عندما يتحدث علماء الكون عن المادة المظلمة الساخنة، يكون ما يشغل بالهم (كما رأينا توا) جسيم يسمى النيوترينو". وسوف تشغلنا صفاته المميزة بشكل أكثر تفصيلاً، كلما تقدمنا في البحث واللحظة الراهنة سوف نلاحظ ببساطة أن النيوترينو جسيم ينبعث أثناء التفاعلات النووية، وبالتالي، يمكن رؤيته في مختبراتنا حاليا. وكتلة النيوترينو، إما أن تكون صفراً أو ضئيلة للغاية، وعادة تنطلق النيوترينوات بسرعة الضوء أو قريبا منها .

والفكر السائد في الوقت الحاضر بهذا الصدد، أنه عندما كان عمر الكون ثانية واحدة، لم تكن جسيمات النيوترينوات تتفاعل - بدرجة كافية - مع المادة العادية بحيث تتأثر بضغط الإشعاع. ومن ذلك الحين، زادت كمية النيوترينوات وبردت ذاتيا مكونة صورة مرأتية لإشعاع الموجات الدقيقة الكوني.

وإحدى طرق التفكير حول العملية التي أدت إلى فك تقارن النيوترينوات، مفادها أنها تحدث عندما يندفع النيوترينو خلال المادة، دون التفاعل معها. وثمة عاملان يؤثران على هذا الاحتمال المرجح كثافة المادة الذى يخبرنا عن عدد المرات التي تقترب فيها النيوترينوات من الجسيمات الأخرى)، ومدى احتمالية اقتراب نيوترينو من جسيم آخر والتفاعل معه. وبعد أن أصبح عمر الكون ثانية واحدة، كانت هذه الاحتمالية الموحدة، منخفضة إلى الحد ، أننا نقول إن النيوترينوات. قد فك تقارنها .

ولنفترض جدلاً أن نفس هذه العملية قد حدثت لأى نوع من المادة المظلمة الساخنة.

ولنكمل القصة، بينما كانت سحابة النيوترينو تتمدد، تحركت خلال مناطق من الكثافة العادية، دون وقوع الكثير من التفاعلات بيد أنها لو صادفت منطقة . من العالية - التي أطلقت عليها من قبل تركيز كتلة - فإنها سوف تتفاعل وتمزق التركيز إربا ، سوف يحدث هذا، لأن الاحتمالية الأولى التى ذكرت آنفا، والتي تتعلق بمصادفة جسيم آخر، سوف تكون أكبر في حالة تركيز الكتلة من أى مكان غير ذلك، وعلى حد قول الفلكي (جاك بيرنز) من ولاية أريزونا ، أن هذا سوف يؤدى إلى تفكك تركيزات الكتلة مثل قذيفة مدفع، منطلقة بسرعة عالية، ويكون بمقدورها تدمير جدار غير محكم البناء، دون أن يبطئ هذا التصادم من سرعتها بدرجة كافية". وسوف تستمر هذه العملية إلى أن يبرد التمدد سحابة النيوترينوات إلى الحد الذي تتحرك فيه النيوترينوات بسرعات منخفضة، تصل - مثلاً - إلى أقل من عشر سرعة الضوء. وعند هذا المستوى من الطاقة لا تعد النيوترينوات قادرة على ممارسة ضغط حتى على التركيزات بالغة الكثافة، وسوف تتوقف عن تأدية أي دور فى الانهيار التجاذبي. وما بين الوقت من فك

التقارن وخفض السرعة، يقال إن النيوترينوات في حالة تدفق حر عندئذ، يمكن للنيوترينوات الثقيلة أن تفكك تركيزات الكتلة، لوقت ما بعد فك التقارن، وبينما يحدث هذا، لا تستطيع النيوترينوات أن ترتحل أكثر من مسافة محدودة هي بالتأكيد لا تزيد على سرعة الضوء فى نفس المدى الزمني وبمعنى آخر إذا بدأ النيوترينو مساره في تركيز مادة ضخم للغاية، فإنه لن يستطيع أن يتخلله بالكامل في الوقت المتاح، بيد أنه إذا بدأ في تركيز صغير، سيتمكن من اختراقه تماماً، ويؤدي دوراً مثل قذيفة المدفع في الجدار غير محكم البناء. وتكون النتيجة أن التدفق الحر للنيوترينوات سوف يفكك التركيزات الكتلية الصغيرة، بيد أنه سوف يترك التركيزات الضخمة – إلى حد ما – لا تمس.

ومثل هذا التقويض الانتقائي لتركيزات معينة في الكون المبكر، الذي حدث قبل زمن طويل من فك تقارن الإشعاع وبدء الانهيار التجاذبي بشكل عظيم الشأن، كان يعني بالتأكيد أن النيوترينوات قد دمرت كل نواة محيطة بها، وهي التي يمكن أن تتكثف لتشكل مجرات حجمها أقل من حد معين وبمقدورنا تقدير هذا الحجم. إذ يمكن التوصل إليه بحساب المسافة التي ارتحلتها النيوترينوات خلال تدفقها الحر. واتضح أنها ذات كميات مروعة، تقريباً في حجم العناقيد المجرية الفائقة، ومن ثم، فعندما بدأ الانهيار التجاذبي، كانت مراكز لكتلة - الأصغر والأسرع نموا - في حجم العناقيد المجرية الفائقة.

عندئذ، فإن وجود التدفق الحر للنيوترينوات، يخبرنا أن نظريات المادة المظلمة الساخنة، يجب أن تتنبأ بتتابع هذه الأحداث التالية: أولاً، أن المادة المظلمة الساخنة عليها أن تجمع المادة العادية في كتل في حجم العناقيد المجرية الفائقة، وحينئذ، فإن هذه الكتل الهائلة تتفكك إلى كتل في حجم العناقيد المجرية، ثم تتفكك تلك الكتل بالتالي إلى كتل أصغر في حجم المجرات. وهذا النظام من التركيب المنظم لأجزاء مترابطة، يطلق عليه عادة سيناريو من أعلى إلى أسفل"، لتشكيل بنية فى الكون وليس ثمة غموض في إمكان حدوث تفكيك للعناقيد المجرية الفائقة إلى مجرات وكما رأينا في الفصل الرابع، فإن التأثيرات العادية للجاذبية، كافية لتفكيك أى نسق من المادة المنتشرة في أرجاء الكون، وتحويلها إلى كتل صغيرة خفيفة لا شكل لها وتكمن المشكلة في المدى الزمني التي تجرى فيه هذه الأحداث، فالمادة المظلمة الساخنة تتنبأ بكون تكون فيه عناقيد المجرات قديمة العهد إلا أن المجرات ذاتها تكون في بداية مراحل التطور والنمو. وهذا عكس ما نلاحظه تماماً. وعلى سبيل المثال، فإن مجرتنا الطريق اللبنى تحتوى على نجوم عمرها أربعة عشر بليون سنة على الأقل، أى بالتقريب مثل عمر الكون. وبمعنى آخر، ثمة نجوم في مجرة الطريق اللبنى"، تشكلت في وقت سابق على نماذج المادة المظلمة الساخنة، التي تقترح كيفية تشكيل مجرة الطريق اللبنى" ذاتها .

وثمة صعوبات أخرى تواجهنا إذا اعتبرنا أن النيوترينو الثقيل، أحد المرشحين كمصدر للمادة المظلمة، وسوف نناقش البعض من هذه الصعوبات في الفصل التاسع أما في الوقت الراهن فسوف نتفحص بشكل دقيق الحقيقة بأن المادة المظلمة تتضمن مثل هذه المسافات الطويلة من التدفق الحر وبالتالى تلك البنى الأولية الهائلة في الكون)، والتي تخلى عنها معظم علماء الكون.

مواضيع ذات صلة

الكون الظل

التماثل الفائق

الأوتار والمجرات

العناقيد المجرية : المزيد من المادة المظلمة

تلسكوبات أخرى

الكون

استخدام الحاسوب

العاكس والكاسر (التلسكوبات الكاسرة و العاكسة )

المجرات واشباه النجوم الكوازارات

قياس المسافات في الفضاء

الرصد بالتلسكوب

استخدام المطيافية