ترجمها غوغل للترجمة دون إذن وراجعتها (نور الدين شيخ عبيد) وهي على الرابط:
https://www.philomag.com/articles/francoise-combes-les-astrophysiciens-qui-travaillent-sur-la-matiere-et-lenergie-noires
أحد أعظم الألغاز في علم الفلك المعاصر هو تركيب كوننا، وهو عبارة عن صندوق مليء بالمادة المظلمة والطاقة المظلمة، مع القليل من المادة العادية. مما يتكون هذا اللغز؟
فرانسواز كومز: علماء الفيزياء الفلكية الذين يعملون في القطاع المظلم، أي المادة المظلمة والطاقة المظلمة، ما زالوا لا يعرفون ما الذي يتحدثون عنه! والحقيقة هي أن هذين الكيانين، اللذين يمثلان 95% من محتوى الكون، لا يزالان مجهولين تمامًا بالنسبة لنا. نحن نعتبر أن الكون يتكون من 70% من الطاقة المظلمة و30% من المادة، ومن هذا لا نعرف سوى 5% منها – ما يسمى بالمادة العادية – والـ 25% المتبقية يتم تصنيفها على أنها "المادة المظلمة/السوداء".
لماذا هذه التسمية؟
نحن نتحدث عن "المادة المظلمة" لأننا لا نراها، فهي لا تقبل الكشف. إنها غير مرئية، باختصار لأنه لا يوجد تبادل للفوتونات: فهي ليست حساسة إلا للجاذبية، وربما للتفاعل الضعيف، ولكن ليس للقوة الكهرومغناطيسية أو التفاعل القوي (القوى الكونية الأربع).
وكيف نعرف أنها موجودة في هذه الحالة؟
لنقل إن السؤال أصبح حاسما في ثلاثينيات القرن الماضي، فعندما حاول عالم الفلك السويسري فريتز زويكي تحديد محصلة الطاقة في مجموعة مجرات كوما، "شعر برنيس"، المكونة من أكثر من ألف مجرة على بعد 325 مليون سنة ضوئية من الأرض، لاحظ أن الطاقة الحركية للمجرات الموجودة في هذه المجموعة أكبر بعدة مرات من طاقتها الكامنة. يتطلب تجميعهما معًا كتلة أكبر بمائة مرة على الأقل من الكتلة المرئية. ومن هناك، أدرك علماء الفلك بسرعة أن هناك كتلة مفقودة ليس فقط في مجرة كوما وإنما في كل مكان في الكون. لقد بدأنا نتحدث عن المواد المفقودة. إلا أنه في ذلك الوقت وحتى الثمانينيات، كنا نظن أنها مادة عادية.
مادة عادية؟
نحن مصنوعون من الباريونات، أي البروتونات والنيوترونات، إضافة إلى الإلكترونات الخفيفة للغاية. النجوم والأرض وأنا وأنت وجميع الذرات، تتكون من البروتونات والنيوترونات التي تمثل كتلتها الإجمالية 5٪ فقط من محتوى الكون.
المادة المفقودة تمثل خمس مرات أكثر؟
نعم، هذه نسبة 25% بالنسبة للمادة المصنوعة من شيء غير حساس للضوء على الإطلاق. لا ينبعث منها ولا تمتصه. إن هذه المادة السوداء شفافة في الحقيقة! وهذا يسمح لها بالتركز تحت تأثير جاذبيتها قبل المادة العادية. ولهذا السبب تشكلت المجرات المظلمة قبل ظهور المجرات والنجوم العادية. بفضل المادة المظلمة للمجرات المظلمة تمكنت المجرات العادية من التشكل.
الفارق بين المادتين ؟
في بداية الكون، أي في الفترة البالغة بأقل من ثلاثمائة جزء من الألف من عمره، تأينت المادة العادية ولم تنهر تحت جاذبيتها، لأن هناك ضغط الضوء، وضغط الإشعاع، التي تُبقيها في حالة توازن. أما المادة العادية فتتأرجح وترقص مع الفوتونات. ومن ناحية أخرى، فإن المادة المظلمة، غير الحساسة لهذا الضغط، تنهار تحت تأثير جاذبيتها، وتشكل هياكل، أو مجرات مظلمة. بمجرد أن انخفضت درجة حرارة الكون أثناء توسعه، بعد نحو أربعمائة ألف سنة من الانفجار الكبير، اتحدت البروتونات والإلكترونات مرة أخرى لتشكل ذرات الهيدروجين. تنفصل المادة العادية المحايدة عن الضوء ويمكن أن تنهار في المجرات المظلمة.
ماذا عن الطاقة المظلمة؟
لقد كان علينا في الواقع "ابتكار" واقتراح مفهوم الطاقة المظلمة لشرح ملاحظة فريدة: لقد عرفنا منذ هابل أن الكون يتوسع، تمامًا مثل سطح البالون المنتفخ. لكن كان يجب أن يتباطأ إذا لم يكن هناك سوى مادة في الكون بسبب قوة الجاذبية التي تميل إلى جذب الأجسام الأخرى. ولو كانت الجاذبية وحدها هي المؤثرة، لكان من الضروري إبطاء التوسع. ومع ذلك، يُظهر الرصد أن الأمر ليس كذلك: ففي عام 1998 لاحظنا مستعرات (سوبرنوفا) عظمى، أي نوع من انفجارات تحدث في نجم ثنائي، عندما يكون أحد النجوم الشريكين قزمًا أبيض (نجم تتواجد فيه المادة مكثفة جدًا) والذي يبتلع فجأة غلاف النجم المرافق له. ولذلك لدينا كمية كبيرة من المادة تسقط على النجم المضغوط وانفجار ينتج عنه الضوء. ومن خلال قياس ذروة هذا الضوء، يمكننا معرفة المسافة التي تفصلنا عن هذه المستعرات العظمى. وأظهرت الحسابات أن هذه المستعرات العظمى كانت أبعد بكثير مما تنبأ به نموذج التوسع المتباطئ. ومن هنا الاستنتاج الضروري: إذا تسارع توسع الكون، فهناك قوة مُنفرة نسميها "الطاقة المظلمة".
نحن لا نعرف حقًا ما هي، بينما بالنسبة للمادة المظلمة، ليس لدينا نقص في الفرضيات... باستثناء أن تجربة حديثة لم تجد آثارًا للجسيمات المرشحة لتكوين المادة المظلمة؟
منذ عام 1985، مباشرة بعد التحول في النموذج الذي جعل المادة المظلمة مادة غريبة وشفافة، سعى علماء الفلك والفيزيائيون إلى اكتشاف الجسيمات التي تتكون منها من خلال تفاعلها، حتى الضعيف جدًا، مع المادة العادية. يجب أن تكون المادة المظلمة موجودة في كل مكان حولنا، ويجب أن تمر جسيمات المادة المظلمة عبر الأرض، وأحيانًا تكون متناثرة بواسطة نواة ذرية. وهذا التفاعل هو الذي تحاول تجارب الكشف تحت الأرض تحديدها، في أماكن محمية من الأشعة الكونية الطفيلية، مثل أنفاق فريجوس أو غراند ساسو على سبيل المثال. التجربة الأكثر نجاحًا المسماة بتجربة Lux-Zeplin التي أُجريت في منجم في داكوتا، على عمق 1500 متر، ولكن كما أشرت، لم يتم العثور على أي آثار لأي تفاعل ضعيف مع جسيمات ضخمة افتراضية من نوع النيوترالينو التي لا تتفاعل إلا من خلال التفاعل الضعيف [هي واحدة من بين التفاعلات الأساسية الأربعة. وتسمى بالقوة الضعيفة، وهي المسؤولة عن النشاط الإشعاعي والتخليق النووي في النجوم ].
في هذه الحالة، ما هي الفرضية المتبقية؟
بعد ثلاثين عامًا من المحاولات الفاشلة للكشف المباشر عن جسيمات المادة المظلمة، يستكشف بعض علماء الفلك طرقًا جديدة. لنبدأ بالأبسط، وهو أنه في النهاية قد لا يكون هناك أي مادة مجهولة. لحل اللغز يمكننا تعديل نظرية الجاذبية. هناك نظرية تقول إنه في مجال الجاذبية الضعيفة، فإن قوة الجاذبية لم تعد تتناقص مع مقلوب (عكس) مربع المسافة ولكن بمقدار مقلوب المسافة فقط. فعند حافة المجرات، عندما يكون المجال ضعيفًا جدًا، تكون هناك جاذبية قليلة جدًا، ويمكن أن يكون القانون هناك متناسباً مع مقلوب المسافة: أي لنفس الكتلة لدينا جاذبية أكبر وفي هذه الحالة لا حاجة لمزيد من المادة السوداء.
هل هناك نظرية واحدة تروق لكِ أكثر من غيرها؟
لدي انطباع بأن هذه الجاذبية المعدلة قد تكون واعدة أكثر قليلاً. ففي نهاية المطاف، كان من المفترض أن تكون المادة المظلمة قد اكتشفت بالفعل في المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية. كان ينبغي لنا أن نرى بالفعل ما نسميه بالآثار أو المستحاثات: بقايا هذه الجسيمات المحايدة التي أفنت بعضها البعض في بداية الكون، ولكن بعضها قد بقي، لأنه مع التوسع أصبح الكون منتشرًا جدًا بحيث لا يمكن أن تلتقي. ومن المفترض أن تكون هذه الجسيمات قد نشأت من الطاقة المنتشرة في تصادم البروتونات في مسرعات المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية.
لقد كرست حياتك للمجرات، ورحلتك تتخللها اكتشافات غيرت نظرتنا إليها، فهل ما زال مشهدها يذهلك؟
نعم بالطبع. بل وأكثر من ذلك بفضل التلسكوبات الفضائية مثل هابل أو جيمس ويب اليوم. ضع في اعتبارك أن هابل جعل من الممكن صنع صور رائعة بألوان تشبه إلى حد كبير ما يمكننا رؤيته بالعين المجردة لو أن عيوننا قوية بما فيه الكفاية. نعم مازال العجب موجودا
وعندما تنظرين إلى السماء المرصعة بالنجوم، هل تعتقدين أن هناك حياة في مكان ما؟
إنها مسألة احتمال. لمدة عشرين عامًا، واصلنا اكتشاف الكواكب خارج المجموعة الشمسية، ستة آلاف منها في ضواحينا وحدها! ويمكننا استقراء هذه النتيجة على المجرة بأكملها. ومع العلم أن بعض النجوم لها ثمانية كواكب وأن هناك أكثر من 300 مليار نجم، فهذا يعني أن هناك تريليونات من الكواكب. من بينها، يمكن للبعض أن يستضيف شكلاً من أشكال الحياة لأنها على مسافة مناسبة من شموسها، وليست قريبة جدًا بحيث يتبخر ماؤها، ولا بعيدًا جدًا حيث تكون هذه المياه صلبة. ولذلك، هناك ما لا يقل عن مائة مليار كوكب صالح للحياة في مجرة درب التبانة وحدها. الآن لنفترض أن هناك 2 تريليون مجرة في الكون المرئي. دون احتساب تلك التي تقع خارج أفق المراقبة لدينا وبالتالي لا يمكن ملاحظتها. وبعبارة أخرى، فإن عدد الكواكب المرشحة لشكل أو آخر من أشكال الحياة هائل. وسيكون من التبجح بصراحة التأكيد على أننا وحدنا في الكون. ومن ناحية أخرى، يجب أن نتقبل أننا لن نتواصل مع أي شخص في أي وقت قريب. أندروميدا، أقرب جيراننا، تبعد عنا 2 مليون سنة ضوئية. إذا أرسل لنا سكان كوكب في هذه المجرة إشارة اليوم، فسوف تصل إلينا بعد مليوني سنة. ولن تكون حضارتنا موجودة للرد بعد الآن.
إنه أمر مخيب للآمال بعض الشيء!
ربما، ولكن هناك أسباب للفرح. لقد بدأنا في التقاط صور للكواكب، في الوقت الحالي ببضعة بكسلات متواضعة، ولكننا بلا شك سنرسل مقاييس التداخل إلى الفضاء مما سيسمح لنا برؤية الكواكب القريبة على نحو أفضل بكثير. وإذا استعدنا صورًا تظهر المحيطات والمساحات الخضراء، فسنعرف أن هناك حياة. رؤية كوكب به نباتات سيكون أمرًا غير عادي. ليس الآن، ربما بعد عشرين أو ثلاثين عامًا، على أية حال بحلول نهاية القرن!
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق