المادة المظلمة

ما هي المادة المظلمة؟

المادة المظلمة هي نوع من المواد تتكون من جزيئات صغيرة لا تتفاعل مع المادة العادية ولا تصدر إشعاعات كهرومغناطيسية. هذا يعني أنهم لا يستطيعون توليد الضوء أو عكسه أو امتصاصه. لهذا السبب ، المادة المظلمة شفافة ولا يمكن رؤيتها بالعين المجردة.

تذكر أنه عندما نتحدث عن المادة فإننا نشير إلى أي جسم أو مادة تشغل مكانًا في الفضاء ولها كتلة وحجم. تحقق المادة المظلمة هذه الخصائص على الرغم من عدم إمكانية رؤيتها.

إذن ، إذا كانت المادة المظلمة شفافة ، فكيف نعرف أنها موجودة؟ يُعرف وجودها بسبب التأثيرات التي تسببها في الكون ، مثل إزاحة النجوم أو تشويه الضوء الذي تصدره. يُعتقد أن كلا من الظواهر وغيرها قد تتأثر بالمادة المظلمة.

تعتبر دراسة المادة المظلمة ذات أهمية قصوى ، لأنها ستسمح لنا بفهم عمل الهياكل النجمية. سيساعد ذلك أيضًا في فك شفرة ما حدث خلال اللحظة الأولى التي تشكل فيها الكون ، والمعروفة باسم الانفجار العظيم.

تكوين المادة المظلمة

على الرغم من أن وجود المادة المظلمة حقيقة أثبتها العلم ، إلا أنه ليس من الواضح تمامًا ما هي مكوناتها. والمعروف أن المادة المظلمة لا تتكون من بروتونات أو نيوترونات (مادة باريونية). ثم ينشأ وجود عنصرين أساسيين:

المادة غير الباريونية (WIMP's)

تتكون المادة غير الباريونية مما يسمى بالجسيمات الضخمة للتفاعل الضعيف ، والمعروفة باسم WIMP's (من اللغة الإنجليزية ، تتفاعل الجزيئات الضخمة بشكل ضعيف). إنها جسيمات أصغر من الذرة ولديها القدرة على التفاعل مع المادة المرئية من خلال قوة الجاذبية.

وجودها افتراضي ويعتقد أنه إذا كانت موجودة بالفعل فستكون شديدة البرودة ولديها كمية كبيرة من الكتلة وستتحرك ببطء شديد.

ماتشو

الأجسام الضخمة من المجرة Halo أو MACHO's (من اللغة الإنجليزية جسم هالة مضغوط فيزيائي فلكي ضخم) تتكون من الكواكب المتجولة ، والنجوم الفاشلة ، والثقوب السوداء ، وهي مناطق من الفضاء ذات قوة جاذبية كبيرة.

على الرغم من أنه من الممكن أن يكونوا جزءًا من المادة المظلمة ، إلا أن نسبتهم ستكون منخفضة جدًا مقارنة بـ WIMP.

انظر أيضا المسألة

كيف تم اكتشاف المادة المظلمة؟

كانت المادة المظلمة ، من حيث المبدأ ، مجرد نظرية. في عام 1933 ، أثار عالم الفلك والفيزيائي السويسري فريتز زويكي احتمال وجود نوع من المادة غير القابلة للكشف والتي يمكن أن تؤثر على الحركات التي تحدث في مجموعة مجرات تسمى كوما.

العنقود هو مجموعة من النجوم التي تجذب بعضها البعض بسبب قوة جاذبيتها. واكتشف زفيكي ، من خلال تطبيق الطريقة العلمية ، أن الكتلة الكلية للعنقود المدروس كانت أكبر بنحو 400 مرة مما تم حسابه. لهذا السبب ، استنتج أن هناك نوعًا من المادة غير المرئية يضيف كتلة إضافية لهذه المجموعة الكاملة من النجوم.

في سبعينيات القرن الماضي ، اكتشفت عالمة الفلك فيرا روبن أن النجوم في مجرة ​​المرأة المسلسلة تتحرك بنفس السرعة بغض النظر عن موقعها. يشير هذا التوحيد في السرعة إلى وجود شيء آخر غير مرئي يضيف كتلة إلى هذه النجوم.

كانت مساهمة روبن أساسية في إرساء الأسس لوجود المادة المظلمة ، والتي تم إثباتها مرارًا وتكرارًا بملاحظات مختلفة. كان أحد أهم هذه الاكتشافات هو اكتشاف المجرة VIRGOHI21 في عام 2005 ، والتي تتكون بالكامل تقريبًا من مادة مظلمة.

في عام 2021 ، تم الحصول على الخريطة الأكثر تفصيلاً حول توزيع المادة المظلمة ، والتي تم إنشاؤها بواسطة تلسكوب Víctor M. Blanco ، الموجود في شيلي. تُظهر الخريطة أن المادة المظلمة منتشرة في الكون بشكل أكبر مما كان يُعتقد في البداية ، مما يفتح طرقًا جديدة في مجال علم الفلك والفيزياء.

كيف يتم ملاحظة المادة المظلمة؟

نظرًا لأن المادة المظلمة شفافة بالفعل ، فلا توجد طريقة مراقبة مباشرة يمكنها بسهولة إثبات وجودها. ومع ذلك ، هناك طرق أخرى. الأكثر استخدامًا هي:

عدسات الجاذبية

عدسة الجاذبية هي ظاهرة تحدث عندما يتشوه الضوء من جسم نجمي بعيد جدًا في وجود جسم ضخم آخر ، مثل المجرة أو الكوكب أو الشمس ، إلخ.

يتم استخدام قياس هذا التشوه ، الذي يتخذ شكل منحنى ، لتحديد كتلة الجسم الذي تسبب في حدوثه.يمكن أن يشير التطابق بين الكتلة واللمعان إلى وجود المادة المظلمة حيث أنه كلما زاد اللمعان ، زادت المادة المظلمة التي يحتوي عليها الجسم الذي تمت دراسته.

تلسكوبات أشعة جاما

في مركز مجرة ​​درب التبانة ، مجرتنا ، توجد هالة ضوئية شديدة الكثافة تتكون من أشعة جاما تسمى الزائد GeV لمركز المجرة. ويعتقد أن هذه الهالة تتولد من المادة المظلمة التي تبيد نفسها.

على الرغم من أن المادة المظلمة لا يمكنها إصدار الضوء أو عكسه ، إلا أن هناك فرضية مفادها أن اصطدام جسيمين من المادة المظلمة يمكن أن يولد انبعاث أشعة جاما على نطاق ضعيف للغاية. هذه النتيجة تسمى "إبادة المادة المظلمة".

ترسم تلسكوبات أشعة جاما الكون بحثًا عن المصدر الذي ينشأ هذا النوع من اللمعان ويُشتبه في أنه عند العثور على أشعة جاما ، فإنه يعثر أيضًا على المادة المظلمة. أشهرها هو تلسكوب فيرمي الفضائي لأشعة جاما.

الطاقة المظلمة

على الرغم من أنه يمكن الخلط بينهما كمرادفات ، إلا أن المادة المظلمة والطاقة المظلمة مفهومان مختلفان.

الطاقة المظلمة هي شكل من أشكال الطاقة في الفضاء التي تمارس ضغطًا مثيرًا للاشمئزاز بحيث يقاوم تأثير الجاذبية ويساهم في التوسع المتسارع للكون.

تشكل الطاقة المظلمة ما يقرب من 70٪ من الكتلة في الفضاء ، ولكن مثل المادة المظلمة ، لا يزال الكثير غير معروف عن وظيفتها وتكوينها.

تتعايش كل من الطاقة المظلمة والمادة المظلمة في الكون ، لكنهما ظاهرتان مستقلتان.

أنظر أيضا:

  • كون
  • درب التبانة
  • المجرة

كذا:  جنرال لواء التكنولوجيا الإلكترونية الابتكار الدين والروحانية