مكونات الفضاء الخارجي - بقلم الدكتور محمد القصاص - الأردن

مكونات الفضاء الخارجي

د. محمد القصاص

بقلم الدكتور محمد القصاص - الأردن

    قبل أن أبدأ بسرد محتويات هذا المقال ، فقد ارتأيت أن ألفت الانتباه إلى أن المقال سبق وإن نشر على صفحات وكالة عجلون الإخبارية ومواقع أخرى بتاريخ 11/5/2011 .
    وللأمانة الأدبية ، فإني أرجع الفضل في هذه الدراسات إلى قراءاتي في كتاب (الكون والثقوب السوداء – لرؤوف وصفي) ولزاما علي أن أرجع الفضل إلى أهله ، ونحن بتعقبنا للعلوم أيا كان نوعها ، فإن دوافعنا في ذلك ، هو تمكين أكبر شريحة من المطلعين المثقفين سواء أكانوا من ذوي الاختصاص أو الذين يودون أن يكون لهم في الزمن القادم بصمات على صفحات مضيئة الغاية منها تطوير الذات ، ولو على حساب نمط آخر من المعلومات ، وكل يتمنى أن يكون هو ذلك الشخص ، ولقد رأيت أن في توجهي نحو وجهة أخرى ليست لصيقة بكل أطياف المجتمع بمختلف اتجاهاتهم إلى حد كبير ، لأن لهذا الاتجاه رواده ، ولا نتوقع أن نخوض مع مثل هؤلاء جدالا مبنيا على سلبية أو عدم رغبة منهم التخلي عن النمط الثقافي الذي اعتادوا عليه . بل فلربما اطلعنا على شيء جديد يترشح من خلال تعليقاتهم أو بمقالات منفصلة حتى ، بحكم ما تنطوي عليه أفكارهم وعقلياتهم من معلومات وثقافة في مثل هذه المجالات ، وأنا أعلم يقينا بأن كتاب وكالة عجلون الإخبارية هم في غالبيتهم من ذوي الكفاءات والتخصصات العلمية المتميزة ، وعلى جانب كبير من العلم ، والدرجات العلمية .
    وأنا أعرف كما يعرف معي إخواني المطلعين ، بأن الفضاء هو عالم واسع ، أبعد من أن تستوعبه العقول العادية بل فإن كل حديث يتناول علم الفضاء والفلك والكون ، يبدو وكأنه حديث عن الغيبيات التي يقف أمامها العقل في كثير من الأوقات حائرا ، لا يستطيع أن يصدق أو يكذب ما يقرأ أو يسمع أو يرى .
    فلو أردنا تفسير ما نص عليه قانون النظرية النسبية لإنشتاين ، أو أردنا توضيح ما تعنيه السنة الضوئية أو الثانية الضوئية لشخص ما ، فيجب أن يكون هذا الشخص ملما بما يعنيه الموضوع ، وحينما نتحدث عن أرقام خيالية لا يمكن إجراء حسابات دقيقة لها إلا بأجهزة حساب دقيقة خاصة بهذا النوع من العمليات الحسابية .
وما هو معلوم فإن (اينشتاين) هو صاحب النظرية النسبية التي تختص بعلم الضوء ، والتي تنصُّ على أن الضوء حينما ينبعث من مصدره يسير بخطوط منحنية وهذا ما يسمى بـ (انكسار الضوء) ، وإذا ما توافر لرحلة الضوء عنصرا الزمان والمكان الكافيين ، فإنه (أي الضوء) يعود إلى نقطة الانطلاق بزمن ومقياس محددين .
فإذا علمنا بأن الثانية الضوئية = (300.000) ثلاثمائة ألف ميل في الثانية ، فما بالك أخي القارئ بالحديث عن ملايين من السنوات الضوئية . فهل يمكننا تحويل هذه السنوات إلى ثواني ثم ضربها بالرقم المقابل للثانية الضوئية لنستدل بذلك على بعد أفلاك سابحة في الفضاء الخارجي عن كوكبنا ؟
    وإذا علمنا بأن كل هذه الكواكب تملك قوى هائلة تؤثر في الكون كله ، في شمسنا ، وفي حياتنا أيضا ، وما قوة الجذب الهائلة في الشمس والقمر والتي ينتج عنهما نظرية المدّ والجزء في البحار ، وهذا واقع ملموس يعرفه المختصون في دول الخليج العربي ، وتطرح هذه المقاييس يوميا في النشرات الجوية .
كنت ، قد طرحت في مقالي (الكون والثقوب السوداء ) عرضا دقيقا إلى حد ما عن طبيعة الكون والفضاء الخارجي والحقائق والفرضيات العلمية وبعض المفاهيم القصد منها هو فهم الكون برمته أو ما أمكنا أن نطلق عليه مسمى الفضاء الخارجي ، وقد نستزيد من خلال ما يصل إلينا من معلومات تنجم عن المتابعة الحثيثة والمستمرة في اكتشافات الفضاء الخارجي ، ومدى إمكانية تغلغل العلماء إلى حد أبعد وأعمق مما وصلوا إليه حتى الآن من دراسات ومعلومات ، .
    ومن هذه المفاهيم .. الحجم .. والمسافات .. والكتل .. والجاذبية .. والخصائص الفيزيائية والكيمائية للمادة وتركيب المادة في أسسها الذرية .
    وقد خلصنا إلى أن هناك مصطلحات يجب أن يفهمها من يريد معرفة عن الكون والفضاء الخارجي ، ومن هذه المصطلحات :
المجموعة الشمسية :
    إن سير كواكب مجموعتنا الشمسية في أفلاكها ، دراما من أعظم الدرامات المعروفة للبشر وتمثل هذه الدراما بصفة مستمرة أمام أعيننا ، وتقوم فيها الشمس بالدور الرئيسي بينما تقوم الكواكب التسعة – ومن بينها أرضنا – بمجرد أدوار مساعدة .
الشمس والحياة :
    دون الشمس تبرد الأرض وتتجمد وتنعدم الحياة عليها ، ولا شك أن ما يجعل للشمس هذه الأهمية الفريدة المرتبطة بإشاعة الحياة على الأرض ، هو تلك النسبة المعينة من طاقة الشمس التي تصل إلى الأرض ، ومن هذه النسبة الضئيلة من الضوء والحرارة التي تستقبلها الأرض من الشمس ، يسير موكب الحياة .
الكون والثقوب السوداء :
    ولقد اتضح لعلماء الفلك أن بعض الكويكبات تعكس ضوءا شديدا ، لا يتناسب مع أحجامها بدرجة اعتقدوا معها ، بأنها مغطاة بطبقة من الجليد ، بينما شوهدت أخرى تعكس ضوءا خافتا ، مما دعاهم إلى الاعتقاد بأن سطوحها تتكون من صخور مسامية لا تعكس الإضاءة ، أو أنها على درجة من الوعورة بحيث لا تعكس سطوحها في الاتجاهات المناسبة .
    ويتساءل علماء الفلك أيضا ، .. كيف تكونت هذه الأقزام ا لفضائية ؟ تقول نظرية حديثة ، بأن هذه الأجسام الفضائية الصغيرة ما هي إلا فتات لكوكب هائل انفجر ، فهي تفترض أن كوكبا كان موجودا بين كوكبي المريخ والمشتري ، وكان شبيها بهما ثم حدث انفجار – بسبب مجهول - أودى به وحطمه إلى قطع متناثرة أصبحت كويكبات تدور في شريط غير منتظم حول الشمس .
    ومهما يكن أصل هذه الأقزام السابحة في الفضاء ، فإننا نعلم القليل عن المادة التي تتكون منها ، ويغلب أنها تتكون من نفس المادة التي يتكون منها كوكب الأرض .. فما هي إلا قطع من الصخر والمعادن المختلفة من كل الأحجام ، ولا يمكننا أن نقطع على وجه الدقة أي المعادن موجودة بها ، قبل أن نذهب إلى هناك ونكتشفها بأنفسنا.
علم الفلك الراديوي :
دراسة ضوء النجوم :
    كانت طبيعة الضوء سرا من الأسرار بالنسبة للفلكيين القدماء ، حتى جاء السير اسحق نيوتن واكتشف في عام 1666 أن شعاعا أبيض من الشمس يتحلل إلى عدة ألوان تكوِّن قوس قزح ذا الألوان الزاهية التي تتدرج من الأحمر إلى البرتقالي فالأصفر فالأخضر فالأزرق فالنيلي ثم البنفسجي ، ولقد تمكن نيوتن من أحداث قوس قزح في مختبره ، بأن أمرَّ شعاعا ضوئيا في منشور زجاجي ، فخرج الضوء وقد تفرق إلى هذه الألوان ، وتسمى مجموعة الألوان التي يتفرق إليها الضوء بالطيف المرئي (Visible Spectrum) ويفسر حدوث هذا الطيف بأن الضوء القادم عن الشمس مثلا أو عن أي مصدر ضوئي آخر ، يتكون من الموجات ذات الترددات المختلفة (أي عند الذبذبات الحادثة في الثانية الواحدة) . وتسير هذه الترددات بسرعة واحدة في الفضاء ، ولكن تختلف سرعة كل منها عن الأخرى عندما تمرُّ في وسط أكثف من الهواء فتتكسر وتخرج في مجموعات طبقا لتردداتها ، وتردد الموجة هو في الحقيقة الذي يحدث في العين الإحساس بالألوان.
الكون والثقوب السوداء :
    ولقد تطورت طرق قياس الطول الموجي ، ومن ثم الترددات للأضواء المنبعثة من المصادر المختلفة بواسطة جهاز المطياف أو جهاز التحليل الطيفي (Spectroscope)، فقط وجد أن العناصر عندما تتوهج وهي في حالتها الغازية ، تبعث بإشعاعات تتركب من مجموعات محددة من الترددات مميزة لها، ولكل عنصر تردداته الخاصة به ، وقد هيأت هذه الظاهرة طريقة سهلة ودقيقة للتعرف على النجوم ، التي نجهل تركيبها والتي تبعد عنا مسافات شاسعة في الفضاء ، فالضوء ليس رسولا ينقل لنا الصورة العامة للأشياء ، كما نتوقع منه ، فحسب بل انه ينقل إلينا أيضا تفصيلات تركيبها وحركاتها، قد لاحظ العالم الألماني (فراون هوفر ) عام 1814 ، أن ثمة خطوطا سوداء في طيف الشمس واتضح له أن معنى هذه الخطوط هو عناصر معينة في جو الشمس قد امتصت الضوء من الطيف ، وبسبب ذلك ظهرت هذه الخطوط السوداء ، وبتحديد مواقع تلك الخطوط من الطيف كله ، أمكن تعيين الأطوال الموجية للأضواء التي اختفت من طيف ضوء الشمس أثناء رحلته من سطحها إلى الأرض ، ووجد ف (فراون هوفر) أنها مطابقة للأطوال الموجية للأضواء التي تبعث بها أبخرة عناصر من تلك المعروفة على الأرض ، وبذلك أمكن معرفة العناصر الموجودة في جو الشمس .
    وهكذا ، وللمرة الأولى ، لم تعد النجوم مجرد نقط صغيرة متوهجة من الضوء ، بل أجراما سماوية لها ميزاتها التي تنفرد بها ، ومع ازدياد كفاءة الأدوات المستخدمة في تحليل الضوء ، أصبح علم التحليل الطيفي فرعا لا غنى عنه من فروع الفلك ، وقد بنيت على اكتشافات الفرع العديد من النظريات الحديثة عن الكون .
ومن دراسة أطياف الأضواء الصادرة عن النجوم ، استطاع علماء الفلك أن يتنبهوا أنها تحوي نفس العناصر المعروفة لنا على الأرض ، كالحديد و الكالسيوم والماغنيسيوم والأوكسجين والهيدروجين والصوديوم .. الخ .
طاقة من أعماق الفضاء :
    إن تطور مفاهيم الإنسان عن الكون قد حدث ببطء شديد خلال تتابع السنين ، كان الطفل يتعثر في خطاه ، والدرس كان عسيرا ، فالفضاء يكشف عن أسراره بتقتير شديد ، فلا يزال المعروف عن النجوم أقل بكثير مما يرغب العلماء ، ومهما يكن الغموض الذي جابه علماء الفلك فهناك أجسام كونية غريبة ما زالت تحيرهم ، أكثر من غيرها ، مثل الكوزارات أو أشباه النجوم .
    وعندما قام علماء الفلك - أثناء دراستهم للكون – بتحليل أضواء المجرات المجاورة لنا نسبيا ، وجدوا أن لها أطياف امتصاص ، أي مجموعات من الخطوط السوداء (خطوط فراون هوفر) الناجمة عن مختلف العناصر التي تحتويها . وكانت هذه الأطياف شبيهة بأطياف الشمس والنجوم القريبة ، وهنا يدل على انتظام وتجانس أكيد في المادة ، ليس على مستوى المجرات فحسب ، بل بالنسبة للكون جميعا .
    في عام 1929 لا حظ العالم الفيزيائي (إدوين هوبل Edwin Hobble -) أمرا عجبا ، فقد ظهرت له خطوط أطياف المجرات البعيدة منزاحة نحو اللون الأحمر من الطيف ، بشكل منظم ودائم ، وكذلك ازدادت كل أطوال أمواج الإشعاعات ، وكانت هذه الزيادة أكبر كما كان بعد المجرة عنا أكثر .
    وقام العالم (هوبل) بدراسة أكثر من مائة وخمسين مجرة وتبين له أن ثمة قانونا يمكن استنباطه من هذه الدراسة ، وهو أن إزاحة خطوط الطيف نحو اللون الأحمر يتناسب طرديا مع بعد المجرة. وبعد تجارب عديدة ، اتضح للعلماء أنه كما تنخفض طبقة الصوت عندما يبتعد مصدره ، كذلك ينبغي تفسير إزاحة الخطوط الطيفية نحو الأمواج الطويلة (الأحمر) ، بأن المصدر أي المجرة تبتعد عنا.
ما هو الضوء ؟؟؟
    إن الضوء هو شكل من أشكال الطاقة ، (Energy) وجزء من الأشعة الكهرومغناطيسية ، وهو يتكون من وحدات يطلق عليها الفوتونات (Photons) وكل منها تحتوي على نبضة طاقة . وتختلف كمية الطاقة حسب طبيعة الفوتون ، فالفوتون الخاص بالأشعة السينية له من الطاقة ما يساوي تريليون (مليون مليون) مرة ، قدّر فوتون موجات الراديو ، أن الإشعاع يتكون من وحدات فردية يطلق عليها اسم "كم" (Quanturn) أو الفوتون ، وإذا ما تجمع عدد كاف منها فإنها ترتب نفسها في شكل موجي . وموجة كل نمط من الإشعاعات لها طول خاص لها ، ومن ثم فإننا نتعرف على الإشعاع بأطول موجاته ، فمثلا الإشعاعات ذات الموجات الطويلة (من بضعة الآف من الأمتار إلى نحو عشرة سنتيمتر ) هي الموجات الراديوية (Radio Waves) ، أما الإشعاعات التي تبلغ أطوال موجاتها (من عشر سنتيمتر إلى ثمانية أجزاء من مائة ألف جزء من السنتيمتر) هي الضوء المرئي (Visible Light). وتشمل الأشعة فوق البنفسجية (Ultraviolet) ، تلك الإشعاعات التي تبلغ أطول موجاتها (من أربعة من مائة ألف إلى واحد من مليون من السنتيمتر). ويأتي بعد ذلك مدى الأشعة السينية أو أشعة إكس (X Rays) (من واحد من مليون إلى واحد من ألف مليون من السنتيمتر) والأشعة التالية لذلك في قصر الموجة هي المعروفة باسم أشعة جاما (Gamma Rays) وتقل طول موجاتها عن واحد من ألف مليون من السنتيمتر . ومما هو جدير بالملاحظة أن طول الموجة ، يتناسب عكسيا مع ترددها أي أن الموجات ذات التردد العالي تكون أطوالها قصيرة والعكس صحيح. كما أنه كلما قصر طول الموجة ، زاد نشاط وحداتها (أي الفوتونات) ، وهذا هو السبب في أن أشعة جاما والأشعة السينية وحتى الأشعة فوق البنفسجية شديدة الإتلاف لأنسجة الكائنات الحية ، في حين أن الأشعة الراديوية (طويلة الموجة) لا تؤذيها إطلاقا .
    ويمكن تلخيص الموجات وأطوالها فيما يلي : فمن خلال التجارب يلاحظ أن الضوء المرئي يمثل جزءا يسيرا جدا من مدى الأشعة الكهرومغناطيسية بين موجات الراديو وأشعة جاما ، أي أنه من بين هذا المدى الواسع في طول الموجات ، من الموجات الراديوية إلى أشعة جاما ، لا تتأثر حاسة البصر عند الإنسان إلا بشريط ضيق جدا .
سر الطيف العجيب :
    ما دامت المسافات الهائلة التي تفصل بين النجوم تعد بآلاف الملايين من الكيلومترات ، فإن سرعات تحركها قد تصل إلى مئات الكيلومترات في الثانية الواحدة . ولقد تدخل علم الفلك الحديث في قياس سرعات النجوم بدقة بلغت حدا كبيرا لا يتجاوز الجزء البسيط من الكيلومتر في الثانية ، وذلك باستخدام أطياف الضوء الصادر من كل نجم.
عالم من الضياء ، بين الخيال ... والحقيقة :
    كانت السماء بالنسبة للإنسان القديم عبارة عن قبة هائلة مصاغة من أنقى أنواع البللور ، يضفي عليها ضوء النهار لونا أزرقا ، وتتركها ظلمة الليل في سواد حالك ، وعندما يأتي الليل كانت هذه القبة السوداء تزدان بنقط عديدة مضيئة متلألئة كالماس ، هي النجوم . وكان الإنسان في باديء الأمر ، يفسر النجوم البعيدة الغامضة ، بالشِّعر والأساطير ، ويبدو أن الإنسان قام بتتبع الحركات الظاهرية للنجوم ، قبل أن يكون هناك أي فهم حقيقي لطبيعتها ، ولا بد أن النجوم كانت من أوائل الأشياء في الطبيعة التي جعلت الإنسان القديم يبدأ التفكير ، فيما وراء الطبيعة من أسرار . ولقد جعل منه هذا التأمل في الكون ، خلال بعض لحظات حياته البشرية قصَّاصاً وشاعراً وفيلسوفا وعالما . ولكن ماذا يقول العلم عن النجوم ؟
    النجوم أجرام سماوية كروية أو شبه كروية الشكل (Spheroid) متوهجة شديدة الحرارة ، ومن ثم فهي مشعة للضوء أو بالأحرى لجميع إشعاعات الطيف الكهرومغناطيسي . وتتكون النجوم غالبا من غازي الهيدروجين والهليوم ، وعندما يصدر منها الضوء يصل إلينا فنراها لامعة في أثناء ليل الأرض المظلم ، كما توجد طاقة هائلة تنتج عن الأتون المستعر داخل النجم ، وهذه الطاقة تنشأ نتيجة تفاعلات نووية ذرية ، وعن طريق ما تتركه هذه التفاعلات من بصمات على ضوء النجوم – أطيافها – بالاستماع إلى النبضات التي تصدرها ، نستطيع أن نعرف كل المعلومات عن النجوم ، وحيث أن خطوة طيف العناصر يمكن تشبيهها بالبصمات ، التي نستطيع أن نميز بها إنسانا عن إنسان آخر ، وكما أنه لا يوجد شخصان لهما نفس البصمات ، كذلك لا يوجد عنصران في الطبيعة لهما نفس خطوط الطيف .
    وتبدو النجوم لمن ينظر إليها بالعين المجردة ذات ألوان مختلفة : منها الأبيض ناصع البياض ، ومنها الأصفر والأحمر والأزرق . وسبب اختلاف اللون هو اختلاف درجة حرارة النجم نفسه ، وذلك استدل من اللون على درجة الحرارة لسطح النجم . وأقل النجوم حرارة ذات اللون الأحمر ، ثم تليها النجوم ذات اللون الأصفر ، ثم ذات اللون الأبيض ، وأخيرا ذات اللون الأزرق . ولقد ثبت أن بعض هذه النجوم يتغير لونها مع الوقت ، وحسب مكانها في سلم التطور ، من ميلادها إلى فنائها . وتعتبر النجوم الوحدات الأساسية بين الأجرام الفضائية وخير مثال للنجوم .. الشمس ، التي نراها كل يوم ، والتي نستمد منها مقومات حياتنا .
    وختاما .. فإني أشعر بالسعادة مثلي في ذلك مثل بقية الزملاء الكتاب، حينما أسعى لتقديم أي شيء يستحقه القراء على صفحات عجلون الإخبارية ، كطرح جديد ، يمكن أن يتفاجأ به كثير من القراء ، وكأنهم يقرؤونه لأول مرة في حياتهم . وحينما أجد تجاوبا من قبل الأخوة الأعزاء الذين يكرسون جهدهم للإطلاع على كل ما هو جديد ، حينها أشعر بأنني قد حققت شيئا لهذا الوطن الغالي ، ولأبناء جلدتي هنا في عجلون ، أو في أماكن أخرى . والله ولي التوفيق ،،،،،،