يبدو أن المادة المظلمة تتشبث بالمجرات لفترة طويلة جدًا. معظم المجرات التي كانت موجودة قبل 10 مليارات سنة تحتوي على مادة مظلمة مثلما هي الحال في المجرات اليوم ، متناقضة مع الدراسات السابقة التي أشارت إلى وجود مواد مظلمة أقل تكمن حول المجرات في الكون المبكر.
"كانت المادة المظلمة وفيرة بالمثل في المجرات المكونة للنجوم في الماضي البعيد كما هي في الوقت الحاضر,قال ألفريد تيلي ، عالم الفلك في جامعة دورهام في إنجلترا والمؤلف الرئيسي للدراسة الجديدة. تم تقديم البحث مؤخرًا إلى مجلة الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية ونشر في 16 نوفمبر في مجلة ما قبل الطباعة arXiv. إنها مفاجأة كاملة ، ولكن في الواقع ، لم نكن نعرف ما إذا كان واقع الملاحظة سيتماشى مع التوقعات من النظرية ".
تشكل المادة المظلمة ما يقرب من 85 في المائة من الكتلة الإجمالية في عالمنا المعروف ، لكن المادة الغامضة لا تتفاعل مع الضوء ، تاركة العلماء في الظلام حول طبيعتها الدقيقة. لذا ، بدلاً من عرضها ، يجب على الفلكيين الاعتماد على سحب الجاذبية للمادة المظلمة على المادة الطبيعية ، التي تسمى المادة الباريونية ، التي تشكل النجوم والسدم والكواكب التي نراها في سماء الليل ، وكذلك جميع الأشجار والصخور والناس على الارض.
تميل المادة المظلمة إلى التكتل حول الهالات حول المجرات. اكتشف علماء الفلك ذلك بقياس سرعة دوران المجرات. وفقًا لقانون الجاذبية لنيوتن ، يجب أن تدور النجوم في ضواحي المجرة ببطء أكبر بكثير من النجوم الموجودة في المركز. ولكن في ستينيات القرن الماضي ، وجد علماء الفلك نجومًا سريعة في الضواحي على حافة درب التبانة والتي ألمحت إلى وجود مواد إضافية تختبئ خارج مدارات تلك النجوم المجرية.
وقامت الدراسات منذ ذلك الحين بقياس آلاف معدلات الدوران عبر الكون ، مؤكدة وجود هالات المادة المظلمة هذه.
في الدراسة الجديدة ، استخدم الباحثون بيانات من دراستين استقصائيتين لـ 1500 مجرة تشكل النجوم لحساب معدلات دوران المجرات التي تعود إلى 10 مليار سنة. من الصعب قياس دوران المجرات بدقة في الماضي الكوني ، لأن هذه المجرات القديمة بعيدة وخافتة بشكل لا يصدق. لذا ، قدر العلماء متوسطًا عن طريق تجميع المجرات عن بُعد وبعد ذلك الجمع بين ضوءها.
وقال تيلي لـ Live Science: "تقديرنا لكمية المادة المظلمة في المجرات هو متوسط لجميع السكان في كل عصر". "قد تختلف كمية المادة المظلمة داخل المجرات الفردية بشكل كبير."
وباعتبار كتلة المجرة وكثافتها ، وجد الباحثون كميات متساوية تقريبًا من المادة المظلمة للمجرات التي كانت موجودة منذ زمن بعيد في ماضينا الكوني كما هو الحال بالنسبة للمجرات في عالمنا المحلي.
لكن ليس الجميع مقتنعون تمامًا. تتعارض النتائج مع الدراسات السابقة التي وجدت أن المجرات في الكون المبكر تحتوي على مادة مظلمة أقل من المجرات الصغيرة. نظرت هذه الدراسات في المجرات الفردية الضخمة أكثر بكثير واستخدمت نموذجًا مختلفًا لاستنتاج كمية المادة المظلمة.
قال راينهارد جينزيل ، المؤلف الرئيسي لإحدى الدراسات السابقة وعلم الفلك في معهد ماكس بلانك للفيزياء خارج الأرض في جارشنج بألمانيا ، لـ Live Science: "يستخدم واحدًا فقط من الأساليب المستقلة الأربعة التي استخدمناها للتوصل إلى استنتاجنا".
وجد تيلي أن نتائج فريقه كانت تعتمد بشكل كبير على النموذج الذي يستخدمونه. في النهاية ، اختار استخدام نموذج وجده هو وزملاؤه أكثر تمثيلًا للمجرات المنخفضة الكتلة التي يعتقد العلماء أنها سادت في الحقبة المبكرة.
تشير المحاكاة الحاسوبية إلى أن المجرات عالية الكتلة جدًا ، مثل تلك التي درسها جينزل ، نادرة في الكون البعيد. قال تيلي لـ Live Science: "يبدو أن النتائج تنطبق على المجرات الضخمة جدًا في هذه الحقبة البعيدة ، لكنها قد لا تمثل المجرات ذات الكتل النجمية الأقل نسبيًا ، مثل تلك التي درسناها في عملنا".
تتطابق النتائج الجديدة مع ما هو متوقع من نموذج المادة "لامدا الباردة المظلمة" السائدة التي تصف كوننا. يشرح هذا النموذج كيفية بناء الكون ولماذا يتوسع بمعدل أسرع من أي وقت مضى.
