تعد المادة المظلمة والطاقة المظلمة المشكلتين الأكثر إرباكًا في العلوم اليوم. يتحكمون معًا في الكون، ويحتويون على 96 بالمائة من الكتلة والطاقة الموجودة فيه - لكن لا أحد يعرف من هو
بقلم: ألون زائيفي، الجمعية الفلكية الإسرائيلية
ورأيت المادة المظلمة النور لأول مرة منذ عدة عقود، بهدف الإجابة على سؤال حول سبب بقاء المجرات في بنية متماسكة. بالنظر إلى المادة الطبيعية فقط، ربما لم تتشكل المجرات أبدًا، وربما تتحرك الآن بعيدًا عن بعضها البعض. لذلك، لا بد من وجود مادة غامضة غير مرئية تلعب دور "غراء الجاذبية".
من ناحية أخرى، لم تدخل الطاقة المظلمة الصورة إلا في أواخر التسعينيات، عندما اكتشف علماء الفلك أن الكون لا يتوسع وينتشر فحسب، بل إنه يتسارع أيضًا في سرعته أثناء "الهروب". في تلك اللحظة، كان يُعتقد أنه لا بد من وجود قوة خفية، نوع من الجاذبية المضادة، تدفع المجرات وتفصلها عن بعضها البعض، وبسرعة متزايدة.
لقد تم طرح العديد من النظريات، ولا تزال تطرح، في محاولة لإخراج العلماء من ظلمة كل من الصعوبات. على سبيل المثال، لتفسير الطاقة المظلمة، عاد المنظرون إلى مصطلح «الثابت الكوني» الذي قدمه أينشتاين لأول مرة كعامل مؤقت من أجل موازنة قوة الجاذبية. وبعد فترة غير أينشتاين رأيه واعتبر هذا التصريح أكبر حماقة في حياته. لكن اليوم، يشعر العديد من المنظرين بالراحة في استخدام الثابت المهمل، وذلك لينسبوا إليه تأثيرات الطاقة المظلمة، على الرغم من أنه لا يزال لا يحدد ما هي القوة المصاحبة.
في نظر المنظرين، من المغري للغاية اعتبار الزوج المظلم نتاجًا لتلك الظاهرة غير المعروفة. شير، أستاذ الفيزياء في جامعة فاندربيلت، يجرب حظه، مثل كثيرين من قبله، في الربط بين المادة المظلمة والطاقة المظلمة، ويدعي أن هناك عامل واحد فقط وراء كل شيء ويحرك الخيوط. "إنه أمر محير للغاية بالنسبة للعلماء أن هناك مصدرين مختلفين غير معروفين لأبرز أشكال الكتلة والطاقة في الكون. ومن ناحية أخرى، هذه هي طبيعة الأشياء، فنحن ممنوعون من اختيار الكون الذي نعيش فيه، حسبما قال شير خلال مقابلة معه.
من أجل شرح كل شيء بضربة واحدة، جلب شير إلى الحياة شكلاً نادرًا من أشكال التعبير عن الطاقة: المجال العددي. وعلى الرغم من أن هذا المجال ليس له اتجاه، مثل المجال الكهربائي أو المغناطيسي، إلا أنه يجمع بين الطاقة والضغط والحجم. ويُعتقد أن المجال العددي يسبق "التضخم"، وهي الفترة الزمنية التي استمرت أقل من ثانية واحدة بعد الانفجار الأعظم، عندما كانت سرعة تمدد الكون وتوسعه مليار مرة حتى قبل أن يبدأ في التباطؤ نحو الكون. معدل نمو أكثر معقولية. يعتمد شير على نتائج أعمال العديد من العلماء من جامعات مختلفة، والتي تنبأت بنوع فريد من الجيل الثاني للمجال العددي، المعروف باسم الجوهر/الجوهر المدفوع بالطاقة الحركية أو باختصار "الجوهر".
المشكلة التي تنشأ نتيجة لفكرة شير هي أننا نعيش في لحظة خاصة جدًا على الخط الزمني حيث تكون كثافة المادة المظلمة وكثافة الطاقة المظلمة متساوية تقريبًا. بالإضافة إلى ذلك، يعتقد ماريو ليو، أحد كبار العلماء في معهد علوم التلسكوب الفضائي، أن: "النموذج يحتاج إلى ضبط دقيق، لأن مادته المظلمة ليست دائمة ولكنها مؤقتة".
في الماضي، جرت عدة محاولات للعثور على تفسير واحد للمادة المظلمة والطاقة المظلمة، وتناولت النظريات بشكل أساسي تغير الجاذبية. لقد حاولوا ذات مرة توحيد جميع القوى الموجودة في الكون في مستوى رباعي الأبعاد يُعرف باسم الغشاء أو "الدماغ"، وهو محصور بين "العقول" الأخرى، كما هو الحال في الساندويتش. ونتيجة لذلك، تهرب الجاذبية إلى البعد الخامس، بشكل عمودي على المستوى العام. ومن ثم، فإن تأثيرات المادة المظلمة هي في الواقع تأثيرات الجاذبية لـ "الأدمغة" الأخرى على "أدمغتنا" (الكون/المستوى)". على أية حال، يختتم ماريو ليويو بملاحظة تحذيرية: "على الرغم من الميل المتعاطف إلى الربط بين المادة المظلمة والطاقة المظلمة، فمن المحتمل جدًا ألا يتم ربط هذين الأمرين على الإطلاق".
نظرية الأوتار (String Theorie) لقضاياها الكثيرة، تدعي أن المادة المظلمة هي في الواقع جسيمات فائقة التناظر، لا علاقة لها بالطاقة المظلمة التي تبقى وحدها دون تفسير لائق. ويتطلع العلماء إلى عام 2007، الذي سيتم خلاله إجراء تجربة قد تلقي ضوءا جديا على المادة المظلمة، عندما يصل مسرع تصادم الجسيمات الخاص (Large Hadron Collider – LHC) إلى مستويات الطاقة المطلوبة لإنتاج جسيمات فائقة التناظر. ، على افتراض وجودها على الإطلاق.
المادة المظلمة، التي يقول العديد من العلماء الجيدين إنها ستبقى لغزًا لفترة طويلة (على الأقل بضعة عقود أخرى)، قد تنطوي على عامل خارجي يسمى "طاقة الفراغ" الذي يعمل وفقًا للكون. بالإضافة إلى ذلك، يعتقد ويشكك عدد غير قليل من المنظرين في أن هذه إحدى المفاجآت العديدة التي تنتظرنا في المستقبل العلمي...
