المادة المضلمة_dark matter

أول من طرح موضوع المادة المضلمة هو العالم الفلك الهولندي Jacobus kapteyn سنة 1922 كان يدرس نوع معين من المجرات في الفضاء معروفة باسم spinning galaxies أي المجرات التي تلف حول نفسها والتي تتكون من مليارات النجوم مثل الشمس، وكل تلك النجوم تلف حول بعضهم.

جاكوبس وجد أن السرعة التي تلف بها المجرة حول نفسها غير متوافقة مع عدد النجوم التي داخل المجرة، وجد انه من المفروض أن تلف بسرعة معينة. لكن في الحقيقة المجرات تلف بسرعات أكبر بكثير من السرعة التي توصل إليها، لكن رغم ذلك أعاد جاكوبس العد مرات عديدة وعلى أكثر من مجرة لكن رغم ذلك يتوصل إلى نفس النتيجة. وهذه الحالة تنطبق على العديد من العلماء الآخرين مثل Fritz zwicky قام بنفس الحسابات سنة 1933 على هذه المجرة وعلى مجرات أخرى لكن كانت نفس النتيجة.

أي اننا نحسب السرعة التي من المفترض ان تلف بها المجرات نجدها قليلة جدا مقارنة بالسرعة التي فعلا المجرات تلف فيها، ومن المفروض لو المجرات تلف بالسرعات التي نقيسها يتوجد على النجوم التي بداخل المجرات أن تطير خارج المجرة بسبب سرعتها الهائلة.

اذا لماذا النجوم لازالت داخل المجرة وهي تلف بسرعة عجيبة؟

جاكوب يقول أن هذا غير طبيعي ولا يمكن أن يحدث إلا اذا كانت هناك قوة غريبة موجودة بالمجرة تجذب النجوم للداخل وبشكل آخر تجعل النجوم متماسكة فيما بينها. ونحن نعرف أن قوة الجاذبية لها علاقة بالكتلة اي massمثلا الشمس لها كتلة كبيرة فتستطيع أن تطبق قوة جاذبة علة الأرض وعلة باقي الكواكب وتثبتهم في المدارات وتمنعهم من الطيران خارج الفضاء.

ومن خلال هذا هذا التحليل تطرح عليما اشكالية وهي “ما الذي يثبت النجوم في المجرة؟ “

• DARK MATTER •

بعد العديد من الملاحضات والتحليلات توصلو أن هناك مادة جديدة تسمى Dark matter اي المادة المضلمة، وهي التي تؤثر على النجوم بسبب جاذبتها لكن لا نراها لهذا سمية بالمادة المضلمة او Dark matter.

• CRAVITAIONAL LENSING •

لكن رغم كل هذا المجمع العلمي كان مستغرب من هذه النتيجة، لأنه غير منطقي عدم التوصل لنتيجة يدفعنا لإبتكار مادة جديدة. لهذا فكرو العلماء بالموضوع وأعادوا حساباتهم وملاحضاتهم بالتيليسكوب فلاحضو ضاهرة أخرى غريبة وهي معروفة ب Gravitaional lensing أو المفعول العدسي الشفافي.

كما نعرف قوة حاذبية كل جسم لديه كتلة هذا أمر واضح والكل متفق عليه، إلا ان يستكشف العلماء أن الجاذبية ليست فقط تؤثر على أجسام لديها كتلة بل أيضا تستطيع أن تؤثر على أشعة الضوء. أي ان هناك جسم كتلته كبيرة مثل كوكب جاذبيته كبيرة ومر شعاع ضوئي جانب هذا الجسم فإننا سنشهد على ان ذلك الشعاع سيتأثر بفعل جاذبية الجسم الذي يشده ناحيته مما سيجعله يمشي بخط معوج بدل مستقيمي.

اي عندما ننضر للمجرات البعيدة بالتيليسكوب نجد ضاهرة عجيبة وغريبة جذا، هذه المجرات نجدها في السماء بمكانين مختلفين في نفس الوقت لكن في الحقيقة المجرة هي في مكان واحد لكن نحن نراها في مكانين بسبب ضاهرة Gravitaional lensing. اي فكرة الضوء وهي قادمة من النجوم في طريقها إلينا تمر من “شيء” له جاذبية مما يجعلها تمر في خط غير مستقيمي ويعوج الضوء اي بصغة اخرى تعوج وتغير اتجاهها. لهذا نشعر أن الأشعة القادمة من فوق قادمة من ناحية والأشعة المعوجة من تحت قادمة من ناحية اخرى وبهذا يكون لدينا أشعة من نفس النجم لكن بسبب الإعوجاج يضهر لنا على أنها في مكانين مختلفين في السماء لكن في الحقيقة هي مكان واحد.

والآن عرفنا لماذا نرا نجمين في مكانن مختلفين، لكن السؤال المطروح هنا “ماهو هذا الشيء الذي يعكس هذه الأشعة؟”. بعد أبحاث لم يجدوا أي شيء بيننا وبين المجرات يستطيع أن يفعل هذا التأثير. لكن بعد الرجوع للأبحاث والاستنتاجات القديمة وجدو انه لا يوجد اي شيء يستطيع أن يقوم بهذا التأثير غير Dark matter.

أي هي الوحيدة التي تستطيع أن تجعل أشعة الضوء ان مشوهة وهب قادمة إلينا من النجوم أن تمر من شيء له كتلة وقوة جاذبية موجودة بينا وبين النجوم لكن لا نراها، أي هي المادة المضلمة اي انه فعلا المادة المضلمة موجودة لكن الأمر لن يتوقف هنا، ففي سنة 2004 بتلسكوب Chandra observatory من وكالة Nasa اخد صور عضيمة لما يسمى ب Bullet cluster، وهذا عبارة عن تجمع لآلاف المجرات التي تصطدم فبعضها البعض على بعد 4 سنين ضوئية منا. وبعدما اصطدمت هذه المجرات فيما بعضها وجدنا ضاهرة غريبة تحدث في المكان الذي حدث فيه الإصطدام Collision, اي النور القادم من المجرة قبل ان يحدث الإصطدام كان قادم بشكل عادي جذا لكن بعد الاصطدام نجد ان بعد مرور النور من مكان الاصطدام نجد هذا النور مشوه. اي انه تأثر بفعل شيء موحود هناك وهو ما ذكرناه سابقا والذي يسمى ب Gravitaional lennsing، فيعوج ويعطينا كذا صورة للمجرة وعندما نلاحض المكان الذي حدث فيه هذا الاصطدام ونرى هل هناك شيء يؤثر على الضوء بهذا الشكل في تلك المنطقة لن نجد اي شيء اي اننا لن نرى اي شيء وهنا الشيء الوحيد الذي ثد يقوم بهذا التأثير دون ان نراه هي Dark matter المادة المضلمة

اي عند الاصطدام تتكون سحابة من الطاقة المضلمة مما يؤدي الى اعوجاج وتشوه ذلك الضوء ويعطينا كذا صورة للمجرات هذه.

اي بخلاصة: النادة المضلمة موجودة في كل المجرات وفي اي مكان في الكون لديها كتلة تؤثر على المجرات والضوء بسبب جاذبيتها لكن لا نراها ولأنها غير مرئية وليس لها ضوء وهي مؤكد على انها موجودة ونعرف كم موجودة في الكون كله لكن لا نعرف ماهي ومن ماذا تتكون ومصنوعة من ماذا.

•ملاحضة مهمة•

المقال يتناول مجموعة كبيرة من المعلومات والمفاهيم والمصطلحات العلمية، اي انه من قراءتك الاولى للمقال قد لا يكون مفهوما بنسبة كاملة رغم انني حاولت فعليا بتبسيط الأمور وتوضيحها ليكون من السهل فهمها.