أحد مؤسسي علم الكونيات الحديث يتساءل: هل بنينا فهمنا للكون على أوهام؟

لا يزال النموذج الحالي لفيزياء الكونيات عاجزا عن تقديم إجابات شافية عن ماهية المادة المظلمة والطاقة المظلمة (هارلي كاتز)

هل يعقل أن تكون أحدث نظرياتنا عن نشأة الكون مجرد مقاربات قاصرة، لا الحقيقة الكاملة؟ يرى جيمس بيبلز، عالم الفيزياء الكونية الحائز جائزة نوبل للفيزياء عام 2019، أن النموذج الذي يفسر به العلماء نشأة الكون اليوم يعمل بكفاءة مدهشة، لكنه لا يزال عاجزا عن تفسير المادة المظلمة والطاقة المظلمة، وهما مكوّنان افتراضيان يملآن الكون ولا نعرف عنهما سوى آثارهما. في هذه المادة المترجمة من مجلة "نيوساينتست"، التي نُشرت في يونيو/حزيران 2020، يناقش بيبلز كيف يقف العلماء على أعتاب حقبة جديدة قد تأتي بنموذج أفضل لعلم الكونيات، يحل ألغاز المادة المظلمة والانفجار العظيم ويفتح الباب لاكتشافات أخرى.

إذا كانت جائزة نوبل هي معيار النجاح، فلدينا كل الأسباب لنثق بأننا نفهم الكون جيدا بفضل النموذج القياسي لعلم الكونيات. فعلى مدار العقدين الماضيين، ذهبت جائزة نوبل ثلاث مرات إلى أبحاث في علم الكونيات. وقدمت هذه الأبحاث صورة متسقة لكون نشأ قبل نحو 13.8 مليار سنة في حالة شديدة الحرارة والكثافة، ولم يتوقف منذ ذلك الحين عن التمدد والبرودة. والمدهش أن هذه الصورة توافقت مع كم هائل ومتنوع من الأرصاد الفلكية.

لكن إن نظرنا إلى الأمر من زاوية أخرى، فقد يبدو الاحتكام إلى جائزة نوبل غطاء لمشكلة أعمق في علم الكونيات. فهذا العلم يفترض أن معظم المادة في الكون مظلمة يستعصي علينا رصدها. ويعتمد أيضا على الثابت الكوني لألبرت أينشتاين (وهو حد رياضي أضافه أينشتاين إلى معادلاته ليبقى الكون فيها ساكنا)*، وهي إضافة تبدو اعتباطية إلى حد ما. وحتى لو تغاضينا عن هذا كله، يبقى سؤال مؤرق بلا جواب عما كان يفعله الكون قبل أن يبدأ في التمدد.

قد يرى المتشكك أن المادة المظلمة والطاقة المظلمة (وهي الاسم الحالي للثابت الكوني) ليستا سوى نسخة معاصرة من أفلاك التدوير في نظام بطلميوس، تلك التعديلات المعقدة التي أضيفت قديما إلى حركة الكواكب للإبقاء على الوهم بأنها جميعا تدور حول الأرض.

شغلتني هذه المسألة أكثر من غيري، فأنا معنيّ بها شخصيا، لأنني من أدخل هذين العنصرين الغامضين (المادة المظلمة والطاقة المظلمة) في النموذج القياسي لعلم الكونيات. ومن الطبيعي أن أسأل نفسي إن كان النموذج الذي أسهمت في بنائه صحيحا، وإن كان علم الكونيات لدينا يعكس الواقع فعلا. وسأدافع في السطور القادمة عن صحة هذا النموذج بقوة، لكن ضمن حدود.