احتساب كمية المادة في الكون

احتسب الخبراء كم هي كمية المادة الاعتيادية، والمادة المظلمة والطاقة المظلمة في الفضاء. وهذه مؤشرات مهمة تؤثر في مصير الكون.

وتفيد مجلة Astrophysical Journal، بأن النجوم والمجرات والغازات بين الكواكب والمجرات ليست جميع المواد الموجودة في الكون. لأنه توجد في الكون المادة المظلمة التي لا ترى بالتلسكوبات، ولكن تظهر بقوة جاذبيتها. فمثلا تظهر المادة المظلمة الباريونية (تتكون من جسيمات تشمل البروتونات والنيوترونات) في الثقوب السوداء والأقزام البنية وغيرها. ولكن يعتقد الخبراء أن غالبية المادة المظلمة ليست باريونية، بل تتكون من جسيمات لم يكتشفها علماء الفيزياء التجريبية.

وهناك أيضا الطاقة المظلمة، التي تعجل في توسع الكون. ووفقا للخبراء هذه عبارة عن حقل أو خاصية الفراغ، وغيرها من الفرضيات.

فكم كمية هذه المكونات الثلاثة: المادة الاعتيادية، والمادة المظلمة غير الباريونية، والطاقة المظلمة؟ الجواب عن هذا السؤال يحدد ماضي ومستقبل الكون، لذلك حاول الخبراء مرارا حساب كمية هذه المكونات استنادا للمعادلة E = mc2، التي تسمح بمقارنة مساهمة المادة والطاقة المظلمة في الطاقة الإجمالية للكون.

والآن استخدم علماء من الولايات المتحدة ومصر طريقة جديدة لتحديد هذه المساهمة، تتضمن حساب عدد مجموعات المجرات وتحديد كتلتها.

إقرأ المزيد

تفسير سر تماثل بنية الكون

ووفقا لهم، انتشرت المادة في البداية في جميع أنحاء الكون بصورة متساوية مقارنة بما هي عليه الآن. وخلال فترة طويلة تجمعت في كتل تحت تأثير قوة جاذبيتها الذاتية، ما نتج عنه في النهاية تكون مجموعة المجرات. وقد كان لكمية المادة دور مؤثر في هذه العملية. وعلى هذا الأساس احتسب الخبراء مساهمة المادة الباريونية وغير الباريونية المظلمة في كمية الطاقة في الكون.

وتجدر الإشارة، إلى أن الشيء الجديد في هذه الطريقة، يكمن في امكانية تحديد ما إذا كانت مجرة معينة تنتمي إلى مجموعة معينة، ما ساعد على حساب كتلة كل مجموعة محددة، وليس استخدام بيانات غير مباشرة عن متوسط كتلتها. وبعد تحديد الحصة الكلية للمادة، قسمها الخبراء إلى مساهمة المادة الباريونية وغير الباريونية المظلمة باستخدام نتائج الدراسات السابقة.

واتضح من هذه العملية أن 69% من الطاقة في الكون هي للطاقة المظلمة وفقط 31% هي للمادة الاعتيادية والمادة المظلمة. وإن حوالي 80% تعود للمادة المظلمة غير الباريونية وفقد 20% للمادة العادية.

ويؤكد الخبراء، على أن نتائج دراستهم تتفق مع نتائج الطرق الأخرى، ما يشير إلى أن معارفنا عن بنية الكون موثوقة تماما.

المصدر: فيستي. رو