عرف الفلكيون لما يزيد عن خمسين سنة أن ثمة شيئاً ما لا يستطيعون رؤيته. فالكون يحوي نوعاً غامضاً من المادة لا تستطيع التليسكوبات الكشف عنه، ومع ذلك فإن هذا الشيء يعلن عن وجوده بأن يمارس شداً جاذبياً على الأجرام التي يستطيع الفلكيون رصدها.

وقد لاحظ هذه الظاهرة لأول مرة الفلكي الهولندي جان أورت حوالي 1932. وكان أورت يدرس النجوم التي تتحرك بعيداً عن قرص مـجـرتنا درب التبانة. وعندما تبدأ هذه النجوم في الارتفاع فوق القرص تعمل الجاذبية على شدها وراء. وكنتيجة لذلك، فإن حركتها تبطئ أكثر وأكثر ، وفي النهاية تهوي هذه النجوم وراء في الاتجاه الذي أتت منه وبدراسة مواضع وسرعات نجوم كهذه، يمكن حساب مقدار الكتلة التي يجب أن يحويها قرص المجرة.

وعندما حسب أورت حاصل جمع كتل النجوم التي يمكن رصدها في القرص، وجد أن من الواضح أن ما يوجد أقل مما ينبغي أن يكون. فمقدار الكتلة الموجود بالرؤية هو فقط 50 في المائة من المقدار المطلوب لإنتاج الحركات المرصودة. وبافتراض أن الفارق ناجم عن وجود نجوم صغيرة هي أشحب من أن نراها وأن نعدها، أضاف أورت تصحيحاً إلى معادلاته يحسب حساب هذه النجوم. على أن هذه الطريقة للتخلص من الفارق لم تستمر طويلاً. فقد بينت الدراسات اللاحقة أن هذه النجوم الشاحبة ليست موجودة بأعداد كافية لأن تسبب ما يلاحظ من الظواهر. كما أن الغاز الموجود في المجرة ما بين النجوم ليس بالذي يوفر الكتلة المطلوبة. فثمة شيء يمارس شداً على هذه النجوم، وهذا الشيء ليس في الإمكان رؤيته.

وفي 1933، أشار فريتز زويكي عالم الفلك بمعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا إلى ظاهرة مماثلة. فقد اكتشف زويكي أثناء دراسته لتجمع كبير من المجرات في كوكبة الذؤابة، أنه رغم أن من الواضح أن المجرات التي في التجمع ممسوكة معاً بواسطة الشد الجذبوي المتبادل فيما بينها، إلا أن الكتلة الموجودة في النجوم المرئية في المجرات توفر فقط جزءاً من الكتلة المطلوبة. وكما قال زويكي فإنه توجد مشكلة (كتلة مفقودة).

ولم يعد الفلكيون يتحدثون الآن عن كتلة مفقودة. فهم الآن يفضلون بدلاً من ذلك مصطلح المادة المظلمة، والحقيقة أن هذا المصطلح الأخير هو الأكثر دقة، ذلك أنه ليس هناك في الواقع أي شيء (مفقود). والمشكلة ليست مشكلة كتلة ينبغي أن تكون موجودة ولكنها ليست موجودة. فتأثيرات الجاذبية المرصودة هكذا ناجمة عن مادة من الواضح أنها موجودة، ولكن الفلكيين لا يستطيعون رؤيتها. وفيما يعرض، فإن هذه المادة تسمى (المادة المظلمة)، ليس لأنها قائمة في لونها، ولكن لأنها لا تبعث ضوءاً. ويمكننا أن نسميها بدلاً من ذلك (المادة الخفية).

ورغم أنه قد مر ما يزيد عن نصف القرن منذ أصبح وجود المادة المظلمة معروفاً، إلا أن الفلكيين مازالوا غير متأكدين مما تكونه. كما أنهم ليسوا متأكدين على وجه الدقة من مقدار ما هو موجود منها. فهم يعرفون فقط أنه يوجد منها مقدار جد كبير. وحسب التقديرات الحالية، فإن المادة المظلمة يبلغ مقدارها ما يتراوح بين 90 99 في المائة من كتلة الكون. هذا وقد نشأت أثناء الثمانينيات تكنيكات جديدة جعلت من الممكن الكشف عن وجود كميات كبيرة من المادة المظلمة داخل المجرات وفيما حولها. وقد ثبت سريعاً أن المجرات، بما فيها مجرتنا، تحيط بها هالات ضخمة من بعض مادة خفية غامضة. ومرة أخرى، فإن المادة المظلمة تعلن عن وجودها بتأثيراتها الجذبوية. وحتى يمكننا أن نشرح بدقة ما تكونه هذه التأثيرات قد يكون مما يساعدنا على ذلك أن نستطرد بإيجاز لنلقي نظرة على مشكلة مماثلة وإن كانت أبسط، وهي مشكلة تحديد كتلة الشمس.

وواضح أنه لا يمكننا وضع الشمس فوق ميزان لوزنها. وربما بدا للنظرة المتعجلة أن من الصعب أو من المستحيل أن نزن الشمس على الإطلاق. على أن هناك طريقة غير مباشرة لتحديد كتلة الشمس، وإن كانت طريقة غاية في الدقة. وكل ما نحتاجه هو أن نرصد حركات الكواكب التي تدور حول الشمس.

ولو كانت الشمس أكثر ثقلاً مما هي عليه، فإن الأرض والمريخ والزهرة، وكل الكواكب الأخرى، ستنطلق فيما حولها بسرعة أكبر مدفوعة لذلك بجاذبية الشمس. ولو كان وزن الشمس أقل، ستكون حركة الكواكب أبطأ. فحساب كتلة الشمس يعد مسألة لها حلها المباشر في "فيزياء نيوتن".

ومن الممكن وزن مجرات بأسرها بطريقة مماثلة. والنجوم التي في إحدى المجرات تدور حول مركز المجرة. ومن المؤكد أن لهذه الدورة زمن كبير جداً وكمثل فإن الأرض تدور حول الشمس في سنة، ولكن الشمس تستغرق 250 مليون سنة لتكمل دورة واحدة حول مركز درب التبانة. على أن المبدأ مازال هو نفسه. فكلما زادت قوة الجاذبية التي تشد الجرم الدائر، زادت سرعة الجرم.

ومن المؤكد أن كتلة الشمس تتركز في جرم كروي صغير نسبياً، أما كتلة المجرة فتتوزع بين بلايين من النجوم المفردة، على أن هذا الاختلاف هو في الحقيقة اختلاف صغير. وحسب قانون الجاذبية لنيوتن، ليس هناك اختلاف بين أن تكون الكتلة الجذبوية مركزة في نقطة واحدة، أو أن تكون «منبسطة» لتـمـتـد فـي حيـز كبير. وتتحدد حركة النجم الدائر بمقدار الكتلة التي في الداخل) من مداره.

 وقد وضعت كلمة في الداخل بين أقواس لأن هذه نقطة مهمة، حيث أنها تعني أننا نستطيع أن نستخدم قانون نيوتن لحساب كتلة إحدى المجرات من خلال أي نصف قطر محدد وكمثل، إذا نظرنا إلى حركات نجوم تقع على بعد ثلثي المسافة من مركز المجرة إلى حرفها. فإننا سنتمكن من أن نحسب كتلة الثلثين الداخليين للمجرة.

ومن الممكن أيضاً استخدام هذه الطريقة لقياس كتلة ما موجودة فيما وراء الحرف المرئي لقرص المجرة. وكل ما سنحتاجه هو قياس سرعات الأجرام التي تدور في مدارات تقع بالكامل خارج المجرة، كسحب الغاز مثلاً. وإذا وجدنا أن هذه السحب موجودة على مسافات مختلفة من حرف المجرة، فلن يكون من الصعب رسم خريطة لتوزيع الكتلة في الهالة المظلمة للمجرة. ولن يكون من الصعب إجراء القياسات اللازمة للسرعة، حيث أن السرعة على علاقة بالإزاحة الحمراء. وإذا نظرنا إلى مجرة تدور عند حرفها، فإن دورانها سيجعل النجوم التي عند أحد الجنبين تتحرك تجاه الأرض، بينما النجوم التي عند الجنب الآخر تتحرك بعيداً. والأمر يشبه النظر إلى أسطوانة فونوغراف تدور على حرفها، وفي حالة المجرة سيكون للضوء الآتي من النجوم التي تقترب من الأرض إزاحة زرقاء، بينما سنلاحظ وجود إزاحة حمراء لضوء النجوم التي تتحرك بعيداً، تتحرك بعيداً، وطبيعي أنه ي أنه يجب أن نحسب حساب الإزاحة الحمراء العامة الناتجة عن تراجع المجرة، ولكن هذا أمر يسهل فعله. كما أنه لن تنشأ أي مشكلة كبيرة إذا لم تتم رؤية المجرة عند حرفها بالضبط، وإنما بزاوية. ففي هذه الحالة سنحتاج فقط إلى رصيد الزاوية التي تتم بها رؤية المجرة، وأن نستخدم القليل من حساب المثلثات لإجراء التصحيحات اللازمة.

وعندما يتم إجراء هذه المشاهدات سنجد أن قدراً له اعتباره من المادة المظلمة موجود خارج أقراص المجرة المرئية. والحقيقة أننا كلما زدنا بعداً عن المركز، زاد ما نجده من الكتلة. ويبدو أن قدراً كبيراً من المادة غير المرئية موجود معاً داخل المجرات ومن حولها. فالمادة المظلمة واسعة الانتشار حقاً.

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

عبر محفل قرآني.. شعبة فاطمة بنت أسد تُحيي ذكرى وفاة السيدة خديجة (عليها السلام)

قسم صناعة الشبابيك يضع اللمسات الأخيرة لأعمال إدامة شبابيك العتبة العسكرية المقدسة

السيد السيستاني يعزي باستشهاد السيد الخامنئي

الختمة القرآنية المركزية في بغداد تشهد مشاركة طلبة الحفظ في المجمع العلمي

المزيد

الآخبار الصحية

دراسة تكشف "السبب الخفي" وراء ترك التمارين الرياضية

كشف التوقيت "المثالي" لتغيير فرشاة الأسنان

بلاستيك في أنسجة بشرية.. دراسة تكشف مفاجأة طبية

دراسة تحذر من الإفراط في ممارسة الرياضة.. كيف يضر دماءك؟

المزيد

الآخبار التكنلوجية

"ديب سيك" تحجب أحدث نماذجها عن شركات الرقائق الأميركية

"سامسونغ" تطلق سلسلة هواتف "غالاكسي إس 26"

حملات سرية ورسائل تشويه.. كيف يتم استغلال "تشات جي بي تي"؟

أثر نفسي غير متوقع للرياضة.. مرتبط بالغضب

المزيد

مواضيع ذات صلة

ما لا تكونه المادة المظلمة

الكون غير المرئي

الكون الانتفاخي

النظريات الموحدة الكبرى والكون الانتفاخي

الكون الانتفاخي

من مشاكل الانفجار الكبير

الكون مفتوح أو مغلق

الإزاحات الحمراء

وجه المريخ.. ولغز الاهرامات

نهاية عصر (نهايه برنامج ابولو لأستكشاف الفضاء)

مناظر غريبة

الغاز الهبوط