ما المادة المظلمة والطاقة المظلمة؟

ميزانية الكون

كل ما تراه حولك، من الأرض والشمس إلى النجوم والمجرات، مصنوع من ذرات، لكن هذه الذرات ليست إلا جزءاً صغيراً من الكون. فقد رسم القمر الصناعي بلانك (Planck) التابع لوكالة الفضاء الأوروبية أدق خريطة لأقدم ضوء في الكون، ومنها حسب العلماء مكوناته:

المكوّن	نسبته من الكون	ماذا نعرف عنه؟
المادة العادية (الذرات)	نحو 4.9%	النجوم والكواكب والغاز ونحن
المادة المظلمة	نحو 26.8%	لها جاذبية، لكنها لا تصدر ضوءاً ولا تعكسه
الطاقة المظلمة	نحو 68.3%	تجعل تمدد الكون يتسارع

أي أن المادة المظلمة وحدها نحو 85% من كل المادة في الكون، وكلمة «مظلمة» هنا لا تعني أنها سوداء، بل تعني أننا لا نراها: لا تشع ولا تحجب الضوء، ونعرف وجودها من آثارها فقط.

المادة المظلمة: جاذبية بلا ضوء

الدليل الأول: نجوم تدور أسرع من المتوقع

في المجموعة الشمسية تدور الكواكب البعيدة عن الشمس أبطأ من القريبة، لأن جاذبية الشمس تضعف مع البعد، وكان العلماء يتوقعون الشيء نفسه في المجرات: النجوم في أطراف المجرة يجب أن تدور أبطأ.

لكن الفلكية الأمريكية فيرا روبن (Vera Rubin) وجدت في السبعينيات أن النجوم في أطراف المجرات الحلزونية تدور بسرعة كبيرة، أكبر مما تسمح به جاذبية النجوم والغاز المرئي فيها. لو كانت المجرة لا تحوي إلا ما نراه، لتفلتت هذه النجوم وتطايرت، فلا بد أن هناك مادة إضافية لا نراها تمسكها، تحيط بالمجرة مثل هالة كبيرة.

قبلها بعقود، سنة 1933، لاحظ الفلكي فريتز زفيكي (Fritz Zwicky) شيئاً مشابهاً في عنقود مجرات الهلبة: مجرات تتحرك أسرع مما تسمح به جاذبية المادة المرئية، فسمّى هذه المادة الخفية «المادة المظلمة».

الدليل الثاني: الضوء المنحني

تقول النسبية العامة لأينشتاين إن الكتلة تحني مسار الضوء، فإذا مر ضوء مجرة بعيدة قرب عنقود مجرات ضخم، انحنى وتشوّه، كما تشوّه العدسة الصورة، وتسمى هذه الظاهرة عدسة الجاذبية. من مقدار التشوه يحسب العلماء كتلة العنقود، فيجدونها أكبر بكثير من كتلة النجوم والغاز فيه.

أوضح مثال عنقود الرصاصة (Bullet Cluster)، على بعد نحو 3.8 مليار سنة ضوئية، فهو عنقودان من المجرات اصطدما. وقد أظهرت خرائط العدسة أن معظم الكتلة لم يبقَ مع الغاز الحار، بل في مكان آخر، وتصف ناسا هذا العنقود بأنه من أوضح الأمثلة المباشرة على وجود المادة المظلمة.

ما حقيقتها إذن؟

لا نعرف بعد، ويرجّح أغلب العلماء أنها جسيمات لم تُكتشف، لا تتكون من البروتونات والنيوترونات، وتبحث عنها تجارب كثيرة تحت الأرض وفي المسرّعات، ولم ترصدها أي تجربة حتى الآن. يقترح بعض الباحثين بدلاً من ذلك تعديل قوانين الجاذبية نفسها، لكن هذا الرأي ما زال أقلية.

الطاقة المظلمة: لماذا يتسارع التمدد؟

منذ زمن هابل نعرف أن الكون يتمدد، كما تجد في سؤال هل الكون يتمدد؟ كان العلماء يتوقعون أن تُبطئ جاذبية المادة هذا التمدد مع الزمن.

لكن في سنة 1998 رصد فريقان مستقلان انفجارات نجمية بعيدة تسمى المستعرات العظمى، فوجدوها أخفت مما كان متوقعاً، أي أبعد، ومعنى ذلك أن تمدد الكون يتسارع لا يتباطأ. نال ثلاثة من قادة الفريقين جائزة نوبل في الفيزياء سنة 2011.

الشيء المجهول الذي يدفع هذا التسارع سُمّي الطاقة المظلمة، وأبسط تفسير له أنها طاقة ثابتة يحملها الفضاء نفسه، فكلما تمدد الفضاء زاد مقدارها الكلي.

هل تتغير الطاقة المظلمة؟ نتائج DESI

في 2024 ثم في مارس 2025 نشر فريق جهاز DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) في الولايات المتحدة نتائج خريطة ثلاثية الأبعاد لأكثر من 14 مليون مجرة وكوازار. جاءت النتائج تلمّح إلى أن الطاقة المظلمة ربما تضعف مع الزمن، لا أنها ثابتة.

لكن يجب الحذر هنا:

• قوة هذا التلميح بين 2.8 و4.2 سيغما حسب البيانات التي تُضم إليه، والفيزيائيون لا يعدّون النتيجة اكتشافاً مؤكداً إلا عند 5 سيغما.
• النتيجة تعتمد على دمج بيانات DESI مع أرصاد أخرى، مثل إشعاع الخلفية الكونية والمستعرات العظمى.

فهذا تلميح قوي يستحق المتابعة، لا حقيقة ثابتة بعد، وستحسمه أرصاد السنوات القادمة. وقد أنهى DESI في أبريل 2026 مسحه المخطط له، بأكثر من 47 مليون مجرة وكوازار، وينتظر العلماء نتائجه الكاملة عن الطاقة المظلمة سنة 2027.

ما الذي نعرفه وما الذي لا نعرفه؟

• نعرف بالرصد: أن في المجرات والعناقيد كتلة أكبر بكثير مما نراه، وأن تمدد الكون يتسارع.
• نقدّر بالحساب: النسب 5% و27% و68%، من نموذج يطابق أرصاد بلانك وغيره.
• لا نعرف: مم تتكون المادة المظلمة، وما حقيقة الطاقة المظلمة، وهل تتغير مع الزمن.

تجد قصة نشأة الكون وأدلتها في سؤال ما نظرية الانفجار العظيم؟، وعمره في سؤال كم عمر الكون؟

ماذا ترى بعينك؟

لا ترى المادة المظلمة، لكنك ترى ما تمسكه، ففي أمسيات الخريف ابحث عن مجرة المرأة المسلسلة باتباع درس كيف تجدها بعينك. هذه اللطخة الباهتة مجرة حلزونية كاملة، وهي مثل مجرتنا مغمورة في هالة من المادة المظلمة أكبر منها بكثير، لولاها لتفلتت نجوم أطرافها. تجد أنواع المجرات في سؤال ما أنواع المجرات؟