المادة المظلمة والطاقة المظلمة: ما الذي يشكل 95٪ من الكون

وفقًا لوكالة ناسا، يتكون الكون من ثلاثة مكونات: المادة العادية المرئية بنسبة حوالي 5٪، والمادة المظلمة بحوالي 27٪، والطاقة المظلمة بحوالي 68٪. تضع وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) الحصة المدمجة للمادة المظلمة والطاقة المظلمة عند 95٪ من الكون، مع أن المادة العادية - الذرات التي تشكل النجوم والكواكب وكل ما يمكن قياسه بالضوء - تملأ الجزء المتبقي الصغير.

ما هي المادة المظلمة؟

المادة المظلمة هي شكل من أشكال المادة التي تتمتع بالكتلة والجاذبية ولكنها لا تصدر أو تمتص أو تعكس الضوء، وفقًا لناسا. لأنه لا يمكن رؤيتها مباشرة، يستدل العلماء على وجودها من آثارها الجاذبية على المادة المرئية. وتصفها ناسا بأنها المادة التي تحافظ على المجرات من التفتت.

تعود الفكرة إلى عام 1933، عندما اكتشف الفلكي السويسري فريتز زويكي أن المجرات في عنقود كوما كانت تتحرك بسرعة كبيرة جدًا لتُحتفظ معًا بفضل كتلتها المرئية وحدها، حسب حساب ناسا. في السبعينيات، قام الفلكي فيرا روبين بتقوية الحالة من خلال إظهار أن النجوم في الأطراف الخارجية للمجرات الحلزونية تدور بسرعات لا تستطيع جاذبية المادة المرئية أن تشرحها.

تلاحظ وكالة الفضاء الأوروبية أن الكتلة المفقودة والمخفية في مجرة نموذجية تكون حوالي عشرة أضعاف كتلة النجوم التي يمكن للفلكيين ملاحظتها بالفعل فيها. أحد أوضح الأدلة هو مجموعة الرصاصة، حيث تقول ناسا أن ملاحظات 2006 أظهرت أن توزيع الكتلة المكتشفة من خلال عدسة الجاذبية - انحناء الضوء بسبب الجاذبية - لم يتطابق مع الغاز الساخن المرئي في الأشعة السينية، مما يشير إلى وجود مكون كتلة غير مرئي.

ما هي الطاقة المظلمة؟

الطاقة المظلمة هي مصطلح ناسا لضغط غامض يبدو أنه يسرع توسع الكون، ويدفع المجرات بعيدًا عن بعضها البعض بمعدل متزايد. تقول وكالة الفضاء الأوروبية أن التوسع المتسارع كان اكتشافًا مفاجئًا في التسعينيات، وسبب ذلك لا يزال مجهولاً: قد يكون خاصية ثابتة للفراغ الفارغ، أو قوة تتغير بمرور الوقت، أو علامة على أن النظريات الحالية للجاذبية تحتاج إلى مراجعة.

تستشهد وكالة الفضاء الأوروبية بتقديرات من مهمة بلانك الخاصة بها تظهر أن الطاقة المظلمة تساهم بحوالي 68٪ من إجمالي محتوى المادة والطاقة في الكون - وهي نسبة متسقة مع تقسيم ناسا الأوسع تقريبًا بنسبة 68٪ طاقة مظلمة و 27٪ مادة مظلمة و 5٪ مادة عادية.

لماذا يتم دراسة هذا الآن

في أبريل 2026، أعلنت أداة المسح الطيفي للطاقة المظلمة (DESI) أنها أكملت مسحها الأصلي المخطط لمدة خمس سنوات مبكرًا، حيث رسمت خريطة لأكثر من 47 مليون مجرة وكوازار - وتجاوزت هدفها الأصلي البالغ 34 مليون - بالإضافة إلى 20 مليون نجم درب التبانة، مما أنتج ما أطلقت عليه التعاون أكبر خريطة ثلاثية الأبعاد عالية الدقة للكون تم إنشاؤها حتى الآن، وفقًا لإعلان DESI نفسه.

كشف تحليل بيانات السنوات الثلاث الأولى من DESI عن تلميحات بأن الطاقة المظلمة قد لا تكون ثابتة كونية ثابتة بل قد تتغير في القوة عبر الوقت الكوني، كما قالت التعاون. من المتوقع أن تصل نتائج الطاقة المظلمة الكاملة من مجموعة البيانات الكاملة لمدة خمس سنوات من DESI في 2027، وسيستمر المسح في الملاحظة حتى 2028، مع توسيع تغطيته السماوية بحوالي 20٪.

على جانب المادة المظلمة، أبلغ العلماء في تجربة LUX-ZEPLIN (LZ) - كاشف زينون سائل تشغله حوالي 250 باحثًا من 38 مؤسسة في منشأة صانفورد للأبحاث تحت الأرض في جنوب داكوتا - عن تفاعل جزيء واحد غير مشروح تم اكتشافه في 16 يونيو 2023، وتم عرضه في 2026 في مؤتمر TeV جسيمات الفيزياء الفلكية في اليابان، كما ورد في وسائل الإعلام الجزيرة.

قال الباحثون المشاركون، بما في ذلك ريك جايتسكيل، إن الفريق لا يريد أن يسبق البيانات ولا يزال يجب استبعاد الضوضاء الخلفية قبل معاملة الإشارة كاكتشاف حقيقي للمادة المظلمة، وفقًا للتقرير نفسه.

كيف يخطط العلماء لتضييق الخناق

تم تصميم تلسكوب نانسي جريس رومان الفضائي التابع لناسا للتحقيق في الطاقة المظلمة باستخدام ثلاث طرق: تتبع الأنماط المسماة بتذبذبات الصوت الباريوني المتبقية من الكون المبكر، ومراقبة آلاف المستعرات الأعظمية من النوع الأول عبر التاريخ الكوني، وقياس عدسة الجاذبية الضعيفة لرسم خرائط لكيفية توزيع المادة - بما في ذلك المادة المظلمة - وفقًا لوصف مهمة ناسا.

تسعى مهمة إقليدس التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية إلى هدف متوازٍ: رسم خريطة لتوزيع المجرات على مدى آخر 10 مليار سنة عبر أكثر من ثلث السماء، بهدف قياس معدل توسع الكون بدقة أفضل من 10٪ واختبار نسبية أينشتاين العامة بدقة 2٪، وفقًا لوكالة الفضاء الأوروبية.