ألغاز فيزيائيّة بدون حلول

نشر إسحاق نيوتن عام 1687 كتابه المبادئ الرّياضيّة للفلسفة الطّبيعيّة الّذي أدرج فيه أساس الميكانيكا التّقليديّة. في كتابه حاول نيوتن شرح حركة الأجسام بفعل قوّة الجاذبيّة، وتفسير حركة الكواكب السّماويّة. خلال سنوات السّبعينيّات والثّمانينيّات من القرن العشرين تراكمت دلائل عن وجود أجسام تتحرّك بسرعة أكبر لا تتطابق وتتماشى مع السّرعة الّتي تطرحها وتفسّرها نظريّة نيوتن، كما أنّ النّظريّة النّسبيّة لم تستطع تفسير هذه الظّاهرة. 

راقب العلماء مجرّات معيّنة، وراقبوا توزيع الكتلة بداخلها، ثمّ حسبوا سرعة الكواكب على حافّة المجرّات اعتمادًا على المسافات بين الكواكب وعلى نظريّة نيوتن. لكن تبيّن أنّ سرعة هذه الكواكب أكبر من السّرعة الّتي تفسّرها نظريّة نيوتن.

اِعتمادًا على الميكانيكا النّيوتنيّة، يلزم وجود قوّة كبيرة تُبقي (تحفظ) هذه الكواكب داخل المجرّة ولا تسمح لها أن تتحرّر من قوّة جاذبيّتها. التّفسير الرّائج اليوم لهذه الظّاهرة هو وجود مادّة إضافيّة غير مرئيّة داخل المجرّات، تزوّد المجرّات بقوّة جاذبيّة لازمة تُبقي الكواكب في نطاقها، وهذه المادّة تُسمّى "المادّة المظلمة".

تشير الحسابات إلى أنّ انتشار المادّة المظلمة يجب أن يكون متساويًا في أنحاء المجرّة كي تحافظ الكواكب على حركتها كما نراها، ويجب أن تكون كمّيّة المادّة المظلمة في الكون خمسة أضعاف من كمّيّة المادّة المكوَّنة من ذرّات كما نعرفها. حتّى الآن لا توجد دلائل على وجود المادّة المظلمة، لكن هذا ليس مفاجئًا، بدليل أنّ المادّة المظلمة تؤثّر على الجاذبيّة فقط، ولا تطلق أيًّا من أنواع الأشعّة الكهرومغناطيسيّة، ولا ضوءًا ظاهرًا أو أمواج الرّاديو.

ما زال البحث مستمرًّا حول الجسيمات الدّقيقة الّتي تتكوّن منها المادّة المظلمة، ويحاول العلماء بناء كاشفات حسّاسة تستطيع تشخيص وكشف التّأثير الضّئيل للمادّة المظلمة. ويرى البعض أنّ نظرّيّات الجاذبيّة لنيوتن وأينشتين بحاجة لتعديلات كي تستطيع تفسير حركة الكواكب، بافتراض أنّ المادّة المظلمة غير موجودة. هذا ما تفترضه نظريّة Mondo الّتي وضعها وطوّرها بروفيسور موطي ميلغروم من معهد وايزمن للعلوم في سنوات الثّمانينيّات من القرن الماضي.