المادة المظلمة الساخنة

المادة المظلمة الساخنة ( HDM ) هي شكل نظري للمادة المظلمة يتكون من جسيمات تتحرك بسرعات فائقة النسبية .

المادة المظلمة هي شكل من أشكال المادة لا تُصدر الضوء ولا تمتصه. في الفيزياء، يتميز هذا السلوك بعدم تفاعل المادة المظلمة مع الإشعاع الكهرومغناطيسي ، مما يجعلها مظلمة وغير قابلة للكشف بواسطة الأدوات الفيزيائية التقليدية. ^{[ 1 ]}

تشير البيانات المستقاة من منحنيات دوران المجرات إلى أن حوالي 80% من كتلة المجرة لا يمكن رؤيتها، مما يجبر الباحثين على ابتكار طرق للكشف عنها بشكل غير مباشر من خلال تأثيرات المادة المظلمة على التقلبات الجاذبية. ^{[ 2 ]}

كما سنرى لاحقًا، من المفيد التمييز بين المادة المظلمة ونوعين: "ساخنة" (HDM) و" باردة " (CDM)، بل ويقترح البعض نوعًا وسيطًا هو "المادة المظلمة الدافئة" (WDM). يشير هذا المصطلح إلى كتلة جسيمات المادة المظلمة (التي تحدد سرعة حركتها): تتحرك المادة المظلمة الساخنة (HDM) أسرع من المادة المظلمة الباردة (CDM) لأن جسيمات المادة المظلمة الساخنة يُفترض أن كتلتها أقل. ^{[ 3 ]}

من حيث التطبيق، يمكن أن يساعد توزيع المادة المظلمة الساخنة أيضًا في تفسير كيفية تشكل تجمعات المجرات والتجمعات المجرية العملاقة بعد الانفجار العظيم . ويزعم المنظرون أن هناك فئتين من المادة المظلمة:

1) تلك التي "تتجمع حول أعضاء منفردين من مجموعة من المجرات المرئية" و

2) تلك التي تشمل "التجمعات ككل". ولأن المادة المظلمة الباردة تمتلك سرعة أقل، فقد تكون مصدر "الكتل الأصغر حجماً بحجم المجرات"، كما هو موضح في الصورة. ^{[ 4 ]}

إذن، من المفترض أن تتوافق المادة المظلمة الساخنة مع تكوين تجمعات كتلية أكبر تحيط بعناقيد المجرات بأكملها. مع ذلك، فإن بيانات إشعاع الخلفية الكونية الميكروي ، كما قاسها القمر الصناعي COBE ، تتسم بتجانس عالٍ، ولا يمكن لجزيئات المادة المظلمة الساخنة عالية السرعة أن تُشكّل تجمعات صغيرة بحجم المجرات انطلاقًا من حالة أولية سلسة كهذه، مما يُبرز تناقضًا بين ما تُشير إليه نظرية المادة المظلمة والبيانات الفعلية. نظريًا، لتفسير البنى الصغيرة نسبيًا في الكون المرئي ، من الضروري اللجوء إلى المادة المظلمة الباردة أو المادة المظلمة الدافئة. بعبارة أخرى، لم يعد من الممكن اعتبار المادة المظلمة الساخنة المادة الوحيدة لتفسير تكوين المجرات الكونية، مما يضعها تحت مظلة أوسع هي نظرية المادة المظلمة المختلطة .

يُعد النيوترينو مثالًا على جسيمات المادة المظلمة الساخنة . ^{[ 5 ]} تتميز النيوترينوات بكتلها الصغيرة جدًا، ولا تشارك في اثنتين من القوى الأساسية الأربع، وهما التفاعل الكهرومغناطيسي والتفاعل القوي . تتفاعل النيوترينوات عبر التفاعل الضعيف ، وعلى الأرجح عبر الجاذبية ، ولكن نظرًا لضعف هذه القوى، يصعب رصدها. وتُجري حاليًا عدة مشاريع، مثل مرصد سوبر كاميوكاندي للنيوترينوات في جيفو باليابان، دراساتٍ حول هذه النيوترينوات.

• نموذج لامدا-سي دي إم – نموذج رياضي للانفجار العظيم 
• الديناميكا النيوتونية المعدلة – فرضية تقترح تعديل قوانين نيوتن 
• جسيم نحيف ضعيف التفاعل (WISP)

• بيرتوني، جيانفرانكو (2010). المادة المظلمة الجسيمية: الملاحظات والنماذج وعمليات البحث . مطبعة جامعة كامبريدج . ص  762. ISBN 978-0-521-76368-4.

• المادة المظلمة الساخنة، من جامعة بيركلي، مؤرشفة بتاريخ 16 فبراير 2003 على موقع Wayback Machine
• المادة المظلمة