هل سيضيء العلم المادة المظلمة

 

 

 

في علم الفلك وعلم الكون، المادة المظلمة أو المادة المعتمة أو المادة السوداء (بالإنجليزية: Dark matter) هي مادة افترضت لتفسير جزء كبير من مجموع كتلة الكون. 

لايمكن رؤية المادة المظلمة بشكل مباشر باستخدام التلسكوبات، حيث من الواضح أنها لا تبعث ولاتمتص الضوء أو أي إشعاع كهرومغناطيسي آخر على أي مستوى هام. 

عوضاً عن ذلك، يستدل على وجود المادة المظلمة وعلى خصائصها من آثار الجاذبية التي تمارسها على المادة المرئية، والإشعاع، والبنية الكبيرة للكون. 

ووفقا لفريق بعثة بلانك، واستنادا إلى النموذج القياسي لعلم الكونيات، فإن مجموع الطاقة-الكتلة في الكون المعروف يحتوي على المادة العادية بنسبة 4.9٪، و المادة المظلمة بنسبة 26.8٪ والطاقة المظلمة بنسبة 68.3٪. وهكذا، فأن المادة المظلمة تشكل 84.5٪ من مجمل المادة في الكون، بينما الطاقة المظلمة بالإضافة إلى المادة المظلمة تشكل 95.1٪ من المحتوى الكلي للكون.

 

مصادم الهدرونات الكبير (بالإنجليزية: Large Hadron Collider) (اختصاراً LHC) هو أضخم مُعجِّل جسيمات وأعلاها طاقة وسرعة، وهو يستخدم لمصادمة جسيمات دون ذرية بسرعة قريبة من سرعة الضوء.

ويوجد هذا المصادم في أنبوب محيط دائرة طوله 27 كيلومتر (17 ميل) على عمق 175 متر (570 قدم) تحت الحدود الفرنسية السويسرية بالقرب من مدينة جنيف.

 

 سيتم تشغيل مصادم هايدرون الكبير (مسرع الجسيمات) ليعمل بقوته القصوى في مايو/أيار القادم، وذلك بعد تعديلات وترميمات أجريت فيه على مدى عامين. وذلك في محاولة لحل أبرز ألغاز الكون وأكثرها إثارة، وهي التأكد من وجود جسيمات المادة المظلمة.

 

وكان عالم الفيزياء السويدي كريستوفر بيترسون من جامعة تشالمرز قد طرح التكنولوجية نظرية تفيد بأن بوزون هيكز ينقسم إلى جسيمات للمادة المظلمة. وبناءً على تلك النظرية قرر الخبراء إجراء تجربة بواسطة مصادم هايدرون الكبير من شأنها البحث عن تلك الجسيمات.

 

Higgs boson

أو بوزون هيغز هو جسيم أولي يُظن أنه المسؤول عن اكتساب المادة لكتلتها. وكان قد تنبأ الفيزيائي الإسكتلندي "بيتر هيغز" عام 1964 بوجوده في إطار النموذج الفيزيائي القياسي الذي يفترض أن القوى الأساسية قد انفصلت عند الانفجار العظيم ، وكانت قوة الجاذبية هي أول ما انفصل ثم تبعتها بقية القوى. ويُعتقد طبقا لهذه النظرية أن البوزون - وهو جسيم أولي افتراضي ثقيل ، تبلغ كتلته نحو 200 مرة كتلة البروتون - هو المسؤول عن طريق ما ينتجه من مجال هيجز عن حصول الجسيمات الأولية كتلتها ، مثل الإلكترون والبروتون والنيوترون وغيرها 

 

جدير بالذكر أن علم الكونيات يقول إن المادة المظلمة تشكل نسبة 84.5% من الكون. لكن علماء الفلك عاجزون عن تأكيد ذلك بواسطة الأجهزة المتوفرة لديهم حاليا، لعدم مشاركة تلك المادة في التعامل الكهرومغناطيسي. ولا يمكن مشاهدة المادة المظلمة، لكن وجودها يعتبر أمرا بديهيا لعلماء الفيزياء وليس لعلماء الفلك.

 

يذكر أن النموذج التقليدي لفيزياء الجسيمات الأولية يعتبر صالحا لوصف عمليات تجري على مستوى عالم الجسيمات الأولية. لكنه عاجز عن وصف ما يحدث على مستوى الكون وغير قادر على تأكيد أو نفي وجود المادة المظلمة في الكون.

 

أما النموذج الذي طرحه الدكتور بيترسون فيحتوي على عدد أكبر من الجسيمات الأولية بالمقارنة مع النموذج التقليدي.

ويقضي هذا النموذج بأن تنقسم الجسيمات "بوزون هيكز" إلى فوتونات (جسيمات الضوء) وجسيمات للمادة غير المرئية. ولا يمكن التأكيد على هذه النظرية دون استخدام مسرع جسيمات. لذلك فبعد تشغيل مصادم هادرون ستبدأ وحدات " مصادم هادرون الكبير " و"أطلس" و"سي أم أس" في البحث عن صفات بوزونات هيكز التي يتهكن العالم السويدي في وجودها.

 

قال بيترسون إن أمنيته قد تحققت. وأضاف أن تأكيد نظريته في كل من الوحدات الثلاث سيعني ثورة في علم الفيزياء، الأمر الذي سيجعل علماء الفيزياء يعيدون النظر في النموذج التقليدي لفيزياء الجسيمات الأولية ويقيمون جسرا ما بين عالم الجسيمات الأولية وعالم النجوم .

 

الموسم - ويكيبيديا - وكالات