( جيمس ويب ) يحل لغز الحاجب
الكونى العظيم
إن الكون بدأ طبقا لأهم نظرية علمية بانفجار
عظيم وتضخم كبير لكن فى فترة من فترات الكون ملىء بالسحب الكونية الحاجبة للضوء
وإن كان مظلم جدا ومعتم يحجب المجرات والنجوم العملاقة ( حاجب كونى عظيم ) لكن بعد
مدة زمنية الكون نور فجأة وأصبح كل شىء شفاف وتحرر الضوء وسافر لكى يصل للأرض بعد
أكثر من
( 13 مليار سنة ) فما الذى يجعل الضوء يأتى
للأرض ؟ من الأزمان الغابرة والأسحاق البعيدة الممتدة فما الذى يجعل الضوء يهرب من
الحاجب الكونى العظيم الذى حجب الضوء عن الكون فى كل أرجائه فما الذى اكتشفه
تلسكوب ( جيمس ويب ) والذى مثل أحد أكبر اكتشافات تلسكوب ( جيمس ويب ) فى سنة (
2024 ) فالحاجب الكونى العظيم الذى جعل الكون كله مظلم ومعتم والذى اكتشفه تلسكوب
( جيمس ويب ) والذى جعل الكون ينور فجأة بعد عصور الظلام فعن طريق النظر للسماء
حيث أن منظر النجوم المرئية وعن طريق وجود التلسكوب سننظر بالتلسكوب لنكتشف
المجرات والسدم القريبة من الأرض وعن طريق استخدام تلسكوب كتلسكوب جيمس ويب يمكن
السفر بالزمن للماضى لرؤية نجوم وكواكب أكثر ففى نقطة صغيرة فى الفضاء يكتشف (
جيمس ويب ) آلاف المجرات ويسافر ( جيمس ويب ) فى الفضاء ليعود لبدايات الكون عند نقطة
معينة وأثناء سفره للفضاء نجد منطقة غريبة ومظلمة لا يستطيع ( جيمس ويب ) أن يلتقط
منها أى ضوء حاجب كونى عملاق يحجب ويمنع
( جيمس ويب ) من أن يسافر لمناطق أبعد فى
الماضى ( الحاجب الكونى العظيم ) أو ( العصور المظلمة ) حيث لا توجد نجوم ولا
مجرات أو أى مصدر للضوء يمكن رؤيته ففى العصر الحاضر فلا توجد منطقة فى الفضاء إلا
وبها نجوم ومجرات أو حتى ثقوب سوداء فالكون كله ملىء بالنجوم والمجرات والكواكب
والثقوب السوداء على الرغم من وجود فراغات كونية هائلة الحجم ممكن تمتد لأكثر من
مليار سنة ضوئية ففى منطقة العصور المظلمة كل ما يتم الاقتراب أكثر نجد القدرة على
رصد المجرات أو أى شىء يشع ضوء تضعف حيث تظهر المجرات فى أرصاد
( جيمس ويب ) والتلسكوبات الأخرى لها كريف
ومائلة باللون الأحمر بسبب الخفوت الكبير لها وكأن حاجة فى الطريق تمنع نزول الضوء
منها وتعتم عليها وتحجبها .
العصر المظلم كيف كان الكون مظلما ؟ وكيف
أنار ؟
لا بد للرجوع بالزمن للوراء من وراء لحظة
الانفجار العظيم لما تكون الكون واتخلق من لحظة انفجار عظيم أو تمدد غريب للمادة
فى الكون فالكون تشكل فى بحر من البلازما الكونية المكونة من الجسيمات والفوتونات
كل شىء فى الكون حار وكثيف جدا بشكل لا يمكن تخيله طاقة كبيرة جدا أكبر تريليونات
المرات من الطاقة التى يمكن ينتجها مصادم الهادرونات الكبير فى ( سيرن ) ظروف
الكون وقتها كانت شديدة الكثافة مما جعل عدد كبير من التصادمات تحدث وتعمل طاقة
رهيبة وفق القانون الفيزيائى ( الطاقة = الكتلة × مربع سرعة الضوء ) وهى تعنى أن
المادة والطاقة شىء واحد لكن الكون الحار والكثيف جدا توسع فى نفس الوقت بسرعة
رهيبة مما يؤدى إلى أن الكون يبرد والسبب بسيط فالفوتونات والجسيمات عديمة الكتلة
التى لها طول موجى وحجم الطول الموجى يحدد طاقة الجسيم ومع توسع الكون يتمط الطول
الموجى للفوتونات وكل ما كانت الأطوال الموجية أطول كلما قلت الطاقة حيث تقل درجة
حرارة الكون ويبرد ومع توسع نسيج الكون ستتمدد الأطوال الموجية لأى إشعاع موجود
حيث تقل التصادمات بين المواد مما يتطلب الآف السنين لكى يبرد الكون وتتكون الذرات
المحايدة المستقرة فى هذا الزمن تبدأ تفاعلات الاندماج ( البروتونات والنيوترونات
) لكى تكون عناصر ذرات أثقل من الهيدروجين حيث أن الكون قد امتلأ بعد ( 380000 سنة
) من لحظة الانفجار العظيم للذرات المحايدة المستقرة وبردت درجة حرارة الفوتونات
من ملايين الدرجات على مقياس ( كلفن ) إلى ( 3000 كلفن ) حيث أن الكون يتوسع ويبرد
ويتجاذب حيث تحولت البلازما الشديدة الحرارة من بداية الكون لغاز مما أظهر الخلفية
الكونية الميكروية ( CMB ) أقدم ضوء فى الكون تم رصده
حيث أن البلازما الكونية تحولت لغاز الهيدروجين وسمحت لبعض الفوتونات الضوئية أنها
تمر من خلالها قبل ما يأتى عصر آخر جديد معتم ومظلم لا يوجد أى ضوء ويمنع أى عملية
هروب للفوتونات فى هذا الوقت لا يوجد أى نجوم تكونت حيث توجد تفاعلات تحدث داخل
الذرات التى تشكلت حديثا والتى من خلالها سيبقى الضوء ولكن الضوء غير مرئى ضوء فى
نطاق موجات الراديو لا توجد نجوم لكن توجد كميات كبيرة من الغاز وتحديدا غاز
الهيدروجين المحايد وهذا لا يسمح للفوتونات أن تسير بحرية وتتحرك وتسافر فى الفضاء
مع تشكل النجوم الأخرى فالكون ما زال مظلما ( العصور المظلمة ) حيث إن الصورة
لتصور فنان لشكل الكون مع تكون النجوم الأولى طبقا لأفضل عمليات المحاكاة فالنجوم
الأولية بدأت فى مرحلة ما بين / 50 : 100 مليون سنة
بعد لحظة الانفجار العظيم عند انزياح أحمر
للضوء ما بين ( 30 : 50 ) النجوم الأولى قصيرة العمر لكن دورها فى بدايات الكون
محورى جدا ومهم لازم لكى يسافر الضوء فى هذا الزمن فى الكون فلا بد من غلى المادة
التى تحجب الضوء نجوم أولية مصنوعة من الهيدروجين والهليوم كتلتها عالية جدا قد
كتلة النجم المتوسط ( 25 مرة ) حارة جدا ما بين ( 20000 : 100000 كلفن ) غنية جدا
فى إنتاجها للأشعة فوق البنفسجية التى من الممكن أن تؤين الغاز المحايد وتضعف
قدرته على امتصاص الضوء وحجبه عن الأرض وعمرها قصير جدا تنفجر فى انفجارات
سوبرنوفا أولية مهمة جدا فى تطور الكون فى الفجر الكونى فاعتفد العاماء أن النجوم
هى سبب نهايصور الظلام ودخول عصر التأين للغاز الذى بحجب عن الأرض لكن تم الكشف أن
عددها قليل جدا مقارنة بالغاز الحاجب للضوء حيث تم الكشف أن عددها قليل جدا مقارنة
بلبغاز الحاجب للضوء حيث إن الإشعاع الخاص بهذة النجوم لا يستطبع السفر لمسافات
بعيدة وتخترق حجب الكون فى العصور المظلمة
ولكن كيف تحول الكون من الظلام إلى النور ؟ فما الذى أضاء الكون بعد عصور الظلام ؟
كيف الذرات المحابدة التى بدأت كبلازما فى بدابة
الكون وتحولت لذرات محايدة بعد ( 380000 سنة
) من لحظة الانفجار العظيم وتمتص الضوء ولا تسمح له بالسفر بعد ذلك فكيف يجب أن
تتأين بعد ذلك ليكون الكون كله شفاف ويمكن رؤية الضوء من خلاله وهذا لن يحدث إلا
لما يكون عدد كبير من النجوم الأولية التى تنتج الإشعاع فوق البنفسجى ودخوله عصر
إعادة التأين ويشرق الكون بالنور وفقا لأفضل القياسات التى عملها خلال السنين
الماضية وهذا فى أى منطقة فى الكون لتصبح مؤينة وشفافة وتسمح للضوء بالهروب لازم
تحصل بعد مرور ( 550 مليون سنة ) من عمر الكون الوقت الذى يتحول فيه ( 90 % ) أو
أكثر من الغاز المحايد للحاجب الكونى العظيم لغاز آخر مؤين شفاف فكل الدراسات
والملاحظات أخبرت بأن النجوم الأولية أضعف بكثير من أن تعمل إعادة التأين وصناعة
الفقاعات الكونية الهائلة والتى ستجعل الكون ينور ويسمح للضوء بالسفر فإذا كانت
النجوم الأولية أضعف ؟ فمن الذى نور الكون ؟ فما الذى جعل الذرات تتأين ؟ ما نوع المصدر
القوى الذى عمل عصر إعادة التأين حيث إن الملاحظات للكوازرات الشىء الأكثر سطوعا
فى الكون التى تنشأ فى قلب المجرات والثقوب السوداء الكبيرة فى مركزها فلما تم رصد
الكوازرات وجد جزء من ترددات أطيافهم مفقودة حيث تم امتصاصها من خلال الهيدروجين
المحايد حاجب الضوء فى زمن العصور المظلمة سحب الهيدروجين والدخان المتكون لها هى
الحاجب الكونى العظيم حيث إن الكوازرات الأخرى للأرض حيث أن الكوازرات أثبتت فى
مرحلة لاحقة من عمر الكون بعد مليار أو 2 مليار أو أكثر فهى بعيدة عن عصور الظلام
فالكوازرات الحديثة تصل تردداتها للأرض كاملة حيث أن الهيدروجين الحار الحاجب
الأعظم فى الكون المبكر اختفى أو قل .
س : من الذى أين غاز الهيدروجين طالما النجوم
الأولية أضعف من أن تفعل ذلك ؟
ج :
اقترح العلماء أن المجرات الضخمة المبكرة مسئولة عن تأين غاز الهيدروجين لكن أعداد
المجرات الساطعة الضخمة قليل جدا قليل لدرجة أنه ليس المسئول الأول عن عملية إعادة
التأين وإنارة الكون فمن الممكن أن تكون الثقوب السوداء الفائقة الكتلة فى الزمن
المبكر للكون على الكوازرات الموجودة فى قلب المجرات النشطة ممكن تكون السبب لكى
يتأين غاز الهيدروجين المحايد الحاجب الأعظم فى الكون فلا بد من وجود طاقة معينة
فى نطاق الضوء فوق البنفسجى أو حتى أعلى نشاطا كالأشعة السينية أو إشعاع جاما وهذه
متوفرة فى الثقوب السوداء والكوازرات المصاحبة لها حيث تم اكتشاف مليون كوازر فى
أنحاء متفرقة من الكون لكن أعداد الثقوب السوداء والكوازرات المصاحبة لها فى الكون
المبكر أقل من أن تكون المسئول الأول عن عملية إعادة التأين وتكوين الفقاعات
الكونية العملاقة التى ستكون بسبب فى سفر الضوء عبر الفضاء .
ما الذى أشعل الأضواء قى فجر الكون ؟
اكتشف ( جيمس ويب ) أن أقوى مصدر للضوء أنار
الكون بعد عصور الظلام ليس النجوم الأولية العملاقة فى انفجارات السوبرنوفا الخاصة
بالنجوم الأولية العملاقة ولا المجرات الضخمة الساطعة ولا الثقوب السوداء الفائقة
الكتلة ولا الكوازرات المصاحبة الساطعة إنما الذى أشعل الكون بالأضواء هى مجرات
قزمة خافتة فالمجرات القزمة الخافتة بعيدة وصغيرة وخافتة جدا وضؤوها ينحرف نحو
اللون الأحمر بسبب التوسع الكونى حيث أن تلسكوب
( جيمس ويب ) بقدراته الرهيبة فى رصد الأضواء
الخافتة البعيدة مما يجعله قادرا على رصد المجرات الباهتة فى الزمن المبكر فى
الكون ومن أجل الدقة ( جيمس ويب ) لا يمكن له رصدهم إنما شىء آخر هو الذى جعل (
جيمس ويب ) يستطيع رصد المجرات القزمة الناشئة نادرة جدا حول الأرض فى الكون
الحديث لكنها كانت شائعة جدا فى الكون المبكر فالملاحظات السابقة عن المجرات القزمة
الحديثة القريبة من الأرض فى الكون الحديث أشارت إلى أنها تتبعت منها إشعاعات
مؤينة حيث تم الحصول على أول ملاحظات طيفية لأضعف المجرات خلال المليار سنة الأولى
من عمر الكون لأنها أسطع بمئات المرات من المعدل الطبيعى للضوء فوق البنفسجى مجرات
لا يمكن رؤيتها فى الضوء المرئى لكنها ساطعة جدا فى الأضواء فوق البنفسجية مجرات
وانبعاثات للفوتونات القوية المستمرة التى تقدر أن تؤين ذرة الهيدروجين وتفككها
وتقدر تزيل الحجب وتنور الكون .
كيف رصد ( جيمس ويب ) المجرات الخافتة فى عصر
التأين ؟
اكتشف العلماء النتائج فى بحث بعنوان ( معظم
الفوتونات التى أعادت تأين الكون جاءت من المجرات القزمة ) فتلسكوب ( جيمس ويب )
لا يستطيع أن يرصد هذه المجرات أبدا لولا وجود عدسة الجاذبية فى الطريق بين الأرض
وبين المجرات الخافتة البعيدة فعن طريق تقليل عدسة الجاذبية التى ابتكرها (
آينشتين ) فى النسبية العامة حيث تنتقل عدسة الجاذبية كمكبر للأجسام التى تكون
موجودة فى الخلفية الكونية الميكروية وتشوه منظر المجرات البعيدة فهى تشوه نسيج
الزمكان وتعتبر مسارات الضوء القادمة من بعيد مجرات بعيدة خافتة كالأقواس بقع
لامعة مشوهة لكن طيفها محفوظ وغير مشوه .
عدسة الجاذبية :
كان العنقود المجرى ( Abell
2744
) ( عنقود باندورا المجرى ) على بعد ( 1.2 مليون بارسك / فرسخ فلكى ) حيث أن
المجرات الخافتة تنتج كميات كبيرة وهائلة جدا من الإشعاع المؤين بمستويات أكبر ب (
4 أضعاف ) من الذى افترضه العلماء فعن طريق دمج المعلومات القادمة من تلسكوب (
جيمس ويب ) مع المعلومات القديمة التى عثر عليها تلسكوب ( هابل الفضائى ) قبل سنين
وتمكنوا من الحصول على التحليل الطيفى ( Nirspec ) والتى
تمكنت من توفير تفاصيل مذهلة عن المجرات الخافتة فى المليار سنة الأولى من عمر
الكون مجرات قزمة أصغر
( 100 مرة ) من مجرة ( درب التبانة / اللبانة
/ الطريق اللبنى / Milky Way ) ولما تبنت المجرات القزمة
الإشعاع الخاص بها هى تفجر فقاعات كونية هائلة للغاز المؤين حيث تم اكتشاف عدد ( 8
مجرات ) قزمة خافتة حيث أن المجرات القزمة الخافتة منتشرة وشائعة جدا فى الكون
المبكر لدرجة أن لكل مجرة ضخمة ساطعة فى هذا الزمن يقابلها عدد ( 100 مجرة قزمة
خافتة ) مجرات قزمة لعبت دور حاسم فى التطور الكونى ما بين
( 500 : 900 مليون سنة ) بعد لحظة الانفجار
العظيم .
رقعة واحدة رائعة من السماء حلت للتو لغزا
كونيا كبيرا :
صورة غريبة جدا تمثل ( 0.007 درجة م ) من
السماء من ( 1000 درجة مربعة ) من السماء ضمن مشروع المسح الكبير ل ( جيمس ويب )
حيث أن الصورة بها ( 50000 مجرة ) كلهم ليسوا ملك العنقود المجرى ( عنقود باندورا
) صورة تمثل مجال رؤية لعدد ضخم من المجرات التى تم اكتشافها بعد ( 650 مليون سنة
) من الانفجار العظيم وتظهر صورة أخرى خريطة عدسة الجاذبية وداخل الخطوط توجد
المجرات المرصودة من ( جيمس ويب ) ورصد أطيافها فعن طريق عمل خريطة لعدسة الجاذبية
والأطياف أمر مهم جدا لفهم كيفية تكون المجرات الخافتة فى الزمن المبكر لخريطة
لحقل معين والذى يحتوى على ( 18 مجرة ) من المجرات الخافتة مرقمة ويتضاعف عددها كل
( 10 مليون سنة ) ولديها القدرة على تشكيل النجوم بوتيرة متسارعة بحيث أنها ممكن
تشكل نجوم يتضاعف عددها كل ( 10 مليون سنة ) وبالمقارنة بين اكتشافات تلسكوب (
هابل ) واكتشافات تلسكوب ( جيمس ويب ) للمجرات فى الكون المبكر سنلاحظ الفرق
الهائل فى قدرات ( جيمس ويب ) الذى يستخدم الأشعة تحت الحمراء وتلسكوب هابل الذى
يستخدم الضوء المرئى وتمثل ( 20 % ) من المسح الكبير للمجرات الخافتة ( 25 ) دقيقة
قوسية يعنى منطقة صغيرة جدا من السماء تحتاج ( 6 مليون صورة ) لكى يتم تغطية
السماء بالكامل حيث تم الوصول لعدد ( 45000 مجرة ) تم اكتشافها فى الصورة الواحدة
فعن طريق التخيل ( 6 مليون صورة أخرى ) كم عدد المجرات التى ستوجد بها فكل مجرة من
( 8 مجرات ) تحتوى المجرة الواحدة على مليون نجم مجرات قزمة بأعداد هائلة وكبيرة
أنتجت عدد فوتونات مؤينة كافية لإنارة الكون المظلم فى الفجر الكونى أقزام خافتة
بعيدة لكن عملها فى الكون جبار وحاسم إنها المجرات القزمة التى أنارت الكون المظلم
وشكلت تطوره بالكامل .
أسامه ممدوح عبد الرازق مصطفى شرف
11 / 4 / 2024
ل
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق