المادة المظلمة: ما الدور الذي تلعبه؟

لقد سمعنا جميعًا عن المادة المظلمة - تلك "الأشياء" الغامضة للكون لم يتم اكتشافه حتى الآن بشكل مباشر ولكن يمكن الاستدلال عليه بواسطة تأثير الجاذبية على المادة "العادية" (ما يسميه العلماء "باريونيك"). يعرف علماء الفلك أنه مهم ويلعب دورًا ، ولكن ما هو هذا الدور؟

في عالمنا ، تفوق المادة المظلمة المادة الطبيعية - الأشياء اليومية التي نراها من حولنا بعامل من 6 إلى 1. إن تأثير الجاذبية لكل تلك المادة يجمع بين المجرات وعناقيد المجرات. كل مجرة ​​محاطة بهالة من المادة المظلمة تزن ما يصل إلى تريليون شمس وتمتد لمئات الآلاف من السنوات الضوئية.

أكبر سؤال حول المادة المظلمة هو: من ماذا يتكون؟ هل هي المادة المظلمة "الساخنة"؟ أو المادة المظلمة "الباردة"؟ لا يزال علماء الفلك يحاولون معرفة ذلك. لا يمكن رؤية المادة المظلمة أو الشعور بها أو تذوقها أو شمها أو تصويرها. ومع ذلك ، يمكن اكتشافه من خلال تأثيره على المواد الأخرى في الكون. يتضمن ذلك جاذبيتها. لكن هناك جوانب أخرى من المادة المظلمة غير أن الباحثين ما زالوا يكتشفونها ويشرحونها. بمجرد حصولهم على فكرة جيدة عما هو عليه بالفعل ، أي ما هي الجسيمات التي يتكون منها ، سيكونون قادرين على وصفها بشكل كامل. إنها مسألة وقت فقط قبل أن يحدث ذلك.

يعرف علماء الفلك أشياء معينة عن المجرات: لديهم النجوم والكواكب والسدم والثقوب السوداء والكثير من المادة المظلمة. كل مجرة ​​ضخمة لها الثقب الأسود في مركزها. كلما كانت المجرة أكثر ارتفاعًا ، كان ثقبها الأسود أكبر. ولكن كيف يرتبط الاثنان؟ بعد كل شيء ، فإن الثقب الأسود أصغر بملايين المرات وأقل كتلة من مجرة ​​منزله. يدرس علماء الفلك مجموعات من النجوم على شكل كرة القدم تسمى المجرات الإهليلجية لفهم العلاقة بين المجرة وثقبها الأسود. اتضح أن اليد الخفية للمادة المظلمة تؤثر بطريقة أو بأخرى على نمو الثقب الأسود وتكوين المجرات. افترض عالم الفلك فريتز زويكي وجود هذه المسألة التي لا نستطيع رؤيتها أو لمسها لأول مرة في أوائل القرن العشرين ، وقام فريق من المراقبين بملاحقتها والتحقق منها لاحقًا. بقيادة الفلكي فيرا روبين.

المجرات الإهليلجية عبارة عن مجموعات على شكل بيضة تقريبًا من النجوم ذات الثقوب السوداء في قلوبهم. استخدم العلماء حركات النجوم كوسيلة لوزن الثقوب السوداء المركزية للمجرات. ساعدت قياسات الأشعة السينية للغاز الساخن المحيط بالمجرات على وزن هالة المادة المظلمة. اتضح أنه كلما زادت المادة المظلمة التي تمتلكها المجرة ، كلما زادت كمية الغاز الساخن التي يمكن أن تحتفظ بها. لذا ، في مجرة ​​ذات مادة مظلمة كبيرة تحيط بها "هالة" ، تكون العلاقة بين الاثنين أقوى من تلك الموجودة بين الثقب الأسود ونجوم المجرة.

ربما يرتبط هذا الارتباط بكيفية نمو المجرات الإهليلجية. يتشكلون عندما تندمج المجرات الأصغر، وتختلط النجوم والمادة المظلمة وتختلط. لأن المادة المظلمة تفوق كل شيء آخر ، فإنها تصوغ المجرة الإهليلجية المشكلة حديثًا وتوجه نمو الثقب الأسود المركزي. يخلق الاندماج مخطط جاذبية ستتبعه المجرة والنجوم والثقب الأسود من أجل بناء نفسها.

يشك الفلكيون بشدة في أن المادة المظلمة تؤثر أيضًا على نمو أنواع أخرى من المجرات. تشير الدراسات النظرية الأخيرة للمادة المظلمة وتأثيرها على الأشياء في المجرة إلى أن الأرض نفسها ، وربما حتى الحياة التي تعيشها تأثرت بالمادة المظلمة بطريقة أو بأخرى عندما تنتقل الشمس والكواكب عبر المجرة عبر مئات الملايين من سنوات.

قرص المجرة - منطقة مجرة درب التبانة حيث يعيش نظامنا الشمسي - مكتظة بالنجوم وسحب الغاز والغبار ، وكذلك التركيز المادة المظلمة بعيد المنال - جزيئات دون ذرية صغيرة لا يمكن اكتشافها إلا بواسطة الجاذبية تأثيرات. بينما تنتقل الأرض (ومن المفترض أن تكون أنظمة الكواكب حول النجوم الأخرى) عبر القرص ، المادة المظلمة تراكم يزعج مدارات المذنبات النائية ، وإرسالها في دورات تصادم مع الكواكب.

يبدو أيضًا أن المادة المظلمة يمكن أن تتراكم على ما يبدو داخل قلب الأرض. في نهاية المطاف ، فإن جسيمات المادة المظلمة تقضي على بعضها البعض ، وتنتج حرارة كبيرة. يمكن للحرارة الناتجة عن إبادة المادة المظلمة في قلب الأرض أن تؤدي إلى أحداث مثل البركاني الانفجارات ، وبناء الجبال ، وانعكاسات المجال المغناطيسي ، والتغيرات في مستوى سطح البحر ، والتي تظهر أيضًا قمم كل 30 ملايين السنوات.

يبدو أن المادة المظلمة لديها الكثير لتجيب عنه في الكون. إنها مادة فعالة بشكل مثير للدهشة ، على الرغم من عدم رؤيتها حتى الآن. يدها الخفية محسوسة في كل مكان.