بناء الكون و المادة العاتمة ( 1 )

الشكل ( 1- أ ) : منظر أمامي لمجرة قرصية الشكل ذات الأذرع يفترض أن هذا هو شكل مجرتنا ، تقع شمسنا على أحد أذرعها وفي منتصف لقرص الذي يبلغ عرضه 100,000 سنة ضوئية. طبعاً بما أننا موجودون في المجرة فلا نستطيع تصويرها من الخارج .

الشكل ( 1- ب ): منظر لمجرتنا من داخلها, وتبدو قرصية الشكل, من الواضح أنها منفوخة قليلاً عند مركزها.

ترسل الشمس بأشعتها لتمد الأرض بالدفء وتبعث فيها الحياة ، وترسلها أيضاً إلى القمر ليعكسها فيضيء لنا ظلمة الليالي . وهكذا نرى أن الأجرام السماوية إما أنها تضيء من تلقاء ذاتها كالشمس ، أو أنها تعكس الضوء كالقمر ، ومنها ما يبدو بلون باهت . للمجرات أشكال مختلفة ، منها بيضاوي أو إهليلجي elliptical galaxy شكل ( 2 ) ، ومنها حلزوني أو لولبي spiral galaxy شكل ( 1- أ ) ، وبعضها ليس منتظماً irregular galaxy . ليس للمجرات البيضاوية أذرع ، في حين نجد أن للمجرات الحلزونية أذرع ؛ ذراعان أو ثلاثة أذرع وربما أربع . إذا كانت المجرة الحلزونية ممطوطة باتجاه الذراع قيل عنها أنها قضيبية شكل ( 3 ) تتألف الأذرع من نجوم وغازات تنطلق من مركز المجرة ، ولهذا النوع من المجرات شكل قرص منفوخ قليلاً عند مركزه شكل ( 1-ب ) ، وهي إجمالاً ضخمة , أما المجرات غير المنتظمة فتكون عادة صغيرة مثل غيمتا ماجلانا Magellanic Cloud الأقرب إلى مجرتنا. قد يجتمع عدد من المجرات فتتشكل مجموعة مجرات مثل " مجموعتنا المجرية " local groub ، حيث أطلق هذا الاسم على مجموعة من المجرات عددها (30 ) ، تشكل مجرتنا ومجرة المرأة المسلسلة Andromeda Galaxy الأقرب إلينا والتي تبعد عنا 22 مليون سنة ضوئية ( السنة الضوئية = 9.465 ألف مليار كيلو متر ) أهم عناصرها . أما إذا كان عدد المجرات أكبر أطلق على التجمع " حشد مجرات " أو اختصاراً " حشد " شكل (4) ، حيث يمكن أن يبلغ عدد المجرات في الحشود بضعة آلاف من المجرات . تتمركز الحشود الكبيرة حول مجرة حلزونية عملاقة Super Spiral Galaxy. من أقرب حشود المجرات إلينا حشد العذراء Virgo Cluster وهو يتألف من 2500 مجرة معروفة ، ويبعد عنا 65 مليون سنة ضوئية . وقد يتجمع عدد من الحشود معاً فيتشكل ما يسمى " حشد فائق " Super Cluster .

الشكل ( 2- أ ) : منظر لمجرة بيضاوية الشكل ، تعرف هذه المجرة باسم NGC4414و هذه الصورة مأخوذة بمقراب .Hubble

الشكل ( 2- ب): يظهر مجرة بيضاوية ممطوطة بشدة بالصدفة تعرف باسم , NGC3314إذ يتراوح شكل المجرات البيضاوية بين الأكثر كروية والأشد امتطاطاً كهذه المجرة.

الشكل ( 3) : مجرة حلزونية أذرعها قضيبية الشكل حيث نجد أن المجرة ممطوطة قليلاً باتجاه الذراع ويفسر هذا الإمتطاط بسبب وجود القضيب .

الشكل ( 4 ) : حشد من المجرات حيث يمثل كل جسم يظهر في هذا الشكل مجرة .

بصورة عامة ، نتعرف على الكون بالاعتماد على الإشعاع الكهرطيسي ( أو الضوء ) الذي يصل إلينا من الفضاء الخارجي ، ويكاد يكون الأداة الوحيدة التي تساعد - بصورة مباشرة - على فهم بناء الكون . يصل إلينا هذا الإشعاع على هيئة إصدارات من الأمواج الراديويه Radio Waves أو الأشعة تحت الحمراء Infrared أو الضوء Light أو الأشعة فوق البنفسجيةUltra-Violet أو الأشعة السينية X - Ray . في الحقيقة توجد أكثر من طريقة للكشف عن المادة المرئية الموجودة في هذا الكون بالإضافة للضوء ، أهمها دراسة تأثير قوة الجاذبية على الأجسام وعلى الضوء الذي تصدره ، وكذلك بقياس سرع الأذرع للمجرات الحلزونية . لكن ما بمقدورنا أن نفعل إذا وجدت مادة في هذا الكون لا تومض ، أو لا ترسل إشعاعاً ؟ كيف نعرف أنها موجودة حيث هي ؟ وكيف نستطيع تحديد كم من هذه المادة موجود ؟ وكيف نعرف ما هي؟ إن مثل هذه المادة هي التي أطلق عليها العلماء اسم " المادة العاتمة " dark matter، ويُعتقد الآن أن معظم المادة الموجودة في الكون هو من هذا النوع . إنها مادة ( مواد ) تصدر كمية من الإشعاع لا تكفي للكشف عنها ، أو أنها تصدر كمية كافية من الإشعاع لكنها مخبأة " hidden matter" ، أو أنها لا تصدر الضوء نهائياً . القوى الأساسية : من المعلوم أنه توجد في الطبيعة أربعة أنواع من القوى [3 - 2 ] يشار إليها " بالقوى الأساسية " هي : قوة الجاذبية والقوة الكهربائية والقوة النووية الضعيفة والقوة النووية الشديدة ( طبعاً قوة الرياح وقوة المدُ والجذر وما إلى هنالك من قوى لا تعتبر قوى أساسية ) . لكل من هذه القوى مداها ؛ أي مجال تأثيرها [ 2 ] ، وهي مبينة في الجدول ( I ) .

الجداول و المراجع

يبين هذا الجدول أهم الجسيمات الأولية ونقرأ في الأعمدة على التوالي بداءً من اليسار : اسم ورمز الجسيم – رمز الجسيم المضاد – السبين – الكتلة بوحدة كتلة الإلكترون - الكتلة بوحدة المليون إلكترون فولت – عمر النصف له إن كان يتفكك – الجسيمات الناتجة عن التفكك . أما المجموعات الأفقية فهي على التوالي : البوزونات - اليبتونات – الباريونات [ 3].