المادة المظلمة
تشكل المادة المظلمة غير المرئية معظم الكون - ولكن لا يمكننا اكتشافها إلا من خلال تأثيراتها الجاذبية
يبدو أن المجرات في كوننا تحقق إنجازًا مستحيلًا. تدور بسرعة هائلة لدرجة أن الجاذبية الناتجة عن مادتها المرئية لا يمكنها على الإطلاق أن تبقيها متماسكة؛ كان من المفترض أن تتفكك منذ زمن بعيد. وينطبق الأمر نفسه على المجرات في العناقيد، مما يدفع العلماء إلى الاعتقاد بأن هناك شيئًا لا نراه. يعتقدون أن شيئًا لم نرصده بعد بشكل مباشر هو الذي يمنح هذه المجرات كتلة إضافية، مولدًا الجاذبية الإضافية التي تحتاجها لتبقى سليمة. سُميت هذه المادة الغريبة والمجهولة "المادة المظلمة" لأنها غير مرئية.
المادة المظلمة: Dark Matter
على عكس المادة العادية، لا تتفاعل المادة المظلمة مع القوة الكهرومغناطيسية. هذا يعني أنها لا تمتص أو تعكس أو تُصدر الضوء، مما يجعل رصدها صعبًا للغاية. في الواقع، لم يتمكن الباحثون من استنتاج وجود المادة المظلمة إلا من خلال تأثيرها التجاذبي على المادة المرئية. يبدو أن المادة المظلمة تفوق المادة المرئية بنسبة ستة إلى واحد تقريبًا، حيث تُشكل حوالي 27% من الكون. إليكم حقيقة مُقلقة: المادة التي نعرفها، والتي تُشكل جميع النجوم والمجرات، لا تُمثل سوى 5% من محتوى الكون! ولكن ما هي المادة المظلمة؟ إحدى النظريات هي أنها قد تحتوي على "جسيمات فائقة التناظر" - وهي جسيمات مُفترضة تُشبه تلك المعروفة في النموذج القياسي. قد تُقدم التجارب في مصادم الهدرونات الكبير (LHC) أدلة أكثر وضوحًا حول المادة المظلمة.
تشير العديد من النظريات إلى أن جسيمات المادة المظلمة ستكون خفيفة بما يكفي لإنتاجها في مصادم الهدرونات الكبير. إذا تم إنتاجها في مصادم الهدرونات الكبير، فستتسرب من خلال الكواشف دون أن تُلاحظ. ومع ذلك، فإنها ستحمل معها الطاقة والزخم، ما يسمح للفيزيائيين باستنتاج وجودها من كمية الطاقة والزخم "المفقودة" بعد الاصطدام. تظهر احتمالات وجود المادة المظلمة بشكل متكرر في النظريات التي تقترح فيزياء تتجاوز النموذج القياسي، مثل التناظر الفائق والأبعاد الإضافية. تشير إحدى النظريات إلى وجود "وادي خفي"، وهو عالم موازٍ مكون من المادة المظلمة، لا يتشابه كثيرًا مع المادة التي نعرفها. إذا ثبتت صحة إحدى هذه النظريات، فقد يساعد ذلك العلماء على فهم أفضل لتركيب كوننا، وخاصةً كيفية تماسك المجرات.
الطاقة المظلمة :Dark energy
تُشكل الطاقة المظلمة حوالي 68% من الكون، ويبدو أنها مرتبطة بالفراغ في الفضاء. وهي موزعة بالتساوي في جميع أنحاء الكون، ليس فقط في الفضاء، بل في الزمان أيضًا - أي أن تأثيرها لا يضعف مع تمدد الكون. ويعني هذا التوزيع المتساوي أن الطاقة المظلمة ليس لها أي تأثيرات جاذبية محلية، بل تأثير عالمي على الكون ككل. وهذا يؤدي إلى قوة تنافر، تميل إلى تسريع تمدد الكون. ويمكن قياس معدل التمدد وتسارعه من خلال عمليات الرصد المستندة إلى قانون هابل. وقد أكدت هذه القياسات، إلى جانب بيانات علمية أخرى، وجود الطاقة المظلمة، وتوفر تقديرًا لكمية هذه المادة الغامضة الموجودة.