واشنطن -سبأ :
في كل الفضاء المعروف ، بين النجوم والمجرات ، ينتشر وهج خافت للغاية ، بقايا متبقية من فجر الكون.
وهذه هي الخلفية الكونية الميكروية (CMB) ، وهي أول ضوء يمكن أن ينتقل عبر الكون عندما يبرد بما يكفي بعد حوالي 380 ألف سنة بعد الانفجار العظيم لتتحد الأيونات والإلكترونات في الذرات .
لكن العلماء اكتشفوا الآن شيئًا غريبًا حول CMB. كشفت تقنية قياس جديدة عن تلميحات عن انعطاف في الضوء - شيء يمكن أن يكون علامة على انتهاك تناظر التكافؤ ، ملمحًا إلى الفيزياء خارج النموذج القياسي ،بحسب البحث الذي نشر في مجلة Physical Review Letters ،وأورده موقع ساينس أليرت.
ووفقًا للنموذج القياسي للفيزياء ، إذا أردنا قلب الكون كما لو كان انعكاسًا مرآة لنفسه ، فيجب أن تثبت قوانين الفيزياء. يجب أن تحدث التفاعلات دون الذرية بنفس الطريقة تمامًا في المرآة كما يحدث في الكون الحقيقي. وهذا ما يسمى تناظر التكافؤ.
وبقدر ما تمكنا من القياس حتى الآن ، هناك تفاعل أساسي واحد فقط يكسر تناظر التكافؤ ؛ هذا هو التفاعل الضعيف بين الجسيمات دون الذرية المسؤولة عن التحلل الإشعاعي. لكن إيجاد مكان آخر ينهار فيه تناظر التكافؤ يمكن أن يقودنا إلى فيزياء جديدة تتجاوز النموذج القياسي.
وعالمان فيزيائيان هما يوتو مينامي من منظمة أبحاث تسريع الطاقة العالية في اليابان ؛ و Eiichiro Komatsu من معهد ماكس بلانك للفيزياء الفلكية في ألمانيا ومعهد كافلي لفيزياء ورياضيات الكون في اليابان - يعتقدان أنهما وجدا تلميحات عنه في زاوية الاستقطاب في CMB.
ويحدث الاستقطاب عندما يتشتت الضوء ، مما يتسبب في انتشار موجاته في اتجاه معين.
والأسطح العاكسة مثل الزجاج والماء يستقطب الضوء. ربما تكون معتادًا على النظارات الشمسية المستقطبة ، المصممة لحجب اتجاهات معينة لتقليل كمية الضوء التي تصل إلى العين،وحتى الماء والجسيمات الموجودة في الغلاف الجوي يمكن أن تشتت الضوء وتستقطبه ؛ و قوس قزح هو خير مثال على ذلك .
وكان الكون المبكر ، لمدة 380 ألف عام تقريبًا ، حارًا وكثيفًا لدرجة أن الذرات لم تكن موجودة. كانت البروتونات والإلكترونات تتطاير على شكل بلازما مؤينة ، وكان الكون معتمًا ، مثل ضباب كثيف مدخن.
وبمجرد أن تبرد الكون بما يكفي لتتحد تلك البروتونات والإلكترونات في غاز محايد ذرات الهيدروجين ، أصبح الفضاء واضحًا ، مما سمح للفوتونات بالسفر بحرية.
وعندما تنتقل البلازما المتأينة إلى غاز محايد ، تشتت الفوتونات من الإلكترونات ، مما تسبب في استقطاب CMB. يمكن أن يخبرنا استقطاب CMB بالكثير عن الكون. خاصة إذا تم تدويرها بزاوية،ويمكن أن تشير هذه الزاوية ، الموصوفة بـ ، إلى تفاعل CMB مع المادة المظلمة أو الطاقة المظلمة ، القوى الداخلية والخارجية الغامضة التي يبدو أنها تهيمن على الكون ، لكننا لا نستطيع اكتشافها بشكل مباشر.
وأوضح مينامي: "إذا تفاعلت المادة المظلمة أو الطاقة المظلمة مع ضوء الخلفية الكونية الميكروية بطريقة تنتهك تناظر التكافؤ ، فيمكننا أن نجد توقيعها في بيانات الاستقطاب" .
وتكمن مشكلة تحديد β بأي يقين في التكنولوجيا التي نستخدمها للكشف عن استقطاب إشعاع الخلفية الكونية الميكروي. تم تجهيز القمر الصناعي Planck التابع لوكالة الفضاء الأوروبية ، والذي أصدر أحدث أرصاده للإشعاع CMB في عام 2018 ، بأجهزة كشف حساسة للاستقطاب.
ولكن ما لم تكن تعرف بالضبط كيف يتم توجيه هذه الكواشف بالنسبة إلى السماء ، فمن المستحيل معرفة ما إذا كان ما تبحث عنه هو في الواقع β ، أو دوران في الكاشف يشبه β،وتعتمد تقنية الفريق على دراسة مصدر مختلف للضوء المستقطب ، ومقارنة الاثنين لاستخراج الإشارة الخاطئة.
وقال مينامي: "لقد طورنا طريقة جديدة لتحديد الدوران الاصطناعي باستخدام الضوء المستقطب المنبعث من الغبار في مجرتنا درب التبانة" . "بهذه الطريقة ، حققنا دقة تبلغ ضعف دقة العمل السابق ، وأخيراً أصبحنا قادرين على قياس β."
ومصادر إشعاع مجرة درب التبانة هي أقرب بكثير من CMB ، لذلك لا تتأثر بالمادة المظلمة أو الطاقة المظلمة. لذلك ، يجب أن يكون أي دوران في الاستقطاب نتيجة دوران في الكاشف فقط،ويتأثر CMB بكل من والدوران الاصطناعي - لذلك إذا طرحت الدوران الاصطناعي الذي لوحظ في مصادر مجرة درب التبانة من ملاحظات CMB ، فيجب ترك left فقط.
وباستخدام هذه التقنية ، قرر الفريق أن β ليست صفرية ، مع يقين بنسبة 99.2٪. يبدو هذا مرتفعًا جدًا ، لكن لا يزال غير كافٍ للادعاء باكتشاف فيزياء جديدة. لذلك ، مطلوب مستوى ثقة 99.99995 بالمائة، لكن النتيجة تظهر بالتأكيد أن CMB تستحق الدراسة عن كثب.
وقال عالم الفيزياء الفلكية إيشيرو كوماتسو من معهد كافلي للفيزياء والرياضيات في الكون: "من الواضح أننا لم نعثر على دليل قاطع للفيزياء الجديدة حتى الآن ؛ هناك حاجة إلى أهمية إحصائية أعلى لتأكيد هذه الإشارة" ...لكننا متحمسون لأن طريقتنا الجديدة سمحت لنا أخيرًا بإجراء هذا القياس" المستحيل "، والذي قد يشير إلى فيزياء جديدة."