دراسة جديدة تشير إلى حدوث انفجار كبير ثاني بعد الانفجار الأوّل.. هل يمكن أن يكون مسؤولاً عن المادة المظلمة؟

اقترح بحث جديد فكرة مفادها أنّ الانفجار العظيم "المُظلِم" ربّما حدث بعد وقتٍ قصير من الانفجار الكبير الأولّي. قد يكون هذا الانفجار الكونيّ الثّاني قد أدّى إلى ظهور المادّة المُظلمة الغامضة في الكون. وفقاً للدّراسة، يمكن العثور على الدّليل على هذا الحدث من خلال تحليل التموّجات في نسيج الزّمكان.

يعتقد العلماء على نطاق واسع أنّ الكون خضع لتوسّع سريع وهامّ، يُعرف باسم التّضخّم، بعد الانفجار العظيم. لا يزال سبب التّضخّم هذا لغزاً، ولكن من الضّروري تفسير العديد من الظّواهر المرصودة، مثل استواء الكون على المقاييس الكبيرة. يُعتقد أنّ التّضخّم كان مدفوعاً بكيان أساسي، وهو مجال كمّي يسود كلّ الفضاء والزّمان. في نهاية التّضخّم، يتحلّل هذا المجال إلى جُسيمات وإشعاع، ممّا يؤدّي إلى "الانفجار الكبير السّاخن" الذي يربطه معظم الفيزيائيّين بميلاد الكون. اندمجت هذه الجسيمات في النهاية لتشكل الذّرات الأولى بعد حوالي 12 دقيقة، ممّا أدّى إلى تشكّل النّجوم والمجرّات بعد مئات الملايين من السّنين.

عنصر رئيسي آخر في علم الكونيات هو المادّة المظلمة. لم يحدّد علماء الكونيّات بعد طبيعة المادّة المُظلِمة، لكنّهم يعرفون أنّها موجودة من خلال تأثيرها الثّقالي على المادّة العاديّة. في معظم النّماذج الأساسيّة، كان يُعتقد أنّ المادّة المُظلمة كانت موجودة أثناء الانفجار العظيم الساخن، لكنها تطورت بشكل مستقل. ومع ذلك، يقترح بحث جديد أن المادة المظلمة قد يكون لها انفجارها الكبير "المظلم" الخاصّ بها لأنّها لا تتفاعل مع المادّة العاديّة.

افترض مؤلّفو الدّراسة وجود مجال كمّي "حقل مظلم" يسمح للمادّة المظلمة بالتّشكّل بشكل مستقلّ. اكتشفوا أنّ الانفجار العظيم المظلم يحتاج إلى الالتزام ببعض القيود، مع التّوقيت المثاليّ بعد أقلّ من شهر من ولادة الكون. تتمتّع هذه النّظريّة بالعديد من المزايا، بما في ذلك القدرة على إنشاء نماذج للمادّة المظلمة لا تؤثّر على سلوك المادّة الطّبيعية في أوقات مبكّرة جداً.

علاوة على ذلك، وجد الباحثون أنّ الانفجار العظيم المُظلم من شأنه أن يترك بصمة فريدة في موجات الجاذبيّة، الّتي لا تزال موجودة في الكون. في حين أنّ تجارب الموجات الثّقاليّة الحاليّة قد لا تكون حسّاسة بما يكفي لاكتشاف هذا التّوقيع، فإنّ التّجارب المستقبليّة باستخدام مصفوفات توقيت النجم النابض مثل NANOGrav قد تكون مفيدة.

بشكلٍ عام، يقدّم هذا البحث رؤى جديدة حول تطوّر الكون ودور المادّة المظلمة في الكون. وقد يساعد المزيد من التحقيق في تحسين فهمنا لهذه المفاهيم الأساسية.