التخطي إلى المحتوى

في تسعينيات القرن العشرين تم التأكد من أن الكون يتوسع, وقد تقرر أيضًا أن معدل هذا التمدد يجب أن يتباطأ بمرور الوقت, نظرًا لحقيقة أن الكون يتكون من مليارات الكائنات, وأن قوة الجاذبية تجمع المادة مع مادة أخرى, مما يقلل معدل التمدد, ومع ذلك في الواقع هذا لم يحدث, وأظهرت ملاحظات المستعرات الأعظمية البعيدة, التي سجلها تلسكوب هابل عام 1998, على عكس إعتقاد الفلكيين بأن معدل التوسع يتسارع بالفعل! والآن لنتعرف معاً على المادة المظلمة.

عندما لم يتمكن العلماء من العثور على أي شيء يمكن أن يكون مسؤولاً عن هذا التحول الدراماتيكي في نمط التوسع المتوقع, وُلد كيان غامض يُسمى “المادة المظلمة” في كتب الفلك.

المادة المظلمة

المادة المظلمة
تُظهر هذه الصورة تصادمًا معقدًا على الأقل من أربع مجموعات من المجرات, الي يُطلق عليها علماء الفلك إسم “مجموعة باندورا” بسبب كل الهياكل المختلفة الموجودة فيها, ومن الواضح أن التأثيرات الغريبة التي لم يتم رؤيتها معًا من قبل, قد تم إنتاجها بسبب هذا التحطيم.

أهم شيء في المادة المظلمة هو أننا لا نعرف ما هو ! وهذا مثير للدهشة, حيث يُعتقد أن المادة المظلمة تشكل ما لا يقل عن 27٪ من الكون المرئي! وتم طرح عدد من الأفكار والإفتراضات لشرح وجود المادة المظلمة, لذلك دعونا نلقي نظرة على عدد قليل منها.

وأثناء التعامل مع الأشياء “العادية”, نحدد طبيعتها الأساسية من خلال مراقبة وحساب وتحليل المعلمات المتعلقة بها, ومع ذلك في حالة المادة المظلمة, فهذه العملية التقليدية لا تعمل, لأنه على عكس المادة العادية لا نعرف حتى ما الذي ننظر إليه أثناء التعامل مع المادة المظلمة, لذلك حاول الباحثون تحديد ماهية المادة المظلمة عن طريق التخلص أولاً من الأشياء التي لا يمكن أن تكون.

المادة المظلمة لا تنير

في البداية قد يبدو هذا مثل عدم التفكير, ومع ذلك عندما كان علماء الفلك مرتبكين من “الشيء الغامض” الذي بدا وكأنه يطفو على السطح في كل مكان, ويسبب مخالفات في الحسابات الفلكية, كان الوحي بأن المسألة “المظلمة” قد تكون وراء كل تلك الحالات الشاذة.

بمعنى آخر, عرف العلماء أن هناك نوعًا من الأشياء غير القابلة للتفسير التي تسبب الشذوذ, لذلك أطلقوا عليها “المادة المظلمة”, ولكنهم لم يعلموا أن المادة المظلمة كانت في الواقع مظلمة, ونحن نعلم الآن بشكل مؤكد أن المادة المظلمة مظلمة, لأن كمية المادة المرئية في الكون, أي المادة التي يمكننا رؤيتها أصغر من أن تشكل 27٪.

المادة المظلمة ليست معادية للمسألة

غالبًا ما يتم الخلط بين المادة المظلمة والمضادة للمادة المضادة, ولكن علماء الفلك يعرفون أن المادة المظلمة ليست مضادة للمادة, لأنه عندما تتلامس المادة المضادة مع المادة, فإنها تقضي على نفسها وتصدر كمية كبيرة من أشعة غاما, نظرًا لأننا لا نكتشف أي أشعة غاما فريدة بمثل هذه الكميات الضخمة, ويمكن إستبعاد إمكانية وجود المادة مظلمة, كما أنه لا يتكون من سحب المادة المظلمة للمادة المرئية.

ونظرًا لأن المادة المظلمة غير مرئية بسهولة, فقد يعتقد المرء أن المادة المظلمة, تتكون ببساطة من السُحُب المظلمة للمادة الطبيعية (وبالتالي فإنها “غير مرئية”), وهي التي تتكون من جسيمات تُسمى الباريونات (الباريونات هي جسيمات دون ذرية تتكون من ثلاثة كواركات تتفاعل من خلال قوي القوات النووية), ومع ذلك فإن هذا غير صحيح, لأنه بنفس الطريقة التي إكتشفنا بها الثقوب السوداء, يمكننا أيضًا إكتشاف الغيوم الباريونية بسبب إمتصاص الإشعاع الذي يمر بها إذا كان الأمر كذلك.

المادة المظلمة ليست ثقب أسود بحجم المجرة

الفلكيون متأكدون تمامًا من أن المادة المظلمة ليست مثل بعض الثقوب السوداء بحجم المجرة, ويعزى هذا اليقين إلى عدد العدسات الجاذبية التي يمكن أن نلاحظها, وفيما يلي مثال مرئي لما تبدو عليه عدسة الجاذبية:

المادة المظلمة
هناك ثقب أسود يشوه صورة إحدى المجرات في الخلفية بسبب عدسة الجاذبية.

بما أن الضوء ينحني عندما يمر بالقرب من تركيزات عالية من المادة (عدسة الجاذبية), فإننا نلاحظ عدسات الجاذبية بشكل متكرر أكثر بكثير مما نفعل الآن, وبالنظر إلى أن المادة المظلمة تمثل ما يصل إلى 27٪ من الكون القابل للرصد.

من ماذا يمكن أن تكون المادة المظلمة مصنوعة؟

هناك عدد من الفرضيات المتعلقة بتكوين المادة المظلمة, ولكل منها نقاط القوة والضعف عند شرح الملاحظات الفلكية المتعلقة بالمادة المظلمة.

يدعم أحد الآراء الحجة القائلة إن المادة المظلمة قد تكون في الواقع, مصنوعة من مادة باريونية بعد كل شيء, ولكن يجب أن يتم تجميعها في أقزام بنية صغيرة (كائنات أكبر من أن تُسمى كواكب, ولكنها أصغر من أن تكون نجومًا), أو في قطع صغيرة ولكن كثيفة من العناصر الثقيلة, وبعبارة أخرى يمكن أن تتألف من المادة المظلمة ما يُسمى جرم هالي مضغوط ثقيل, على غرار النجوم النيوترونية أقزام البنية أو الثقوب السوداء.

أقزام البنية
مكانة أقزام البنية من حيث الحجم الكبير

هناك وجهة نظر أخرى (الأكثر شيوعًا أيضًا) تعارض الفكرة الآنفة الذكر, وتقترح بدلاً من ذلك أن المادة المظلمة قد لا تكون مصنوعة من مادة باريونية على الإطلاق, بدلاً من ذلك قد يتكون من جزيئات أكثر غرابة مثل جسيمات التفاعل الضعيف الضخمة, مثل الفوتونات ونيوترينات الضخمة والمحاور.

إليكم فيديو ناسا مثير للإهتمام حول المادة المظلمة:

كما ذكرنا من قبل, وهذه كلها فرضيات تحاول شرح وجود هذه المسألة الغامضة التي نعرف أنها موجودة, ولكنها تفتقر إلى تفاصيل تركيبها, وسيكون علماء الفلك مقتنعين أكثر بكثير بمعرفتهم وفهمهم للكون, إذا ما إستطاعوا حساب نسبة 27٪ من هذه المسألة غير المعروفة, ولكن البحث مستمر, وإذا كان هناك شيء واحد نعرفه بالتأكيد, فهو أن الكون سوف يحتفظ دائمًا بمزيد من الأسرار لنا لكي نكتشفها!

المصادر

التعليقات

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *