حقائق ربما لا تعرفها عن المادة المظلمة

مسألة المادة المظلمة the dark matter هي من بين أكثر الأشياء المبهمة في الفيزياء الحديثة , فوفقاً لإفتراضات العلماء , فتلك المادة الغير مرئية أكثر إنتشاراً بخمس مرات من المادة العادية في الكون ( المادة التي شكلت كل شيء في الكون الأرض والنجوم .. ونحن أيضاً )  , كما أن طبيعة تلك المادة المظلمة غير معروفة .

ولا يجب هنا أن نخلط بين مفهوم الطاقة المظلمة والمادة المظلمة , فالطاقة المظلمة تُشكّل 68% من الكون , بينما , تشكل المادة المظلمة حوالي 27% من الكون.

كما أن الطاقة المظلمة Dark energy , هي الطاقة المسؤولة عن سرعة تمدد الكون وإتساعه .

وجدير بالذكر هنا .. أن أي حقيقة عن الكون تنبع من نظرية الإنفجار الكبير الشهيرة  Big Bang , حيث أن هذه النظرية مبنية على فكرة أن الكون منذ نشأته يتمدد , وهو في حالة توسع مستمر , وقد تكون الكون تبعاً لتلك النظرية منذ حوالي 13,8 مليار سنة بعد إنفجار عنيف .

وعندما بدأ الكون يبرد تدريجياً فإن مليارات البروتونات والنيترونات والفوتونات والإلكترونات التي نتجت هذا الإنفجار , بدأت في الإتحاد لتكوين الهيدروجي والهيليوم , ثم , تجمعت ذرات الهيدروجين والهيليوم , لتشكيل السحب العملاقة التي بدورها شكلت المجرات , وخلال هذه الفترة , تم تشكيل بعض النجوم الأولى , ومع تقدم الكون في العمر , تشكلت الكواكب وبقية المجرات , حتى أصبح الكون كما نراه اليوم .

ما هي المادة المظلمة ؟

- هل تسآءلت يوماً .. لماذا لا تتحرك الأرض بعيداً عن مدارها وتتجول بحرية في الكون ؟ 

أو لماذا لا تتجزأ المجرات ؟

خلق الله كل شيء لغاية معينة , وخلق المادة المظلمة كذلك لحكمة عظيمة , وهي منع الإصطدامات والكوارث الكونية , فالكون يتوسع نعم ! , ولكنه متماسكاً معاً من الداخل بفضل مادة مظلمة غير مرئية تعمل كالغراء بين أجزاء الكون الواسع .

لا يزال هناك العديد من الأسرار التي تتعلق بالمادة المظلمة التي تحتاج للكشف عنها , ولكن علماء الفلك والفيزيائيين قد جمعوا أدلة حول وجودها في الآونة الأخيرة , فقد إلتقط تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا أكثر من مليون مجموعة من النجوم الكونية التي تتحرك سوية في مركز مجموعة ضخمة من المجرات تُسمى ( أيبل 1689 ) , مما قدم أدلة عن وجود مادة مظلمة تربط تلك النجوم معاً .

حتى هذه اللحظة , هناك العديد من التجارب والابحاث التي تبحث في وجود المادة المظلمة , ولكن العلماء إكتشفوا وجودها منذ عقود طويلة .

ففي ثلاثينيات القرن العشرين , كان عالم الفيزياء الفلكية فريتز زويكي Fritz Zwicky يراقب حركة المجرات التي تُشكّل عنقود كوما المجري - وهي مجموعة تضم أكثر من 1000 مجرة تقع على بعد 300 مليون سنة ضوئية من الارض , وقد قدّر زويكي كتلة هذه المجرات إستناداً إلى الضوء الذي ينبعث منها , ولكن فوجيء بإنه إذا كان تقديره هذا لكتلة المجرات صحيحاً , فبالنسبة لسرعتها لابد أن تنفصل تلك المجرات عن بعضها وتتحرك بحرية في الكون , ولكن هذا لا يحدث ! 

فحقيقة الامر , تحتاج تلك المجرات إلى حوالي 400 مرة على الأقل مثل كتلتها التي إحتسبها زوريكي , حتى تستطيع التماسك معاً , ولذا إفترض فريتز زوريكي وجود شيء غامض غير مرئي يفسر تلك الكتلة المفقودة .

تم تجاهل فكرة وجود المادة المظلمة إلى حد كبير حتى فترة السبعينيات , وذلك حتى رأت عالمة الفلك فيرا روبن , شيئاً جعلها تفكر في وجودها .

فيرا كنت تدرس سرعة النجوم التي تتحرك حول مركز مجرة أندروميدا المجاروة , وتوقعت أن النجوم الواقعة على حافة المجرة ستتحرك ببطء أكثر من النجوم الموجود في مركزها , وذلك بسبب قرب تلك النجوم من المركز حيث تزداد قوة الجاذبية .

ولكنها وجدت أن النجوم الموجودة على الحافة وتلك الواقعة في مركز المجرة , كلاهما يتحركان بالسرعة ذاتها , وإعتقدت أن الأمر غير منطقي إلا إذا كان قرص تلك النجوم المرئية محاطاً بهالة أكبر حجماً لا تستطيع رؤيتها ..  وقد يبدو ان هذه الهالة سببها وجود المادة المظلمة .

ومنذ ذلك الوقت , إكدت ملاحظات فلكية لكثير من العلماء أن شيئًا غريباً يحدث مع الطريقة التي تتحرك بها المجرت والضوء عبر الفضاء , وعلى الرغم من إعتقاد البعض أن ذلك يحدث نتيجة خلل في فهمنا للجاذبية , إلا أن آثار وجود المادة المظلمة ظهرت واضحة للكثيرين .

وإليكم بعض الحقائق عن المادة المظلمة : 

1.  المادة المظلمة ليست مكونة من الباريونات , فهي على عكس المادة العادية , تتكون من مزيج من البروتونات والنيترونات , كما أنها لا تتفاعل مع القوى الكهرومغناطيسية , ولا يمكنها إمتصاص الضوء أو عكسه , ولا يستطيع الضوء العبور خلالها كبقية المواد العادية , ولكن الطريقة الوحيدة لرؤية المادة المظلمة هي عن طريق ملاحظة آثار الجاذبية على المواد المرئية الأخرى في الكون , فكان من الغريب بالنسبة للعلماء عدم حدوث تصادم بي مجرتين مثلاً أو إندماج مجرتين معاً دون حدوث تصادمات بين النجوم , وهذا يعني أن هناك حقل جاذبية غير مرئي يتحكم في نجوم هذه المجرات بحيث لا تصطدم ببعضها .
2.  يان أورت Jan Oort  , هو عالم فلك هولندي , وكن أول من إكتشف وجود المادة المظلمة , وذلك في عام 1932 , أثناء دراسته للحركات النجمية في المجرات القريبة , وقد وجد أورت أن تلك المادة المعتمة هي أقل حجماً من المجرات .
3. هالة المادة المظلمة تحيط بالمجرة بأكملها وتمتد إل الى بعد حوافها , فمجرة درب التبانة تُغلّف بهالة للمادة المظلمة أكبر من المجرة نفسها , وهي كروية الشكل أيضاً .
4.  يستخدم العلماء عدسات الجاذبية للكشف عن المادة المظلمة في الكون , فجاذبية المادة المظلمة هي المسؤولة عن إنحناء الضوء من مصادره البعيدة , ويتحقق العلماء من ذلك عند غياب المادة المرئية للإستدلال على وجود المادة المظلمة .
5.  الدراسات والملاحظات الحديثة تشير إلى ان المادة المظلمة هي مزيجاً من مادة ساخنة وباردة , ودرجة الحرارة في المادة المظلمة هي التي تحدد سرعة الجسيمات , فتتحرك الجسيمات الساخة تقريباً بسرعة الضوء , كما هو الحال مع النيترونات وهي جسيمات دون ذرية ضعيفة التفاعل ولا تحمل شحنة كهربائية , وبالتالي لا تتأثر بالقوى الكهرومغناطيسية , ومن ناحية أخرى , فإن الجسيمات الباردة أبطأ بكثير من الجسيمات الساخنة , ومن المفترض أن يكون لها كتلة منخفضة جداً , ويمكن أن تكون عنصراً مكوناً للمادة المظلمة الباردة .

- المادة المظلمة , هي قوى غريبة وغامضة , ومازال العلماء في مرحلة كتابة السطور الأولى في تلك المسألة , ولكن ربما قريباً جداً قد يجدوا الإجابات عن كثير من التساؤلات المتعلقة بتلك المادة التي تجعل كونناً كما نراه