مثل الذباب المحاصر في شبكة عنكبوت حريرية ، تتشابك الجسيمات الشبحية المعروفة باسم النيوترينوات في شبكة كونية من المجرات.
ليس لديهم كتلة تقريبا. تمر مثل الظهورات دون الذرية من خلال مادة أخرى ، بالكاد تتفاعل معها.
ومع ذلك ، فإن هذه الجسيمات الغامضة قد غيرت مسار الكون بشكل جوهري ، كما كشف بحث جديد.
وبالنظر إلى أكثر من مليون مجرة ، حدد العلماء كيف أثرت جاذبية النيوترينو بمهارة على المواقع التي اندمجت فيها المجرات لأول مرة بعد الانفجار العظيم. تقدم النتائج لمحة عن ما يعتقد العلماء أنه أقرب لحظة يمكن ملاحظتها بعد الانفجار العظيم.
وقال دان جرين ، مؤلف الدراسة بجامعة كاليفورنيا في سان دييجو ، إن النتيجة الجديدة "تزيد من قوة قناعتنا بأننا نفهم حقًا كيف تطور الكون من ثانية تقريبًا بعد الانفجار العظيم فصاعدًا".
من الفوضى الساخنة إلى الويب الشبحي
بعد فترة وجيزة من الانفجار العظيم ، كان الكون عبارة عن فوضى من النيوترينوات والإلكترونات والنيوترونات والبروتونات والفوتونات. في ثانية واحدة ، كانت النيوترينوات - الأخف والأقل تفاعلًا بين الجسيمات - هي الأولى التي انفصلت عن بقية المادة ، وتم تكبيرها إلى الفضاء المتسع للكون بسرعة الضوء تقريبًا. يطلق العلماء هذا التوزيع على النيوترينوات الأولى على خلفية النيوترينو الكونية.
بعد مرور حوالي 380.000 عامًا ، تبرد الكون بما يكفي بحيث تجمعت البروتونات والإلكترونات في الذرات وأطلقت أول ضوء للكون - خلفية الميكروويف الكونية. تباطأ التمدد الخارجي السريع للجسيمات حيث بدأت الذرات ، التي تجذبها الجاذبية ، تتجمع معًا. مع مرور الوقت ، تصنف المجرات في مجموعات أكبر وأعلى كثافة ، وتشكل في نهاية المطاف شبكة من المجرات مرئية في جميع أنحاء الكون اليوم.
يمكن أن توفر الخلفية الكونية للميكروويف لمحة عن التوزيع الأولي للمادة في الكون المبكر إلى حد ما. لكن البروتونات والإلكترونات لم تكن الأشياء الوحيدة التي تؤثر على بنية الكون - لعبت النيوترينوات أيضًا دورًا.
لأن النيوترينوات كانت أول من ترك حساء الجسيمات ولم يتفاعل مع أي شيء منذ ذلك الحين ، فقد انتهى بهم الأمر في مواقع مختلفة قليلاً عن كتل الذرات. هذا ، كما افترض العلماء ، ترك تأثيرًا طفيفًا ولكن مرئيًا على بنية الشبكة الكونية. من خلال دراسة 1.2 مليون مجرة ، أكد العلماء أن جاذبية النيوترينوات غيرت بشكل طفيف بنية الشبكة. تم نشر نتائجهم في 25 فبراير في مجلة Nature Physics.
في السابق ، كان العلماء قد رأوا فقط تلميحات غير مباشرة لتأثيرات النيوترينوات داخل الخلفية الميكروية الكونية. قال غرين لـ Live Science: "هذا هو أول دليل على توزيع المادة والمجرات"
في حين توفر خلفية الميكروويف الكونية لقطة للكون بعد بضع مئات الآلاف من السنين ، يمكن لخلفية النيوترينو الكونية أن تعيد إنشاء أول ألف ثانية أو نحو ذلك ، مما يوفر أول نظرة على الكون المرئي.
اليوم ، تستمر النيوترينوات في التملص من العلماء الذين يدرسونها ، حيث تتفاعل بشكل ضعيف جدًا مع الذرات والمادة المظلمة وحتى النيوترينوات الأخرى. قال جرين لـ Live Science إن النتائج الجديدة ، التي تعرض التفاعل الضعيف بين النيوترينوات والمادة ، قد تساعد العلماء أيضًا على فهم هذه الجسيمات المراوغة بشكل أفضل على نطاقات أصغر هنا على الأرض.
قال بيل لويس ، الفيزيائي في مختبر لوس ألاموس الوطني الذي لم يشارك في البحث الجديد: "هناك صلة وثيقة بين دراسات النيوترينو واسعة النطاق وصغيرة الحجم". "سيساعدنا الجمع بين الدراسات الواسعة النطاق والصغيرة الحجم على فهم المزيد عن النيوترينوات وعلم الكونيات".
قال لويس لـ Live Science إن الاكتشاف قد يكون قادرًا على المساعدة في تحديد ما إذا كان هناك نوع آخر من النيوترينو بالإضافة إلى الأنواع الثلاثة المعروفة بالفعل.
