تنفجر النجوم فى أنحاء ارجاء الكون، إنها كوارث كونية لكنها منارات فى أعماق الفضاء بالنسبة إلى العلماء فهي تضيء معركة ملحمية بين قوتين غامضتين وخفيتين ونحن ندين لإحداهما بوجودنا والأخرى تحاول تمزيقنا ونحن نواجه الآن معركة لفهم هذه القوى الضخمة وتَعلُم الرؤية خلف الظلام.
أنتم وأنا والشمس والنجوم وكل شيء نراه لدينا جانب مشترك فجمعيونا مصنوع من الذرات. تكون الذرات كافة المواد الموجودة فى الكون المعروف لكن فى الكون أمور إضافية كثيرة جانب بدأنا نراه للتو. أجسامنا ومنازلنا وعالمنا وحتى الفراغ الشاسع فى الفضاء يعج بهذه المادة الغامضة. شكل من المادة غريب جدا لدرجة أن علماء كثر شكوا فى وجوده. لكن فى 2009 كاشف حساس للغاية للجزيئات التقط اللمحة الأولى له. إنه اكتشاف مذهل وهو يجبرنا على إعادة تقييم جذرية لمكاننا فى الكون وحتى ما سيكون عليه قدرنا لاحقا.
فى ستينات القرن الماضي عالمة فلك شابة تدعى (فيرا روبيين) قررت استكشاف منطقة من الفضاء لم تشملها دراسات كثيرة.
جربت (فيرا) أول تلسكوبها على المجرة الأقرب إلى درب التبانة وهى (أندروميدا) وكانت فى مركزها مثل معظم المجرات مجموعة كثيفة من النجوم وتوقعت أن تجد مليارات النجوم التى تدور حول المركز تتبع مدرات مثل كواكب مجموعتنا الشمسية وفقا لقوانين إسحاق نيوتن للجاذبية فكلما ابتعدنا عن المركز خفت سرعة دورانها.
ولتوضيح ذلك علينا أن نفهم نموذج نيوتن على مجموعتنا الشمسية. فإذا كانت تلك الكواكب تدور حول الشمس وهى عطار الزهرة الأرض والمريخ ، فإن المريخ من حيث دوران حول الشمس هو الأبطأ والارض تأتى من بعده فى بطا السرعة وحركة عطار هي الاسرع وبما ان تاثير قوى الجاذبية على المريخ اخف من عطارد فيكون المدار بطيء ليتناسب مع ذلك.
كان هذا النموذج الذى توقعت فيرا أن تراه عندما قررت دراسات المجرات. اذا يجب أن تبطىء السرعة كلما إبتعدت عن المركز. ولكن ليس هذا الذى اكتشفته فيرا. لقد استغرقت سنتين لتقيس سرعة 90 نجما فى مجرة أندروميدا وكانت النتائج مذهلة لان النجوم كلها تدور بنفس السرعة نفسها بمعدل 250 كيلومتر فى الثانية. وفى السنوات اللاحقة كل مجرة دراستها فيرا أعطتها نفس النتائج الجنونية. فالنجوم كلها حتى حواف المجرات كانت تتحرك بنفس السرعة وهذا مختلف تمام عن طريقة عمل نظامنا الشمسي والسبب الوحيد أن قوة الجاذبية لم تكون تخف كلما ابتعدنا عن مركز المجرة ولكن هذا لا يمكن أن يحدث إلا اذا كانت المجرات لديها كتلة أكبر مما يراه العلماء.
تقول فيرا (وكان التفسير الوحيد وجود كميات ضخمة خفية من المادة، فى الواقع فإن 90 او 95%من المادة خفية فى المجرة )
كانت تلك فكرة ثورية حقا. فالمجرات ربما تكون مليئة بمواد غير ظاهرة. شيء لم يستطيع العلماء تسميته إلا بالمادة المظلمة. لكن نظرية جذرية كهذه تطلبت أدلة. وسارع عشرات الفلكيين فى وقت قصير من التحقق من مراقبات فيرا وناضلوا إما ليثبتوا أنها مخطئة او ليكتشفوا طبيعة هذه المادة المظلمة أو مكان وجودها.
أظهر عالم يسمى كارلوس أن المجرات تتكون عندما تمتلىء بالمادة الظلمة. ولكن هل هناك طريقة لإثبات أن هذا ما حدث بالفعل؟
مازال عالم يسمى ريتشارد ماسى يحول الاجابة على هذا السؤال. ويشارك فى تطوير طريقة جديدة ليكتشف المادة المظلمة، تصوير الجاذبية. ويعود الفضل إلى عبقرية ألبرت اينشتاين. رأى ألبرت الفضاء بطريقة جديدة كمادة لينة قابلة للى تتأثر بالجاذبية كل شيء له حجمه الخاص كنجم أو مجرة يمكنه أن يلوى نسيج الفضاء ويتصرف كعدسة وعندما يلوى الفضاء ينحرف ايضا الضوء الذى يخترقه.
المادة المظلمة لا تعكس ولا تمتص و تصدر الضوء بل أن الضوء يمر عبرها بدون أي تأثير. لذا يجب أن نبحث عن شيء أخر وطريقة تأثيرها فى ما حولها بحب ما نراه.
لمدة سنتين كان ريتشارد يقود فريقا من الفلكيين العالميين ويدير مجموعة من التلسكوبات لمسح جزء من سماء الليل .
كل الكتل الصفراء التى نراها مجرات مجتمعة قريبة منا نوعا ما، وهذه الاقواس مجرات بعيدة جدا ويجب ان يمر الضوء من المجرات البعيدة بالقرب من المجرات الصفراء وبما انها تلوى الضوء تلوى اشعة الضوء من المجرات البعيدة ما يشوه صورها لتبدو كنماذج الاقواس هذه. وعندما حسب ريتشارد قدر التواء الضوء من المجرات البعيدة وبمقارنة بالمادة الظاهرة من المجرات الأمامية يجد أنه ملتو أكثر من الفروض وأستنتج ان غلافا من المادة المظلمة يلف المجرات كلها. حيث وجد من التواء الضوء ان كمية المادة المظلمة أكبر خمسة أضعاف من المادة العادية.
يرى تلسكوب هابل عددا مذهلا من المجرات بدقة بالغة لذا يمكننا أن نقيس أشكالها بشكل دقيق وتشوه هذه الأشكال بسبب التواء الضوء من المجرات عبر المادة المظلمة يسمح لنا هذا برسم صورة للجزء الخفي من الكون.
مع التوائه للنفاذ إلى الأرض وبخطية مجرة إلى آخري يرسم ذلك الضوء خريطة كونية للمادة المظلمة. هذه خريطة ثلاثية الابعاد تظهر لأول مرة مكونات الكون الرئيسة.
أنتم وأنا والشمس والنجوم وكل شيء نراه لدينا جانب مشترك فجمعيونا مصنوع من الذرات. تكون الذرات كافة المواد الموجودة فى الكون المعروف لكن فى الكون أمور إضافية كثيرة جانب بدأنا نراه للتو. أجسامنا ومنازلنا وعالمنا وحتى الفراغ الشاسع فى الفضاء يعج بهذه المادة الغامضة. شكل من المادة غريب جدا لدرجة أن علماء كثر شكوا فى وجوده. لكن فى 2009 كاشف حساس للغاية للجزيئات التقط اللمحة الأولى له. إنه اكتشاف مذهل وهو يجبرنا على إعادة تقييم جذرية لمكاننا فى الكون وحتى ما سيكون عليه قدرنا لاحقا.
فى ستينات القرن الماضي عالمة فلك شابة تدعى (فيرا روبيين) قررت استكشاف منطقة من الفضاء لم تشملها دراسات كثيرة.
جربت (فيرا) أول تلسكوبها على المجرة الأقرب إلى درب التبانة وهى (أندروميدا) وكانت فى مركزها مثل معظم المجرات مجموعة كثيفة من النجوم وتوقعت أن تجد مليارات النجوم التى تدور حول المركز تتبع مدرات مثل كواكب مجموعتنا الشمسية وفقا لقوانين إسحاق نيوتن للجاذبية فكلما ابتعدنا عن المركز خفت سرعة دورانها.
ولتوضيح ذلك علينا أن نفهم نموذج نيوتن على مجموعتنا الشمسية. فإذا كانت تلك الكواكب تدور حول الشمس وهى عطار الزهرة الأرض والمريخ ، فإن المريخ من حيث دوران حول الشمس هو الأبطأ والارض تأتى من بعده فى بطا السرعة وحركة عطار هي الاسرع وبما ان تاثير قوى الجاذبية على المريخ اخف من عطارد فيكون المدار بطيء ليتناسب مع ذلك.
كان هذا النموذج الذى توقعت فيرا أن تراه عندما قررت دراسات المجرات. اذا يجب أن تبطىء السرعة كلما إبتعدت عن المركز. ولكن ليس هذا الذى اكتشفته فيرا. لقد استغرقت سنتين لتقيس سرعة 90 نجما فى مجرة أندروميدا وكانت النتائج مذهلة لان النجوم كلها تدور بنفس السرعة نفسها بمعدل 250 كيلومتر فى الثانية. وفى السنوات اللاحقة كل مجرة دراستها فيرا أعطتها نفس النتائج الجنونية. فالنجوم كلها حتى حواف المجرات كانت تتحرك بنفس السرعة وهذا مختلف تمام عن طريقة عمل نظامنا الشمسي والسبب الوحيد أن قوة الجاذبية لم تكون تخف كلما ابتعدنا عن مركز المجرة ولكن هذا لا يمكن أن يحدث إلا اذا كانت المجرات لديها كتلة أكبر مما يراه العلماء.
تقول فيرا (وكان التفسير الوحيد وجود كميات ضخمة خفية من المادة، فى الواقع فإن 90 او 95%من المادة خفية فى المجرة )
كانت تلك فكرة ثورية حقا. فالمجرات ربما تكون مليئة بمواد غير ظاهرة. شيء لم يستطيع العلماء تسميته إلا بالمادة المظلمة. لكن نظرية جذرية كهذه تطلبت أدلة. وسارع عشرات الفلكيين فى وقت قصير من التحقق من مراقبات فيرا وناضلوا إما ليثبتوا أنها مخطئة او ليكتشفوا طبيعة هذه المادة المظلمة أو مكان وجودها.
أظهر عالم يسمى كارلوس أن المجرات تتكون عندما تمتلىء بالمادة الظلمة. ولكن هل هناك طريقة لإثبات أن هذا ما حدث بالفعل؟
مازال عالم يسمى ريتشارد ماسى يحول الاجابة على هذا السؤال. ويشارك فى تطوير طريقة جديدة ليكتشف المادة المظلمة، تصوير الجاذبية. ويعود الفضل إلى عبقرية ألبرت اينشتاين. رأى ألبرت الفضاء بطريقة جديدة كمادة لينة قابلة للى تتأثر بالجاذبية كل شيء له حجمه الخاص كنجم أو مجرة يمكنه أن يلوى نسيج الفضاء ويتصرف كعدسة وعندما يلوى الفضاء ينحرف ايضا الضوء الذى يخترقه.
المادة المظلمة لا تعكس ولا تمتص و تصدر الضوء بل أن الضوء يمر عبرها بدون أي تأثير. لذا يجب أن نبحث عن شيء أخر وطريقة تأثيرها فى ما حولها بحب ما نراه.
لمدة سنتين كان ريتشارد يقود فريقا من الفلكيين العالميين ويدير مجموعة من التلسكوبات لمسح جزء من سماء الليل .
يرى تلسكوب هابل عددا مذهلا من المجرات بدقة بالغة لذا يمكننا أن نقيس أشكالها بشكل دقيق وتشوه هذه الأشكال بسبب التواء الضوء من المجرات عبر المادة المظلمة يسمح لنا هذا برسم صورة للجزء الخفي من الكون.
مع التوائه للنفاذ إلى الأرض وبخطية مجرة إلى آخري يرسم ذلك الضوء خريطة كونية للمادة المظلمة. هذه خريطة ثلاثية الابعاد تظهر لأول مرة مكونات الكون الرئيسة.
فى الصورة الزرقاء تظهر خريطة المادة المظلمة وهى مسطحة وفى الصورة الحمراء نرى مواقع المجرات والغازات فى الكون اى المواد العادية. يوجد كثافة عالية من المادة المظلمة حيث توجد مجموعة ضخمة من المجرات وعند دمج الصورتين سنجد ان المواد العادية تعيش داخل إطار من المادة المظلمة. سمحت المادة المظلمة بتشكل كل ما نعرفه. لا مجرات بدون المادة المظلمة ولا نجوم بدون مجرات ولا كواكب بدون النجوم ولا حياة بدون الكواكب.
التقط تلسكوب هذه الصورة فى 2004 واكتشفنا شيء جديد عن المادة المظلمة. على بعد اربعة مليارات من السنوات الضوئية اى ثلث المسافة فى الكون المعروف تصطدم مجموعتان من المجرات. تتخطى تريليونات النجوم بعضها البعض بسرعة 4800 كيلومتر فى الثانية. تشوهت إحدى المجريتين لتصبح بشكل رصاصة وسمى الحدث تيمنا بها ( اصطدام مجموعة الرصاصة ) هو نوع من العروض الكونية التى تفرح الفلكيين لكن الأكثر إثارة للحماس أنه يكشف إلينا أن المادة المظلمة أغرب مما تخيلنا جميعا.
يقول ريتشارد (مجموعة الرصاصة الدليل الأفضل على أن المواد المفقودة التى رآها الفلكيون لعقود التى تتمتع بسمات مختلفة تماما عن المادة العادية)
نحن نعيش فى كون من المادة والضوء المادة تصنعنا والضوء يؤمن استمرارنا لكننا نعرف الان أن هذا جزء بسيط من الواقع فإن كوننا يعج ايضا بمادة غامضة تدعى المادة المظلمة لا يمكننا رؤيتها أو لمسها ولكنها فى كل مكان. تمر بالقرب من أجسامنا فى أي لحظة ملايين جزيئات المادة المظلمة واذا استطاع العلم بطريقة ما أن يلتقط إحداها
ويدرسها فقد نفهم أخيرا ما يتكون منه معظم الكون وما الذى يعنيه هذا لنا.
توصل العلماء فى القرن الماضي إلى أن المواد كلها مبنية من 20 جزيئية أصغر من الذرة وهى تعرف بأسماء كالبوزون والإلكترون والكوارك والنيوترينو لكنهم شكوا أكثر فى وجود جزيئات أكثر غرابة.
يملك العلماء اسما أخر لجزيئات المادة المظلمة (weakly interacting massive particles) واختصار تسميتها (WIMPs) بالكاد تتفاعل WIMPsمع جزيئات المادة العادية لذا يصعب التقاطها ودراستها وبما ان العالم مليئ بجزيئات المادة العادية فمن السهل ان نلتقطها عن طريق الخطأ ونترك WIMPs تفلت منا.
وجد العالم دان باور المكان الأفضل للبحث عن WIMPs فى منجم للحديد على 0.8 كيلومتراً تحت سطح الأرض فى معمل Soudan
وفى أواخر 2009 ربما التقطنا للمرة الاولى قطعا من هذه المادة المظلمة المرواغة. لكن العالم دان غير واثق إطلاقا بأن ما لديه من هو ال WIMPs حقا.
ولكن عندما بدأ العلماء يشعرون بأنهم يفهمون المادة المظلمة اكتشفوا شىء غريبا جدا قد تكون المادة المظلمة هى من سمحت بتكون كوننا لكن ليست هذه نهاية القصة فقد وجود مسبار فضائى فى مطلع القرن الواحد والعشرين شيئا مختبئا فى الظلمة فبينما تجتهد المادة المظلمة لإبقائنا متماسكين ربما تُحضر تلك القوة لتدمير الكون بأكمله.
عرف الفلكيون الفزيائيون منذ الثمانيات بوجود انفجار نجمى مميز يدعى 1A supernova عندما ينفذ وقود نجوم أكبر من شمسنا يتقلص إلى حالة أخف توهجا وأكثر كثافة تسمى بالقزم الأبيض ويقبع بين مستوى منخفض بين الحياة والموت ولكن يمكن للقزم بأن يعود للحياة إذا وجدوقودا جديدا. عندما يصبح قزم ابيض جزءاً من نظام يحوى نجمين يمكن النجم المجاورتوفيرهذا الوقود. وعندما تكن جاذبية القزم الأبيض سحبت ما يكفى من وزن النجم المجاورلا مجال للعودة لذا سوف ينفجر ترتفع حرارته لتصل إلى أكثر من مليار درجة وتنفجر معظم غازاته فى الفضاء
خلال 5 سنوات، رأى العالم سول وفريقه 38 نجما مختلفا فى 38 مجرة مختلفة وهى تتحول إلى supernova. اكتشف فريق سول نفورًا غير متوقع ولا تبرير له بين المجرات يفجر الكون ويفصله عن بعضه البعض ودعوها الطاقة المظلمة وهى تجعل الكون يتوسع بسرعة أكبر.
تشكل الذرات 5% تقريبا او 4.6 بالتحديد من الكون وتشكل المادة المظلمة حوالى 23% والغريب أن الطاقة المظلمة تشكل 72% من الكون.
الطاقة المظلمة قوة تحاول فصل الكون عن بعضه البعض بينما تحاول المادة المظلمة ربط الأمور ببعضها البعض وتفاعل هاتين المادتين سمح بتشكل الكون.
ويدرسها فقد نفهم أخيرا ما يتكون منه معظم الكون وما الذى يعنيه هذا لنا.
توصل العلماء فى القرن الماضي إلى أن المواد كلها مبنية من 20 جزيئية أصغر من الذرة وهى تعرف بأسماء كالبوزون والإلكترون والكوارك والنيوترينو لكنهم شكوا أكثر فى وجود جزيئات أكثر غرابة.
يملك العلماء اسما أخر لجزيئات المادة المظلمة (weakly interacting massive particles) واختصار تسميتها (WIMPs) بالكاد تتفاعل WIMPsمع جزيئات المادة العادية لذا يصعب التقاطها ودراستها وبما ان العالم مليئ بجزيئات المادة العادية فمن السهل ان نلتقطها عن طريق الخطأ ونترك WIMPs تفلت منا.
وجد العالم دان باور المكان الأفضل للبحث عن WIMPs فى منجم للحديد على 0.8 كيلومتراً تحت سطح الأرض فى معمل Soudan
وفى أواخر 2009 ربما التقطنا للمرة الاولى قطعا من هذه المادة المظلمة المرواغة. لكن العالم دان غير واثق إطلاقا بأن ما لديه من هو ال WIMPs حقا.
ولكن عندما بدأ العلماء يشعرون بأنهم يفهمون المادة المظلمة اكتشفوا شىء غريبا جدا قد تكون المادة المظلمة هى من سمحت بتكون كوننا لكن ليست هذه نهاية القصة فقد وجود مسبار فضائى فى مطلع القرن الواحد والعشرين شيئا مختبئا فى الظلمة فبينما تجتهد المادة المظلمة لإبقائنا متماسكين ربما تُحضر تلك القوة لتدمير الكون بأكمله.
عرف الفلكيون الفزيائيون منذ الثمانيات بوجود انفجار نجمى مميز يدعى 1A supernova عندما ينفذ وقود نجوم أكبر من شمسنا يتقلص إلى حالة أخف توهجا وأكثر كثافة تسمى بالقزم الأبيض ويقبع بين مستوى منخفض بين الحياة والموت ولكن يمكن للقزم بأن يعود للحياة إذا وجدوقودا جديدا. عندما يصبح قزم ابيض جزءاً من نظام يحوى نجمين يمكن النجم المجاورتوفيرهذا الوقود. وعندما تكن جاذبية القزم الأبيض سحبت ما يكفى من وزن النجم المجاورلا مجال للعودة لذا سوف ينفجر ترتفع حرارته لتصل إلى أكثر من مليار درجة وتنفجر معظم غازاته فى الفضاء
خلال 5 سنوات، رأى العالم سول وفريقه 38 نجما مختلفا فى 38 مجرة مختلفة وهى تتحول إلى supernova. اكتشف فريق سول نفورًا غير متوقع ولا تبرير له بين المجرات يفجر الكون ويفصله عن بعضه البعض ودعوها الطاقة المظلمة وهى تجعل الكون يتوسع بسرعة أكبر.
تشكل الذرات 5% تقريبا او 4.6 بالتحديد من الكون وتشكل المادة المظلمة حوالى 23% والغريب أن الطاقة المظلمة تشكل 72% من الكون.
الطاقة المظلمة قوة تحاول فصل الكون عن بعضه البعض بينما تحاول المادة المظلمة ربط الأمور ببعضها البعض وتفاعل هاتين المادتين سمح بتشكل الكون.
تعليقات
إرسال تعليق