بتوقيت بيروت - 2/6/2026 2:05:29 PM - GMT (+2 )
يشير بحث جديد إلى أن المادة المظلمة، المادة الأكثر حيرة وغموضا في الكون، قد لا تكون موجودة. لكن يقول أحد العلماء إن إزالة المادة المظلمة من نماذجنا الكونية يمكن أن يتوقف على احتمال أن تتصرف الجاذبية بشكل مختلف على المقاييس الكبيرة جدًا.
المادة المظلمة لقد كان شوكة في خاصرة الفيزيائيين، لأنه على الرغم من تفوقه على المادة العادية بنسبة 5 إلى 1، إلا أنه يظل غير مرئي فعليًا. هذا لأنه لا يتفاعل مع الضوء، أو من الناحية التقنية، الإشعاع الكهرومغناطيسي. لأن الجسيمات التي تتكون منها الذرات التي تتكون منها النجوم والكواكب والأقمار والكائنات الحية وكل ما نراه حولنا، يفعل مع الضوء، كان العلماء يبحثون عن الجسيمات التي يمكن أن تشكل المادة المظلمة. ومع ذلك، فإن هذه الإضافة إلى فيزياء الجسيمات، والتي استعصت حتى الآن على كل المحاولات للكشف عنها، ليست ضرورية إذا كنا مخطئين بشأن كيفية سلوك الجاذبية على المقاييس المجرية. على الأقل، هذا ما يقترحه نامان كومار من المعهد الهندي للتكنولوجيا.
“إن لغز المادة المظلمة – غير المرئية والمنتشرة والأساسية في علم الكونيات القياسي – ظل يلوح في الأفق في الفيزياء لعقود من الزمن،” كومار كتب لموقع Phys.org. “في بحث جديد، أستكشف احتمالًا مختلفًا: بدلًا من افتراض جسيمات جديدة، أقترح أنه ربما تتصرف الجاذبية نفسها بشكل مختلف على المقاييس الأكبر.”
السبب الوحيد الذي جعل العلماء يستنتجون وجود المادة المظلمة هو أن هذه المادة غريبة يفعل تتفاعل مع الجاذبية. في الواقع، أول تلميح للمادة المظلمة جاء من حقيقة أن المجرات كانت تدور بسرعة كبيرة لدرجة أنه إذا كانت جاذبية مادتها المرئية هي القوة الوحيدة التي تعمل على إبقاءها معًا، لكانت قد تطايرت بعيدًا منذ فترة طويلة.
خط آخر من الأدلة يأتي من ظاهرة تسمى “عدسة الجاذبية“، والذي يحدث عندما ينحني المسار المستقيم للضوء عادةً بسبب انبعاج في نسيج الفضاء الناتج عن الأجسام ذات الكتلة الكبيرة. وقد وجد أن هذا الانحراف شديد للغاية بحيث لا يمكن تفسيره بواسطة المادة المرئية في المجرات العدسية. ومن ثم، استنتج الفيزيائيون أن المجرات مدمجة بهالات واسعة من المادة المظلمة تمتد إلى ما هو أبعد من هالات النجوم.
حقيقة أن الدليل الوحيد على وجود المادة المظلمة يأتي من تأثير جاذبيتها على الفضاء وبالتالي المادة اليومية أو “الباريونية” يفسر لماذا يمكن لنظرية معدلة للجاذبية التخلص من الحاجة إلى وجود المادة المظلمة.
لا تكن مربعاًوللتحقق من ذلك، نظر كومار إلى الجاذبية من خلال عدسة نظرية المجال الكمي وعلى مقاييس صغيرة جدًا تعادل الطول الموجي للأشعة تحت الحمراء، وهو ما يسمى “مخطط تشغيل الأشعة تحت الحمراء”. وهذا ينطوي على عدم افتراض أن نيوتن ثابت الجاذبية، أو “Big G،” مسموح له بالتغيير أو “التشغيل” بمقاييس طول مختلفة.
وكتب كومار: “ما ظهر هو حالة نظرية مقنعة لسيناريو تتغير فيه القوة الفعالة للجاذبية بمهارة عبر مسافات المجرة”.
الجاذبية هي مجرد مثال واحد في الفيزياء على “قانون التربيع العكسي” الذي يساوي 1/r^2، مما يعني أن قوتها تنخفض بمقدار مربع المسافة من المصدر؛ وعندما تتضاعف المسافة من الجسم الجاذب فإن جاذبيته تصبح أضعف أربع مرات. إذا تضاعفت المسافة ثلاث مرات، فإن تأثير الجاذبية يصبح أضعف تسع مرات.
المجرة ميسييه 33 ورسم تخطيطي يقارن نموذج كومار الذي يعمل بالأشعة تحت الحمراء مع حسابات أخرى لدوران المجرة. (رصيد الصورة: روين كيلي. M33: ESO)وبالنظر إلى مخطط تشغيل الأشعة تحت الحمراء، وجد كومار إمكانات الجاذبية التي تنحرف عن قانون القوة العكسية المعتاد، مما يؤدي إلى قوة طويلة المدى تبلغ 1/r. يمكن أن يؤدي هذا إلى نوع الدوران الذي نراه في المجرات والذي يُعزى حاليًا إلى هالات المادة المظلمة.
وأوضح كومار: “تشير هذه النتائج إلى أن سيناريو تشغيل الأشعة تحت الحمراء يمكن أن يفسر دوران المجرة دون استدعاء مكون المادة المظلمة الباردة المهيمن”.
كما قد تتوقع، نظرًا لأن المادة المظلمة تمثل 85% من المادة الموجودة في الكون، فمن المنطقي أن إزالتها من نماذجنا للكون لها آثار مهمة على فهم كيفية تطور الكون واستمراره في التطور. ومع ذلك، فإن نموذج كومار قد يتناسب بشكل جيد مع التوقعات والملاحظات الحالية.
كتب كومار: “في بداية الكون – في وقت إشعاع الخلفية الكونية الميكروي وأثناء تكوين البنية – يجب أن يكون أي تغيير في الجاذبية صغيرًا بما يكفي لتجنب التعارض مع القياسات الكونية الدقيقة”. “ضمن إطار تشغيل الأشعة تحت الحمراء، تنمو التصحيحات ببطء مع الحجم والوقت، مع الحفاظ على التوافق مع قيود الكون المبكر بينما تصبح ذات صلة فقط في العصور اللاحقة والمقاييس الكبيرة.”
ستكون الخطوة التالية لنظرية كومار حول الجاذبية العاملة بالأشعة تحت الحمراء هي رؤية كيفية مقارنتها بقياسات عدسة الجاذبية وتجمع مجموعات المجرات، التي يُعتقد حاليًا أنها تحدث حول إطار من المادة المظلمة.
وخلص كومار إلى القول: “إن عملي يفتح الطريق نحو فهم ظواهر المادة المظلمة ليس كجسيمات مفقودة، ولكن كميزة خفية للجاذبية نفسها – وهي نتيجة عميقة للاعتماد على الحجم في نظرية المجال الكمي للجاذبية”. “على الرغم من أن هذا النهج لم يحل بعد بشكل كامل محل المادة المظلمة في النموذج القياسي الكوني – خاصة في شرح تكوين البنية التفصيلية وبيانات العدسات – إلا أنه يسلط الضوء على التعقيد الخفي المحتمل للجاذبية ويدعو إلى إعادة تقييم مصدر تأثيرات المادة المظلمة.”
تم نشر بحث كومار في المجلة رسائل المراجعة البدنية ب.
إقرأ المزيد