أين تختبئ الذرات المفقودة في الكون؟ سريع
محاسبٌ أعاد جرد جميع المصانع والمستودعات والمتاجر، لكن الميزانية لا تتوازن — نصف البضاعة يبدو وكأنه تبخّر. هذا تقريبًا ما عاشه علماء الفلك لعقود وهم يبحثون عن المادة العادية في الكون الحالي. النجوم، الغاز في المجرات، البلازما في العناقيد — كلها مجتمعة لا تعطي سوى جزء مما ينبغي أن يكون وفقًا للحقب المبكرة.
كان يُعتقد أن المفقود يختبئ في الشبكة الكونية — شبكة من خيوط غازية رفيعة تربط المجرات ببعضها. لكن هذا الغاز شديد الحرارة (بضعة ملايين درجة) وشديد التخلخل بحيث لا يمكن أن يتوهج في التلسكوبات العادية. ابتكر مؤلفو الدراسة الجديدة حيلة ذكية: دمجوا إشارتين مختلفتين تمامًا. الأولى: الاندفاعات الراديوية السريعة (FRB)، وهي نبضات قصيرة تعبر الكون كله وتتأخر قليلًا إذا وجدت إلكترونات في طريقها. الثانية: خريطة الإشعاع الحراري للسماء كلها، التي بناها القمر الصناعي Planck اعتمادًا على تأثير سونيايف-زيلدوفيتش: الغاز الساخن يرفع درجة إشعاع الخلفية الكونية الميكروي قليلًا، تاركًا عليه «ظلالًا».
أخذ الباحثون كتالوج الاندفاعات الراديوية من تلسكوب CHIME وطابقوه مع الخريطة الحرارية من Planck. وللاستبعاد العناقيد المجرية الضخمة، حيث الغاز وفير أصلًا، قاموا بقصّها بدقة — كما لو كانوا يستخدمون استنسلًا. أظهرت الإشارة المتبقية ارتباطًا واضحًا: حيث تكون الخريطة أدفأ قليلًا، تتأخر الاندفاعات الراديوية أكثر. احتمال المصادفة العشوائية أقل من ثلاثة أعشار بالمئة. هذه أول إشارة مباشرة إلى أن الغاز المنتشر في الشبكة الكونية موجود فعلًا ويشكل نحو 48% من جميع الباريونات في الكون المحلي.
وهكذا حُلّ لغز المحاسب. الذرات المفقودة لم تختفِ — إنها فقط شفافة وساخنة جدًا بحيث لا يمكن رصدها منفردة. لكن عندما تمر عبرها الاندفاعات الراديوية، وتُضاف الخريطة الحرارية من الأعلى، يصبح غير المرئي مرئيًا.
الملخص الأصلي
كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2608.09014v1
Traditional astronomical censuses in the late-time Universe can only account for a fraction of the baryonic matter budget. Hydrodynamical simulations predict that the missing baryons reside in the vast filamentary structures of the cosmic web as a highly diffuse, warm-hot intergalactic medium (WHIM). Observing the WHIM directly has remained a long-standing challenge due to its typical temperature. In this study, we report the first detection of spatial cross-correlations between the dispersion measures (DMs) of fast radio bursts (FRBs) from the second CHIME/FRB catalog and the thermal Sunyaev-Zel'dovich (tSZ) Compton-$$y$$ map from the Planck satellite. By masking virialized galaxy clusters to isolate the diffuse signal, we find a positive correlation with a probability $$>99.77\%$$ between FRBs and tSZ maps. Our joint parameter inference constrains the fraction of cosmic baryons in the WHIM to be $$f_{\rm WHIM}=0.48$$ with a $$68\%$$ confidence interval of $$0.27
الاندفاعات الراديوية السريعة تستمر بضعة أجزاء من الألف من الثانية فقط، لكنها خلال هذا الوقت تطلق طاقة تعادل ما تطلقه الشمس في عدة أيام.
في رواية «الاتصال» لكارل ساغان، تسافر البطلة عبر شبكة من الثقوب الدودية تشبه الشبكة الكونية — لكن في الواقع، هذه الشبكة مليئة بغاز ساخن غير مرئي.