يتخلل الكون شبكة واسعة غير مرئية ، تتشابك خيوطها في الفضاء. ولكن على الرغم من تنظيم الأمر الذي نراه في الفضاء ، فإن هذه الشبكة المظلمة غير مرئية. هذا لأنه يتكون من مادة مظلمة ، والتي تمارس جاذبية ولكن لا ينبعث منها ضوء.
أي أن الويب كان غير مرئي حتى الآن. لأول مرة ، قام الباحثون بإضاءة بعض زوايا الكون الأكثر قتامة.
نسج الويب
منذ زمن بعيد ، كان الكون أكثر حرارة وأصغر وأكثر كثافة مما هو عليه الآن. كما كان الأمر مملًا في المتوسط. لم يكن هناك اختلاف كبير في الكثافة من مكان إلى آخر. بالتأكيد ، كانت المساحة ضيقة بشكل عام ، ولكن في الكون الصغير ، بغض النظر عن المكان الذي ذهبت إليه ، كانت الأشياء متشابهة إلى حد كبير.
ولكن كانت هناك اختلافات طفيفة وعشوائية في الكثافة. كانت تلك الشذرات أكثر جذبًا بقليل من الجاذبية المحيطة بها ، وبالتالي تميل المادة إلى التدفق إليها. وبنمو أكبر بهذه الطريقة ، طوروا تأثيرًا جاذبية أقوى ، وسحبوا المزيد من المادة ، مما جعلهم أكبر ، وهكذا دواليك لمليارات السنين. في نفس الوقت ، مع نمو شذرات الفراغات ، أفرغت بينهما.
على مدار الزمن الكوني ، أصبح الأغنياء أكثر ثراءً والفقراء أكثر فقراً.
في نهاية المطاف ، نمت البقع الكثيفة لتصبح أول النجوم والمجرات والتجمعات ، في حين أصبحت الفراغات بينهما الفراغات الكونية العظيمة.
الآن ، بعد 13.8 مليار سنة من مشروع البناء الضخم هذا ، لم تنته المهمة تمامًا. لا تزال المادة تتدفق من الفراغات ، وتنضم إلى مجموعات من المجرات التي تتدفق في مجموعات كثيفة وغنية. ما لدينا اليوم هو شبكة واسعة ومعقدة من خيوط المادة: الشبكة الكونية.
نور في الظلام
الغالبية العظمى من المادة في كوننا مظلمة. لا يتفاعل مع الضوء أو مع أي من الأشياء "الطبيعية" التي نراها كنجوم وسحب غاز وأشياء أخرى مثيرة للاهتمام. ونتيجة لذلك ، فإن الكثير من الويب الكوني غير مرئي تمامًا بالنسبة لنا. لحسن الحظ ، حيث تتجمع المادة المظلمة ، فإنها تسحب أيضًا على طول بعض المادة العادية للانضمام إلى المرح.
في الجيوب الكثيفة لكوننا ، حيث أثرت همسات الجاذبية للمادة المظلمة على ما يكفي من المادة العادية للاندماج ، نرى الضوء: المادة العادية حولت نفسها إلى نجوم.
مثل المنارة على شاطئ أسود بعيد ، تخبرنا النجوم والمجرات عن مكان وجود المادة المظلمة المخفية ، مما يمنحنا مخططًا شبحيًا للبنية الحقيقية للشبكة الكونية.
مع هذا المنظر المتحيز ، يمكننا بسهولة رؤية المجموعات. يخرجون مثل المدن العملاقة التي تظهر من رحلة العين الحمراء. نحن نعلم بالتأكيد أن هناك كمية هائلة من المادة المظلمة في تلك الهياكل ، لأنك تحتاج إلى الكثير من الجاذبية لتجميع العديد من المجرات معًا.
وعلى الطرف المقابل من الطيف ، يمكننا بسهولة اكتشاف الفراغات ؛ إنها الأماكن التي لا يوجد فيها كل الأمر. نظرًا لعدم وجود مجرات لإلقاء الضوء على هذه المساحات ، فإننا نعلم أنها ، إلى حد كبير ، فارغة حقًا.
لكن عظمة الشبكة الكونية تكمن في الخطوط الدقيقة للخيوط نفسها. تمتد لملايين السنين الضوئية ، تعمل هذه المحاليل الرقيقة للمجرات مثل الطرق السريعة الكونية العظيمة التي تعبر الفراغات السوداء ، وتربط بين التجمعات الحضرية المشرقة.
من خلال عدسة خافتة
هذه الشعيرات في الشبكة الكونية هي أصعب جزء من الويب للدراسة. لديهم بعض المجرات ولكن ليس كثيرًا. ولديهم كل أنواع الأطوال والتوجهات. بالمقارنة ، فإن العناقيد والفراغات هي لعب أطفال هندسي. لذا ، على الرغم من أننا علمنا بوجود خيوط ، من خلال المحاكاة الحاسوبية ، لعقود ، فقد واجهنا صعوبة في الواقع ، كما تعلمون ، رؤيتها.
في الآونة الأخيرة ، على الرغم من ذلك ، حقق فريق من علماء الفلك تقدمًا كبيرًا في رسم خرائط الويب الكوني ، ونشر نتائجهم في 29 يناير في قاعدة بيانات arXiv. إليك كيفية ذهابهم إلى العمل:
أولاً ، أخذوا كتالوجًا لما يسمى المجرات الحمراء المضيئة (LRGs) من مسح Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS). LRGs هي وحوش ضخمة من المجرات ، وتميل إلى الجلوس في مراكز النقط الكثيفة من المادة المظلمة. وإذا كانت LRGs موجودة في المناطق الأكثر كثافة ، فيجب أن تكون الخطوط التي تربطها من خيوط أكثر حساسية.
لكن التحديق في المسافة بين اثنين من LRGs لن يكون مثمرًا ؛ ليس هناك الكثير من الأشياء هناك. لذا ، أخذ الفريق آلاف أزواج من LRGs ، وأعاد ترتيبها وجمعها فوق بعضها البعض لإنشاء صورة مركبة.
باستخدام هذه الصورة المكدسة ، أحصى العلماء جميع المجرات التي يمكنهم رؤيتها ، مما أدى إلى زيادة إجمالي مساهمة الضوء. سمح هذا للباحثين بقياس مقدار المادة الطبيعية التي تتكون منها الخيوط بين LRGs. بعد ذلك ، نظر الباحثون إلى المجرات خلف الشعيرات ، وتحديداً في أشكالها.
عندما اخترق الضوء من تلك المجرات الخلفية الخيوط المتداخلة ، دفعت الجاذبية من المادة المظلمة في تلك الخيوط الضوء بلطف ، مما أدى إلى تغيير صور تلك المجرات قليلاً. من خلال قياس كمية التحول (التي يطلق عليها العلماء "القص") ، تمكن الفريق من تقدير كمية المادة المظلمة في الشعيرات.
واصطف هذا المقياس مع التنبؤات النظرية (نقطة أخرى لوجود المادة المظلمة). أكد العلماء أيضًا أن الخيوط لم تكن مظلمة تمامًا. مقابل كل 351 شمسًا في الكتلة في الخيوط ، كان هناك 1 شمس من ناتج الضوء.
إنها خريطة أولية للخيوط ، لكنها الأولى ، وهي تظهر بالتأكيد أنه على الرغم من أن الويب الكوني داكن في الغالب ، إلا أنها ليست سوداء تمامًا.
بول م. سوتر عالم فيزياء فلكية في جامعة سوني ستوني بروك ومعهد فلاتيرون ، مقدم برنامج Ask a Spaceman and Space Radio ، ومؤلف كتاب "مكانك في الكون".
