ما هي المادة المظلمة ؟

ما هي المادة المظلمة ؟

نسمع كثيراً عن مختلف أنواع المواد , ونسمع أحياناً أنه تم اكتشاف عنصر كيميائي جديد لم يكن معروفاً , ولكن عندما نسمع عن شيء اسمه المادة المظلمة فهذا أمر يستحق الوقوف عنده والتفكير فيه ,

 فما هي هذه المادة ؟

 ولماذا سميت مظلمة ؟ 

وكيف استطعنا اكتشافها ؟ 

ومالفائدة منها ؟

اقد أصبح معضم علماء الفلك و الفيزياء مقتنعون بوجود هذه المادة وذلك من خلال عدد كبير من عمليات الرصد والملاحظات التي لا يمكن تفسيرها إلا بوجود تلك المادة .

البداية ....

بدأ الانتباه لوجود هذه المادة منذ الربع الأول للقارن العشرين عندما كان العلماء يراقبون حركة المجرات فوجد احدهم ويدعى فرتس فيكي بأن هذه الحركات تدل على كميات من المادة أكبر بكثير مما تبدو عليه ,

 فعلمياً من الممكن معرفة كتلة الجسم من خلال كمية الاشعاع الذي يصدر عنه ومن خلال تفاعلاته التجاذبية مع الأجسام القريبة منه ولما كانت تلك المجرات تبدي قوة جاذبية أكبر مما ينبغي فهي تحمل كتلة اكبر بكثير من الكتلة التي تتنبأ بها كمية اشعاعها 

فقال العلماء : لابد من وجود كمية كبيرة من المادة داخل تلك المجرات ولكنها غير مشعة .

وبما ان تلك المادة غير مشعة فهي لا تتفاعل كهربائياً ولا مغناطيسياً فهي إذا مكونة من أشياء غيرمشحونة أي غير  الذرات والالكترونات التي نعرفها ومن هنا أطلقوا عليها اسم المادة المظلمة .

بعد ذلك توالت الدراسات والقياسات وخاصة التي تهتم بحركة النجوم والمجرات فتبين أن سرعة دوران النجوم حول مركز المجرة لا تتناقص بزيادة بعدهما عن بعض بل هي سرعات ثابتة تقريباً وهذا لا يمكن حدوثه بدون وجود المادة المظلمة , وإذا كانت كمية الأشعة تدل على تركز المادة في مركز المجرة فإن المادة المظلمة تنتشر على كل مساحة المجرة .

ولكن وحتى الآن لم يزل من غير المعلوم ماهي تحديداً هذه المادة ومما تتكون ولكن آثارها أصبحت كثيرة وتؤكد على وجودها ولكن تلك الآثار لا تكون ذات قيمة إلا مع المسافات الكبيرة على مستوى المجرات ولا يمكن ملاحظتها على كوكب صغير مثل الأرض .

لم سميت بالطاقة المظلمة ؟

وبجانب مفهوم المادة المظلمة ظهرت في نهايات القرن العشرين فكرة جديدة تقول بوجود نوع من الطاقة غير المفهومة وغير المكتشفة تم رصدها تحليلياً عند دراسة تباعد المجرات عن بعضها فوجد العلماء أن سرعة التباعد تتزايد أي لها تسارع ولكن لا يمكن وجود تسارع بدون وجود طاقة فقال العلماء أن هناك طاقة غير مفهومة تؤدي إلى تسارع المجرات وأطلقو عليها اسم الطاقة المظلمة .

الغريب في هذه الطاقة 

أنها تظهر وتختفي فجأة وهذا يعارض مبدأ مصونية الطاقة ولذلك فهي مصدر كبير للجدل والبحث والتحليل .

مقترح أخر بدأ يفرض نفسه على العلماء وهو يقول بوجود نسيج من المادة والطاقة غير المكتشف يسمى الجوهر الرقيق ووجوده هو سبب وجود المادة المظلمة والطاقة المظلمة .

أخيراً وبعد كل تلك الاكتشافات والتساؤلات فقد أصبح الكثير من النظريات المعروفة محل شك وقابلة للتعديل بما يتناسب مع المعلومات الجديدة بما في ذلك نظرية النسبية نفسها .

كيف تطور مفهومنا للحركة؟ - الجزء الثاني 

كيف تطور مفهومنا للحركة؟ - الجزء الثاني

استكمالا لما تحدثنا عته سابقاً حول كيف تطور مفهومنا للحركة؟.....

أنواع الحركة:

الحركة المنتظمة:

إذاً يمكن أن نقول عن حركة بأنها مستقيمة منتظمة إذا كان مسارها مستقيماً وسرعتها ثابتة. ونقول بأن الحركة دائرية منتظمة إذا كان مسارها دائرياً وسرعتها ثابتة، وبنفس الطريقة يمكن أن نصف الحركة المستقيمة المتغيرة بانتظام والحركة الدائرية المتغيرة بانتظام.

الحركة الاهتزازية:

تكون منتظمة أو غير منتظمة، وتكون الحركة اهتزازية إذا كان الجسم يتحرك على جانبي موضع محدد يسمى مركز الاهتزاز، ومن الأمثلة على الحركة الاهتزازية حركة النواس و حركة النابض.

أما الحركة المركبة فهي مزيج من أنواع مختلفة من الحركات ودراستها تصبح أصعب بكثير من الحركة البسيطة.

ما هي قوانين الحركة:

لقد تحدث الكثير من العلماء عن الحركة ومفهومها ولكن أول من صاغ مبادئها بشكل علمي هو ديكارت وإن كان ما قدمه غير دقيق، فلقد وضع مبادئ للحركة فقال: الجسم الساكن يبقى ساكناً والجسم المتحرك يبقى متحركاً ولكن الحركة كَمّيَّة محفوظة دائماً، فديكارت إذاً هو أول من انتبه لقانون حفظ الحركة الذي أصبح يعرف اليوم بقانون |مصونية كَمّيَّة الحركة| وهو مأخوذ من قانون |مصونية الطاقة| الذي ينص على أن الطاقة لا تفنى ولا تُخلق من العدم ولكنها تتحول من شكل إلى آخر. 

يعتبر العالم الكبير |اسحق نيوتن| أول من وضع أسس و|قوانين الحركة| بالمفهوم الحديث بالإضافة إلى قوانين أخرى كثيرة عمل عليها وقدمها للعالم ما جعل الكثير من الناس يصنفونه كأشهر عالم في التاريخ، ومن أهم قوانينه:

قانون نيوتن الأول: 

كل جسم ساكن يبقى ساكناً إذا لم تؤثر عليه قوى خارجية تدفعه إلى الحركة، وكل جسم متحرك يبقى محافظاً على حركته مادامت القوى الخارجية المؤثرة عليه معدومة.

وبمعنى آخر: 

إذا كانت محصلة القوى الخارجية المؤثرة على الجسم معدومة فإنه سيبقى محتفظاً بحالته الحركية دون أي تغيير، فإذا كان ساكناً فإنه يبقى ساكناً و إذا كان متحركاً فإنه يبقى متحركاً.

وببساطة يمكن أن نرى بأن هذين القانونين ما هما إلا تطوير و إعادة صياغة بشكل أدق لما قاله |ديكارت|. 

قانون نيوتن الثاني:

 ويسمى عادة العلاقة الأساسية في التحريك وينص على أن أي جسم يخضع لمحصلة قوى خارجية ثابتة وغير معدومة فإنه سيتحرك بحركة منتظمة، فإذا كانت تلك القوى تعاكس جهة حركته فإنها ستؤدي إلى تباطؤ الحركة وإذا كانت بنفس جهة الحركة فإنها ستؤدي إلى تسارعها ولكن في كلتا الحالتين ستحافظ الحركة على شكل المسار، أما إذا كانت محصلة القوى تصنع زاويةً ما مع جهة الحركة فعندها سيتغير شكل المسار ويصبح منحنياً.

قانون نيوتن الثالث: 

و يسمى مبدأ الفعل ورد الفعل، وينص على أن لكل فعلٍ ردُ فعلٍ يساويه في الشدة ويعاكسه بالاتجاه.

أما عند الحديث عن حركة دورانية فيظهر لنا مفهومٌ جديدٌ هو عزم القوة، والذي يمكن تعريفه بأنه الفعل التدويري للقوة على الأجسام، فالحديث عن القوى وحدها في الحركة الدورانية غير كافٍ ولا بد من أخذ عزوم تلك القوى بعين الاعتبار.

اقرأ المزيد ..