مادة مظلمة باردة أم ساخنة؟

إن معظم الجسيمات المرشحة لتكوين المادة المظلمة لم يتم الكشف عنها حتى الوقت الحاضر، والاستثناء الوحيد لذلك هو النيوترينو Neutrino ، وتنتج الشمس أعدادا لا حصر لها من النيوترينوات في مركزها، في أثناء تحول الهيدروجين إلى هليوم بالاندماج النووي ، إلا أن العلماء اكتشفوا وجود عدد من النيوترينوات أقل بكثير من العدد الذي توقعوه في ظل الظروف الموجودة في باطن الشمس، وأحد التفسيرات الممكنة هي أن النيوترينو جسيم له كتلة، ومن ثم يتفاعل مع المواد الأخرى في باطن الشمس. ومنذ عام 1980 أجرى الفيزيائيون تجارب عديدة، لمعرفة هل لهذه النيوترينوات كتلة، لكن النتائج حتى الوقت الحاضر، ليست نهائية أو قاطعة، وإذا اتضح أن للنيوترينو كتلة، فإنه يمكن أن يكون جسيم المادة المظلمة الذي نبحث عنه.

إلا أن كثيرا من الفلكيين يشكون في أن تكون النيوترينوات هي التي تكوّن المادة المظلمة، إذ إنه في هذه الحالة تكون المادة المظلمة ساخنة، أي تسير فيها الجسيمات بسرعة الضوء أو قريبة منها، مما يؤدي إلى حدوث التشكيل "من القمة إلى القاعدة"، ويقصد به أن العناقيد المجرية المكونة من الغازات والنيوترينوات، لا بد أنها تشكلت أولا ثم تفتتت بعد ذلك إلى مجرات عادية لكن يبدو أن ما تم رصده في الكون يؤدي إلى استبعاد هذه النظرية، فعلى سبيل المثال تأكد علماء الفلك أن المجرات موغلة في القدم بينما العناقيد المجرية حديثة التكوين عنها. ولهذا أصبح الأمر الأكثر احتمالا أن المادة المظلمة باردة، وأنها تتكون من الجسيمات الكتلية ضعيفة التفاعل "الثقيلة"، أو الأكسيونات "الخفيفة"، وهذا يؤدي إلى ما يطلق عليه الفلكيون "من القاعدة إلى القمة"، أي أن المجرات تكونت أولا ثم اقتربت من بعضها بعد ذلك لتشكل العناقيد المجرية.

وفي أواخر الثمانينيات استخدم علماء الفيزياء الفلكية الكمبيوترات، لمحاكاة تكوين المجرات في الكون بكل من جسيمات المادة المظلمة الباردة أو الساخنة وأعطت البرامج التي استخدمت المادة المظلمة الباردة، صورة لتوزيع المجرات في الكون تشبه إلى حد كبير ما يقوم الفلكيون برصده بالفعل، أما البرامج التي اعتمدت على المادة المظلمة الساخنة، فقد توصلت إلى تشكيل كتل غريبة من المجرات، لا تشبه أي شيء رصده الإنسان حتى الآن.

ما أشد مراوغة المادة المظلمة! فرغم كثرة الاحتمالات الواردة، لا يزال الفلكيون يجهلون مكونات المادة المظلمة التي تعد معرفة طبيعتها أمرا بالغ الأهمية، إذ إن هناك تداعيات فلكية وكونية مرتبطة بوجودها، فنحن نعرف أن الكون يتمدد والمجرات تسرع مبتعدة عن بعضها البعض في جميع الاتجاهات، ولكن هل سيستمر الكون في التمدد إلى الأبد؟.

إن هذا الأمر يعتمد على مقدار المادة المظلمة الموجودة في الكون، فإذا كانت ذات كتلة هائلة، فإن التمدد سوف يتوقف في وقت ما بسبب قوة الجاذبية، وسيتقلص الكون في آخر المطاف وينهار، أو ما يطلق عليه الانسحاب الأعظم.

أما الاحتمال الثاني ألا تكون هناك مادة مظلمة كافية، وعندئذ تصبح الجاذبية أضعف من أن تبطئ التمدد الحالي للكون، ومن ثم يستمر في التمدد إلى الأبد، أو قد توقف الجاذبية اتساع الكون ولكنها تكون أضعف من أن تؤدي إلى تقوضه وانهياره.

وحديثا وجد الفلكيون فراغات في الأطراف المترامية للكون حيث لا توجد مجرات، فإذا كانت المادة المظلمة موجودة في هذه المناطق، فسوف يتوصل العلماء إلى الكيفية التي يمكن أن تتراكم بها المادة في الفضاء، ومن ثم تكوين المجرات في مناطق معينة بالكون.

ورغم عظمة أهمية المادة المظلمة في فهمنا لحجم وشكل وكتلة المجرات وتركيب بنية الكون، بل ومصيره النهائي، فإننا لا نعرف سوى مكان وجود المادة المظلمة، وهل يمكن أن نقتنع فعلا أننا نفهم الكون المحيط بنا، بينما أكثر من 90% من المادة الموجودة به مظلمة وتعتبر لغزا محيرا؟ ولكن يتوقع علماء الفلك اكتشـاف سر المادة المظلمة، بواسطة تلسكوب الفضاء "هابل"- بعـد أن تم إصلاح أجهزته - والذي يدور على بعد نحو 600 كيلو متر من سطح كوكب الأرض.

إن الأمر الوحيد الواضح أمامنا الآن، أن الفلكيين يواصلون أبحاثهم ويعكفون على أجهزتهم لإلقاء الضوء على المادة المظلمة.

__________________
lightspeed2017@hotmail.com

معلومات مفيدة جدا فأنا شخصيا هذه أول مرة أسمع بها ولم أكن أهتم بمثل هذه المواضيع لكن إنضمامي


إليكم جعلني أحب معرفة المزيد من مثل هذه المعلومات القيمة شكرالك أخي ودمت في رعاية الله وحفضه


مع تحياتي لكل المهتمين ببيوتات الكيمياء وكل المشرفين والأعضاء