كثيرا ما نسمع عن .... المادة المظلمة ترى ما الذى يعنيه هذا المصطلح؟

11- كثيرا ما نسمع عن ....
المادة المظلمة
ترى ما الذى يعنيه هذا المصطلح؟

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته
تعرف المادة المظلمة فى علم الكونيات أنها المادة التى لا يمكن رصدها بسهولة بواسطة أى طيف كهرومغناطيسى صادر منها...وإنما يمكن رؤية تأثيرجذبها المباشر للمادة المرئية حولها!

يعنى كلنا عارفين إن وحدات بناء الكون هى تجمعات المجرات..Superclusters .......
المجموعة المحلية مثلا تتكون من 30 مجرة...جزء من Cluster اسمه..Virgo Super Cluster.عنقود العذراء الأعظم.....وهذا بدوره جزء من تجمع أكبراسمه Coma Herculis فى كوكبة هرقل.....والتجمع الآخير جزء من تجمع أكبر وأكبر اسمه Great Galaxy Wall ...حائط المجرات العظيم!.....يعتقد إن الكون يتكون من وحدات بنائية ضخمة من أمثال هذه الحوائط وهذه التجمعات المجرية.

خريطة ثلاثية الأبعاد للتجمعات المجرية فى الكون

فى ثلاثينات القرن الماضى لاحظ العلماء إن تجمعات المجرات بتدور بسرعة أكبر من التى ينبغى لها....يعنى حسبوا المادة المرئية وحسبوا قوة الجاذبية الناشئة عنها لقوها أقل من الجاذبية اللازمة حتى تدور المجرات بمثل تلك السرعة الفائقة!!

يعنى مثلا العالم فريتز زويكى (أول من استعمل لفظ سوبرنوفا).....لاحظ إن عنقود العذراء الأعظم تتحرك مجراته بسرعة عالية جدا...نحو منطقة معتمة من الكون خلف تجمع Hydra المجرى...ولما لم يجد زويكى شئ فى هذا المكان من الكون.......
أطلق عليه اسم الجاذب الأعظم.....وإفترض إنه يتكون من المادة المظلمة
ويمكن دى صورة أكثر تفصيلا توضح بالظبط مكان الجاذب الأعظم...

المادة المظلمة كمان كان لها تأثير على تباين خصائص إشعاع خلفية الميكروويف الكونية...(ممكن نناقشها بعدين)....يعنى المفترض إن قوة شعاع الخلفية تكون متماثلة من جميع الجهات...لإن الكون يتمدد من جميع الإتجاهات....ولكن بالقياسات الحديثة الدقيقة جدا وجد العلماء فروق طفيفة للغاية فى شدة شعاع الميكروويف القادم من السماء...والسبب فى هذه التغيرات:
1- التكتل عندما حدث فى بداية الكون
2- وجود المادة المظلمة

فيه ظاهرة ثالثة كمان عززت وجود المادة المظلمة...وهى ظاهرة العدسة الكونية...يعنى كلنا عارفين إن ضوء الشمس ينحنى عن مروره بعدسة محدبة..بالمثل لو ضوء قادم من خلف منطقة فيها مادة مظلمة....المادة المظلمة تعمل كعدسة تحنى الضوء...وبالتالى تشوه صورة المجرة الملتقطة

يبقى كده عرفنا إن المادة المظلمة لا يمكن رصدها أبدا لأنه لا يصدر منها شعاع كهرومغناطيس...وإنما بمجال جاذبيتها فقط يعرف مكانها....
يا ترى مما تتكون المادة المظلمة؟

السؤال صعب جدا...لإنه حتى الآن لا دليل مباشر على الإجابة...ولكن لعلنا نتوجه إلى المادة المرئية!!
مما تتكون المادة المرئية؟

لقد تم تقسيم الجسيمات النووية العديد من التقسيمات وتم إكتشاف ربما المئات منها...ولعل من الأفضل وضع مخطط مفصل موجز حتى لا نخرج عن موضوعنا الأصلى:

تنقسم المادة كما فى المخطط العلوى إلى حوامل القوى (البوزونات) والفرميونات....والفرميونات بدورها تنقسم إلى باريونات (مثل البروتون والنيوترون)....وليبتونات (مثل الإلكترون والنيوترينو)....

بناء على هذا التقسيم ومن خلال تعريف المادة المظلمة قسم العلماء المادة المظلمة كالتالى:

1- المادة المظلمة الباريونية:
تتكون من الجسيمات الباريونية العادية مثل البروتونات والنيوترونات...مثل الجاذب الأعظم!....وهذه تشكل نسبة ضئيلة جدا من المادة المظلمة!!

2- المادة المظلمة الغيرباريونية:
دى بقى لغز الألغاز!!
يعنى لا تتكون من البروتونات والنيوترونات....ولكن تتكون من جسيمات غير باريونية!
غير باريونية معناها إنها لا تتفاعل مع المادة مطلقا!...اللهم إلا بجاذبيتها فقط!

يعنى ممكن تتكون مثلا من جسيمات النيوترينو....والنيوترينو ده ممكن يخترق الكرة الأرضية كلها دون أن يتسبب فى أى شئ على المستوى الذرى...يعنى يمر خلال النواة دون أن تشعر به....
والنيوترينو يصدر من الشمس ومن النجوم النيوترونية والعادية......
والنيوترينو هو اللى الناس بتفسره على إنه ثاقب...لإنه نافذ فى أى شئ!!
دون أى يفقد أى جزء من طاقته!!!....حاجة تجنن!
فيه كمان جسيمات أخرى كثيرة مقترحة!
زى مثلا جميع جزيئات التناظر الفائق!

وعلشان العملية تنتظم قليلا!
قسم العلماء المادة المظلمة الغير باريونية إلى 3 أنواع......
ده بالإعتماد على كتلة مكوناتها.....
ومفيش مانع نظرى إنه يبقى فيه بقعة كونية عبارة عن خليط من ال3 أنواع
الأنواع دى هى:

أ- المادة المظلمة الغيرباريونية الساخنة:
جزيئاتها خفيفة وسريعة الحركة....من هنا جاءت التسمية ساخنة!
ولعل أبرز الجسيمات المقترحة النيوترينو!

ب- المادة المظلمة الغيرباريونية الدافئة:
جزيئاتها أكبر وأكثر كتلة وأبطأ حركة...مثل جزيئات التناظر الفائق!

ج- المادة المظلمة الغيرباريونية الباردة:
دى بقى تشكل معظم المادة المظلمة!
جزيئاتها ثقيلة!
يعنى خليط من أكثر من جزئ من جزيئات التناظر الفائق!...الخليط ده يطلق على الوحدة فيه Eigenvalue
كلمة Eigen مشتقة من اللغة الألمانية بمعنى مساوى أو متناظر....
والجزيئات دى بتبقى مكونة من أكثر من جزئ من جزيئات التناظر الفائق!!

ده كده ملخص لما يمكن أن يقال عن المادة المظلمة!
الباقى والتفاصيل صعب جدا نفهمه دون مقدمات....خاصة التناظر الفائق!!
لإنها نظرية فى الرياضة قبل ماتكون فى الفيزياء

على العموم ورغم كل اللى إحنا قولناه ده.
بصوا المخطط ده كده:

72% من الكون حاجة ثانية خالص اسمها الطاقة المظلمة!!!!
يا نهار أزرق يا جدعان......
نبقى نشوف حكايتها دى كمان فى سؤال ثانى!!