أسرار الكون
تؤثر كل من المادة والإشعاع فى توازن وديناميكية وتطور
الكون وقد سيطر الإشعاع وساد الكون خلال سنوات عمره الأولى إذ أن المادة بسبب
الحرارة العالية جدا لم تكن قد تكونت بعد وإن المادة ظهرت فى الكون للمرة الأولى
بعد مرور ( 370000 عام ) من الانفجار العظيم ( Big Bang ) .
لقد كانت درجة الحرارة مناسبة لكى يجذب البروتون إلكترون
ليدور حوله مكونا ذرة الهيدروجين وهى أول مادة ظهرت فى الكون حيث تكونت النجوم فى
بداياتها من غاز الهيدروجين بعد ( 400 مليون عام ) وبعد مرور ( 13.75 مليار عام )
هى عمر الكون فإن المادة تسيطر على الكون مع دور ثانوى للإشعاع وإن التركيب
الحقيقى للمادة حيث أن جميع مادة الكون تتكون من مجموعة من الجسيمات الأولية الحقيقية
التى لا ترتيب داخليا لها والإلكترون الذى نعتمد على حركته وخصائصه أشهر الجسيمات
دون الذرية أما الإشعاع الكهرومغناطيسى الموجى الذى يمكن وصفه من خلال طاقته أو
تردده كضوء الشمس ويوجد الإشعاع الجسيمى الذى يمكن وصفه من خلال طاقته أو كتلته
كجسيمات ألفا وبيتا وجاما .
ويسلك الإشعاع سلوكا مزدوجا إذ يظهر على صورة موجة أو
على صورة جسيم وإن جسيم أشعة الضوء ( الأشعة الكهرومغناطيسية ) ( فوتون ) وعن طريق
افتراض مادة غريبة غير المادة المعروفة لفهم وتفسير سلوك النجوم والكون وعن طريق
افتراض نوعا غريبا من الطاقة يختلف عن الطاقة المستخدمة والتعامل معها .
قوة الجاذبية وحركة الكواكب :
تعتبر قوة الجاذبية ( Gravity ) والتى
أسسها ( نيوتن ) أقدم وأضعف قوى الكون ال ( 5 )
الجاذبية / الكهرومغناطيسية / النووية القوية / النووية الضعيفة / القوة
المضادة للجاذبية ولقد عجزت قوة الجاذبية عن تفسير حركة كوكب عطارد ( Mercury ) الأقرب من
الشمس وحركة كوكب أورانوس ( Uranus ) البعيد عنها وتمكن ( آينشتين
) من تفسير حركة كوكب عطارد بنظرية النسبية العامة فهى تطبق فى جميع الحالات أما
نظرية جاذبية نيوتن فهى خاصة وتطبق فى حالة الجاذبية الضعيفة وكوكب عطارد قريب جدا
من الشمس مما يجعل قوة جاذبيتها كبيرة نسبيا ولم تتمكن نظرية جاذبية نيوتن من تفسير
حركته أما مشكلة حركة كوكب أورانوس فعن طريق افتراض وجود كوكب آخر ( نبتون ) يؤثر
فى حركة أورانوس ويجعلها تشذ عن قانون الجاذبية .
ولقد تم حساب كتلة كوكب ( نبتون ) ( Neptune ) وبعده عن
الشمس فعن طريق رصد كوكب ( نبتون ) وهو أبعد الكواكب عن الشمس أما ( بلوتو )
البعيد فقد قرر اتحاد الفلك العالمى عام ( 2006 ) إخراجه من مجموعة الكواكب
الشمسية لأن مداره تقاطع مع مدار كوكب ( نبتون ) وأصبح بلوتو ( Pluto ) يعرف
بالكوكب القزم أو بمعنى آخر كويكب وكان الكوكب ( نبتون ) الكوكب الوحيد المكتشف
على أساس حسابات نظرية الجاذبية فعن طريق استخدام نظرية الجاذبية لفهم وتفسير حركة
جميع كواكب المجموعة الشمسية بدقة كبيرة
قوة الجاذبية وحركة النجوم :
إن الحركة التفصيلية الدقيقة للنجوم معقدة وبملاحظة
الحركة نجد أن النجوم تبدو ساكنة بسبب بعدها الشاسع عن الأرض كما أن حركة الشمس من
الشرق للغرب ليست حقيقية وإنما انعكاس لدوران الأرض حول محورها فإن النجوم تدور
حول مركز المجرة كدوران الكواكب حول الشمس حيث يحوى مركز المجرة نجوما عملاقة
قديمة جدا حيث تشكل كتلة النجوم معظم كتلة المجرة .
وتوجد الشمس فى إحدى أذرع مجرة درب التبانة / اللبانة /
الطريق اللبنى / Milky Way الحلزونية التى تحتوى نواتها
الكروية على ( 99 % ) من كتلة المجرة حيث تدور الشمس ومعها جميع الكواكب كبقية
النجوم الموجودة فى الأذرع حيث يوجد ( 300 مليار نجم ) حول مركز المجرة .
إن سرعة دوران النجوم المحسوبة من قانون الجاذبية أصغر
كثيرا من سرعتها الحقيقية كما أن سرعة النجوم لا تتناقص مع زيادة بعدها عن مركز
المجرة كما تفترض نظرية الجاذبية وتحققه حركة الكواكب حول الشمس فسرعة دوران عطارد
القريب جدا من الشمس أكبر كثيرا من سرعة دوران المريخ ( Mars ) البعيد
عنها فإن سرعة دوران النجوم حول مركز المجرة ( Galaxy ) شبه ثابتة
ولا تعتمد على بعدها عن مركز المجرة .
إن القانون العام للجاذبية قانون كونى ويجب تحقيقه فى كل
حركات النجوم والكواكب فعن طريق افتراض وجود شىء ما فى المجرة لا يمكن مشاهدته أو
رصده ( المادة السوداء )
( Black Matter ) حيث يسبب الشذوذ فى
حركة النجوم ويجعلها لا تحقق قانون
الجاذبية العام .
المادة الداكنة السوداء :
لتفسير حركة النجوم فعن طريق افتراض مادة غير عادية وغير
مشعة لا يمكن رصدها منتشرة فى مجرة درب التبانة والكون كله ( المادة السوداء
المظلمة ) حيث يصاحبها قوة جاذبية كبيرة تسبب زيادة سرعة النجوم فإنها لا تتفاعل
مع المادة العادية مما يجعل من الصعب الكشف عنها .
إن تركيب وطبيعة المادة السوداء المظلمة غير معروفة وإن
الكون غنى بها إذ أنها تشكل
( 5 أضعاف ) المادة العادية وإن المادة تتكون من جسيمات
افتراضية ضخمة ضعيفة التفاعل .
ولقد نتجت الجسيمات الافتراضية عند نشأة الكون خلال
الانفجار العظيم بسبب درجة الحرارة العالية جدا وتغمر الجسيمات الافتراضية الكون
وتؤثر جاذبيتها الكبيرة فى حركة النجوم ولكن يصعب الكشف عنها بسبب ضعف تفاعلها مع
المادة العادية وبمحاولة الكشف عن الأجسام الافتراضية من خلال تجارب معقدة وبطرق
مختلفة من أهمها :
1 ) تحليل الإشعاع الكونى :
إن نتائج الرصد والتحليل لإشعاعات قوية جدا من أشعة جاما
صادرة من مركز مجرة الطريق اللبنى وتم رصد وتسجيل الإشعاعات عن طريق تلسكوب (
فيرمى ) الفضائى لأشعة جاما الذى وضع فى مداره حول الأرض عام ( 2008 ) فلم يمكن
تفسير مصدر الإشعاعات من خلال تفاعلات المادة والإشعاع وإن الإشعاعات قد صدرت بسبب
تصادمات عنيفة جدا بين جسيمات المادة السوداء المظلمة وفى حالة تأكيد النتائج من
تجارب أخرى أو رصد الإشعاعات من مراكز مجرات أخرى فإنها ستكون المرة الأولى التى
يتم فيها رصد واكتشاف المادة السوداء المظلمة بصورة تجريبية .
2 ) الكشف عن المادة السوداء المظلمة :
من خلال تفاعلها الضعيف جدا مع المادة حيث تم بناء كواشف
عدة فى أماكن مختلفة من العالم فقد تم بناء كاشف حساس جدا لجسيمات المادة المظلمة
فى أعماق منجم للذهب كما تم بناء الكاشف على عمق كبير تحت سطح الأرض لعزله عن
الأشعة الكونية وتم اختبار الكاشف حديثا ويتوقع العلماء أن يتم الكشف عن الجسيمات
الخاصة بالمادة السوداء المظلمة إذا كانت حقيقية وموجودة .
وإن الكشف عن المادة السوداء المظلمة من خلال تجارب
تصادم الجسيمات دون الذرية ذى الطاقة العالية جدا فى مصادم ( الهادرون العملاق )
وبدأت التجارب حيث يمكن من خلال تصادم الهادرونات ( البروتونات ) التى تسير بسرعة
قريبة جدا من سرعة الضوء حيث تنتج حرارة عالية جدا قد تؤدى لإنتاج جسيمات الكتلة
السوداء المظلمة كما حدث فى الانفجار العظيم قبل ( 13.75 مليار سنة ) .
تسارع وتوسع الكون :
إن المادة والإشعاع والطاقة والفضاء والزمان كان مضغوطا
فى حيز صغير جدا بكثافة عالية
( البيضة الكونية ) وإن نظرية الانفجار الأعظم التى تبحث
فى نشأة وتطور الكون حيث أن انفجارا هائلا حدث فى ( البيضة الكونية ) قبل ( 13.75
مليار سنة ) حيث بدأت نشأة الكون .
إن حجم الكون يزداد مع مرور الزمن أى أنه يتوسع وإن قوة
جاذبية مادة الكون ( نجوم ومجرات وسدم ) ستعمل على إبطاء التوسع أو حتى إيقافه مما
يؤدى لتوازن الكون أو حتى انكماشه على نفسه فيعود بيضة كونية كما بدأ منذ ( 13.75
مليار سنة ) وهذا اعتقاد خاطىء وتشبه حالة الكون حالة جسم قذف بسرعة معينة نحو الأعلى
إذ أن سرعته ستتناقص بصورة تدريجية بسبب قوة جذب الأرض له حتى تنعدم ومن ثم يعود
للأرض أما إذا كانت سرعة انطلاقه كبيرة وتمكنه من التحرر من مجال الجاذبية الأرضية
فإنه لن يعود للأرض وسيستمر فى حركته بسرعة ثابتة حول الأرض .
إن الجسم لا يمكن أن يتحرك بتسارع لانعدام القوى المؤثرة
عليه وقد بين تحليل إشعاع نتج عن انفجار كونى هائل ( انفجار السوبرنوفا / المستعر
الأعظم ) التقطه تلسكوب ( هابل ) الفضائى حيث أن الكون يتوسع الأن بمعدل أكبر مما
كان يتوسع فى الماضى وإن معدل توسع الكون أو تسارعه يزداد بدلا من أن يتناقص مع
مرور الزمن وإن تسارع وتوسع الكون بحاجة لقوة فما هى هذه القوة ومن أين جاءت ؟
الطاقة السوداء المظلمة :
إن القوة الخفية التى تسبب تسارع وتمدد الكون ( الطاقة
السوداء المظلمة ) وإن الطاقة المظلمة لها خاصية من خواص الفراغ يصاحبها نوع من
الضغط السلبى ينتج عنه قوة تعاكس قوة الجاذبية ( القوة المضادة للجاذبية ) وتعمل
على تسارع وتوسع الكون .
وقد ظهرت إشارة وجود للطاقة الخفية ( الطاقة السوداء
المظلمة ) فى أبحاث فيزيائية أخرى فقد بينت ميكانيكا الكم أن الفراغ ليس عدما حيث
أن الفراغ يحوى نوعا معينا من الطاقة الخفية المجهولة .
فعن طريق استخدام كمبيوتر الكم الذى يمتاز بقدرات هائلة
تقوم مؤسسة مصفوفة الكيلومتر المربع ببناء
تلسكوب راديوى مساحة صحنه الجامع للإشعاع = مليون م مربع وتزيد حساسية التلسكوب
بأكثر من ( 50 مرة ) على التلسكوبات العادية .
وسيمكن التلسكوب من رسم خريطة ثلاثية الأبعاد لغاز
الهيدروجين فى الكون عند بدايته وتسجيل إشعاع أولى للنجوم التى تكونت وتأثير
إشعاعها فى الهيدروجين مما يساهم فى فهم أسباب تسارع وتوسع الكون .
الكون المجهول :
أطلقت ( ناسا ) سفينة فضاء عام ( 2001 ) لجمع وتحليل
إشعاع الخلفية الكونية وقد أظهرت دراسة عام ( 2010 ) بناء على المعلومات التى
جمعها تلسكوب السفينة الفضائية الحقائق العلمية الآتية :
1 ) تشكل المادة العادية التى تكون النجوم والمجرات
والسدم ( 4.6 % ) من مادة الكون .
2 ) تشكل المادة المظلمة واللازمة لتفسير حركة النجوم
حول مراكز المجرات ( 24 % ) من مادة الكون .
3 ) تشكل الطاقة المظلمة اللازمة لتفسير تسارع وتوسع
الكون ( 71.4 % ) من مادة الكون .
إن الكون الواسع لا يشكل سوى أقل من ( 5 % ) من مادته
أما معظم ما فى الكون 95 % غير معروف وهو ضمن الأمور الافتراضية ولا يمكن مشاهدته
أو حتى رصده أو الكشف عنه ( وما أوتيتم من العلم إلا قليلا ) ( الاسراء :85 ) .
د / فخرى حسن تنقيح / أسامة ممدوح
عبد الرازق مصطفى
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق