المادة المظلمة لا يمكن رؤيتها أو اكتشافها بواسطة أي من أجهزتنا ، فكيف نعرف أنها موجودة بالفعل؟
تخيل أن الكون كان عبارة عن فطيرة ، وكنت ستقطعها إلى أجزاء لذيذة تتناسب مع النسب. الجزء الأكبر من الكعكة ، 68٪ سيذهب إلى الطاقة المظلمة ، تلك القوة الغامضة التي تسرع توسع الكون. 27٪ سيذهبون إلى المادة المظلمة ، المادة الغامضة التي تحيط بالمجرات وتتفاعل فقط من خلال الجاذبية. سيذهب 5٪ فقط من هذه الفطيرة إلى المادة العادية العادية ، وهي الأشياء التي تتكون منها النجوم والكواكب والغاز والغبار والبشر.
تم تسمية المادة المظلمة بهذا الاسم لأنه لا يبدو أنها تتفاعل مع المادة العادية بأي شكل من الأشكال. لا يصطدم به ولا يمتص الطاقة منه. لا يمكننا رؤيتها أو اكتشافها بأي من أجهزتنا. نحن نعرف أنه موجود فقط لأننا نستطيع رؤية تأثير جاذبيته.
الآن ، ربما تقول ، إذا كنا لا نعرف ما هو هذا الشيء ، ولا يمكننا اكتشافه. كيف نعرف أنه موجود بالفعل؟ ألا يوجد على الأرجح ، مثل التنانين؟ كيف نعرف أن المادة المظلمة موجودة بالفعل ، في حين أنه ليس لدينا أي فكرة عن ماهيتها في الواقع؟
أوه ، إنه هناك. في الواقع ، كل ما نعرفه إلى حد كبير هو أنه موجود بالفعل. تم وضع نظرية المادة المظلمة لأول مرة في ثلاثينيات القرن الماضي من قبل فريتز زويكي لتفسير حركة مجموعات المجرات ، لكن الحسابات الحديثة أجرتها فيرا روبين في الستينيات والسبعينيات من القرن الماضي. حسبت أن المجرات كانت تدور بسرعة أكبر مما ينبغي. بسرعة كبيرة بحيث يجب أن يمزقوا أنفسهم مثل الأطفال.
تخيل روبن أن كل مجرة كانت عالقة داخل هالة واسعة من المادة المظلمة التي توفر الجاذبية لتماسك المجرة معًا. لكن لم تكن هناك طريقة لاكتشاف هذه الأشياء فعليًا ، لذلك اقترح علماء الفلك نماذج أخرى. ربما لا تعمل الجاذبية بالطريقة التي نعتقد أنها تعمل على مسافات شاسعة.
لكن في السنوات القليلة الماضية ، أصبح علماء الفلك أفضل وأفضل في اكتشاف المادة المظلمة ، على الرغم من تأثير جاذبيتها على المسار الذي يسلكه الضوء أثناء عبوره للكون. عندما ينتقل الضوء عبر منطقة من المادة المظلمة ، يتشوه مسارها بفعل الجاذبية. بدلاً من أخذ خط مستقيم ، ينحني الضوء للخلف وللأمام اعتمادًا على كمية المادة المظلمة التي تمر عبرها.
وإليكم الجزء المذهل. يمكن لعلماء الفلك بعد ذلك رسم خريطة لمناطق المادة المظلمة في السماء بمجرد النظر إلى التشوهات في الضوء ، ثم العمل عكسيًا لمعرفة مقدار المادة المظلمة المتداخلة التي يجب أن تكون هناك لتسبب ذلك.
مصادم هادرون كبير. الائتمان: نيويورك تايمز
أصبحت هذه التقنيات متطورة للغاية لدرجة أن علماء الفلك اكتشفوا مواقف غير عادية حيث تم تجريد المجرات والمادة المظلمة من بعضها البعض. أو مجرات المادة المظلمة التي ليس لديها ما يكفي من الغاز لتشكيل النجوم. إنها مجرد نقاط عملاقة من المادة المظلمة. حتى أن علماء الفلك يستخدمون المادة المظلمة كعدسات جاذبية لدراسة الأجسام البعيدة. ليس لديهم فكرة عن ماهية المادة المظلمة ، لكن لا يزال بإمكانهم استخدامها كتلسكوب.
لم يسبق لهم أن التقطوا جسيم المادة المظلمة ولم يدرسوها في المختبر. ستكون إحدى المهام التالية لمصادم الهادرونات الكبير هي محاولة توليد جسيمات تتطابق مع خصائص المادة المظلمة كما نفهمها. حتى لو لم ينتج عن المصادم LHC مادة مظلمة بالفعل ، فإنه سيساعد في تضييق نطاق النظريات الحالية ، ونأمل أن يساعد الفيزيائيين على التركيز على الطبيعة الحقيقية لهذا اللغز.
هذه هي الطريقة التي يعمل بها العلم. يلاحظ شخص ما شيئًا غير عادي ، ثم يقترح الناس نظريات لتفسيره. تعتبر النظرية التي تتطابق بشكل أفضل مع الواقع صحيحة. نحن نعيش في عالم حديث ، حيث تم بالفعل إثبات العديد من النظريات العلمية لمئات السنين: الجراثيم ، والجاذبية ، والتطور ، وما إلى ذلك. ولكن مع المادة المظلمة ، فأنت على قيد الحياة في وقت يعتبر هذا لغزًا. وإذا كنا محظوظين ، فسنرى حلها خلال حياتنا. أو ربما لا توجد مادة مظلمة بعد كل شيء ، ونحن على وشك تعلم شيء جديد تمامًا عن كوننا. العلم ، الأمر كله متروك لك.
ما رأيك هي المادة المظلمة؟ اخبرنا في التعليقات أدناه.
بودكاست (صوتي): تحميل (المدة: 4:46 - 4.4 ميجا بايت)
الإشتراك: آبل بودكاست | RSS
بودكاست (فيديو): تحميل (المدة: 5:09 - 60.1 ميجا بايت)
الإشتراك: آبل بودكاست | RSS
