المادة المظلمة

مثل بقية علم الكونيات، فإن الأدلة الحالية حول المادة المظلمة تأتي من عدد من الملاحظات المختلفة منها:

* مثل الملاحظات الأصلية الواردة، والقياسات الحديثة لمنحنيات دوران المجرات الحلزونية والتي تشير لوجود كتلة أكثر في هذه المجرات والتي يمكن رؤيتها بشكل مباشر. إن سرعة النجم (أو سحابة الغاز) والتي هي في مدار دائري تقريباً حول مركز المجرة تعتمد على الكتلة الداخلية لذلك المدار. كما تخبرنا ميكانيكا نيوتن الكلاسيكية، وبالتالي، من خلال قياس سرعة المدارات النجمية في عدد من أنصاف الأقطار، يمكن أن ينقل رسم صورة جانية عن الكتلة. والذي يقدم عدداً من مثل قياسات السرعة.

يمكن الإشارة لنقطتين ذات صلة هنا:

الأولى: يستدل على الكتلة من هذه القياسات أنها دائماً أكثر من التي يشار إليها عند بحث المادة المرئية في هذه المجرات، وهي واضحة حسب ما وردت من ملاحظات، وستبقى كذلك حتى اليوم.

الثانية: إن توزيع المادة المظلمة ليس نفسه، كما في المادة المرئية. وإن كثافة النجوم في القرص، ويستدل على رسم صورتها من منحنيات السرعة، وهذا الذي لا نتوقعه من المجرة الحلزونية تميل إلى التراجع بشكل كبير، بأنها تتحرك من المركز إلى حافة مستوى البايرونات، (2003 Prada)، والذي يمكن أن يفقد طافة الجاذبية عن طريق الإشعاع، ويقع في عمق الجاذبية جيدا للمجرة، أما بالنسبة للمادة المظلمة الباردة ,Cold Dak Matter, CDM بالتالي فإن هذا الخيار غير متوفر، لكون أن المادة المظلمة لا تتفاعل مع الفوتونات فهي تبقى أنصاف أقطار كبيرة. ولغرض التحقق لمحاكاة هذا السلوك، هو وجود دليل آخر على عدم الاقتصار فقط على المادة المظلمة الحاضرة، والتي ليست أغلبيتها من البايرونات.

* وبالمثل، فيما يخص المجرات الإهليجية (بيضاوية)، فليس لها نفس الهيكل المداري البسيط كالمجرات الحلزونية، وبالتالي فإن المراقبة تختلف بعض الشيء. فبدلا من قياس سرعة المنحنيات، يمكننا أن تنظر إلى انبعاث الأشعة السينية من هذه المجرات. وتنتج الاشعة السينية بواسطة الغاز الساخن للغاية (بحرارة تقدر بملايين من الدرجات) والتي تحيط بتلك المجرات.

ففي نجوم المجرة الحلزونية، يجب أن تكون كتلة المجرة كافية للحفاظ على الجزيئات في الغاز ضمن فعل الجاذبية للمجرة، حيث يمكن الاستدلال على الكتلة من قياس حرارة الأشعة السينية، مرة أخرى، فإن قياس الكتلة بهذه الطريقة يتجاوز دائماً كل ما هو وارد من كمية المواد المرئية .

وفي النهاية يمكن في المستقبل التمييز بين المادة البايرونية العادية، والمادة غير البايرونية.

كان يعتقد ولسنوات عديدة أن النيوترونات قابلة لترشيحها للمادة المظلمة، لبعض ما يميزها تجريباً، وقد تشمل النيوترونات 1.5 بالمئة من كثافة الطاقة الكلية في الكون. ثم تلاشت إمكانية النيوترونات في تفسير تلك الملاحظات. لقد بدأت التجارب وعلى مدى السنوات القليلة الماضية لاكتشاف المادة المظلمة مباشرة. وحتى الآن لم تكن هذه التجارب قادرة على تقديم كشف واضح، لكون أن قدراً كبيراً من المعلومات الفضائية النظرية لاتزال مجهولة.

وهنالك احتمال مثير في الأفق هو مصادم هادرون الكبير، والمتوقع أن تصل التجربة في سيرن إلى طاقات عالية بما يكفي للبحث عن الجسيمات الفائقة supersymmetric particles وقد يكون من الممكن أيضاً أن Large Hadron Collider LHC سوف يستكشف شيئاً جديداً تماماً وغير متوقع.