قد يتمكن علماء الفلك من رؤية المادة المظلمة عن طريق التحديق في الفراغ

في خضمِّ تنقيبنا عن أدلةٍ كونية على وجود المادة المظلمة، قد يرانا الرائي أشبه بأشخاصٍ مخمورين يبحثون عن مفاتيحهم الضائعة أسفل أعمدة الإنارة، حيث يكون الضوء في أشد درجات سطوعه، وأعمدة الإنارة في حالتنا هذه هي مناطق من الفضاء تَعج بالمجرات والعناقيد المجرية، التي يُظَن أنها مطمورةٌ في سحب كثيفة أو "هالات" من المادة المظلمة، ولكن ماذا إذا رُكِّزت أبصارنا –عوضًا عن ذلك- على الفراغات الكونية، تلك المساحات المترامية من الفضاء الذي يكاد يكون خاويًا تمامًا؟ في مسودةٍ بحثية لدراسةٍ جديدة لم تُنشَر بعد، يرى فريقٌ مُؤلفٌ من ثلاثة علماء أنه برغم أن الإشارات الصادرة عن المادة المظلمة إجمالًا من مناطق كونية كهذه قد تكون أضعف، فإنها ربما تُعد أقل تلوُّثًا بمصادر فيزيائية فلكية، ومن ثم قد يسهُل علينا رصدها.

يقول نيكو هاماوس، عالِم الكونيات بجامعة لودفيج ماكسيميليان في ميونخ بألمانيا والذي لم يشارك في الدراسة المذكورة: "هذه فكرة جديدة، وهي ليست مجرد فكرة؛ إذ تدعمها أيضًا بعض الحسابات المنطقية".

يُعتقَد أن المادة المظلمة تُشكِّل ما يزيد على 80% من مادة الكون، وتلك النسبة التقديرية تعتمد في الأساس على ما نراه من التأثيرات التثاقلية لتلك المادة المحيِّرة على الغازات، والغبار، والنجوم، والمجرات التي تُشكِّل المادة العادية، ويتمثل أحد تلك التأثيرات في أنه لولا جاذبية المادة المظلمة التي تُبقي المجرات متماسكة، لتفكَّكت تلك المجرات منذ زمنٍ طويل بفعل سرعة دورانها.

أفضل ما لدى جموع علماء الفيزياء من تكهنات يُنبئ بأن المادة المظلمة تتكون مما يُطلَق عليه الجسيمات الهائلة ضعيفة التفاعل (WIMPs)، غير أنه لا يزال العثور على أدلة مباشرة عصيًّا، رغم عقود من البحث عنها في مُعجِّلات الجسيمات، ومعدات الكشف فائقة الحساسية التي تُدفَن على أعماق سحيقة تحت الأرض لتجنُّب أكبر قدرٍ ممكن من الإشارات الآتية من الأشعة الكونية وغيرها من المصادر، لكن هذه الجسيمات لا تزال هي النموذج الأكثر رجحانًا لماهية المادة المظلمة، وفق ما قاله نيكولاو فورنينجو من جامعة تورينو بإيطاليا، أحد الباحثين المشاركين في الدراسة.

واستنادًا إلى أغلب النماذج المبنية على الجسيمات الهائلة ضعيفة التفاعُل، فإنه إذا كانت هذه الجسيمات ثقيلةً كما هو متوقع -أي تتراوح طاقتها بين بضع وحدات جيجا إلكترون فولت (GeV) وبضع وحدات تيرا إلكترون فولت (TeV)، حيث تعدل وحدة جيجا إلكترون فولت نحو كتلة بروتون تقريبًا- فلا بد أنها تنحل في نهاية المطاف أو يتصادم بعضها ببعضٍ ويفنى، ويَنتج في كلتا الحالتين أشعةُ جاما، يُعلق فورنينجو على هذا بقوله: "إذا كانت المادة المظلمة تُطلِق أشعة جاما، فلا بد أن الإشارة موجودة".

تلتقط مراصد أشعة جاما الحالية -لا سيما «مرصد فيرمي» التابع لوكالة الفضاء الأمريكية (ناسا) بتلسكوبه واسع النطاق (LAT)- ما يشبه "خلفية" مُشتَّتة من أشعة جاما تشمل السماء بكاملها، هذه الخلفية هي زيادة غامضة تظل قائمةً بعد استبعاد جميع تأثيرات المصادر الفيزيائية الفلكية المعروفة كالنجوم النابضة والثقوب السوداء فائقة الضخامة التي تبتلع المادة ابتلاعًا، وهذه الزيادة غير موزَّعة بالتساوي في أرجاء السماء، وهو ما يتوافق مع توقعات علماء الفيزياء الفلكية بشأن انبعاثات المادة المظلمة والمصادر الفيزيائية الفلكية التي تبلغ من الصغر حدًّا يعجز عنده حتى مرصد فيرمي بتلسكوبه واسع النطاق -أفضل التلسكوبات في فئته- عن رصدها، وفيما يتعلق بالمادة المظلمة، فإن وهج أشعة جاما الناتج...