|
شبكة النبأ: طور علماء في مشروع
المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية (سيرن) في جنيف كاشفا للجسيمات مصمم
للبحث في الفضاء عن "المادة المعتمة" ومضاد المادة ويتوقع توصيله
بالمحطة الفضائية الدولية في فبراير شباط.
وفيما يلي بعض المصطلحات العلمية المرتبطة بالابحاث المزمع اجراؤها
خلال الاعوام العشرين المقبلة.
- مضاد المادة .. يقول العلماء ان "الانفجار العظيم" الذي تكون منه
الكون قبل 13.7 مليار سنة لا بد أنه نتجت عنه كميات متساوية من المادة
وضدها أي مضاد المادة. وما حدث لمضاد المادة هو أحد أكثر اسرار علم
الفيزياء غموضا حيث لم يعثر على شيء يذكر منه في الكون المعروف. وتفني
المادة ومضاد المادة أحدهما الاخر عند التقائهما لتنتج طاقة.
- مضاد الكون .. افترض بعض الباحثين وكتاب الخيال العلمي أن مضاد
المادة أنشأ كونا منفصلا وموازيا لكنه مضادا وأنه موجود على حافة الكون
المعروف وأنه صورة طبق الاصل منه ومن كل ما فيه بما في ذلك الحياة.
- المادة .. ما يتكون منه الكون ويمكن رؤيته سواء بالعين المجردة أو
باستخدام المجاهر أو المناظير المقربة لان الضوء ينبعث منه أو ينعكس
عليه. ويقول العلماء انه يمثل أقل من خمسة في المئة من محتوى الكون.
- المادة المعتمة .. مادة كونية لا يمكن رؤيتها لانها لا ينبعث منها
أي ضوء. وعلى أساس منحنيات لا يمكن تفسيرها لمسارات النجوم والمجرات في
حركتها في الفضاء يحسب علماء الفيزياء الفلكية أنها لا بد تمثل نحو 23
في المئة من كتلة الكون المعروف.
- الطاقة المعتمة .. لا يعرف علماء الكون عنها شيئا يذكر شأنها شأن
المادة المعتمة. ويقدرون أنها تمثل 72 في المئة من الكون. ويعتقد
معظمهم أنها شكل من اشكال المادة له جاذبية عكسية تطرد المادة التي
تقترب منها. ويرى العلماء أن ذلك هو ما يحرك الكون للاتساع ويزيد تباعد
النجوم والكواكب والمجرات بعضها عن بعض.
- الاشعة الكونية .. هناك نوعان من الاشعة الكونية.. أشعة ضوئية
كونية محايدة من الفضاء أمكن دراستها وقياسها منذ الستينات وأشعة كونية
ذات طاقة عالية للغاية أو مشحونة لا يمكن دراستها في الارض لانها تمتص
بمجرد دخولها الغلاف الجوي. ويعتقد العلماء انها تنتج عن انفجارات
نجمية ضخمة في عمق الفضاء.
الكون المضاد
فيما قال علماء في الفيزياء ان كاشفا ضخما للجسيمات سيوضع على متن
المحطة الفضائية الدولية العام المقبل يحتمل أن يعثر على دليل على وجود
الكون المضاد الذي يكثر الحديث عنه في قصص الخيال العلمي.
وبينما كان يجري وضع مقياس الطيف المغناطيسي ألفا الذي يبلغ وزنه
8.5 طن على متن طائرة شحن تابعة لسلاح الجو الامريكي بمطار جنيف قال
العلماء ان برنامج الابحاث الذي سيستمر 20 عاما سيكون خطوة عملاقة الى
الامام نحو فهم الكون.
وقال العالم الامريكي صامويل تينج الفائز بجائزة توبل خلال مؤتمر
صحفي "اذا كان يوجد كون مضاد ربما هناك بعد حافة كوننا فيحتمل جدا أن
يتمكن كاشفنا الموجود في الفضاء من جلب علامات على وجوده. الكون هو
المختبر النهائي."
وتينج البالغ من العمر 73 عاما والاستاذ بمعهد ماساتشوستس
للتكنولوجيا هو الباحث الرئيسي في المشروع الذي يشارك فيه زهاء 500
عالم وفني في أنحاء العالم.
ويقول علماء الكون ان المادة ومضاد المادة اللذين يفني أحدهما الاخر
عند التقائهما لتنتج عن ذلك طاقة لا بد أن الانفجار العظيم أوجدهما
بكميات متساوية قبل 13.7 مليار سنة. لكن الكون الذي نتج تغلب المادة
على تكوينه. بحسب رويترز.
ويأمل العلماء أن يكتشف مقياس الطيف المغناطيسي ألفا أدلة توضح ما
حدث لمضاد المادة وما اذا كانت ثمة أماكن أخرى مكونة بالكامل تقريبا من
مضاد المادة موجودة على حافة الكون المعروف ومطابقة لكوننا ولكل ما فيه
بما في ذلك الحياة بشكل معاكس.
والهدف الرئيسي للكاشف المزود بمغناطيس فائق القوة في قلبه هو البحث
عن المادة "المعتمة" الغامضة غير المرئية التي تكون مع الطاقة المعتمة
قرابة 95 في المئة من الكون المعروف.
ويأمل العلماء أيضا أن يتمكن مقياس الطيف المغناطيسي ألفا من تقديم
معلومات تفصيلية عن الاشعة الكونية المشحونة بالطاقة وهو مجال للبحث لم
يتم سبر أغواره ولا يمكن استكشافه الا في الفضاء.
لكنه ربما يجيب على أسئلة لم تحظ باجابات بعد.
وقال روبرتو باتيستون عالم الفيزياء الايطالي وعضو الفريق "قد يكشف
عن مفاجآت عديدة. لم نكن قط أكثر ادراكا لجهلنا فنحن نعلم أننا لا نعرف
شيئا عما يتكون منه كل شيء ما عدا خمسة في المئة من كوننا."
وقال جون ايليس عالم الفيزياء الافتراضية البريطاني الذي يصفه تينج
بأنه الاب الروحي لفكرة المشروع انه كان دائما يسعى "للتفكير في أمور
ليبحث عنها الذين يجرون التجارب ويأمل أن يكتشفوا أمرا اخر."
وستنقل الطائرة الامريكية طراز سوبر جالاكسي مقياس الطيف المغناطيسي
ألفا الى مركز كنيدي لابحاث الفضاء في فلوريدا لاخضاعة لمزيد من الفحوص.
وسيوضع في فبراير شباط على متن مكوك فضائي وينقل الى المحطة
الفضائية في رحلة خاصة وافق عليها الكونجرس الامريكي في أعقاب مساع
حثيثة لتينج وزملائه.
ومقياس الطيف المغناطيسي ألفا طوره الفريق المتعدد الجنسيات الذي
يعمل في المنظمة الاوروبية للابحاث النووية (سيرن) بالقرب من جنيف
والذي يسعى من خلال مصادم الهدرونات الكبير الذي طوره الى كشف أسرار
أخرى تتعلق بالكون.
وتمول 16 دولة معظمها في أوروبا ومنها ايضا الولايات المتحدة والصين
مقياس الطيف المغناطيسي ألفا الذي تقدر تكاليفه حاليا بنحو ملياري
دولار.
انفجار نجمي
الى ذلك ذكر المرصد الأوروبي بمدينة جارشينغ جنوب ألمانيا أن المادة
الناتجة عن انفجار نجم "سوبرنوفا 1987 ايه"، المعروف بالمستعر الأعظم
تتحرك بسرعة مئة مليون كيلومتر في الساعة خارج النجم وأن هذه السرعة
تعادل عشر سرعة الضوء.
ورغم هذه السرعة الهائلة إلا أن مادة النجم المنفجر تحتاج لعشر
سنوات للوصول إلى حلقة الغاز والأتربة المحيطة بالنجم، تلك الحلقة التي
يعود أصلها أيضا للنجم نفسه حسب المرصد.
وأوضحت كارولين ليفكه المشاركة في هذا المشروع البحثي في المرصد
الأوروبي بالقول:؟لفظ النجم قبل الانفجار بوقت طويل سحبا صغيرة انتشرت
في الفضاء مثل حلقات دخانية".
ويعتبر الـ"سوبرنوفا" انفجارا لنجم كبير في نهاية مراحل تطوره والتي
يفقد النجم خلالها الكثير من كتلته وفي الوقت ذاته يضيء بشكل شديد
السطوع .
ولا تنبعث المادة التي بداخل السوبرنوفا 1987 ايه بشكل متساو في
جميع الاتجاهات بل تفضل جهة بعينها حسبما أشارت كارينا كيير رئيسة
الفريق العلمي في هذا المشروع والتي أكدت أن ذلك مؤشر على حدوث
اضطرابات كبيرة أثناء الانفجار ويؤكد تنبؤات نماذج بعض البرامج
الحاسوبية بشكل الانفجار.
واكتشف الباحثون هذا الانفجار العظيم عام 1987 وكان أول انفجار نجمي
يمكن رؤيته من الأرض بالعين المجردة منذ 383 عاما. ووقع الانفجار في
سحابة مجرة ماجلان الكبرى وهي مجرة قريبة من درب التبانة.
اكتشاف كوكبين ضخمين
كما قال علماء فلك أميركيون إنهم اكتشفوا كوكبين ضخمين حول نجم بعيد
يقومان بشيء غير متوقع وهو "الرقص" معاً.
وأضاف العلماء في دراسة نشرت في دورية علم الفلك إن معظم الكواكب ُتبقي
على مسافة بينها وتدور حول النجم نفسه كما هو الحال بالنسبة إلى النظام
الشمسي كي لا يتأثر الواحد فيها بجاذبية الآخر .
وقال العلماء في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا في باسادينا انهم
وجدوا كوكبين غازيين عملاقين يدوران حول بعضهما في "رقصة كونية" غير
متوقعة. وقال عالم الفلك جون جونسون "ظهر هذان الزوجان من الكواكب
الجديدة بشكل غير متوقع".
وأضاف "إن النظام الكوكبي الذي فيه كواكب ضخمة وقريبة من بعضها قد
تدمر بسرعة لو أنها لا ترقص بشكل متزامن".
وقال إن الأمر المثير للدهشة هو كيفية توصل هذه الكواكب الضخمة إلى
الإيقاع المطلوب، مشيراً إلى أن قوة الجاذبية بين الكوكبين هي 700 مرة
أكثر مما هي ما بين الأرض والقمر والتي تجعل الأمواج ترتفع وتهبط.
حياة متحجرة على المريخ
من جانب آخر حدد باحثون صخوراً على كوكب المريخ قالوا إنها قد تحتوي
على بقايا متحجرة لمعالم الحياة الأولى على الكوكب.
وذكرت هيئة الإذاعة البريطانية "بي بي سي" أن العلماء الذين نشروا
دراستهم في دورية "رسائل الأرض وعلوم الكواكب" قالوا إن الاكتشاف هو في
صخور "نيلي فوساي" التاريخية.
وأظهرت الأبحاث أن هذا الجزء من المريخ يشبه إلى حد ما منطقة في
استراليا تم العثور فيها على أقدم أدلة لمعالم الحياة حيث دفنت وحفظت
بشكل معدني.
ويعتقد العلماء في معهد "البحث عن الحياة الذكية خارج الأرض" في
كاليفورنيا إن العملية الحرارية- المائية التي حفظت معالم الحياة على
الأرض قد حصلت أيضاً في صخور نيلي فوساي على المريخ.
ويبلغ عمر الصخور 4 مليارات سنة ما يعني أنها موجودة منذ نحو ثلاثة
أرباع عمر كوكب المريخ. ونقلت "بي بي سي" عن الباحث أدريان براون إن
موقع بيلبارا في استراليا رائع جداً "إنه جزء من الأرض تمكن من الصمود
على السطح لحوالي 3.5 مليار سنة، أي حوالي ثلاثة أرباع تاريخ الأرض"،
وهو يشرح قليلاً ما حصل على الأرض في مراحلها الأولى.
ويقول العلماء إن بعض أشكال الميكروبات سببت بعض الاشكال المميزة في
صخور بيلبارا، وقال براون "سببت الحياة هذه الأشكال، يمكننا أن نعرف
ذلك لأن الحياة وحدها تستطيع التسبب بهذه الاشكال، ولا تستطيع أي عملية
جيولوجية ذلك".
نظم شمسية جديدة
في سياق متصل منذ أكثر من عام، كان مسبار الفضاء "كيبلر" يمشط
الفضاء اشاسع المترامي بحثاً عن كواكب شبيهة بكوكبنا الأزرق.. الأرض،
ولكن هل نجح في العثور على "أرض" جديدة؟
العلماء في وكالة الفضاء الأمريكية "ناسا" سيشاركون العالم
معلوماتهم حول هذا الأمر، حيث يتوقع أن يطلعوهم على اكتشاف "أنظمة
شمسية مثيرة" جديدة في الفضاء قد تكون شبيهة بنظامنا الشمسي.
فمنذ إطلاقه في السادس من مارس/آذار عام 2009، سجل المسبار الفضائي
ما يبدو أنها "تقاطعات" صغيرة لأكثر من 150 ألف نجم.
هذه التقاطعات قد لا يكون لها معنى في علم الفلك، وقد تحمل معاني
كثيرة وتكون ذات أهمية كبيرة، ذلك أن طريقة عمل المسبار تقوم على أنه
إذا حدث وأن قاطع كوكب شمساً أو نجماً، بالمرور أمامها أو أمامه، فإن
نور النجم يخفت، وفي هذه الحالة، فإن "كيبلر" يعتبر هذا التقاطع وخفوت
ضوء النجم، كوكباً ماراً أو دائراً حول النجم.
في يونيو/حزيران، أعلنت ناسا أن المسبار كيبلر نجح في تحديد أكثر من
700 كوكب مرشحاً، بما في ذلك خمسة أنظمة كواكب يدور فيها أكثر من كوكب.
غير أن العلماء يحتاجون إلى إجراء مزيد من الدراسات والأبحاث لقطع
الشك باليقين والتأكد من أن هذه "التقاطعات" عبارة عن كواكب مارة أو
دائرة حول النجوم، وليست نجوماً صغيرة أخرى.
وكان علماء ناسا قد قالوا سابقاً إن كيبلر قادر على رصد تغييرات
بسيطة في الضوء المنبعث من النجوم والكواكب، تدل العلماء على أن كوكباً
معيناً يملك غلافاً جوياً. بحسب السي ان ان.
وأكد رئيس فريق العلماء العاملين بمهمة كيبلر، ويليام بوروكي، أن "قدرة
التليسكوب على قياس الضوء وجمع المعلومات الخاصة عنه، ستمكن العلماء من
اكتشاف كواكب جديدة بحجم الأرض."
وتتضمن مهمة التليسكوب التي تمتد لثلاث سنوات ونصف، الحصول على
معلومات حول آلاف النجوم في مجرة درب التبانة التي ينتمي إليها كوكب
الأرض، للوصول إلى كواكب بحجم الكرة الأرضية ومدى انتشارها في الفضاء.
ميزانا فلكيا يزنون به الكواكب
على صعيد متصل نجح علماء الفلك في ألمانيا في تطوير نوع من الميزان
الفلكي لمعرفة أوزان كواكب المجموعة الشمسية بما فيها الأقمار والحلقات
التابعة باستخدام الإشارات الضوئية التي ترسلها أجرام سماوية مضيئة.
غير أن فريق الباحثين تحت إشراف البروفيسور ديفيد شامبيون بمعهد بون
لأبحاث الفلك الإشعاعي أشار في الدراسة التي نشرت نتائجها في مجلة "أستروفيزكال
جورنال" إلى أن الهدف الأصلي لهذه الطريقة هو تقصي آثار موجات الجاذبية
التي تنبأ بها ألبرت أينشتاين في نظرية النسبية والتي لم يثبت لها دليل
علمي مباشر حتى الآن على الرغم من الأبحاث العلمية التي أجريت عليها
على مدى عقود.
ويعتمد الباحثون في هذه الطريقة على التردد المنتظم بشكل هائل لنجوم
نترونية محددة وهي النجوم التي يطلق عليها الفلكيون اسم النجوم النباضة
أو المتغيرة وهي بقايا )جثث( نجوم خمدت وتدور بسرعة فائقة مما يجعلها
ترسل في الفضاء شعاعا ضوئيا في نطاق موجات الراديو، ثم تحوم هذه
الموجات فوق الأرض.
ويعتبر تردد أو إيقاع هذه النجوم النباضة مستقرا لدرجة تجعل من
الممكن ضبط عقارب الساعة عليها بشكل ما. غير أنه من غير الممكن قياس
هذا النبض الدقيق على الأرض بشكل مباشر لأن كوكب الأرض يقترب تارة
أثناء دورانه حول الشمس ويبتعد تارة أخرى "مما يشوش قياس منسوب الدوران
تماما كما يحدث مع مسافر بالقطار عندما يشعر بأن القطارات المقابلة
أقرب منه عما هي في الواقع" حسب أوضح الباحثون.
ولكي يعوض الباحثون هذه التبذبات فقد راقبوا ما يعرف بالنقطة
المركزية للنظام الشمسي وهي النقطة التي تدور حولها جميع الكواكب والتي
تكون فيها معدلات إشارات أشعة الراديو المنبعثة من النجوم النباضة
متساوية. ويمكن حساب ما يعرف بمركز الدوران للكواكب من خلال معرفة وقت
دوران جميع النجوم وكتلتها بما في ذلك الأقمار والحلقات التي تدور حول
الكواكب. ويعرف العلماء وقت دوران الكواكب على وجه الدقة.
وإذا لم تكن الكتلة معروفة بدقة يحدث تذبذب خاصة بمدة معينة مع وقت
دوران الكوكب المعني. فعلى سبيل المثال فإن تذبذا بطول 12 عاما يشير
إلى وقوع خطأ فيما يتعلق بالكتلة المستخدمة لنجم المشترى العملاق.
واعتمد الباحثون في هذه الدراسة على معلومات رصد فلكية لأربعة نجوم
نباضة وحددوا من خلالها كتلة كل من كوكب عطارد والزهرة والمريخ
والمشترى وزحل.
وبناء على ذلك قدر الباحثون كلتة المشترى وأقماره و حلقاته التابعة
بـ9547921. 0 من واحد من الألف من كتلة الشمس، أي مئتي ترليون طن،
وبذلك تكون دقة هذا الحساب أفضل من قياسات أخرى سابقة لمسبار "فوياجير"
و مسبار "بيونير" ولكنها أقل دقة من مسبار المشترى "جاليليو".
ولكن دقة هذا الميزان الفلكي قابلة للزيادة حسبما أكد الباحث
شامبيون الذي أضاف:؟يمكن للعلماء تحديد كتلة نظام المشترى بشكل أدق عن
تحديد مسبار فضائي وذلك من خلال الاعتماد على النجوم النباضة العشرين
لتي تم اكتشافها على مدى سبع سنوات".
كما أن طرقة النجوم النابضة تسمح بقياس إجمالي كتلة أحد الكواكب بما
في ذلك أية أقمار وحلقات تابعة لم يتم اكتشافها بعد. غير أن لميزان
الأجرام السماوية أهمية أخرى تماما وعن ذلك قال ميشائيل كرامر، مدير
معهد ماكس بلانك لعلم الفلك الإشعاعي:؟نحتاج نحن الفلكيين قياسات
النجوم النباضة الفلكية المتسلسلة زمنيا على وجه الدقة لتعقب موجات
الجاذبية كما تتنبأ بها نظرية النسبية العامة لأينشتاين.
وأوضح كرامر أن موجات الجاذبية تنشأ عندما يتغير مجال الجاذبية
ويحدث خلال بالزمان المكاني المذكور في نظرية النسبية. وحسب هذه
النظرية فإن الأرض تنتج موجات جاذبية أثناء دورانها في مسارها حول
الشمس. غير أنه من غير الممكن حاليا قياس هذه الظاهرة إلا عند وقوع
أحداث عظيمة مثل انصهار ثقبين أسودين.
وربما فتح التدليل على وجود موجات جاذبية أمام علماء الفلك نافذة
جديدة تماما في الكون يمكن من خلالها رصد صفات ونطاقات جديدة تماما
للفضاء.
كما أن العلماء يأملون في رصد موجات الجاذبية في إشارات النجوم
النباضة من خلال التذبذبات الخفيفة في التردد "ولكننا لن نستطيع
إثباتها إلا إذا استبعدنا جميع العناصر الممكنة للخطأ" حسبما أشار
كرامر الذي أضاف: أي أن علينا تصحيح التشويش الذي تسببه الكتلات
الخاطئة في معدلات الوميض في مركز الدوران للكواكب". |
