السر الذي تحتفظ به الكون لنفسه

هل تعلم إن كل شي تشوفه وتحس فيه — جوالك، قهوتك الصباحية، جسمك نفسه — ما يشكل إلا 15% فقط من كل المادة الموجودة في الكون؟

الخمس وثمانون بالمية الباقية؟ لا أحد يعرف إيش هي بالضبط.

ما شفناها. ما مسكناها. ما قدرنا نكشفها مباشرة أبداً. بس نعرف إنها لازم تكون موجودة، لأنه بدونها الجاذبية ما راح تشتغل صح. المجرات راح تتفرق. الكون المعروف لنا ببساطة ما راح يكون موجود أصلاً.

العلماء называют هذه المادة الغامضة المادة المظلمة، ومحاولات فهمها مستمرة من قرن تقريباً.

والآن، ممكن نكون اقتربنا من الحل.

بعيداً تحت الأرض

خلني أعرّفك على تجربة اسمها LZ — لا، مو ألبوم乐队 Zeppelin.

LZ اختصار لـ LUX-ZEPLIN، وهي أحد أكثر التجارب العلمية إثارة اللي ما سمعت عنها غالباً.

تخيّل معي: على عمق ميل تقريباً تحت الأرض، داخل منجم ذهب قديم في ولاية داكوتا الجنوبية، العلماء بنوا خزان ضخم يحتوي على 10 أطنان من زينون سائل نقي جداً. (الزينون غاز نبيل يلمع بلون أزرق لما تمرر فيه الكهرباء.)

كل هالشي مغلف بطبقات وطبقات من الحماية، عشان يحجبو الأشعة الكونية والتشويش اللي ممكن يتدخل.

ليش كل هالعناء؟

لأن جزيئات المادة المظلمة — لو هي موجودة أصلاً — المفروض تصطدم أحياناً بذرات الزينون وتنتج ومضات ضوء صغيرة جداً. كل ما كان المكان أعمق وأهدأ، كل ما زادت فرصك إنك تلاحظ شي.

الآن، الـ LZ لقت شي.

الإشارة اللي ما أحد يعرف يفسّرها

العلماء حللوا بيانات 220 يوم من جمع المعلومات، ولقوا... حدث واحد فقط. تفاعل فردي ما يناسب أي شي كانوا يتوقعونه من المادة العادية.

ليش هذا مهم؟

الحدث صادف المكان بالضبط اللي المفروض تظهر فيه إشارات المادة المظلمة. وكل مصادر التشويش المعتادة — التحلل الإشعاعي، الأشعة الكونية، وهلم جرا — تم حسابها وتنحيتها بعناية. الفريق صرف شهور يتأكدون ويتراجعون على العمل.

الدكتور ريك غايتسكيل، المتحدث باسم التجربة وأستاذ في جامعة براون، قال:

"نحن متحمسون جداً نشوف هالحدث في البيانات. بس حدث واحد، ما نبي نسبق الأحداث. ما ندّعي إننا شفنا المادة المظلمة. بس شفنا شي مثير للاهتمام."

هذي النوع اللي يسعدني كوني معلّق علمي. تفاؤل حذر! منهجية علمية سليمة! ما نرمي结论 قبل ما تكون الأدلة كافية!

إيش ممكن يكون؟

لو هالإشارة فعلاً من المادة المظلمة، فنحن على الأرجح نتكلم عن شي اسمه WIMP — جسيم ضخم ضعيف التفاعل.

هالجسيمات هم المرشّحون الأبرز للمادة المظلمة: جسيمات بالكاد تتفاعل مع المادة العادية، إلا من خلال الجاذبية والقوة النووية الضعيفة.

الـ WIMP الافتراضي اللي ممكن يسبب هالحدث يزن على الأقل 200 مرة أكثر من البروتون. هذا كتلة كبيرة في عالم فيزياء الجسيمات.

واللي يثير الاهتمام أكثر: هالجسيم يمثل نوع من التفاعل يتجاوز أبسط النماذج اللي عادةً يبحث عنها العلماء.

يعني إما لقينا المادة المظلمة، أو لقينا نوع جديد من التفاعلات العادية ما كان أحد يعرف عنه. أي واحد منهما بيكون اكتشاف عظيم بحد ذاته.

ليش ما نقدر نهلع الحين؟

أعرف، أعرف — أنت مستعد تحدّث أهلك إننا اكتشفنا المادة المظلمة. لا لا لا، دقيقة.

في فيزياء الجسيمات، تحتاج شي اسمه أهمية 5 سيغما قبل ما تعلن عن اكتشاف. معناها: احتمال أقل من 0.00003% إن نتيجتك مجرد ضوضاء عشوائية.

إشارة الـ LZ الحين عندها 2.6 سيغما — يعني احتمال 0.5% إنها مجرد مصادفة.

هذا مثير للاهتمام، بس ما هو دليل قاطع.

فكّر فيها كذا: تخيل تدوّر على عدسة ل Contacts ناقصة في أرضية المطبخ. شفت شي لامع. هل هو العدسة؟ ممكن. هل هو فتات؟ ممكن. هل هو قطعة رقائق من وجبة خفيفة من أمس؟ يمكن أيضاً. لازم تلتقطه وتنظر له فعلاً عشان تتأكد.

فريق الـ LZ يحتاج بيانات أكثر. والحمدلله، هم صاروا عندهم أكبر مجموعة بيانات في العالم لبحث المادة المظلمة، وما ينوون يتوقفون قريباً.

وش اللي بيصير بعدين؟

التجربة مستمر، تجمع بيانات يوم بعد يوم. لو الإشارة الغامضة تستمر تظهر — أو الأفضل، لو أحداث مشابهة تتجمع أكثر — الأهمية راح تصعد نحو ذلك الحد السحري 5 سيغما.

أو ممكن الإشارة تختفي وتبيّن إنها مجرد انحراف إحصائي عابر. هذا كمان جزء من العلم. أحياناً النتيجة السلبية مهمة بنفس القدر.

خلاصة

في النهاية، أنا أشوف شي جميل في هالمسعى كله. نحن جالسين على عمق ميل تحت الأرض، محاطين بزنون سائل نظيف بشكل لا يصدق، ندوّر على شي غير مرئي يشكل معظم الكون.

الكون غريب، ومع ذلك ن продолжа محاولتنا فهمه.

سواء الـ LZ شافت المادة المظلمة فعلاً أو لا — هذا يبقى يتبيّن. بس الحين عندنا إشارة صغيرة غامضة جعلت الفيزيائيين حول العالم يراقبون باهتمام شديد.

ابقَ فضولي، يا صديقي. الكون دائماً عنده مفاجآت أكثر في جعبته.