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
رصد موجات راديوية وخريطة حرارية يكشفان الغاز الخفي الذي يربط المجرات.

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».

الغاز في خيوط الشبكة الكونية شديد التخلخل لدرجة أن مكعبًا بحجم غرفة لا يحتوي سوى بضعة ذرات. لكن بسبب المسافات الهائلة، فإنه ما زال يؤثر على الإشارة.

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.

درجة حرارة هذا الغاز تبلغ حوالي 2.4 مليون درجة. للمقارنة: قلب الشمس تبلغ حرارته 15 مليون درجة، لكن المادة هناك أكثر كثافة بمليارات المرات.

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.

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.

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