أين تختبئ الذرات المفقودة في الكون؟ سريع

الأصل: "Locating the missing baryons in the warm-hot intergalactic medium with fast radio bursts and the Sunyaev-Zel'dovich effect"
· Dao-Hong Zhai, F. Y. Wang, Zi-Gao Dai, Renyue Cen
arXiv:2608.09014v1 · 2026-08-10 · CC BY-SA 4.0 · 2 دقيقة
ومضات راديوية وخريطة حرارية تكشفان الغاز الخفي الذي يربط المجرات.

تخيل محاسبًا أحصى جميع المصانع والمستودعات والمتاجر، لكن الميزان لم ينطبق – نصف البضاعة يبدو وكأنه تبخر. هكذا تقريبًا بحث علماء الفلك لعقود عن المادة العادية في الكون الحالي. النجوم، الغاز في المجرات، البلازما في العناقيد – كل هذا معًا لم يعطِ سوى جزء مما يجب أن يكون وفقًا للحقب المبكرة.

كان يُعتقد أن المفقود مختبئ في الغبار الكوني – شبكة من خيوط الغاز الرقيقة جدًا التي تربط المجرات. لكن هذا الغاز حار جدًا (بضع ملايين من الدرجات) ومخلخل جدًا بحيث لا يمكن أن يتوهج في التلسكوبات العادية. ابتكر مؤلفو الدراسة الجديدة حيلة ذكية: جمعوا بين إشارتين مختلفتين تمامًا. الأولى – ومضات الراديو السريعة (FRB)، نبضات قصيرة تعبر الفضاء كله وتتأخر قليلاً إذا وجدت إلكترونات في طريقها. الثانية – خريطة الإشعاع الحراري للسماء كلها، التي بناها القمر الصناعي بلانك استنادًا إلى تأثير سونيايف-زيلدوفيتش: الغاز الساخن يرفع درجة حرارة الإشعاع الخلفي قليلاً، تاركًا عليه «ظلالًا».

الغاز في خيوط الشبكة مخلخل جدًا لدرجة أن مكعبًا بحجم غرفة لا يحتوي سوى على بضع ذرات. لكن بسبب المسافات الهائلة، فإنه ما زال يؤثر على الإشارة.

أخذ الباحثون كتالوج ومضات الراديو من تلسكوب CHIME وطابقوه مع الخريطة الحرارية لبلانك. لاستبعاد عناقيد المجرات الضخمة، حيث يوجد الكثير من الغاز، قاموا بقصها بعناية – كما لو كانوا يستخدمون استنسلًا. أظهرت الإشارة المتبقية ارتباطًا واضحًا: حيث تكون الخريطة أكثر دفئًا قليلاً، تتأخر ومضات الراديو أكثر. احتمال المصادفة العشوائية أقل من ثلاثة أعشار بالمائة. هذا أول مؤشر مباشر على أن الغاز المنتشر في الشبكة موجود بالفعل ويشكل حوالي 48% من جميع الباريونات في الكون المحلي.

درجة حرارة هذا الغاز حوالي 2.4 مليون درجة. للمقارنة: نواة الشمس تصل إلى 15 مليون درجة، لكن المادة هناك أكثر كثافة بمليارات المرات.

وهكذا حُل لغز المحاسب. الذرات المفقودة لم تختفِ – إنها ببساطة شفافة وحارة جدًا بحيث لا يمكن ملاحظتها بشكل فردي. لكن عندما تمر عبرها ومضات الراديو، وتُضاف الخريطة الحرارية من الأعلى، يصبح غير المرئي مرئيًا.

تستمر ومضات الراديو السريعة بضع ميلي ثانية 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 – لكنها في الواقع مليئة بغاز حار غير مرئي.

العلماء
James JeansMichael FaradayHendrik LorentzEmile ClapeyronRashid Alievich SunyaevGeorge Gabriel Stokes
المفاهيم
وسط بين المجرات ظل عنقود المجرات تأثير سونيايف-زيلدوفيتش ثقب أسود متوسط الكتلة خلفية كونية الفضاء بين النجمي خريطة حرارية إشعاع الخلفية الكونية الميكروي تقلب درجة الحرارة