المادة المفقودة والطريقة العلمية

فى الأسبوع الماضى، رحلت عن عالمنا عالِمة عظيمة، كانت لها مساهمة غاية فى الأهمية فى اكتشاف أن معظم المادة فى الكون فى صورة مفقودة، لا يمكن رصدها إلا من خلال تأثيرها وتجاذبها مع الأجسام الكونية التى نراها بالفعل. العالِمة كان اسمها فيرا روبن، وكان يتوقع الكثير من العلماء أن تصبح ثالث سيدة تحصل على جائزة نوبل فى الفيزياء، لكن هذا لم يحدث رغم الطبيعة الثورية لاكتشافها.. وفى إطار طبيعة اكتشافها وأهميته، أوضّح بعض أهم سمات الفكر العلمى، كما سأحاول أن أبين.
أما الطبيعة «الثورية» للكشف عن تلك «المادة المُظلِمة» فهى نابعة من أن هذه المادة لابد أن تكون مكونة من جسيمات جديدة لم يتم الكشف عنها بعد، وذلك لأن هناك حداً أقصى لكمية المادة التقليدية المعروفة، المكونة من البروتونات والنيوترونات والإلكترونات.. الكشف عن المادة المُظلمة ينذر إذن بثورة فى مجال فهمنا للجسيمات والمادة على أدق مستوى، ومن ثَمَّ ينذر بثورة فى فهمنا للعالم الطبيعى فى القرن الحادى والعشرين، لا تقل أهمية عن مثيلتها التى نشبت فى بداية القرن الماضى فيما يتعلق بالفيزياء النووية، مع اكتشاف مكونات نواة الذرة.. أو، فى المقابل، قد يتضح فى النهاية أنه ليس هناك أى مادة مفقودة، وأن قوانين الجاذبية لنيوتن وأينشتاين هى التى يجب مراجعتها، وهذا الاحتمال (الذى لا يرجحه معظم العلماء حاليا) هو بالفعل أكثر ثورية.
بالإضافة إلى تلك التداعيات المهمة، يعكس اكتشاف «روبن» أيضا بساطة وقوة الطريقة العلمية عندما تُطبق على أعلى مستوى، وما يندرج عن ذلك من بحث عن الحقيقة، حتى إذا كان المستنتج هكذا غير مألوف، ولا يسهل فهمه بالطرق التقليدية.
لكى نبدأ فى فهم اكتشاف «روبن» يمكن أولاً تخيل كرة فوسفورية مضيئة، مربوطة بخيط وتدور فى الظلام. لا يمكن رؤية الخيط لكن يمكن استنتاج وجوده من حركة الكرة الدائرية. بنفس المنطق يمكن استنتاج وجود مادة مظلمة فى المجرات إذا أخذنا نظرياتنا عن الجاذبية جديا، فالمجرات، وهى عبارة عن منظومات عملاقة، مكونة من آلاف الملايين من النجوم، مثل الشمس، تتماسك من خلال قوة الجاذبية، التى تزداد طرديا مع كتلة تلك النجوم. لكن ما اكتشفته «روبن» هو أن كتلة النجوم (بالإضافة إلى الغازات الكامنة فى المجرة) ليست كافية لشرح الحركة المرصودة، فحسب قوانين نيوتن وأينشتاين يجب أن تقل السرعة عند ضواحى المجرات، عندما تضعف الجاذبية.. أما «روبن» فوجدت أنها تظل ثابتة، وكأن شيئا خفيا يجذبها.
أما طريقة الرصد نفسها فكانت بسيطة جدا أيضا من حيث المبدأ، فربما يتذكر القارئ- من متابعة الأفلام القديمة- تغيُّر نبرة سارينة القطار عندما يكون متوجها نحو المُشاهد بالمقارنة بنبرة القطار المبتعد. هذا التغير، ويسمى ظاهرة «دوبلر»، ناتج عن انكماش موجات الصوت فى اتجاه الحركة وتمددها فى الاتجاه المعاكس. شىء مشابه يحدث فى حالة الضوء (لكن يُلاحَظ على أعلى)، حيث يتغير التردد، ومن ثَمَّ اللون، فيميل إلى الاحمرار عند اقتراب المصدر، ويجنح نحو الأزرق عند الابتعاد. هذه هى الظاهرة التى استخدمتها «روبن» لمعرفة سرعة الأجسام فى المجرات، ومن ثَمَّ استنتاج ظاهرة المادة المظلمة ذات التداعيات واسعة النطاق.
سمة أخرى جعلت فيرا روبن عالِمة متميزة. لقد لاحظ نفس الظاهرة التى أدت للاكتشاف الثورى آخرون، لكن روبن أخذت نتائجها جديا، فلم تحاول طمس أو تجاهل النتائج غير المفهومة.. وذلك إلى حد كبير لأنها كانت واثقة فى دقة عملها والإتقان فيه، ومن ثَمَّ نبعت الجسارة الفكرية لسرد التداعيات.
فى قصة «روبن» والمادة المظلمة إذن بعض أهم أسس الطريقة العلمية: نظريات دقيقة يمكن منها استنتاج تنبؤات محددة (كنظريات نيوتن وأينشتاين)، ومن ثَمَّ من السهل اختبار صحتها من عدمه، إيجاد طرق تقنية مبنية على أسس علمية بسيطة (كظاهرة دوبلر فى حالة رصد السرعات فى المجرات) فى سبيل اختبار النظريات، أخذ النظريات ونتائج الاختبارات جديا، حتى إذا كانت الأخيرة فيها ما يتحدى ما أنتجه أعظم العلماء من أفكار، فلا سلطة تفوق المنطق الصارم والأدلة المستوحاة من معطيات الواقع.
فى هذا الإطار يجرى حاليا البحث عن الجسيمات المكونة للمادة المظلمة فى تجارب عدة ترمى للكشف المباشر عنها، وهناك محاولات أيضا لتخليقها فى «المصادم الكبير» التابع لمركز الأبحاث النووية الأوروبى، فإذا فشلت تلك المحاولات سيصبح الخيار الأكثر ثورية أكثر ترجيحا، وهو إعادة النظر فى نظريات نيوتن وأينشتاين للجاذبية. وكما أشرت، فإن معظم العلماء لا يجنحون لهذا الاختيار حاليا، جزئيا لأن العلم له أيضا طبيعة محافظة، ولا يجنح للخيار الأكثر ثورية إلا عندما يستنفد البدائل، وإلا انهارت النظريات مع كل رصد معملى جديد يصعب فهمه، وتصدعت عملية استيعاب المعرفة بطريقة منظمة.. لكن، فى النهاية، لا التواء على معطيات الواقع إذا فشل النهج المحافظ، وهذا أهم ما يفصل العلم عن الأسطورة، فنظريات الأخيرة قابلة لأكثر من تفسير وتأويل، وقد يصعب تفنيدها، لأنها فى النهاية لا تتنبأ بأشياء محددة عن الواقع المادى الملموس.