تبقى المادة المظلمة غامضة إلى حد كبير ، لكن علماء الفيزياء الفلكية يواصلون محاولة فتح هذا اللغز. قد يكون اكتشاف موجات الجاذبية العام الماضي بواسطة مرصد موجات التداخل بالليزر (LIGO) قد فتح نافذة جديدة في غموض المادة المظلمة. أدخل ما يُعرف باسم "الثقوب السوداء البدائية".
تنبأ المنظرون بوجود جسيمات تسمى الجسيمات الضخمة المتفاعلة الضعيفة (WIMPS). يمكن أن تكون WIMPs هذه هي المادة المظلمة. لكن المشكلة هي ، لا يوجد دليل تجريبي لدعمها. لا يزال لغز المادة المظلمة ملفًا مفتوحًا.
عندما اكتشف ليجو موجات الجاذبية العام الماضي ، جدد الاهتمام بنظرية أخرى تحاول تفسير المادة المظلمة. تقول هذه النظرية أن المادة المظلمة يمكن أن تكون في الواقع على شكل ثقوب سوداء بدائية (PBHs) ، وليس WIMPS المذكورة أعلاه.
تختلف الثقوب السوداء البدائية عن الثقوب السوداء التي ربما تفكر فيها. تسمى هذه الثقوب السوداء النجمية ، وتتشكل عندما ينهار نجم كبير بما فيه الكفاية على نفسه في نهاية حياته. إن حجم هذه الثقوب السوداء النجمية محدود بحجم وتطور النجوم التي تتكون منها.
على عكس الثقوب السوداء النجمية ، نشأت الثقوب السوداء البدائية في تقلبات عالية الكثافة للمادة خلال اللحظات الأولى للكون. يمكن أن تكون أكبر أو أصغر بكثير من الثقوب السوداء النجمية. يمكن أن تكون PBHs صغيرة مثل الكويكبات أو كبيرة مثل 30 كتلة شمسية ، حتى أكبر. يمكن أن تكون أيضًا أكثر وفرة ، لأنها لا تتطلب تشكيل نجم كتلة كبيرة.
عندما تندمج اثنتان من هذه الـ PBHs أكبر من حوالي 30 كتلة شمسية معًا ، فإنها تخلق موجات الجاذبية التي اكتشفها LIGO. تقول النظرية أن هذه الثقوب السوداء البدائية يمكن العثور عليها في هالات المجرات.
إذا كان هناك ما يكفي من هذه الـ PBHs متوسطة الحجم في هالات المجرات ، فسيكون لها تأثير على الضوء من الكوازارات البعيدة أثناء مروره عبر الهالة. يسمى هذا التأثير "العدسة الدقيقة". العدسة الدقيقة ستركز الضوء وتجعل النجوم الزائفة تبدو أكثر إشراقا.
سيكون تأثير هذه العدسة الدقيقة أقوى كلما زادت كتلة PBH ، أو كلما كانت PBHs أكثر وفرة في هالة المجرة. لا يمكننا رؤية الثقوب السوداء نفسها بالطبع ، ولكن يمكننا رؤية السطوع المتزايد للكوازارات.
من خلال هذا الافتراض ، قام فريق من علماء الفلك في معهد Astrofísica de Canarias بفحص تأثير العدسة الدقيقة على الكوازارات لتقدير عدد الثقوب السوداء البدائية للكتلة المتوسطة في المجرات.
"الثقوب السوداء التي تم اكتشاف اندماجها بواسطة LIGO ربما تكونت بسبب انهيار النجوم ، ولم تكن ثقوبًا سوداء بدائية". - إيفينسيو ميديافيلا
بحثت الدراسة في 24 كوازارًا تم عدستها بالجاذبية ، وأظهرت النتائج أن النجوم الطبيعية مثل شمسنا هي التي تسبب تأثير العدسة الدقيقة على الكوازارات البعيدة. يستبعد هذا وجود عدد كبير من مركبات PBHs في هالة المجرة. تقول Evencio Mediavilla: "تشير هذه الدراسة إلى أنه من غير المحتمل على الإطلاق أن تشكل الثقوب السوداء ذات كتل تتراوح بين 10 و 100 مرة كتلة الشمس جزءًا كبيرًا من المادة المظلمة". لهذا السبب ، تكونت الثقوب السوداء التي تم اكتشاف اندماجها بواسطة LIGO على الأرجح بسبب انهيار النجوم ، ولم تكن ثقوبًا سوداء أساسية ".
اعتمادًا على وجهة نظرك ، إما أن يجيب على بعض أسئلتنا حول المادة المظلمة أو يعمق اللغز فقط.
قد نضطر إلى الانتظار لفترة طويلة قبل أن نعرف بالضبط ما هي المادة المظلمة. لكن التلسكوبات الجديدة التي يتم بناؤها حول العالم ، مثل التلسكوب الأوروبي الكبير للغاية ، وتلسكوب ماجلان العملاق ، وتلسكوب المسح السينوبتيكي الكبير ، تعد بتعميق فهمنا لكيفية تصرف المادة المظلمة ، وكيف تشكل الكون.
إنها مسألة وقت فقط قبل حل لغز المادة المظلمة.
