بروفيسورة الفيزياء
31-05-2013, 12:29
[FONT="Comic Sans MS"][I][COLOR="Blue"]شواطىء المحيط الكوني
الكون هو كل ما هو موجود وما وجد وما
سيوجد. وان أبسط تأمل لنا في الكون يحرك
مشاعرنا فتمر قشعريرة في العمود الفقري V ويخفت
الصوت ويسيطر إحساس بالدوار كما في تذكر
الأشياء البعيدة V أو السقوط من ارتفاع ما. فنحن
نعلم أننا نقترب من أعظم الأسرار.
إن حجم الكون وعمره خارج إدراك الإنسان
العادي. ففي مكان ما ب Q اتساع الفضاء وخلود
الزمن يضيع كوكبنا ا Fعروف بالأرض V وفي ا Fنظور
الكوني فإن كل الاهتمامات الإنسانية تبدو غير مهمة
بل بائسة ومع ذلك فان جنسنا البشري فتي
وفضولي وشجاع وواعد. وفي الفترة الأخيرة ا Fمتدة
عدة آلاف من السن Q استطعنا أن نصل إلى
اكتشافات مذهلة وغير متوقعة عن الكون ومكاننا
فيه V وهي اكتشافات يبعث تقديرها البهجة في
النفس. فهي تذكرنا أن الكائنات البشرية خلقت
لكي تفكر V وان الفهم متعة V وا Fعرفة شرط لاستمرار
الحياة. وعموما فأنا شخصيا أظن أن مستقبلنا
يعتمد على مدى معرفتنا بالكون الذي نعوم فيه
كذرة غبار في السماء.
تطلبت هذه الاكتشافات الشك والخيال معا.
1
20
الكون
فالخيال يحملنا غالبا إلى عوالم لم تكن موجودة قط V ولكننا لن نذهب دونه
إلى أي مكان. أما الشك فيمكننا من التمييز ب Q الزائف والحقيقي ومن
اختبار أفكارنا. والكون غني دون حدود بالحقائق الرائعة والعلاقات ا Fتبادلة
ا Fتقنة والوسائل الذكية لاكتشاف الأشياء التي تكتنفها الأسرار.
إن سطح الكرة الأرضية هو شاطئ المحيط الكوني ومنه تعلمنا أغلب ما
نعرفه Vومؤخرا نزلنا قليلا إلى البحر و ‚ا يكفي لتبليل أصابع أقدامنا فقط V
أو ر ‚ا وصلت ا Fاء إلى رسغ القدم. ولكن ا Fاء يبدو جذابا V والمحيط يدعونا
إليه وثمة جزء من كياننا يدرك أننا جئنا من هذا ا Fكان ونحن نشتاق إلى
العودة.
إن أبعاد الكون هي من الاتساع بحيث لا تجدي معها وحدات قياس
ا Fسافة العادية كا Fتر والكيلو متر التي تستخدم عادة في كرتنا الأرضية
وعوضا من ذلك فإننا نقيس ا Fسافة بسرعة الضوء. ففي ثانية واحدة
يقطع شعاع الضوء ١٨٦ ألف ميل أو ٣٠٠ ألف كيلومتر تقريبا V أي يدور حول
الكرة الأرضية سبع مرات ونصف ا Fرة V وهو يقطع ا Fسافة ب Q الشمس
والأرض في ثماني دقائق.
و yكننا القول إن الشمس تبعد عنا مسافة ثماني دقائق ضوئية V وفي
سنة واحدة V يقطع الضؤ نحو عشرة تريليونات (جمع تريليون وهو ألف
مليار) كيلومتر V أو زهاء ستة تريليونات ميل في الفضاء وهكذا فإن وحدة
الطول التي يقطعها الضوء في سنة واحدة V تدعى سنة ضوئية V وهي لا
تقيس الزمن V بل ا Fسافات أو بالأخرى ا Fسافات الكبيرة جدا.
والكرة الأرضية هي مكان لكنها ليست ا Fكان الوحيد بأي حال من
الأحوال وليست حتى ا Fكان النموذجي. ولا yكن لأي كوكب أو نجم أو
مجرة أن يكون œوذجيا لأن الكون فارغ في معظمه أما ا Fكان النموذجي
الوحيد فهو ا Fوجود في الفراغ الكوني البارد والواسع V وهو ذلك الليل
الأبدي في الفضاء الذي يفصل ب Q اﻟﻤﺠرات وهو مكان بالغ الغرابة ومقفر
oاما V تبدو الكواكب والنجوم واﻟﻤﺠرات اذا ما قورنت به نادرة جدا ورائعة.
واذا ما أدخلنا با Fصادفة في هذا الفضاء الكوني فان احتمال أن نجد
أنفسنا على أو قرب كوكب ما سيكون أقل من واحد في مليار تريليون
تريليون ( ١).
21
شواطىء المحيط الكونى
أي ٣٣١٠x١ أو الرقم ١ وعن yينه ٣٣ صفرا) وتعتبر هذه الأرقام لا صلة
لها بحياتنا اليومية. إنها لعوالم مهيبة.
ولو افترضنا أننا وقفنا عند نقطة عليا تسمح لنا بأوسع أفق للرؤية ب Q
اﻟﻤﺠرات فسوف نرى أجزاء متناثرة من الضوء تبدو كالزبد فوق أمواج
الفضاء V وبأعداد لا تحصى V وتلك هي اﻟﻤﺠرات التي يجول بعضها وحيدا
أو معزولا بينما يشكل أغلبها عناقيد مجمعة V تتحرك معا مندفعة إلى مالا
نهاية عبر الظلام الكوني الكبير ونرى أمامنا الكون في أكبر اتساع نعرفه V
فنحن الآن في عالم الغيم السد yي الذي يبعد عن الأرض ثمانية مليارات
سنة ضوئية V أي يقع في منتصف ا Fسافة إلى حافة الكون ا Fعروفة حاليا.
وتتألف اﻟﻤﺠرة من غاز وغبار ونجوم يبلغ عددها مليارات ا Fليارات. وكل
نجم منها yكن أن يكون شمسا لبعض الناس وتوجد في كل مجرة نجوم
وعوالم V ور ‚ا تنتشر فيها أسباب الحياة والكائنات الذكية والحضارات
التي تسافر عبر الفضاء. ولكن اﻟﻤﺠرة تذكرني من بعيد ‚جموعة من
الأشياء الرائعة كأصداف البحر V والأحجار ا Fرجانية وعجائب الطبيعة أو
منتجاتها على مر الدهور في المحيط الكوني.
يوجد مئة مليار ( ١١١٠ ) مجرة V وفي كل منها مئة مليار نجم في ا Fعدل V
وهكذا يوجد في كل اﻟﻤﺠرات عدد من النجوم يبلغ تقريبا ١١١٠X١١١٠ = V٢٢١٠
أو عشرة مليارات تريليون V ومع وجود هذا العدد الكبير جدا من النجوم فلا
هو احتمال أن يكون لنجم واحد منها وهو الشمس كوكب مسكون? و Fاذا
يجب أن نكون نحن-سكان الكرة الأرضية ا Fوجودين في زاوية منسية من
الكون-على هذا القدر من الحظ? يبدو لي أن ثمة احتمالا أكبر أن يكون
الكون زاخرا بالحياة ولكننا نحن البشر لا نعرف شيئا عن ذلك حتى الآن
وقد بدأنا توا في اكتشافاتنا من مسافة ثمانية مليارات سنة ضوئية يصعب
كثيرا أن نجد حتى عنقود أو مجموعة اﻟﻤﺠرات التي تنتمي إليها مجرتنا
ا Fعروفة بدرب اللبانة ( The Milky Way ) فما بالك اذا أردنا التفتيش من هذه
ا Fسافة الكبيرة عن الشمس أو عن الأرض. أن الكوكب الوحيد الذي نحن
متأكدون من كونه مسكونا هو تلك البقعة الصغيرة جدا من الصخور وا Fعادن
التي تشع بشكل خافت متأثرة بانعكاس ضوء الشمس عليها V والضائعة كليا
على هذه ا Fسافة..
22
الكون
ولكن رحلتنا تأخذنا الآن إلى ما يحب الفلكيون على الأرض أن يدعوه
»مجموعة اﻟﻤﺠرات المحلية « وهي oتد إلى بضعة ملاي Q من السن Q الضوئية V
وتتألف من نحو عشرين مجرة كاملة البنية وهي تشكل عنقودا متناثرا
ومظلما وبسيطا. تعرف إحدى هذه اﻟﻤﺠرات ب »م- V«٣١ وترى من الأرض في
مجموعة الأندروميدا ( Andromeda ) وهي تتألف شأنها شأن اﻟﻤﺠرات
الحلزونية الأخرى من حشد دائري هائل من النجوم ومن الغاز والغبار.
وللمجرة »م- «٣١ تابعان صغيران هما عبارة عن مجرت Q إهليليجت Q صغيرت Q
نسبيا V ترتبطان بها بوساطة الجاذبية V وذلك حسب القانون الفيزيائي الذي
yنع سقوطي عن الكرسي الذى أجلس عليه. فقوان Q الطبيعة هي ذاتها
في كل أنحاء الكون وقد أصبحنا الآن على مسافة مليوني سنة ضوئية فقط
من منزلنا الأرض.
وراء اﻟﻤﺠرة »م- V«٣١ توجد مجرة أخرى ™اثلة لها وهي مجرتنا التي
تدور أذرعها الحلزونية ببطء و ‚عدل مرة واحدة كل ربع مليار سنة. نحن
الآن على مسافة ٤٠ ألف سنة ضوئية من منزلنا ونجد أنفسنا في حالة
سقوط نحو ا Fركز الكثيف لدرب اللبانة V ولكن إذا رغبنا في العثور على
كرتنا الأرضية فيجب أن نغير مسارنا إلى الضواحي البعيدة ﻟﻤﺠرتنا أي إلى
تلك ا Fنطقة ا Fظلمة قرب حافة الذراع الحلزونية البعيدة.
ولكن الانطباع الذي يغمرنا كلية V حتى ونحن ب Q الأذرع الحلزونية مصدره
ذلك الحشد الهائل من النجوم التي oر بنا وهي تشع ذاتيا ومنها ما هو
رقيق كفقاعة الصابون لكنه كبير ويستطيع احتواء عشرة آلاف شمس أو
تريليون كرة أرضية ومنها ما هو بحجم بلدة صغيرة وأكثف ‚ائة تريليون
مرة من الرصاص. ومنها ما هو منعزل كالشمس ولأغلبها مرافقون
وا Fنظومات مزدوجة عادة تتألف كل منها من نجم Q يدور أحدهما حول
الآخر V لكن يوجد تدرج مستمر من ا Fنظومة الثلاثية النجوم حتى العنقود
أو اﻟﻤﺠموعة ا Fؤلفة من بضع عشرات من النجوم وانتهاء بالعناقيد أو
اﻟﻤﺠموعات الكروية الضخمة التي يوجد في كل منها مليون شمس ويكون
النجمان في بعض ا Fنظومات ا Fزدوجة قريب Q أحدهما من الآخر لدرجة
أنهما يكادان يتلامسان وتنتقل مواد كل منهما إلى الآخر.
ويكون هذان النجمان في أغلب ا Fنظومات ا Fزدوجة منفصل Q كما هو
23
شواطىء المحيط الكونى
كوكب ا Fشتري بالنسبة إلى شمسنا. هناك بعض النجوم كالسوبر نوفا ( ٢)
تكون ذات اضاءة تعادل اضاءة كل اﻟﻤﺠرة التي تحتويها كما أن ثمة نجوما
أخرى هي الثقوب السوداء وهي غير مرئية حتى من مسافة بضعة كيلو
مترات. وهناك أيضا بعض النجوم التي تضيء بشكل مستمر V وبعض آخر
يضيء بومضات تظهر وتختفي بوتيرة منتظمة. وكذلك فبعض النجوم يدور
بإناقة رائعة V والبعض الآخر يدور بسرعة وبشكل محموم يشوه شكله فيصبح
مفلطحا أو مسطحا عند القطب Q. وأغلب النجوم تنشر ضوءها بصورة
رئيسة بشكل موجات مرئية أو تحت الحمراء بينما تكون نجوم أخرى مصادر
متألقة للأشعة السينية ( X-Rays ) أو ا Fوجات اللاسلكية. وتكون النجوم
الزرقاء حارة وفتية والنجوم الصفراء تقليدية ومتوسطة العمر والنجوم
الحمراء معمرة وتعاني ا Fوت والنجوم الصغيرة البيضاء أو السوداء تعاني
الاحتضار أو هي في الرمق الأخير.
يتبعNT]
الكون هو كل ما هو موجود وما وجد وما
سيوجد. وان أبسط تأمل لنا في الكون يحرك
مشاعرنا فتمر قشعريرة في العمود الفقري V ويخفت
الصوت ويسيطر إحساس بالدوار كما في تذكر
الأشياء البعيدة V أو السقوط من ارتفاع ما. فنحن
نعلم أننا نقترب من أعظم الأسرار.
إن حجم الكون وعمره خارج إدراك الإنسان
العادي. ففي مكان ما ب Q اتساع الفضاء وخلود
الزمن يضيع كوكبنا ا Fعروف بالأرض V وفي ا Fنظور
الكوني فإن كل الاهتمامات الإنسانية تبدو غير مهمة
بل بائسة ومع ذلك فان جنسنا البشري فتي
وفضولي وشجاع وواعد. وفي الفترة الأخيرة ا Fمتدة
عدة آلاف من السن Q استطعنا أن نصل إلى
اكتشافات مذهلة وغير متوقعة عن الكون ومكاننا
فيه V وهي اكتشافات يبعث تقديرها البهجة في
النفس. فهي تذكرنا أن الكائنات البشرية خلقت
لكي تفكر V وان الفهم متعة V وا Fعرفة شرط لاستمرار
الحياة. وعموما فأنا شخصيا أظن أن مستقبلنا
يعتمد على مدى معرفتنا بالكون الذي نعوم فيه
كذرة غبار في السماء.
تطلبت هذه الاكتشافات الشك والخيال معا.
1
20
الكون
فالخيال يحملنا غالبا إلى عوالم لم تكن موجودة قط V ولكننا لن نذهب دونه
إلى أي مكان. أما الشك فيمكننا من التمييز ب Q الزائف والحقيقي ومن
اختبار أفكارنا. والكون غني دون حدود بالحقائق الرائعة والعلاقات ا Fتبادلة
ا Fتقنة والوسائل الذكية لاكتشاف الأشياء التي تكتنفها الأسرار.
إن سطح الكرة الأرضية هو شاطئ المحيط الكوني ومنه تعلمنا أغلب ما
نعرفه Vومؤخرا نزلنا قليلا إلى البحر و ‚ا يكفي لتبليل أصابع أقدامنا فقط V
أو ر ‚ا وصلت ا Fاء إلى رسغ القدم. ولكن ا Fاء يبدو جذابا V والمحيط يدعونا
إليه وثمة جزء من كياننا يدرك أننا جئنا من هذا ا Fكان ونحن نشتاق إلى
العودة.
إن أبعاد الكون هي من الاتساع بحيث لا تجدي معها وحدات قياس
ا Fسافة العادية كا Fتر والكيلو متر التي تستخدم عادة في كرتنا الأرضية
وعوضا من ذلك فإننا نقيس ا Fسافة بسرعة الضوء. ففي ثانية واحدة
يقطع شعاع الضوء ١٨٦ ألف ميل أو ٣٠٠ ألف كيلومتر تقريبا V أي يدور حول
الكرة الأرضية سبع مرات ونصف ا Fرة V وهو يقطع ا Fسافة ب Q الشمس
والأرض في ثماني دقائق.
و yكننا القول إن الشمس تبعد عنا مسافة ثماني دقائق ضوئية V وفي
سنة واحدة V يقطع الضؤ نحو عشرة تريليونات (جمع تريليون وهو ألف
مليار) كيلومتر V أو زهاء ستة تريليونات ميل في الفضاء وهكذا فإن وحدة
الطول التي يقطعها الضوء في سنة واحدة V تدعى سنة ضوئية V وهي لا
تقيس الزمن V بل ا Fسافات أو بالأخرى ا Fسافات الكبيرة جدا.
والكرة الأرضية هي مكان لكنها ليست ا Fكان الوحيد بأي حال من
الأحوال وليست حتى ا Fكان النموذجي. ولا yكن لأي كوكب أو نجم أو
مجرة أن يكون œوذجيا لأن الكون فارغ في معظمه أما ا Fكان النموذجي
الوحيد فهو ا Fوجود في الفراغ الكوني البارد والواسع V وهو ذلك الليل
الأبدي في الفضاء الذي يفصل ب Q اﻟﻤﺠرات وهو مكان بالغ الغرابة ومقفر
oاما V تبدو الكواكب والنجوم واﻟﻤﺠرات اذا ما قورنت به نادرة جدا ورائعة.
واذا ما أدخلنا با Fصادفة في هذا الفضاء الكوني فان احتمال أن نجد
أنفسنا على أو قرب كوكب ما سيكون أقل من واحد في مليار تريليون
تريليون ( ١).
21
شواطىء المحيط الكونى
أي ٣٣١٠x١ أو الرقم ١ وعن yينه ٣٣ صفرا) وتعتبر هذه الأرقام لا صلة
لها بحياتنا اليومية. إنها لعوالم مهيبة.
ولو افترضنا أننا وقفنا عند نقطة عليا تسمح لنا بأوسع أفق للرؤية ب Q
اﻟﻤﺠرات فسوف نرى أجزاء متناثرة من الضوء تبدو كالزبد فوق أمواج
الفضاء V وبأعداد لا تحصى V وتلك هي اﻟﻤﺠرات التي يجول بعضها وحيدا
أو معزولا بينما يشكل أغلبها عناقيد مجمعة V تتحرك معا مندفعة إلى مالا
نهاية عبر الظلام الكوني الكبير ونرى أمامنا الكون في أكبر اتساع نعرفه V
فنحن الآن في عالم الغيم السد yي الذي يبعد عن الأرض ثمانية مليارات
سنة ضوئية V أي يقع في منتصف ا Fسافة إلى حافة الكون ا Fعروفة حاليا.
وتتألف اﻟﻤﺠرة من غاز وغبار ونجوم يبلغ عددها مليارات ا Fليارات. وكل
نجم منها yكن أن يكون شمسا لبعض الناس وتوجد في كل مجرة نجوم
وعوالم V ور ‚ا تنتشر فيها أسباب الحياة والكائنات الذكية والحضارات
التي تسافر عبر الفضاء. ولكن اﻟﻤﺠرة تذكرني من بعيد ‚جموعة من
الأشياء الرائعة كأصداف البحر V والأحجار ا Fرجانية وعجائب الطبيعة أو
منتجاتها على مر الدهور في المحيط الكوني.
يوجد مئة مليار ( ١١١٠ ) مجرة V وفي كل منها مئة مليار نجم في ا Fعدل V
وهكذا يوجد في كل اﻟﻤﺠرات عدد من النجوم يبلغ تقريبا ١١١٠X١١١٠ = V٢٢١٠
أو عشرة مليارات تريليون V ومع وجود هذا العدد الكبير جدا من النجوم فلا
هو احتمال أن يكون لنجم واحد منها وهو الشمس كوكب مسكون? و Fاذا
يجب أن نكون نحن-سكان الكرة الأرضية ا Fوجودين في زاوية منسية من
الكون-على هذا القدر من الحظ? يبدو لي أن ثمة احتمالا أكبر أن يكون
الكون زاخرا بالحياة ولكننا نحن البشر لا نعرف شيئا عن ذلك حتى الآن
وقد بدأنا توا في اكتشافاتنا من مسافة ثمانية مليارات سنة ضوئية يصعب
كثيرا أن نجد حتى عنقود أو مجموعة اﻟﻤﺠرات التي تنتمي إليها مجرتنا
ا Fعروفة بدرب اللبانة ( The Milky Way ) فما بالك اذا أردنا التفتيش من هذه
ا Fسافة الكبيرة عن الشمس أو عن الأرض. أن الكوكب الوحيد الذي نحن
متأكدون من كونه مسكونا هو تلك البقعة الصغيرة جدا من الصخور وا Fعادن
التي تشع بشكل خافت متأثرة بانعكاس ضوء الشمس عليها V والضائعة كليا
على هذه ا Fسافة..
22
الكون
ولكن رحلتنا تأخذنا الآن إلى ما يحب الفلكيون على الأرض أن يدعوه
»مجموعة اﻟﻤﺠرات المحلية « وهي oتد إلى بضعة ملاي Q من السن Q الضوئية V
وتتألف من نحو عشرين مجرة كاملة البنية وهي تشكل عنقودا متناثرا
ومظلما وبسيطا. تعرف إحدى هذه اﻟﻤﺠرات ب »م- V«٣١ وترى من الأرض في
مجموعة الأندروميدا ( Andromeda ) وهي تتألف شأنها شأن اﻟﻤﺠرات
الحلزونية الأخرى من حشد دائري هائل من النجوم ومن الغاز والغبار.
وللمجرة »م- «٣١ تابعان صغيران هما عبارة عن مجرت Q إهليليجت Q صغيرت Q
نسبيا V ترتبطان بها بوساطة الجاذبية V وذلك حسب القانون الفيزيائي الذي
yنع سقوطي عن الكرسي الذى أجلس عليه. فقوان Q الطبيعة هي ذاتها
في كل أنحاء الكون وقد أصبحنا الآن على مسافة مليوني سنة ضوئية فقط
من منزلنا الأرض.
وراء اﻟﻤﺠرة »م- V«٣١ توجد مجرة أخرى ™اثلة لها وهي مجرتنا التي
تدور أذرعها الحلزونية ببطء و ‚عدل مرة واحدة كل ربع مليار سنة. نحن
الآن على مسافة ٤٠ ألف سنة ضوئية من منزلنا ونجد أنفسنا في حالة
سقوط نحو ا Fركز الكثيف لدرب اللبانة V ولكن إذا رغبنا في العثور على
كرتنا الأرضية فيجب أن نغير مسارنا إلى الضواحي البعيدة ﻟﻤﺠرتنا أي إلى
تلك ا Fنطقة ا Fظلمة قرب حافة الذراع الحلزونية البعيدة.
ولكن الانطباع الذي يغمرنا كلية V حتى ونحن ب Q الأذرع الحلزونية مصدره
ذلك الحشد الهائل من النجوم التي oر بنا وهي تشع ذاتيا ومنها ما هو
رقيق كفقاعة الصابون لكنه كبير ويستطيع احتواء عشرة آلاف شمس أو
تريليون كرة أرضية ومنها ما هو بحجم بلدة صغيرة وأكثف ‚ائة تريليون
مرة من الرصاص. ومنها ما هو منعزل كالشمس ولأغلبها مرافقون
وا Fنظومات مزدوجة عادة تتألف كل منها من نجم Q يدور أحدهما حول
الآخر V لكن يوجد تدرج مستمر من ا Fنظومة الثلاثية النجوم حتى العنقود
أو اﻟﻤﺠموعة ا Fؤلفة من بضع عشرات من النجوم وانتهاء بالعناقيد أو
اﻟﻤﺠموعات الكروية الضخمة التي يوجد في كل منها مليون شمس ويكون
النجمان في بعض ا Fنظومات ا Fزدوجة قريب Q أحدهما من الآخر لدرجة
أنهما يكادان يتلامسان وتنتقل مواد كل منهما إلى الآخر.
ويكون هذان النجمان في أغلب ا Fنظومات ا Fزدوجة منفصل Q كما هو
23
شواطىء المحيط الكونى
كوكب ا Fشتري بالنسبة إلى شمسنا. هناك بعض النجوم كالسوبر نوفا ( ٢)
تكون ذات اضاءة تعادل اضاءة كل اﻟﻤﺠرة التي تحتويها كما أن ثمة نجوما
أخرى هي الثقوب السوداء وهي غير مرئية حتى من مسافة بضعة كيلو
مترات. وهناك أيضا بعض النجوم التي تضيء بشكل مستمر V وبعض آخر
يضيء بومضات تظهر وتختفي بوتيرة منتظمة. وكذلك فبعض النجوم يدور
بإناقة رائعة V والبعض الآخر يدور بسرعة وبشكل محموم يشوه شكله فيصبح
مفلطحا أو مسطحا عند القطب Q. وأغلب النجوم تنشر ضوءها بصورة
رئيسة بشكل موجات مرئية أو تحت الحمراء بينما تكون نجوم أخرى مصادر
متألقة للأشعة السينية ( X-Rays ) أو ا Fوجات اللاسلكية. وتكون النجوم
الزرقاء حارة وفتية والنجوم الصفراء تقليدية ومتوسطة العمر والنجوم
الحمراء معمرة وتعاني ا Fوت والنجوم الصغيرة البيضاء أو السوداء تعاني
الاحتضار أو هي في الرمق الأخير.
يتبعNT]