٢٢ نوفمبر ٢٠١٧
المترجم : ابو طه / عدنان احمد الحاجي
المقالة رقم ٥٢٤ لسنة ٢٠١٧
التصنيف: أبحاث كونيات
Dark matter and dark energy: do they really exist?
بين باحث من جامعة جنيف مؤخرا أن التوسع المتسارع للكون وحركة النجوم في المجرات يمكن تفسيره دون الاعتماد على مفاهيم المادة المظلمة والطاقة المظلمة ... والتي قد لا تكون موجودة بالفعل.
على مدى ما يقارب قرن من الزمن، افترض الباحثون أن الكون يحتوي على مادة أكثر مما يمكن رصده مباشرة، والمعروفة باسم "المادة المظلمة". وقد طرحوا أيضا وجود "الطاقة المظلمة" التي هي أقوى من جذب الجاذبية . وقد قيل إن هاتين الفرضيتين تمثلان حركة النجوم في المجرات والتوسع المتسارع للكون على التوالي. ولكن وفقاً لباحث من جامعة جنيف (UNIGE) في سويسرا، فإن هذه المفاهيم قد لا تكون بعد صالحة: فالظواهر التي كان من الفترض ان يوصوفوها يمكن أن يبيونوها بدونها. هذا البحث، الذي تم نشره في مجلة الفيزياء الفلكية، استخدم نموذجا نظرياً جديدا على أساس حجم ثابت للفراغ، مما من شأنه أن يحل اثنين من الأسرار الفلكية الكبرى.
في عام ١٩٣٣، توصل عالم الفلك السويسري فريتز زويكي الى الاكتشاف الذي ترك العالم عاجزا. عن الكلام: هناك مادة أكثر بكثير في الكون مما يمكن أن نراه فعلا كما يدعي زويكي . علماء الفلك يسمون هذاه المادة غير المعروفة "بالمادة المظلمة"، وهو المفهوم الذي كان من المفترض أن يأخذ أهمية أكثر في السبعينات من القرن الماضي ، عندما تعيد الفلكية الأمريكية ڤيرا روبين النظر في هذه المادة الغامضة لتفسير تحركات وسرعة النجوم. وقد كرس العلماء في وقت لاحق موارد كبيرة لتحديد المادة المظلمة - في الفضاء، وعلى الأرض وحتى في مختبر سيرن CERN - ولكن دون نجاح.
في عام ١٩٩٨ كان هناك شيء مفاجيء: حيث اكتشف فريق من علماء الفيزياء الفلكية الاسترالية والأمريكية تسارع توسع الكون، مما جعلهم يفوزون بجائزة نوبل للفيزياء في عام ٢٠١١. ومع ذلك، وعلى الرغم من الموارد الهائلة التي تم تنفيذها، لا توجد نظرية أو رصد قادر على تحديد هذه الطاقة المظلمة التي يُزعم أنها أقوى من جذب جاذبية نيوتن. وباختصار، فإن المادة المظلمة والطاقة المظلمة هما غامضان روج لهما علماء الفلك لأكثر من ٨٠ سنة و ٢٠ سنة على التوالي.
نموذج جديد يعتمد على مقياس ثبات مساحة الفراغ
الطريقة التي نمثل بها الكون وتاريخه توصف بمعادلات آينشتاين للنسبية العامة، والجاذبية العامة لنيوتن، وميكانيكا الكم. النموذج التوافقي في الوقت الحاضر هو الانفجار الكبير الذي أعقبه التمدد. يقول أندريه ميدر، الأستاذ الفخري في قسم علم الفلك بكلية العلوم في جامعة UNIGE’s "في هذا النموذج، هناك فرضية بداية لم تؤخذ بعين الاعتبار، أعني بذلك". ثبات حجم الفضاء الفارغ. وبعبارة أخرى فإن الفضاء الفارغ وخصائصه لا تتغير بعد التمدد أو الإنكماش ".
فالفضاء الفارغ يلعب دوراً أساسياً في معادلات آينشتاين لأنه يعمل بقيمة تعرف باسم" الثابت الكوزميولوجي "، ويعتمد نموذج الكون الناتج عليه. وبناء على هذه الفرضية، يقوم ميدر الآن بإعادة النظر في نموذج الكون، مشيرا إلى أن ثبات الفضاء الفارغ موجود أيضا في النظرية الأساسية للكهرومغناطيسية.
هل لدينا أخيراً تفسير لتمدد الكون وسرعة المجرات؟
عندما أجرى ميدر اختبارات كونية على نموذجه الجديد، وجد أنه يتطابق مع الرصد. ووجد أيضا أن النموذج يتنبأ بالتمدد المتسارع للكون دون الاضطرار إلى إدخال أي جسيمات أو طاقة مظلمة. وباختصار، يبدو أن الطاقة المظلمة قد لا توجد بالفعل إذ أن تسارع التمدد موجود ضمن معادلات الفيزياء.
في المرحلة الثانية، فقد ركز ميدر Maeder على قانون نيوتن، وهو حالة معينة من معادلات النسبية العامة. وقد يُعدل القانون بشكل طفيف عندما يتضمن النموذج فرضية ميدر الجديدة. في الواقع، فإنه يحتوي على حد تسارع نحو الخارج صغير جدا ، وهو أمر ذو أهمية بشكل خاص في كثافات منخفضة. هذا القانون المعدل، عند تطبيقه على عناقيد المجرات، يؤدي إلى كتل من العناقيد بما يتماشى مع المادة المرئية (على عكس ما قاله زويكي في عام ١٩٣٣): وهذا يعني أنه لا توجد حاجة إلى المادة المظلمة لشرح السرعات العالية للمجرات في العناقيد. وأظهر اختبار ثان أن هذا القانون يتنبأ أيضا بالسرعات العالية التي وصلت إليها النجوم في مناطق خارج المجرات (كما لاخظ روبين)، دون الحاجة إلى اللجوء إلى المادة المظلمة لوصفها
وأخيرا، نظر اختبار ثالث في تشتت سرعات النجوم المتأرجحة حول مستوى مجرة درب التبانة. ويمكن تفسير هذا التشتت، الذي يزداد مع عمر النجوم ذات الصلة، بشكل جيد جدا باستخدام فرضية ثبات الفضاء الفارغ ، في حين لم يكن هناك أي اتفاق على أصل هذا التأثير من قبل.
إن اكتشاف ميدر يمهد الطريق لمفهوم جديد لعلم الفلك، واحد يثير تساؤلات ويولد جدلاً. "إن الإعلان عن هذا النموذج، الذي أخيراً حل اثنين من أسرار علم الفلك الكبيرة، لا يزال صحيحاً بالنسبة الى روح العلم: لا يمكن أبدا أن يؤخذ أي شيء أخذ المسلمات ، ليس من حيث الممارسة والملاحظة أو المنطق البشري"، كما اختتم أندريه ميدر.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق