لماذا افترض العلماء وجود المادة المظلمة؟
اعتقد العلماء أن المادة المظلمة تشكّل الشكل السائد للمادة في الكون، وتفسر حركة المجرات وانحناء الضوء بما يفوق تفسير المادة المرئية. وأُشير إلى أن المجرات تدور بسرعات أعلى مما يمكن للمادة المرئية تفسيره، إضافة إلى انحناء الضوء القادم من مصادر بعيدة يتجاوز ما تفسره الكتل المرئية. ولأن قوانين الجاذبية المعروفة لم تكن كافية لشرح هذه الظواهر، فُرض وجود مادة غير مرئية تمارس تأثيرًا جاذبيًا قويًا وأُطلق عليها اسم المادة المظلمة.
أُفترض وجود المادة المظلمة لأنها تفسر دوران المجرات والانزياحات الضوئية غير المفسَّرة بما لدى المادة المرئية فقط. كما أُشير إلى أن المادة المظلمة تشكل نحو خمسة أضعاف المادة العادية وتؤثّر بجاذبيتها في بنية الكون على نطاق واسع.
دراسة جديدة: الجاذبية المتغيرة قد تُغني عن المادة المظلمة
يظهر تقرير نشره موقع Phys.org أن الفيزيائي نامان كومار من المعهد الهندي للتكنولوجيا يرى أن الاعتماد على وجود مادة مظلمة قد لا يكون ضروريًا إذا افترضنا أن قوة الجاذبية تتغير تدريجيًا مع المقاييس المجرّية. ويرجع استنتاج وجود المادة المظلمة إلى سرعة دوران المجرات ومستويات انحناء الضوء التي تتجاوز ما تفسره الكتل المرئية. لكن بدلًا من افتراض جسيم غير مكتشف، يقترح أن تكون الجاذبية أقوى أو أقل انخفاضًا مع زيادة المسافة.
اعتمد نموذج كومار على إعادة تفسير الجاذبية من منظور فيزياء الكم باستخدام إطار الجريان تحت الأحمر، حيث تتغير قوة الجاذبية تدريجيًا مع المسافة وتتباطأ انخفاضها عن المتوقع في القوانين التقليدية. وتؤدي هذه الرؤية إلى قوة جاذبية أكثر فاعلية على نطاق المجرات، فتعطي تفسيرًا لشكل دوران المجرات والسلوكيات التي نسبت سابقًا إلى هالات المادة المظلمة.
توافق مع بيانات الكون المبكر
تواجه أي فكرة بديلة للمادة المظلمة تحديات في التوافق مع ملاحظات الكون المبكر التي تتطلب ثبات قوانين الجاذبية في الأزمنة البعيدة. وتوضح الدراسة أن التغيرات في قوة الجاذبية كانت ضئيلة جدًا في بدايات الكون، وتزداد تدريجيًا مع الزمن وتصبح ملحوظة فقط على المقاييس الكونية الكبيرة وفي الأزمنة المتأخرة. وهذا يجعل النموذج متسقًا مع البيانات الرصدية الحالية دون تعارض مع فيزياء الكون المبكر.
هل تنتهي فرضية المادة المظلمة؟
يظل التحقيق مستمرًا، فبينما يطرح كومار نموذجًا يُغيّر بعض الافتراضات، فإن النموذج الحالي لا يلغي وجود المادة المظلمة بشكل نهائي، بل يفتح بابًا لإعادة التفكير في أحد ألغاز الكون المعقدة بطبيعة الجاذبية نفسها. ونشر نتائجه في Physical Review Letters B يمنحها وزنًا علميًا ويحث المجتمع العلمي على إعادة النظر في إحدى فرضيات الفيزياء الحديثة.
