رصد أقدم وأغرب مجرة فى الكون بتلسكوب جيمس ويب الفضائى لأول مرة

 

رصد أقدم وأغرب مجرة فى الكون بتلسكوب جيمس ويب الفضائى لأول مرة

إن أقدم جرم كونى يمكن رصده من خلال تلسكوب ( جيمس ويب ) الفضائى فى الكون على الإطلاق فالصورة الغريبة هى أقدم مجرة بتلسكوب ( جيمس ويب ) الفضائى التى استطاع تصويرها بعد ما أجرى الفريق العلمى المسئول عن التلسكوب جيمس ويب الفضائى حيث تم رصد نقطة حمراء غريبة فى أول الصور الجديدة لتلسكوب ( جيمس ويب ) الفضائى حيث اعتقد العلماء أن الصورة قد تكون لتلف بسيط فى الأجهزة العلمية أو حتى فى مرايا التلسكوب ( جيمس ويب ) الفضائى ال ( 18 ) لكن بعد اختبارات دامت لأيام من يوم ( 20 / 7 / 2022 ) قامت ( ناسا ) بتأكيد رصد وتصوير أبعد وأقدم مجرة فى الكون

( جلاس Z 13 ) والتى تحتوى على غازات ( الأكسجين / الهيدروجين / النيون ) على مسافة ( 13.5 مليار سنة ضوئية ) من الأرض أى بعد بداية الكون ب ( 300 مليون سنة ) لكى تحطم المجرة الجديدة الرقم القياسى التى احتفظت به المجرة

( HD – 1 ) بعد ما استطاع تلسكوب ( هابل الفضائى ) تصويرها بشكل مباشر فى سنة ( 2016 ) لكن المشكلة فى الاكتشاف الجديد أنه يهدد نظريات فيزيائية كانت مؤكدة فى المجتمع العلمى بل إن مواصفات المجرة نفسها وطريقة اكتشافها تعتبر غريبة جدا ويتم رصدها لأول مرة .

فى ( 20 / 7 / 2022 ) أعلنت ( ناسا ) باستخدام الكاميرا ( نيركام ) عن رصد أقدم مجرة على الإطلاق فى تاريخ رصد البشرية للكون فالمجرة الجديدة المكتشفة ( جلاس Z 13 ) تبعد عن الأرض مسافة ( 13.5 مليار سنة ضوئية ) بكتلة تصل لمليار مرة كتلة الشمس لكى تدمر الرقم القياسى التى احتفظت به المجرة ( HD – 1 ) كأقدم مجرة مكتشفة والتى صورها تلسكوب ( هابل الفضائى ) سنة ( 2016 ) ب ( 100 مليون سنة ضوئية ) عن المجرة الجديدة المكتشفة لكن المفاجأة كانت بعد مجرد ساعات من اكتشاف المجرة ( جلاس Z 13 ) وهى اكتشاف ثانى أبعد مجرة من الأرض ( جلاس Z 11 ) لتكون المجرتان أبعد من المجرة ( HD – 1 ) ويحتفظوا بالرقم القياسى كأبعد مجرتين مكتشفتين حيث أن مقدار تطور تلسكوب جيمس ويب الفضائى فالتلسكوب قادر على كشف وجود المجرتين بل استطاع التلسكوب توفير معلومات للفريق العلمى تبين أن المجرتين يعتبروا صغيرين نسبيا فحجمهم مقارنة بمجرة ( الطريق اللبنى ) ليكون قطر المجرة الأبعد ( جلاس Z 13 )

( 1600 سنة ضوئية ) ويكون قطر المجرة ( جلاس Z 11 ) ( 2300 سنة ضوئية ) فى حين أن قطر مجرة / الطريق اللبنى  

( 100000 سنة ضوئية ) بل إن اكتشاف المجرات بالحجم الصغير نسبيا يؤكد على أن الكون فى بداية نشأته كان لا يمتلك المادة والكثافة والجاذبية الكافية لتكوين المجرات بأحجامها العملاقة فى هذه المرحلة من عمر الكون فعن طريق التركيز فى الصورة أكثر فيمكن رؤية اللون الأحمر بحيث يكون ( 99 % ) من حجم المجرة وهذا يحصل نتيجة إزاحة الطيف الضوئى الواصل من المجرة ( جلاس Z 13 ) ناحية الطيف الضوئى للأشعة تحت الحمراء والذى يحصل نتيجة لبعد المجرة عن الأرض بمرور الوقت والذى من خلاله نستطيع تحديد بعد المجرات عن الأرض بمنتهى السهولة فطبقا لقانون ( هابل ) كل ما تكون المجرات بعيدة فى الفضاء العميق عن الأرض فهى تتحرك بسرعات أعلى بعيدة عن الأرض حيث تزيد درجة الإزاحة نحو الضوء الأحمر أكثر وأكثر فإن صورة المجرة ( جلاس Z 13 ) تمثل طلوع الضوء الموجود فى الصورة لما كانت على مسافة

( 13.5 مليار سنة ضوئية ) من كوكب الأرض لكن وبعد مرور الوقت لكى يصل للأرض ضؤوها أصبحت على مسافة

( 33.4 مليار سنة ضوئية ) نتيجة تمدد الكون المستمر والمتسارع لدرجة أن دراسة الطيف الضوئى الصادر من المجرة بشكل دقيق يعتبر شبه مستحيل لأن الضوء الواصل للأرض منها يعتبر ضعيف جدا بالنسبة للاسبكتروجراف أو محلل الطيف الضوئى فى تلسكوب ( جيمس ويب ) الفضائى فبالرغم من تطور التلسكوب كان لا بد من اللجوء لطريقة غريبة تعتمد على وجود عنصر ( الهيدروجين ) بوفرة فى الفضاء الكونى العميق فالضوء الذى يصل للأرض من المجرة الجديدة المكتشفة أثناء مسيرته فى الكون يمر بسحب عملاقة من الهيدروجين والذى يكون لديه ميزة وعيب فى نفس الوقت فالعيب أنه يؤثر على الطيف الضوئى الذى يمر من خلاله لأنه يمتص جزءا من طيفها الضوئى حيث يتم فقد كمية من المعلومات المعروفة عن المجرة لو وصل الضوء للأرض بكامل أطيافه وأطواله الموجية لكن الميزة أنه يمكن عمل هندسة عكسية للطيف الضوئى ونحدد عن طريق الأجزاء المفقودة من الطيف الضوئى المسافة التى استطاع الضوء أن يقطعها حيث تصل الطريقة لدقة رهيبة جدا لكن البشرية غير قادرة على استخدام هذه الطريقة بشكل كامل مع المجرة ( جلاس Z 13 ) بسبب بعدها الرهيب والذى يحصل لها ( ريد شفت ) بطريقة مرعبة تجعل الطيف الضوئى الواصل للأرض منها ضعيف جدا فالحل الوحيد هو تطبيق طريقة تعتبر بدائية وهى نفس الطريقة التى تم استخدامها لرصد المجرة ( HD – 1 ) بتلسكوب هابل الفضائى سنة

( 2016 ) وهى رصد المجرة فى حالتها ونبدأ بتصوير الطيف الضوئى الواصل للأرض منها عن طريق فلاتر ضوئية مختلفة فى الأطوال الموجية ونبدأ التغيير فى الفلاتر حتى يختفى الضوء وحينها نستخدم بعض الخوارزميات من أجل تحميل الطيف الضوئى الذى يخرج من كل فلتر ونحدد المسافة التى قطعها الضوء لكى يصل للأرض والذى تفاجأ بها العلماء بأنها أكدت أن المجرة ( جلاس Z 13 ) تبعد عن الأرض مسافة ( 13.5 مليار سنة ضوئية ) لكن عند التركيز فى الصورة سنلاحظ توهج غريب فى وسط المجرة ليس من المفترض وجوده وقت رصد هذا النوع من المجرات البعيدة وقت تكونها بعد نشأة الكون بفترة قصيرة فاقترح العلماء وجود سببين مرجح أن يكونوا وراء هذا النوع من التوهج فى المجرة الجديدة المكتشفة .

1 ) قد تكون المجرة من نوع من المجرات ( ستار برست ) وهذا النوع من المجرات يكون قادر على تكوين النجوم بمعدلات عالية جدا نحدده من خلال حساب معامل ( SFR ) وهو عامل مهم جدا فى تكوين المجرات ومن أهم أسباب زيادة ( SFR ) هو اندماج المجرات كمصير مجرة ( درب التبانة / اللبانة / الطريق اللبنى / Milky Way ) مع مجرة ( أندروميدا ) فى المستقبل القريب خلال ( 4 مليار سنة ) ومصير ( مجرات الأنتنا ) وهما عبارة عن مجرتين يندمجوا مع بعض من / 100 مليون سنة

ومن الملاحظة على مدار السنين تم اكتشاف أن المناطق الزرقاء فى الصورة تمثل الأماكن التى يزيد فيها معدل نشأة النجوم أو ( SFR ) وحينها يزيد معدل لمعان المجرة من كمية الإشعاعات المنطلقة منها بحيث يكون رصدها أسهل كثيرا جدا وبالملاحظة المستمرة أثناء الرصد تم اكتشاف أن ( SFR ) للمجرة الجديدة المكتشفة ممكن يصل إلى ( 100 نجم / سنة ) لكن الحقيقة أن ( SFR ) الذى يصل إلى ( 100 نجم / سنة ) خلال أول ( 300 مليون سنة ) من نشأة الكون يعتبر شىء صعب جدا لأن كمية المادة والجاذبية وقتها كانت غير كافية أنها تجمع سحب الغبار والغازات لكى تسمح بتكون النجوم بالمعدل الرهيب وبالرغم من أن مجرة ( الطريق اللبنى ) تعتبر من المجرات العملاقة إلا أن معدل ( SFR ) فيها يعتبر 3 نجوم بكتلة الشمس خلال السنة وهذا يجعل مجرة ( الطريق اللبنى ) من أكثر المجرات هدوءا واستقرارا ويكون معدل ( SFR ) المناسب سبب لقيام الحياة على كوكب الأرض من مليارات السنين .

2 ) إن التوهج ممكن أن يكون ناتج عن عدد أقل من النجوم لكن بشرط أن النسبة الكبيرة من هذه النجوم تكون من نوع

( Population three Stars ) وهذا نوع من النجوم يعتقد وجوده بعد نشأة الكون ب ( 300 مليون سنة ) والذى يكون تكونها بشكل رئيسى من الهيدروجين والهليوم من دون أى عناصر ثقيلة كالسليكون أو الأكسجين وعدم وجود العناصر الثقيلة يكون نتيجة لعدم وجود أى سوبرنوفا فى هذا الوقت من عمر الكون لأن السوبرنوفا تكون مسئولة عن نقل العناصر الثقيلة فى الفضاء البين نجمى ويكون لمعان النجوم من نوع ( Population three Stars ) ملحوظا جدا من مسافات تصل لملايين السنين الضوئية ودراسة هذا النوع من النجوم يبين تاريخ نشأة الكون والمجرات بل عن طريق دراسة هذه النجوم أن تتنبأ البشرية بمصير مجرة ( الطريق اللبنى ) فى المستقبل خلال مليارات السنين .

3 ) يوجد فريق آخر من العلماء ما زال يعتقد أن المجرة ( GN – Z11 ) هى المجرة الوحيدة المؤكدة حيث أنها تعتبر أقدم مجرة مكتشفة فى الكون ( Universe ) لأنه تم تحديد الطيف الضوئى لها بشكل كامل على مدار سنين من البحث والدراسة ومن خلال كمية الإزاحة ناحية الطيف الضوئى للأشعة تحت الحمراء تم تأكيد أنها أقدم مجرة حيث كان تصريح العلماء بشكل رسمى يؤكد أن المجرات ( 3 ) ( جلاس Z 13 / جلاس Z 11 / HD – 1 ) ما هى إلا مجرات مرشحة للقب أقدم مجرة مكتشفة وهذا الذى سوف يتم تأكيده خلال السنوات القادمة من البحث والرصد باستخدام تلسكوب ( جيمس ويب ) الفضائى فالأيام القادمة ستكون مليئة باكتشافات لمجرات ونجوم أو حتى أجرام كونية جديدة لم تكن البشرية تعتقد أنها موجودة فى الكون لأن بداية مهمة تلسكوب ( جيمس ويب ) الفضائى تعتبر بداية لعصر جديد من رصد الكون وبالرغم من المجرات الجديدة المكتشفة والصور التى أعلن عنها تلسكوب ( جيمس ويب ) الفضائى يبقى السؤال الأزلى هل البشرية وحدها فى الكون ؟ أسامه ممدوح عبد الرازق مصطفى شرف    30 / 7 / 2022

 

 

اكتشاف نشأة الكون بتلسكوب ( جيمس ويب ) الفضائى

 

اكتشاف نشأة الكون بتلسكوب ( جيمس ويب ) الفضائى

كيف يكون حجم الكون ؟ فالبشر يعيشون على كوكب الأرض ( Earth ) ويدور حول الأرض القمر ( Moon ) وإن الأرض جزء من منظومة تضم ( 8 كواكب ) ( عطارد / الزهرة / الأرض / المريخ / المشترى / زحل / أورانوس / نبتون )

( Mercury – Venus – Earth – Mars – Jupiter – Saturn – Uranus – Neptune ) و ( 5 كواكب قزمة ) هى

( بلوتو / هوميا / ماكيماك / سيريس / ايريس ) ( Pluto – Homia – Makimak – Series – Eries ) وكويكبات ومذنبات وشهب ونيازك موجودة فى ( المجموعة الشمسية / Solar System ) فال ( 8 كواكب ) و ال ( 5 كواكب القزمة ) كلهم يدورون حول نجم الشمس ( Sun ) والمجموعة الشمسية كلها تدور على أطراف مجرة ( درب التبانة / اللبانة / الطريق اللبنى

/ Milky Way ) ومجرة الطريق اللبنى مليئة بالنجوم الأكبر والأصغر من الشمس وعددها لانهائى والكواكب الخارجية خارج النظام الشمسى كالكواكب الشاردة والكواكب الصخرية والكواكب التى تمطر الماس والكواكب الغازية والكواكب التى تمطر الزجاج والصخور والكواكب المرعبة والكواكب شديدة الحرارة جدا والكواكب فائقة البرودة جدا ومجرة الطريق اللبنى بأكملها مجرد مجرة ضمن مجموعة من المجرات متصلة ببعضها البعض فى ( العناقيد المجرية ) العملاقة كما يوجد مجرات قزمة كونية فالعلماء عرفوا ذلك بالتلسكوبات الأرضية والفضائية كتلسكوب ( هابل / كبلر / سبيتزر / جيمس ويب ) حيث أن تلسكوب ( جيمس ويب ) الفضائى هو أحدث تلسكوب فضائى من أجل معرفة سر نشأة الكون فعن طريق الرجوع بالزمن للوراء حيث أن ( ناسا ) المكان الأكثر اهتماما بكل ما يخص علوم الفضاء واكتشافاته حيث بدأت بصناعة تلسكوب فضائى عملاق وهو تلسكوب ( هابل الفضائى ) والذى أطلق للفضاء سنة ( 1990 ) نسبة للعالم ( إدوين هابل ) فعن طريق التعرف على تلسكوب ( هابل الفضائى ) بسرعة حيث أن ارتفاعه عن الأرض مسافة ( 563 كم ) حيث يبلغ قطر مرآته الرئيسية

( 2.4 م ) ويعمل بالطاقة الشمسية من خلال لوحين شمسيين بطول ( 7 م ) فالتلسكوب يسبح فى الفضاء ويتم التحكم فيه من الأرض وهو يستطيع رصد ما لا يستطيع الإنسان رصده من الأرض بسبب الغلاف الجوى والمجال المغناطيسى للأرض حيث أن تلسكوب هابل الفضائى لا يلتقط صورا ملونة بل يرصد صورا أبيض وأسود فكاميراته تأخذ صورا مجرية بدرجات مختلفة حيث يتم معالجتها بعد ذلك من خلال الكمبيوتر حتى تظهر الصور الفضائية المتمثلة فى النجوم والمجرات والكواكب حيث يقوم تلسكوب ( هابل الفضائى ) برصد المجرات والنجوم والكواكب فى نطاق الأشعة فوق البنفسجية ( Ultraviolet ) والأشعة تحت الحمراء ( Infrared ) الذى يحجمها الغلاف الجوى الأرضى حيث يبرز شكلين من أشكال الضوء والشكلين غير مرئيين بالعين المجردة فلا بد من وجود أجهزة مساعدة حيث أن الطول الموجى للأشعة فوق البنفسجية أقصر من الطول الموجى للضوء المرئى بينما أن الأشعة تحت الحمراء طولها الموجى أطول من الطول الموجى للضوء المرئى حيث تظهر الأشعة فوق البنفسجية وقت عمليات فيها طاقة كبيرة جدا لتكون الأقراص حول الثقوب السوداء وانفجارات النجوم أما الأشعة تحت الحمراء فتظهر فى العمليات الهادئة والباردة لتكون ضباب البخار حول النجوم الجديدة .

 

أهم اكتشافات تلسكوب ( هابل الفضائى ) :

1 ) اكتشاف وقياس أكبر مذنب تمت رؤيته .

2 ) مراقبة الطقس على كوكبى ( المشترى / زحل ) ( Jupiter – Saturn ) ومعرفة تفاصيل البقعة الحمراء العظيمة جا للمشترى .

3 ) تغيير ألوان الغلاف الجوى لزحل .

4 ) دراسة قمرين من الأقمار التى تدور حول المشترى ( يوروبا / جانيميد ) ومعرفة أنهم به بخار ماء فى الغلاف الجوى للقمرين .

 

فأثناء الاكتشافات العلمية الحديثة جدا كان يوجد شىء أعظم مخطط له فمن أجل ظهوره للنور حيث أن العلماء يقومون بتصنيع تلسكوب جديد يخلف تلسكوب جيمس ويب الفضائى والذى تم البناء فيه سنة ( 2004 ) وتم تأجيل إطلاق التلسكوب جيمس ويب الفضائى والذى كان مخططا له أصلا سنة ( 2007 ) حيث تم تأجيل إطلاق التلسكوب حيث تم إجراء تحديثات عليه فى التكنولوجيا الفضائية حتى أطلق فى ( 25 / 12 / 2021 ) .

 

مكونات تلسكوب ( جيمس ويب ) الفضائى :

يتكون أساس تلسكوب ( جيمس ويب ) الفضائى من ( 18 مرآة ) سداسية الشكل كلهم مع بعض يكونوا مرآة ضخمة جدا قطرها ( 6.5 م ) وهذا ( 3 أضعاف ) مساحة مرآة تلسكوب ( هابل الفضائى ) مصنوعة من الجرانيوم المعدنى النادر مطلى بالذهب ليعطى أقوى انعكاس للأشعة تحت الحمراء ( Infrared ) والأشعة فوق البنفسجية ( Ultraviolet ) والاثنين يفوقوا تلسكوب ( هابل الفضائى ) كثيرا جدا حيث يتم حماية مرايا التلسكوب من الحرارة بواسطة درع خاص مكون من ( 5 طبقات ) والذى يشبه الشراع فالطبقات تتكون من أغشية رقيقة جدا مصنوعة من مادة ( الكابتون ) وهى مادة مقاومة للحرارة الشديدة جدا وهذا مهم لأن جانب الدرع المواجه للشمس تصل حرارته ( 110 درجة مئوية ) والجانب الآخر المواجه للفضاء المظلم تصل درجة برودته إلى ( - 235 درجة م ) تحت الصفر كما أن تلسكوب ( جيمس ويب ) الفضائى بداخله أنظمة إمدادات الطاقة والدفع والاتصالات والتوجيه ومعالجة المعلومات فالنتائج الظاهرة بالألوان عكس تلسكوب ( هابل الفضائى ) والذى كانت صوره عبارة عن أبيض وأسود فتم وضع تلسكوب ( جيمس ويب ) الفضائى فى مدار على بعد أكثر من مليون ونصف كم من الأرض يعنى أبعد من القمر ب ( 4 أضعاف ) عكس تلسكوب هابل الفضائى حيث أن تلسكوب جيمس ويب لا يدور حول الأرض حيث أنه يدور حول الشمس نفسها فى نقطة ( لاجرانش / 2 ) كما يمكن إصلاح تلسكوب ( هابل الفضائى ) من خلال رواد الفضاء بسبب المسافة البسيطة التى يوجد بها تلسكوب ( هابل الفضائى ) وبين الأرض لكن تلسكوب ( جيمس ويب ) الفضائى بعيد جدا عن الأرض فلماذا تلسكوب ( جيمس ويب ) الفضائى بعيد جدا عن الأرض وما أهمية حلم العلماء بذلك ؟

لدرجة أن البشر لم يصلوا إلى هذه المنطقة من الكون ( Universe ) ولماذا تلسكوب ( جيمس ويب ) الفضائى بعيد جدا عن الأرض وما أهميته الضخمة فلكى يتم الفهم بشكل صحيح فلماذا التلسكوب ( جيمس ويب ) الفضائى تم صنعه ؟ فعندما يرى الإنسان الشمس وهى تشرق من فوق سطح البحر فإن الإنسان يرى ماضى الشمس فنجم الشمس المسافة بينه وبين الأرض

( 152 مليون كم ) حيث أن الضوء يحتاج ( 8 دقائق ) للوصول إلى الأرض حيث يراه البشر فأول ما يصل ضوء الشمس للأرض فى الحاضر للأرضى وفى نفس الوقت يكون متأخرا ( 8 دقائق ) بالنسبة لحاضر الشمس مما يعنى أن ماضى الشمس فعن طريق وجود نجم على بعد ( 1 سنة ضوئية ) من الأرض فما هى السنة الضوئية ؟ السنة الضوئية هى المسافة التى يقطعها الضوء فى سنة كاملة = ( 9.4 تريليون كم ) حيث أن وجود الإنسان على الأرض ومعه التلسكوب حيث يتم رصد النجوم مما يعنى الرجوع بالزمن للوراء لمدة سنة كاملة وكلما كانت الأجرام السماوية بعيدة جدا تأخذ ضؤوها فى وقت أطول لكى يتم مشاهدتها وهذا معناه الرجوع بالزمن للوراء فما هو دور التلسكوب ؟ حيث يكتشف التلسكوب الأيام الأولى للكون قبل

( 13.8 مليار سنة ) وبعد بضع ملايين السنين بدأ الانفجار العظيم ( Big Bang ) حيث يتوقع العلماء استخلاص استنتاجات حول تكوين النجوم والمجرات الأولى والذى لم يستطع تلسكوب ( هابل الفضائى ) الوصول إليه نهائيا وكانت أول نتيجة ظهرت عندما أعلنت ( ناسا ) عن أول صورة رسمية لتلسكوب ( جيمس ويب ) الفضائى فالصورة تعرض لقطات لنجوم ومجرات تبعد عن الأرض مسافة مقدرة ( 4.6 مليار سنة ضوئية ) وهذا معناه أن الصورة تعرض تفاصيل لمجموعة نجمية قبل تكوين كوكب الأرض من الأساس حيث أن الصورة تقع فى ماضى بعيد جدا .

 

 

أسامه ممدوح عبد الرازق مصطفى شرف

15 / 8 / 2022

تلسكوب جيمس ويب يلتقط أول صورة واضحة للكون ورؤية مجرات على بعد مليارات السنين

تلسكوب جيمس  ويب يلتقط أول صورة واضحة للكون ورؤية مجرات على بعد مليارات السنين

من المرجح أن تلسكوب ( جيمس ويب ) سيبدأ فى التقاط الص العلمية الأولى فى ( 7 / 2022 ) لكن الفترة الماضية كانت

( ناسا ) تعمل على معايرة مرايا التلسكوب ( جيمس ويب ) الفضائى ولقد أعلنت ( ناسا ) فى الفترة الماضية عن صورة لنجم أثناء المعايرة والتى تركت انطباع سىء لأن الصورة كانت مشوشة جدا حيث ظهر النجم بشكل متكرر حيث منعت ناسا نشر صور أخرى حتى يتم كل شىء بشكل سليم لكن أعلنت عن الصور النهائية للنجم بعد عمل المعايرة بشكل كامل حيث قدم تلسكوب ( جيمس ويب ) الفضائى أول صورة موحدة لنجم بعيد باستخدام جميع المرايا ( 18 ) حيث يوجد خطوات لم تنته بعد فما زال يوجد بعض الوقت حتى يكتمل كل شىء ويعطى البشرية نتيجة نهائية واضحة وكاملة الأركان ففى يوم ما أعلنت

( ناسا ) أنها أكملت مرحلة التدريج الدقيق أو الأطوار الدقيقة للمحاذاة وهذه مرحلة رئيسية فى محاذاة التلسكوب

( جيمس ويب ) الفضائى حيث أعلنت ( ناسا ) أن الفريق العلمى لم يعثر على أى مشاكل ولا أى عوائق لقياس المسار البصرى للتلسكوب ( جيمس ويب ) الفضائى حيث أن عمل الوسائط البصرية للتلسكوب ( جيمس ويب ) الفضائى فاق كل التوقعات حيث أن التلسكوب ( جيمس ويب ) الفضائى قادر على جمع الضوء بنجاح من الفضاء السحيق وتسليمه للأجهزة بدون أدنى مشكلة حيث أن التلسكوب ( جيمس ويب ) الفضائى قد ركز على نجم فى مجرة ( درب التبانة / اللبانة / الطريق اللبنى / Milky Way ) والذى يعتبر أكثر قتامة وخفوت بمقدار ( 100 مرة ) من العين البشرية حيث أن ( ناسا ) اختارت هذا النجم بالذات لأنه يتمتع بمستويات السطوع المناسبة اللازمة للمساعدة فى محاذاة المرايا ( 18 ) فالنجم خافت ب 100

مرة مما يمكن رؤيته بالعين المجردة وتم اختياره ليس لأهميته العلمية ولكن لمجرد سطوعه وموقعه حيث تم التقاط صور موحدة للنجم وتم التقاط صور لبعض المجرات البعيدة التى تحيط بالنجم فى خلفية الصورة والتى من المحتمل أن تكون على بعد مليارات السنين الضوئية ( المجال العميق ) حيث تركز الصورة على أجزاء صغيرة من الفضاء حيث يلتقط أبعد النجوم والمجرات فى الكون السحيق جدا حيث أن الحقول العميقة ضمن تخصصات تلسكوب ( هابل الفضائى ) لكن الوضع فى تلسكوب ( جيمس ويب ) الفضائى أكثر تطورا وأكثر قدرة على التحليق فى أعماق أعماق الفضاء وتم اختيار اللون الكهرومانى لتحسين التباين المرئى حيث أن تلسكوب ( هابل الفضائى ) كان يحتاج أسابيع لكى يحصل على أفضل صوره العميقة لكن تلسكوب ( جيمس ويب ) الفضائى سيحقق نفس النتائج خلال ساعات فالتلسكوبين ( هابل / جيمس ويب ) الفضائيين لا يصوروا الكون بنفس الأطوال الموجية فالتلسكوب ( هابل الفضائى ) يعتبر خبير فى الأشعة المرئية والأشعة فوق البنفسجية لكن تلسكوب ( جيمس ويب ) الفضائى متخصص فى الأشعة تحت الحمراء حيث تم تصميم التلسكوب

( جيمس ويب ) الفضائى ليكون أكثر حساسية من تلسكوب ( هابل الفضائى ) بما يصل إلى ( 100 مرة ) وتم تجاوز الهدف بمراحل حيث أن فرق التحكم سوف تركز على أجهزة التلسكوب ( جيمس ويب ) الفضائى العلمية ومن المتوقع إصدار الصور العلمية الأولى فى ( 6 أو 7 / 2022 ) حيث تم تحقيق محاذاة المرآة بمساعدة الكاميرا التى تستعمل الأشعة القريبة من الأشعة تحت الحمراء وهذه إحدى أجهزة تلسكوب ( جيمس ويب ) الفضائى ( 4 ) العلمية حيث أن ( 3 ) الباقين ما زالوا لم يستخدموا بعد وبالإضافة إلى محاذاة المرآة على العلماء الانتظار إلى أن تبرد باقى الأجهزة لدرجات حرارة شديدة البرودة بمعنى أنها تكون قريبة من الصفر المطلق وحيث أن تلسكوب ( جيمس ويب ) الفضائى هو تلسكوب يعمل بالأشعة تحت الحمراء وضوء الأشعة تحت الحمراء أصلا يعتبر حرارة فأى دفء ينطلق من التلسكوب ( جيمس ويب ) الفضائى وأجهزته من شأنه أن يجعل من المستحيل رؤية النجوم والمجرات الأبعد فى الكون السحيق جدا واللامتناهى جدا ولا يزال يوجد أسابيع تعمل فيها ( ناسا ) بجدية قبل تقديم رؤية جديدة وجيدة للكون وهذا لن يتم بشكل سليم إلا إذا تم تشغيل جميع الأجهزة بعد تبريدها البرودة المطلوبة عندها ستعمل جميع الأجهزة بكفاءة عالية جدا ليتمكن التلسكوب ( جيمس ويب ) الفضائى من رؤية النجوم الأولى التى ظهرت فى الكون الناشىء بعد بضع مئات المليارات من السنين بعد الانفجار العظيم Big Bang حيث أن تحقيق هذا الإنجاز يعنى أن الفريق العلمى واثق من أن نظام التلسكوب البصرى الأول من نوعه يعمل بشكل جيد وخلال الأسابيع ال ( 6 ) المقبلة سيواصل الفريق العلمى خطوات المحاذاة المتبقية قبل الاستعداد النهائى للبدء فى الرصد العلمى . أسامه ممدوح عبد الرازق مصطفى شرف        30 / 3 / 2022  

تلسكوب ( جيمس ويب ) الفضائى يرصد جسم غريب بعد الانفجار العظيم لأول مرة

 

تلسكوب ( جيمس ويب ) الفضائى يرصد جسم غريب بعد الانفجار العظيم لأول مرة

فى ( 5 / 8 / 2022 ) فلقد حقق تلسكوب ( جيمس ويب ) الفضائى حيث أعلنت ( ناسا ) والفريق العلمى المسئول عن تلسكوب ( جيمس ويب ) الفضائى عن رصد وتصوير أقدم مجرة مكتشفة فى الكون المنظور حتى يوم ( 5 / 8 / 2022 ) على بعد ( 13.6 مليار سنة ضوئية ) من كوكب الأرض من أجل تحطيم الرقم القياسى للمجرة ( جلاس Z 13 ) التى تم رصدها فى ( 7 / 2022 ) على مسافة ( 13.5 مليار سنة ضوئية ) من الأرض باستخدام مرايا تلسكوب جيمس ويب الفضائى حيث أن المسافة بين المجرتين ( 100 مليون سنة ضوئية ) كاملة من الفضاء الكونى العميق جدا فالمجرة الجديدة قلبت موازين وقوانين الفيزياء الفلكية الخاصة بلحظة بداية الكون لأن المتفق عليه فى الوسط العلمى أن الكون عمره

( 13.8 مليار سنة ضوئية ) لكن بتكون ونشأة المجرات فى هذا الوقت من التاريخ الكونى تبدأ احتمالات جديدة تؤكد بنسبة كبيرة أن الكون المنظور قد يكون عمره أكبر من ( 13.8 مليار سنة ضوئية ) بمئات الملايين من السنين بل إن الفريق العلمى والفيزيائى الخاص المسئول عن تلسكوب ( جيمس ويب ) الفضائى أعلن عن تصريحات جديدة هزت الوسط العلمى بالكامل لأول مرة فى تاريخ رصد الكون .

فى ( 5 / 8 / 2022 ) أعلن الفريق العلمى المسئول عن تلسكوب ( جيمس ويب ) الفضائى باستخدام الكاميرا ( نيركام ) عن مفاجأة هزت الأوساط العلمية وهى اكتشاف أقدم وأبعد مجرة فى تاريخ رصد الكون فالمجرة الجديدة المكتشفة

( CEERS – 93316 ) تبعد عن الأرض مسافة ( 13.6 مليار سنة ضوئية ) حيث تكون الصورة عبارة عن شكل المجرة بعد

( 235.8 مليون سنة ) بعد الانفجار العظيم حيث تصل درجة إزاحتها باتجاه اللون الأحمر على الطيف الضوئى إلى 16.7

على مقياس ( الريدشفت ) متدرجا بداية من ( 551 مليون سنة ) ثم ( 771 مليون سنة ) ثم ( 1.2 بليون سنة ) ثم

( 2.2 بليون سنة ) ثم ( 3.3 بليون سنة ) ثم ( 5.9 بليون سنة ) حيث أن مقياس ( الريد شفت ) يتم اكتشافه لأول مرة فى تاريخ رصد المجرات فى أول ( مليار سنة ) من عمر الكون فالبرغم من أن المجرة ( CEERS – 93316 ) يعتبر شكلها وكأنه مجرة بيضاوية لونها أبيض من الداخل يحيط بها لون أصفر فى الوسط ثم يحيط بها لون برتقالى من الخارج إلا أن الضوء الواصل لعدسات التلسكوب ( جيمس ويب ) الفضائى حيث استطاع أن يقطع مسافة ( 34.7 مليار سنة ضوئية ) فى الفضاء الكونى نتيجة لتمدد الكون المتسارع المستمر فى كل الاتجاهات والذى ساهم فى كون ضوء المجرة يكون خفى بشكل كامل لكل التلسكوبات القديمة الفضائية أو حتى الأرضية الراصدة للأشعة تحت الحمراء والذى كان الاعتماد الكلى عليها فى عمليات الرصد قبل بداية انطلاق مهمة تلسكوب ( جيمس ويب ) الفضائى لكن المفاجأة كانت عبارة عن رصد وتصوير المجرة ( CEERS – 93316 ) أن مجرد وجود هذه المجرة فى هذا الوقت من العصور المظلمة من عمر الكون هو شىء مستحيل بكل المقاييس لأن العصور المظلمة من عمر الكون والتى تعتبر أول ( 300 مليون سنة ) من بعد نشأة الكون كانت المادة غير قادرة على التجمع جذبويا مع بعض فى شكل سحب غازية عملاقة مركزها ثقب أسود عملاق من نوع الثقوب السوداء فائقة الكتلة ( Supermassive Black Holes ) وطبقا لقوانين فيزياء نشأة الكون فمن غير الممكن أن يوجد ثقوب سوداء فى هذا العمر من وقت الكون فالمجرة ( CEERS – 93316 ) تتحدى كل القوانين والثوابت الفيزيائية لنشأة المجرات وحتى النجوم حتى أن بعض العلماء استطاعوا طبقا لمحاكاة وتصميمها وتكرارها أكثر من مرة على أجهزة كمبيوتر عملاقة وخارقة حيث توقع العلماء وجود احتمالين يتم اكتشافهما لأول مرة حيث تم تفسير وجود المجرة الجديدة المكتشفة

( CEERS – 93316 ) فالاحتمال الأول : أن تكون النجوم تكونت فى وقت مبكر جدا بداية من ( 120 : 220 مليون سنة ) بعد الانفجار العظيم من عمر الكون عن طريق تجمعات عملاقة من الهيدروجين والهليوم بدأت بفعل الجاذبية ( Gravity ) بين مكونات السحب حيث تتكون أول شرارة لأول اندماج نووى حيث تكونت النجوم الأولية النقية والتى تكون مكونة بالكامل من الهيدروجين والهليوم وبمرور الوقت بدأت النجوم فى الاتحاد مع بعضها البعض نتيجة للجاذبية الموجودة فيما بينها حيث تكونت نجوم عملاقة أكبر والمسئولة عن تكوين العناصر الثقيلة كالاكسجين والذهب والرصاص نتيجة انفجارها على هيئة سوبرنوفا عملاقة أو حتى فى مركزها عن طريق اندماجات نووية عنيفة استمرت لملايين السنين مما يسمح بتكون الهياكل المجرية العملاقة كمجرة ( CEERS – 93316 ) التى رصدها تلسكوب ( جيمس ويب ) الفضائى كأقدم وأبعد مجرة محتملة تم تصويرها .

الاحتمال الثانى : حيث بدأ معظم العلماء اعتبار أن الكون عمره أكبر من ( 13.8 مليار سنة ضوئية ) حيث تكون نشأة المجرات منذ ( 13.6 مليار سنة ضوئية ) هو وقت طبيعى جدا وفى ظروف كونية مناسبة ومطابقة لكل المعادلات الفيزيائية لكن اكتشاف المجرة الجديدة ( CEERS – 93316 ) تعتبر معجزة بكل المقاييس بسبب بعدها الرهيب عن كوكب الأرض وتمدد الكون المستمر والذى يشوه الطيف الضوئى الذى يصل للأرض من المجرة ( CEERS – 93316 ) بمرور الزمن خلال المسافات التى يقطعها الضوء أثناء وجوده فى الفضاء العميق والسحيق واللامتناهى لحين وصوله لمرايات تلسكوب جيمس ويب الفضائى لأن الضوء الواصل للأرض من المجرة الجديدة المكتشفة ( CEERS – 93316 ) يعتبر ضعيف جدا بالنسبة لمحلل الطيف الضوئى ( الاسبكتروجراف ) فى تلسكوب ( جيمس ويب ) الفضائى وبالرغم من تطور التلسكوب الرهيب فكان لا بد من اللجوء لطريقة غريبة نوعا ما تعتمد على وجود عنصر الهيدروجين بوفرة فى الفضاء الكونى فالضوء الذى يصل من المجرة الجديدة ( CEERS – 93316 ) أثناء مسيرته فى الفضاء الكونى يمر بسحب عملاقة من الهيدروجين والذى يكون ميزة وعيب فى نفس الوقت فالعيب أنه يؤثر على الطيف الضوئى الذى يمر من خلاله حيث أنه يمتص جزء كبير من طيفها الضوئى حيث يتم فقد كمية كبيرة من المعلومات التى كان من الممكن معرفتها عن المجرة لو وصل الضوء للأرض بكل أطيافه وأطواله الموجية لكن الميزة أنه يمكن عمل هندسة عكسية للطيف الضوئى ويتم تحديده عن طريق الأجزاء المفقودة من الطيف الضوئى فالمسافة التى استطاع الضوء قطعها حيث تصل الطريقة لدقة رهيبة جدا لكن البشرية ما زالت غير قادرة على استخدام هذه الطريقة بشكل كامل مع المجرة الجديدة المكتشفة ( CEERS – 93316 ) نتيجة لبعدها الرهيب عن الأرض والذى يحدث لها ( ريد شفت ) بطريقة رهيبة جدا تجعل الطيف الضوئى الواصل للأرض منها ضعيف جدا فالحل الوحيد هو تطبيق طريقة تعتبر بدائية نوعا ما وهى نفس الطريقة المستخدمة فى رصد المجرة ( HD – 1 ) بتلسكوب ( هابل الفضائى ) سنة ( 2016 ) ومجرة ( جلاس Z 13 ) بتلسكوب ( جيمس ويب ) الفضائى فى ( 7 / 2022 ) فيتم رصد المجرة فى حالتها ونبدأ تصوير الطيف الضوئى الواصل منها للأرض عن طريق فلاتر ضوئية مختلفة فى الأطوال الموجية ويتم تغيير الفلاتر حتى يختفى الضوء تماما حيث سيتم استخدام بعض الخوارزميات من أجل تحليل الضوء الذى يمر من خلال كل فلتر وتحديد المسافة التى قطعها الضوء لكى يصل للأرض حيث أنها أكدت أن المجرة ( CEERS – 93316 ) تبعد عن الأرض مسافة ( 13.6 مليار سنة ضوئية ) مما يعنى أن الضوء الخارج من المجرة وقت ما كان الكون عمره مجرد 235.8 مليون سنة لكن بالتركيز فى الصورة سيتم ملاحظة توهج غريب فى وسط المجرة فمن غير المفترض وجوده فى رصد هذا النوع من المجرات البعيدة وقت تكونها بعد نشأة الكون بفترة قصيرة فاقترح الفريق العلمى بعض الأسباب التى تمكن أن تسبب الشكل الحلقى المحمر والمتوهج داخليا باللون الأبيض وهى أن المجرة قد تكون من نوع من المجرات ( Star Burst Galaxies  ) وهذا النوع من المجرات يكون قادر على تكوين النجوم بمعدلات عالية جدا ويتم حسابه من معامل ( SFR )

( Star Formation Rate  ) حيث أن ( SFR ) هو عامل مهم جدا فى تكوين المجرات ومن أهم أسبابه هو اندماج المجرات بتكوين مجرات أكبر وأكبر بكثير فمجرة ( درب اللبانة ) تعتبر من المجرات العملاقة فعن طريق الاصطدام مجرة

( الطريق اللبنى مع مجرة أندروميدا ) منذ ( 4 مليار سنة ) وبما أن مجرة ( الطريق اللبنى ) تعتبر من المجرات العملاقة إلا أن معدل  ( SFR ) فيها يعتبر ( 3 نجوم ) بكتلة الشمس خلال السنة مما يجعل مجرة ( درب التبانة / اللبانة / الطريق اللبنى

/ Milky Way ) من أكثر المجرات هدوءا واستقرارا بحيث تكون مستقرة إشعاعيا وتكون سبب نشأة الحياة على الأرض من مليارات السنين فدراسة أول مليار سنة من عمر الكون يعتبر هدف فى ضوء رئيسى للمجتمع العلمى لأن الخليط الكونى فى  هذا الوقت كان مركزا بكميات هائلة من المادة والمادة المضادة المظلمة ( Dark Matter ) والطاقة المظلمة وبمرور الوقت يقل تركيزها فى النسيج الكونى الممتد لمليارات السنين الضوئية على عكس الطاقة المظلمة ( Dark Energy ) حيث تحافظ على تركيزها الثابت فى النسيج الكونى بالرغم من تمدد الكون المستمر فى كل الاتجاهات وبتسارع يزيد أكثر وأكثر على مر الزمن لكن بالرغم من الاكتشاف العظيم إلا أن السؤال الأزلى المتردد على العقول كل من يتأمل فى الكون هل بدأ الكون بانفجار مفاجىء عظيم ؟ ولا من الممكن أن تكون لحظة البداية غير ذلك تماما أم بشكل جديد لم تتخيله البشرية من قبل الذى يمكن حدوثه منذ مليارات السنين .

 

 

أسامه ممدوح عبد الرازق مصطفى شرف

13 / 8 / 2022

اكتشاف جديد من تلسكوب ( جيمس ويب ) الفضائى يهدد نظرية الانفجار العظيم

 

اكتشاف جديد من تلسكوب ( جيمس ويب ) الفضائى يهدد نظرية الانفجار العظيم

لا زال تلسكوب ( جيمس ويب ) الفضائى يقوم باكتشافات جديدة باستمرار حيث تم مقارنة اكتشافاته العلمية الحديثة جدا فى أول صور التقطها للفضاء ففى ( 7 / 2022 ) حيث اكتشف العلماء أقدم مجرة معروفة فى الكون ( Universe )

( جلاس Z 13 ) والذى لمع ضؤوها فى الفضاء ( Space ) عندما كان عمر الكون ( 330 مليون سنة ) بعد الانفجار العظيم

( Big Bang ) لكن بعد فترة من الاكتشاف العلمى الكبير أعلن علماء الفلك تقديم ورقة بحثية بقيادة أحد علماء الفلك عن اكتشاف جديد آخر يحطم الرقم القياسى السابق وهو اكتشاف مجرة أقدم بكثير من أقدم مجرة تم معرفتها فالمجرة

( CEERS – 93316 ) انطلق ضؤوها فى الفضاء لما كان عمر الكون ( 235 مليون سنة ضوئية ) بعد الانفجار العظيم والانفجار العظيم الذى قدر العلماء عمره ( 13.8 مليار سنة ضوئية ) حيث بدأت أركانه تنهار فقد ترك الاكتشاف الجديد العلماء فى حيرة كبيرة حول أساس معرفة وقت الانفجار العظيم لأن الكون لم يكن بالشكل الحالى من التمدد المستمر والمتسارع بل كان مضغوطا وساخنا بشكل كبير بحيث يطلق عليه ( الحساء الكونى ) فكل شىء موجود فى الكون كان مضغوطا فى مساحة صغيرة جدا فكان كل شىء من المادة والمادة المضادة المظلمة والطاقة المظلمة والنجوم والمجرات والكواكب كانت مضغوطة لدرجة أنها كانت متأينة من شدة الحرارة والضغط وبدأت النجوم الأولى فى التكون إلا ما بعد توسع الكون حيث انخفضت حرارته شيئا فشيئا حيث ظهرت العناصر الكيميائية المعروفة والغازات الموجودة والذى أدى الضغط عليها وحركتها إلى نشأة النجوم الأولى فالأحداث تحتاج لوقت طويل جدا حتى تحدث وهذا هو الشىء المثير جدا حيث أن العلماء فى حاجة لدراسته بشكل أكبر وهو من الأسباب الأساسية لصناعة تلسكوب ( جيمس ويب ) الفضائى حيث يستطيع الرصد باستخدام الأشعة تحت الحمراء التى كانت تسافر لمسافات كبيرة جدا ولأن الضوء فى حاجة لوقت للسفر من مكان لآخر حيث يمكن رؤية الماضى السحيق وأقرب بكثير من أى وقت سابق فى بدايات تشكل الكون حيث مرت مئات الملايين من السنين حيث تتشكل النجوم الأولى ويبدأ الضوء فى السطوع لكن يوجد مشكلة لأن الوقت ما زال مبكرا جدا لتكوين المجرات المحتوية على ثقوب سوداء الموجودة فى مراكز المجرات وربما يكون فى بعض المجرات كمجرة ( الطريق اللبنى / Milky Way ) أن يوجد ثقوب سوداء فى أطراف المجرات فالثقوب السوداء هى نتاج لانهيار النجوم الهائلة الحجم بعد نفاذ وقودها النووى المعتمد على الهيدروجين والهليوم حيث يحتاج لوقت طويل جدا حتى يحدث حيث أن النجوم الأكبر سنا تحرق وقودها النووى أكثر من النجوم الأصغر منها حجما حيث أن أعمار النجوم قد تتجاوز مئات الملايين من السنين ووجود مجرة كاملة مع ثقب أسود هائل الحجم فى مركزها بعد ( 235 مليون سنة ) بعد الانفجار العظيم ( Big Bang ) يضع العلماء بين خيارين

1 ) إما أن تكون حسابات علماء الفلك حول عمر الكون وبداية الانفجار العظيم خاطئة فقد يكون عمر الكون الحقيقى أكبر من

( 13.8 مليار سنة ) أو أكبر بكثير من تقديرات العلماء .

2 ) أو أن الكون لم يبدأ بالانفجار العظيم أصلا ولكن بدأ بطريقة أخرى مختلفة كليا عن النظرة المعروفة والمسلم بها فى الكون .

 

 

أسامه ممدوح عبد الرازق مصطفى شرف

13 / 8 / 2022