كيف يلد الضوء المادة المضادة ✛ ✎ ✦

الأصل: "Cosmological $$\gamma$$-$$\gamma$$ Pair-Production Background"
arXiv:2607.14276 · 2026-07-15 · arXiv non-exclusive · تحليل مستقل · 1 دقيقة
تصادمات الأشعة الكونية تخلق أزواج إلكترون-بوزيترون، مفسرةً ما يصل إلى 20% من التوهج الغامض لأشعة غاما.

في منتصف القرن العشرين، اكتشف بنزياس وويلسون التوهج الضعيف المنتشر في كل مكان، المتبقي بعد ولادة الكون، وأثبت هابل تمدده، مما يؤدي إلى تمدد الضوء. لكن في بعض الأحيان، تجوب الأشعة الصادرة عن الدوامات حول الثقوب السوداء، أو انفجارات النجوم، أو أنوية المجرات المضطربة، أو حضانات النجوم، عبر شبه الفراغ وتصطدم بالتوهج القديم. وكشعاعين متصالبين من مصباحين يدويين في الضباب، تولد عنهما شرارة - ولكن بدلاً من الشرارة، ينشأ زوج: إلكترون وتوأمه المضاد البوزيترون.

وفقاً للمعادلة E=mc²، تتحول طاقة الضوء إلى مادة. تنبعث من الجسيمات المولودة فوراً أشعة غاما، وتتدفق أعداد لا حصر لها من هذه الومضات إلى الخلفية الكونية. وتظهر الحسابات أن ذروة هذه التحولات حدثت في حقبة كان فيها الكون أصغر بأربع مرات (سيقول علماء الفلك - انزياح أحمر قدره 2.7). والأكثر إثارة للدهشة هو أنه على الرغم من أن الحدث يقع مرة كل مليار سنة في مجرة منفردة، إلا أنه على المستوى الكوني تتراكم هذه الشرارات النادرة لتشكل توهجاً ملحوظاً، مفسرةً ما يصل إلى 20% من سماء أشعة غاما - دون الحاجة إلى المادة المظلمة الغامضة.

في كيلومتر مكعب واحد من الفراغ بين المجرات، يولد زوج واحد فقط من الجسيمات كل مليار سنة. ولكن بسبب الأبعاد الهائلة للكون، تتجمع هذه الومضات المفردة في خلفية ضوئية قوية، كما لو أن مصابيح يدوية مفردة منتشرة عبر قارة، يمكنها معاً أن تضيء السماء بأكملها.

E=mc^2
يمكن للطاقة E أن تتحول إلى كتلة m؛ وc هي سرعة الضوء، وهو عدد هائل، لذا حتى من طاقة صغيرة يمكن الحصول على كتلة ملحوظة من الجسيمات.
العلماء
Fritz ZwickyRalph AlpherWolfgang PauliWilhelm WienPaul DiracEmilio Gino Segrè
المفاهيم
زوج إلكترون-بوزيترون توليد زوج فوتونات خلفية كونية إشعاع الخلفية النيوترينو الكوني محرك مركزي وهج متبقٍ إشعاع السنكروترون انبعاث الفوتونات الحيوية انبعاث نيوترينو أثري مصدر راديوي تشكل ثنائي النجوم النيوترونية تخليق نووي بدائي تبعثر كومبتون العكسي فوتون أشعة سينية علم الكون بوزيترون غاز تشكل النجوم إعادة اتحاد