنطقة المرصودة بدقة.
تعاون علمي عالمي
وقاد هذه المبادرة باحثون في جامعة دورهام بالمملكة المتحدة، بالتعاون الوثيق مع وكالة ناسا والمدرسة الفيدرالية للفنون التطبيقية في لوزان بسويسرا. جمعت الفرق خبراتها في علم الكونيات والفيزياء الفلكية الرصدية لتحليل الصور عالية الدقة التي سجلتها أدوات الأشعة تحت الحمراء المتقدمة للتلسكوب.
تم توفير البيانات الأساسية للدراسة من خلال برنامج COSMOS-Webb، وهو مشروع مخصص لمراقبة مساحة واسعة من السماء لإعادة بناء توزيع الكتلة في الكون المبكر. وكان العمل المشترك ضروريًا لمعالجة الكم الهائل من المعلومات والتحقق من صحة النتائج، والتي تتوافق تمامًا مع النماذج الكونية القياسية حول التطور الهيكلي للكون.
ما تكشفه الخريطة الجديدة عن الشبكة الكونية
يُظهر التوزيع الموضح في الخريطة بوضوح الخيوط التي تربط كتل كثيفة من المادة المظلمة، وتشكل شبكة واسعة مترابطة. وعلى طول هذا الهيكل تلتقي المجرات المرئية، مثل اللؤلؤ على قلادة كونية.
تشير المناطق الأكثر سطوعًا في الخريطة إلى أعلى تركيزات هذه المادة الغامضة، والتي تعمل بمثابة العقد المركزية للشبكة. والمادة العادية، التي تشمل جميع الذرات التي تشكل النجوم والكواكب والكائنات الحية، لا تمثل سوى 5% من المحتوى الإجمالي للكون.
تتكون غالبيتها، حوالي 69%، من الطاقة المظلمة، وهي قوة أكثر غموضًا مسؤولة عن التوسع المتسارع للكون. ويفسر توازن الطاقة هذا ديناميكيات الكون على نطاق واسع، وتقدم الخريطة الجديدة دليلاً بصريًا مباشرًا على الدور الهيكلي الأساسي الذي تلعبه المادة المظلمة على جميع المستويات.
Leia Também
اختبار البطارية الجديد يضع هاتف Galaxy S26 Ultra في المقدمة على iPhone 17 Pro Max في التصنيف العالمي
تكشف الأبحاث أن الآباء لا يدركون كيفية استخدام أطفالهم للذكاء الاصطناعي
خصم كبير على هاتف Galaxy S25 Plus يخفض قيمته إلى أقل من 4500 ريال في المتجر الإلكتروني
تجاوز ملاحظات هابل
خرائط المادة المظلمة التي تم تطويرها سابقًا باستخدام بيانات من تلسكوب هابل الفضائي، على الرغم من كونها ثورية بالنسبة لوقتها، إلا أنها كانت ذات دقة محدودة. لقد كانوا قادرين على التقاط هياكل واسعة النطاق مثل مجموعات المجرات الكبيرة والمجموعات المجرية الفائقة، لكن التفاصيل الدقيقة للشبكة الكونية ظلت بعيدة المنال.
تكشف دراسة جيمس ويب الجديدة عن خيوط أرق ومجموعات أكثر إحكاما لم تكن مرئية في بيانات هابل. ينبع هذا التقدم الكبير من قدرة ويب الفائقة على المراقبة بأطوال موجية للأشعة تحت الحمراء، مما يسمح له برؤية المجرات الأقدم والأكثر بعدًا والتي تعد أشكالها ضرورية لتحليل عدسة الجاذبية بوضوح أكبر.
التكوين الأولي لهياكل الكون
بدأت المادة المظلمة عملية التراص في اللحظات الأولى بعد الانفجار الكبير، قبل وقت طويل من المادة العادية. تم تضخيم تقلبات الكثافة الصغيرة في الكون المبكر بسبب الجاذبية، مما تسبب في تجمع المادة المظلمة معًا في مناطق أكثر كثافة بشكل متزايد.
أدى هذا التكتل الأولي إلى خلق “آبار” جاذبية والتي بدورها استحوذت على المادة الباريونية مثل الغاز والغبار الكوني. بدأت هذه العملية بالتشكيل الهرمي للهياكل التي نراها اليوم، من المجرات القزمة الصغيرة إلى أكبر العناقيد المجرية الفائقة.
على مدى مليارات السنين، تشكلت المجرات وتطورت داخل هالات كثيفة من المادة المظلمة. وتصور الخريطة الحالية هذه الشبكة في مرحلة متوسطة من تطورها، موضحة كيف تعمل الخيوط كطرق كونية سريعة، وتوجه المادة نحو العقد عالية الكثافة.
والنتيجة هي إعادة بناء مجال الكتلة الإجمالي بدقة مذهلة، مما يوفر رؤية مباشرة لعملية تم فهمها حتى الآن بشكل أساسي من خلال عمليات المحاكاة الرقمية المعقدة.
تأكيد النموذج الكوني القياسي
تعزز ملاحظات جيمس ويب الجديدة النموذج الكوني القياسي، المعروف باسم Lambda-CDM. يصف هذا النموذج تطور الكون بناءً على معلمات تم ضبطها بواسطة بيانات الرصد، بما في ذلك وجود المادة المظلمة الباردة (CDM) والطاقة المظلمة (لامدا). يعد اتساق الخريطة التفصيلية مع تنبؤات Lambda-CDM بمثابة شهادة رائعة على فهمنا الحالي للكون.
الخطوات التالية في التحقيق
وتهدف الملاحظات المستقبلية التي خطط لها العلماء إلى توسيع الخريطة لتشمل مناطق إضافية من السماء. إن دمج هذه البيانات مع معلومات من التلسكوبات الأخرى، مثل مهمتي إقليدس ورومان، سيسمح بإنشاء عمليات إعادة بناء ثلاثية الأبعاد للشبكة الكونية.
وتَعِد هذه الجهود المشتركة بخرائط أكثر شمولاً وتفصيلاً في السنوات المقبلة، مما يعمق فهمنا للطبيعة الأساسية للكون والأسرار التي لا يزال يحملها.
