أفضل المواقع لشراء كتبي الإلكترونية بأسعار مخفضة

ما هي المادة المظلمة: لغز الكون الذي يحير العلماء

عام 2017 حاز عالم  شهير  جائزة نوبل للفيزياء لاكتشافه أدلة على موجات الجاذبية في الكون  بواسطة جهاز ليغو العملاق الذي رصد أول موجة عام 2016.

 في سياق  البحث عن تفسير للاتساع المذهل للكون الذي اكتشف في تسعينيات القرن الماضي، الامر المخالف لقوانين الفيزياء المتداولة منذ القرن العشرين! 

رحلة إلى أعماق المادة الخفية (المظلمة)

قال الله تعالى: (و السماء بنيناها بأيد و إنا لموسعون)"الذاريات:47"

 مما أثبت اخيرا صحة نظرية أينشتاين حول انحناء الزمكان، و  وجود المادة المظلمة التي تشكل 95% من الكون أي أن 5% فقط! من الكون تم رصده من قبل علماء الفلك إلى الآن.

ما هي المادة المظلمة؟

في علم الفلك وعلم الكون، المادة المظلمة أو المعتمة أو المادة السوداء أو الخفية^[1] (بالإنجليزية: Dark matter)‏ هي مادة افتُرضت لتفسير جزء كبير من مجموع كتلة الكون.

 لا يمكن رؤية المادة المظلمة بشكل مباشر باستخدام الأجهزة، لأنها لا تبعث ولا تمتص الضوء أو أي إشعاع كهرومغناطيسي آخر على أي مستوى هام. عوضاً عن ذلك، 

ويُستدل على وجود المادة المظلمة وعلى خصائصها من آثار الجاذبية التي تمارسها على المادة المرئية، والإشعاع، والبنية الكبيرة للكون.

   مجموع الطاقة-الكتلة في الكون المعروف يحتوي على المادة العادية بنسبة 4.9٪، والمادة المظلمة بنسبة 26.8٪ والطاقة المظلمة بنسبة 68.3٪ وفقاً لفريق بعثة بلانك، و وفق النموذج القياسي لعلم الكونيات. وهكذا، فإن الطاقة المظلمة بالإضافة إلى المادة المظلمة تشكل 95.1٪ من المحتوى الكلي للكون.

 أدلة على وجود المادة المظلمة

• حركة المجرات: لو كانت المادة المرئية هي كل ما يوجد في الكون، فإن النجوم في حواف المجرات لدارت بشكل أبطأ مما نراه. هذا يدل على وجود كتلة إضافية (المادة المظلمة) تجذب هذه النجوم وتجعلها تدور بسرعة أكبر.

• عدسات الجاذبية: المادة المظلمة تعمل مثل عدسة جاذبية، حيث تحني الضوء القادم من الأجرام البعيدة. من خلال دراسة هذه الانحناءات، يمكن للعلماء رسم خرائط لتوزيع المادة المظلمة في الكون.

• إشعاع الخلفية الكونية الميكروي: هذا الإشعاع هو بقايا الانفجار الكبير، ودراسته تُظهر أن الكون يحتوي على كمية كبيرة من المادة التي لا تتفاعل مع الضوء، وهي المادة المظلمة.               

نظرة تاريخية

بعد ثورة كوبرنيكوس ونسبية أينشتاين واجه العلماء مشهد جديد في مسيرة العلوم، إذ أن المادة «العادية» (التي تشكل كل شيء وتدخل في تركيبة البشر وجميع الكائنات الحية) ما هي إلا نسبة بسيطة من الكتلة الكلية للكون فهناك عنصر آخر غير معروف يندرج في تركيبته ولا يصدر عنهُ الضوء، وكانت هناك آثار غير مرئية يمكن تتبعها.
. وقبل أكثر من 60 سنة تنبه الفلكيون إلى أن النجوم في مجرة درب التبانة تدور حول مركز المجرة بسرعة أكبر مما تتوقعه الحسابات الفلكية، وبما أن سرعة النجوم تعتمد على الجاذبية الناتجة عن كتلة المجرة ككل، فقد توصّل الفزيائيون إلى نتيجة مفادها وجود كمية مادة أكبر من المادة المرئية لنا.

 المادة المظلمة مصنوعة من ماذا؟

هذا هو السؤال الكبير الذي يحاول العلماء الإجابة عليه. هناك العديد من النظريات، بما في ذلك:
الجسيمات الضخمة المتفاعلة ضعيفًا (WIMPs): جسيمات ثقيلة لا تتفاعل مع المادة العادية إلا بشكل ضعيف.
الأكسيونات: جسيمات خفيفة جدًا تتفاعل بشكل ضعيف مع المادة العادية.
البريونات: جسيمات فرضية قد تكون المكون الأساسي للمادة المظلمة.

أنواع المادة المظلمة

المادة المظلمة الباردة: جسيمات تتحرك ببطء نسبيًا.
المادة المظلمة الدافئة: جسيمات تتحرك بسرعة أكبر من المادة الباردة.
المادة المظلمة الساخنة: جسيمات تتحرك بسرعة قريبة من سرعة الضوء.

الكشف المباشر: 

في الوقت الراهن لم يكن هناك أي ادعاء راسخ من الكشف عن المادة المظلمة من تجربة الكشف المباشر، مما أدى بدلاً من ذلك إلى حدود عليا قوية على مقطع عرضية الكتلة والتفاعل مع نوات من جزيئات المادة المظلمة هذه.

الخاتمة

المادة المظلمة هي لغز كوني عميق، وعلى الرغم من التقدم الكبير الذي تم إحرازه في فهمها، إلا أننا لا نزال في بداية الطريق. اكتشاف طبيعة المادة المظلمة سيكون له آثار عميقة على فهمنا للكون وتاريخه ومستقبله.                                                               آخر تعديل: 14/12/2024