1

المرجع الالكتروني للمعلوماتية

تاريخ الفيزياء

علماء الفيزياء

الفيزياء الكلاسيكية

الميكانيك

الديناميكا الحرارية

الكهربائية والمغناطيسية

الكهربائية

المغناطيسية

الكهرومغناطيسية

علم البصريات

تاريخ علم البصريات

الضوء

مواضيع عامة في علم البصريات

الصوت

الفيزياء الحديثة

النظرية النسبية

النظرية النسبية الخاصة

النظرية النسبية العامة

مواضيع عامة في النظرية النسبية

ميكانيكا الكم

الفيزياء الذرية

الفيزياء الجزيئية

الفيزياء النووية

مواضيع عامة في الفيزياء النووية

النشاط الاشعاعي

فيزياء الحالة الصلبة

الموصلات

أشباه الموصلات

العوازل

مواضيع عامة في الفيزياء الصلبة

فيزياء الجوامد

الليزر

أنواع الليزر

بعض تطبيقات الليزر

مواضيع عامة في الليزر

علم الفلك

تاريخ وعلماء علم الفلك

الثقوب السوداء

المجموعة الشمسية

الشمس

كوكب عطارد

كوكب الزهرة

كوكب الأرض

كوكب المريخ

كوكب المشتري

كوكب زحل

كوكب أورانوس

كوكب نبتون

كوكب بلوتو

القمر

كواكب ومواضيع اخرى

مواضيع عامة في علم الفلك

النجوم

البلازما

الألكترونيات

خواص المادة

الطاقة البديلة

الطاقة الشمسية

مواضيع عامة في الطاقة البديلة

المد والجزر

فيزياء الجسيمات

الفيزياء والعلوم الأخرى

الفيزياء الكيميائية

الفيزياء الرياضية

الفيزياء الحيوية

الفيزياء العامة

مواضيع عامة في الفيزياء

تجارب فيزيائية

مصطلحات وتعاريف فيزيائية

وحدات القياس الفيزيائية

طرائف الفيزياء

مواضيع اخرى

علم الفيزياء : الفيزياء الحديثة : علم الفلك : مواضيع عامة في علم الفلك :

كيف يمكن للمادة المظلمة أن تجد حلاً لمشكلة بنية الكون

المؤلف:  جيمس تريفل

المصدر:  الجانب المظلم للكون

الجزء والصفحة:  ص127

2025-04-29

44

أدى اكتشاف المادة المظلمة إلى إماطة اللثام عن أننا لا نرى معظم مادة الكون.

ومن البديهي فقط أن نسأل عن تأثير ذلك على مشكلة شرح البنية الرحبة للكون. وربما . غريباً أن يعلق علماء الكون أمالهم وتطلعاتهم حول فهم طبيعة الكون، على مثل هذه المادة الغامضة، وأعنى بها المادة المظلمة، بيد أن هذا هو ما يحدث تماما في الوقت الحاضر.

وليس ذلك - ببساطة - حالة تعلق بامال واهية، حيث ننتهز فرصة جهلنا بطبيعة المادة المظلمة، لنعزو لها كل الخصائص التي نحتاجها لحل المشاكل التي نواجهها وفي الحقيقة، سوف نرى أننا في واقع الأمر، لسنا في حاجة لمعرفة تفاصيل كيفية سلوك المادة، لكى نتعرف على الطريقة التي سوف نتمكن بها من إيجاد حل لمشكلة تكوين المجرة. ومع الاعتراف بوجود المادة المظلمة في الكون، يبدو أننا حصلنا على آخر قطعة كنا نحتاجها لنتمم بها أحجية الصور المقطوعة ونستكمل صورة الطريقة التي تطور بها الكون، ليصبح على وضعه الحالي.

والفكرة الرئيسية لدور المادة المظلمة في الكون من السهل إدراكها، كما رأينا فإن الصعوبة الجوهرية في تصور كيفية تطور الكون، لابد أن تكون لها علاقة ماء بالحقيقة التي مفادها أنه إذا كان الكون بأسره مكونا من مادة عادية، لما أمكن للمجرة أن تبدأ التشكل إلا في وقت متأخر إلى حد كبير، وذلك بعد أن برد الكون إلى الدرجة التي أمكن فيها للذرات أن توجد، وتسمح للإشعاع بفك الاقتران، وقتئذ، كان تمدد الكون قد أدى إلى نشر المادة على نحو رقيق للغاية، إلى الحد أن الجاذبية بمفردها لن تكون قوية بما يكفى لجذب كتل من المادة معا، قبل أن تخرج الأمور عن السيطرة. وفي الفصل الرابع كونا صورة ذهنية وناقشنا كل الطرق التي قد تفكر فيها، لتعطى العملية دفعة البداية، ولكن يبدو أنها تتناقض مع بعض الحقائق والأرصاد التي ثبتت صحتها .

 وإذا قبلنا فكرة أن معظم الكون ليس في صورة مادة مألوفة، فإن هذه الصعوبة المذكورة آنفا، سوف تفقد بعضاً من قوتها، وعلى الرغم من أن ضغط الإشعاع الذي يتفاعل مع البروتونات والإلكترونات في بلازما الكون الأولى، ربما يمنع تكتل المادة العادية، إلى ما بعد تكون الذرات وليس ثم سبب على الإطلاق، يحول دون حدوث مثل هذا، للمادة المظلمة افترض - لمجرد المناقشة - أن لدينا مرشحاً للمادة المظلمة، توقف عن التفاعل مع الإشعاع في وقت مبكر للغاية، من حدوث الانفجار الأعظم، ولنقل مثلاً في اللحظة الأولى، ويمكن أن يظهر هذا الموقف إلى الوجود، إذا كان التفاعل بين جسيمات المادة المظلمة مع الإشعاعات، اعتمد على الطاقة التي تنبعث عن الاصطدامات بينهما، ومن ثم تتضاءل قوتها عندما تنخفض درجة الحرارة، عن مستوى معين. وفي مثل هذه الحالة، يمكن للمادة المظلمة أن تبدأ التجمع في شكل كتل تحت تأثير الجاذبية، قبل زمن طويل، من تكوين الذرات ولن يمنع ضغط الإشعاع هذا النوع من التكتل، ذلك أن فرضنا مفاده أن الإشعاع لا يمكنه أن يمارس ضغطاً على المادة المظلمة كما يفعل مع المادة العادية.

ولو حدث هذا، عندئذ عندما تتكون الذرات وتصبح المادة العادية حرة في أن تبدأ التكتل، ستجد نفسها في كون فيه تركيزات مروعة من الكتل، موجودة بالفعل، وسوف تكون أجزاء من المادة العادية منجذبة بقوة إلى الأماكن التي تكدست فيها من قبل المادة المظلمة، واللتو سوف تتحرك بسرعة إلى هذه المواقع. وتشبه هذه العملية، صب ماء على سطح يمتلئ بالحفر العميقة، إذ سرعان ما يندفع الماء إلى هذه الحفر، وسرعة فيضان الماء لن يكون له - تقريبا - أي علاقة بما تؤثر فيه أي كمية صغيرة من الماء على كمية أخرى، وهكذا تستمر المجادلة، فما إن تتحرر المادة العادية، من التقييدات التي فرضها عليها ضغط الإشعاع، فإنها سوف تسقط في الحفر" التي أوجدتها بالفعل المادة المظلمة، ومن ثم فإن المجرات والبنى الكونية الأخرى، سوف تتشكل بسرعة هائلة . بعد فك اقتران الإشعاع، وكل المجادلات حول "المدى الزمني الذي لنا مشاكل وصعوبات عدة في الفصل الرابع، سوف تصبح غير ذي علاقة بالموضوع.

وتكمن روعة هذه الفكرة في أنها تأخذ مشكلتين - عدم كفاية المدى الزمني لتشكيل المجرات ووجود المادة المظلمة - وتضعهما معا، لتصل إلى حل للمشكلة المركزية العويصة التي تتعلق ببنية الكون.

ووفق افتراضنا، فإن المادة المظلمة لها مدى زمنى أطول من المادة العادية، لأنها فکت اقترانها في وقت أبكر بعد الانفجار الأعظم. كما كان لديها وقت طويل للغاية، لكي تتكتل معا، قبل أن تتجرر المادة العادية، وتفعل نفس الشيء. والحقيقة بأن المادة العادية - عندئذ - تسقط في حفرة تجاذبية - كانت قد تكونت بهذه الطريقة ، تساعدنا في تفسير لماذا نجد المجرات محاطة بهذه الهالة من المادة المظلمة. إن هذا الافتراض يقتل عصفورين بحجر واحد.

بيد أننا لابد أن نأخذ في اعتبارنا، بأنه عند هذه النقطة، لا نملك إلا فكرة ربما تحقق شيئًا ما ، ولكنها لا ترقى إلى مرتبة النظرية الراسخة البنيان.

لكي تعبر الفجوة ما بين الفكرة والنظرية، علينا أن نجيب عن سؤالين مهمين ولكنهما معقدان كيف يمكن للمادة المظلمة أن تسبر غور بنية الكون  ما المادة  المظلمة؟

EN

تصفح الموقع بالشكل العمودي