| تاريخ التسجيل: Apr 2007 | | رقم العضوية : 14869 | | مجموع المشاركات : 8,647 | | بمعدل : 14.53 مشاركة في اليوم | | معدل التقييم : 100 | Rep Power :  | | |
لم يكن وجود (ما وراء الكون) حتى عام (1970) إلا فرضاً نظرياً بحتاً, لم يجد لنفسه الدليل التجريبي, وفي شباط من العام المذكور حدث ما لم يكن بالحسبان عندما نشرت إحدى كبريات المجلات العلمية تقريراً للعالم الفيزيائي (جوزيف ويبر)- من معهد برينستون للدراسات المتقدمة – تحت عنوان (تجارب إشعاع الجاذبية – Gravitational Radiation Experiments) . تضمن مقال (ويبر) تجربة متواقتة أجريت على جهازين يبعدان (966) كيلومتراً عن بعضهما, وضع أحدهما في (ميريلاند) والآخر في شيكاغو في الولايات المتحدة فسجل الجهازان أمواجاً لطاقة الجاذبية الكونية انسابت من أكثر النقاط ازدحاماً بالنجوم في المجرة. لم تكن هذه الأمواج مستمرة كتلك التي تنبعث من النجوم و الكواكب العملاقة, بل أتت على شكل ومضات عنيفة من أماكن لا توجد فيها أجرام سماوية, ثم انقطعت. أفاد تقرير (ويبر) أن مثل هذه الموجات كانت قد سجلت مرة على الأقل من نقاط مختلفة من المجرة. أدهش تقرير (ويبر) علماء الكون (الكوزمولوجيين), فمثل هذه الأمواج لا تصدر إلا عن حوادث كونية بالغة العنف, واستنتج هؤلاء أن نقاط البث هذه ما هي إلا بؤر ذات جاذبية هائلة تقع في السماء, وتبتلع كل ما يقترب إلى جوارها من أجسام سماوية, ونظراً لعدم إمكانية رؤية ما يحدث فيها فقد سميت بالثقوب السوداء (Black Holes).
كيف تتشكل هذه الثقوب, أو كيف تنفتح هذه النوافذ في الفضاء؟ وإلى أين تنفتح؟تقودنا الإجابة عن هذه التساؤلات إلى أن نستعرض بشيء من الإيجاز تطور حياة النجوم بدءاً من ولادتها, وحتى انتهاء حياتها الطبيعية.تولد النجوم من تجمع ذرات الهيدروجين المنتشر في السُدُم الكونية بين المجرات بتأثير الثقالة الذاتية,وما إن تتجمع هذه الذرات في كتلة مناسبة, حتى تدخل في تفاعلات نووية, فتندمج كل أربع ذرات من الهيدروجين لتنتج ذرة هليوم واحدة و يتحول جزء من كتلة ذرات الهيدروجين الأربعة أثناء تفاعل الاندماج إلى طاقة مباشرة, وفق معادلة آينشتاين الشهيرة التي تجعل الكتلة و الطاقة وجهين لعملة واحدة هي المادة0إن هذا الاندماج النووي هو مصدر الطاقة التي تبثها النجوم, أما الهيليوم فهو الرماد المتخلف عن التفاعل النووي, وهو يتجمع وتتزايد كمياته باستمرار في نواة النجم نظراً لارتفاع وزنه الذري مقارنة بالهيدروجين, وبهذا تتعاظم قوى التجاذب في نواة النجم مع مرور الزمن, وترتفع درجة حرارة النواة حتى تبلغ حوالي (100) مليون درجة مئوية, عندها يبدأ الهليوم نفسه بالدخول في تفاعلات اندماج نووية من جديد تؤدي إلى انتشار كمية هائلة من الحرارة, فيتحول الهليوم نفسه إلى عناصر أخرى أثقل, كالأوكسجين, والكربون, والنيون.. تدعى درجة الحرارة التي يبدأ الهليوم عندها بالدخول في التفاعل النووي بدرجة وميض الهليوم (Helium Flash).عندما يومض الهليوم تتمدد كتلة النجم المتوضعة في النواة نتيجة الارتفاع الهائل في درجة الحرارة, مما يؤدي إلى اندفاع الطبقات الخارجية من النجم لتشغل حجماً أكبر بملايين المرات من الحجم الأولي فيتحول النجم إلى ما يسمى بالعملاق الأحمر (Red Giant), ويبقى على هذه الحال بضعة ملايين من السنين. مع استمرار استهلاك الهليوم في التفاعل النووي داخل النجم, تبدأ التفاعلات النووية بالفتور فتعود قوى التجاذب الثقلي الذاتي للنجم لتطغى على قوى الدفع الناشئة عن تفاعلات الهليوم في النواة, فينكمش النجم على نفسه.
لقد رأينا أن التحول النووي للهليوم في النواة نتج عنه عناصر أخرى توضعت في هذه النواة كالأوكسجين والكربون والنيون لأنها أثقل من الهليوم. إن تراكم هذه العناصر في النواة مع الإنهيار الثقالي للنجم يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارتها من جديد, حتى إذا بلغت حوالي (2300) مليون درجة مئوية, بدأت العناصر المذكورة نفسها بالدخول في تفاعلات اندماج نووية محررة كمية هائلة من الطاقة بتحولها إلى معادن ثقيلة: كالحديد, والتيتان, والكروم, والمنغنيز, والكوبالت, والنيكل, والنحاس وغيرها, فيقع النجم والحالة هذه, تحت تأثير قوتين: قوة التفاعلات النووية التي تعمل من نواة النجم في اتجاه الخارج, وقوة تعمل في الاتجاه المعاكس (من سطح النجم نحو النواة) ناتجة عن التجاذب الثقلي الذاتي لكتلة النجم, هذه القوة الثانية تزداد إذاً كلما كانت الكتلة الأولية للنجم أكبرعندما يصل النجم إلى هذا الطور, يصبح مستقبله على مفترق طريقين تبعاً لكتلته: فإذا كانت الكتلة الأولية للنجم ضئيلة, ولنقل أنها (0.7) من كتلة شمسنا, فإن قوى الدفع من النواة ستتغلب على قوى التجاذب الذاتي, وستدفع بالنجم إلى انفجار خارق, يضاهي في لمعانه إضاءة مئة مليون من شمسنا, وقد يستمر لمعانه هذا بضعة أسابيع, تسمى هذه الظاهرة بالعملاق المستعر SUPER NOVA)) .لقد سجل الصينيون عام (1054) مثل هذه الظاهرة, وكان ذلك حدثاً كبيراً فقد شوهدت في وضح النهار, واستمرت بضعة أسابيع, وبقيت مرئية بالعين المجردة في الليل عدة أشهر إلى أن خمد السعير تدريجياً.أما إذا حصل العكس, وتغلبت قوى الجاذبية على القوى الناجمة عن التفاعلات النووية داخل النجم, فإنه يبدأ بالانكماش في اتجاه المركز, متكوراً على نفسه, ويستمر هذا التكوير إلى الحدود التي تسمح بها الكتلة الأولية للنجم. فالشمس مثلاً ستتكور بعد وصولها مرحلة العملاق الأحمر, بحيث تنضغط في حجم صغير يقارب حجم الكرة الأرضية, فتتحول إلى ما يسمى بالقزم الأبيض (WHITE DWARF).
إن كثافة المادة في القزم الأبيض مرتفعة جداً, بحيث أن قطعة منه بحجم مكعب السكر, تزن حوالي خمسة أطنان. وإذا كانت الكتلة الأولية للنجم أكبر قليلاً, ولنقل أنها ضعف ونصف من كتلة الشمس, فإن تكور الشمس لن يتوقف عند مرحلة القزم الأبيض, إذ أن قوى الجاذبية الذاتية ستكون أكبر من القوى الناتجة عن تدافع الالكترونات والبروتونات وهي من المكونات الأولية لذرات المادة التي يتكون منها النجم, مما يؤدي إلى تجمع هذه الالكترونات السالبة و البروتونات الموجبة فتتفانى شحنتاهما المتعاكستين, ولا يبقى بالنتيجة سوى جسيمات معتدلة كهربائياً تدعى بالنيوترونات (NEUTRONS) و يسمى النجم المتكون بهذه الطريقة بالنجم النيوتروني (NEUTRON STAR).إن النجم النيوتروني, الذي لا تتعدى كتلته ضعفاً ونصف من كتلة الشمس, ولا يتعدى قطره عشرة أميال, تزن كل حوالي (16) سنتيمتر مكعب من كتلته, مئة مليون طن, ونظراً للكتلة الخارقة التي تتمتع بها النجوم النيوترونية فإن الضوء نفسه لا يستطيع الانفلات من حقل جاذبيتها, لذلك لا تظهر النجوم النيوترونية لعين الراصد, إنما يمكننا التعرف على مواقعها في السماء بسهولة نظراً لأنها تدور حول محورها بسرعة فائقة, فتبث من خلال دورانها أمواجاً راديوية على شكل نبضات تتواتر باستمرار رتيب, مما دعا إلى تسميتها بالنجوم النابضة (PULSARS). لقد تبين من تحليل الأمواج الصادرة عن أحد النجوم النيوترونية في سديم برج السرطان, أن عدد دوراته حول محوره لا يقل عن ثلاثين دورة في الثانية الواحدة، وهي في انطلاقها بكتلتها الهائلة عبر الفضاء الكوني تلتقط الغبار الكوني والأجسام المادية الضئيلة الأخرى, و كأنها مكنسة جبارة تعمل في السماء0هذا عن نهاية النجوم التي تنقص كتلتها الأولية عن كتلة الشمس, وعن التي تساويها أو تزيد عنها قليلاً في الكتلة، فماذا لو كانت الكتلة الأولية للنجم تبلغ ضعفي كتلة الشمس مثلا, أو أكثر؟ في هذه الحالة ستصبح قوى الجاذبية من الشدة بحيث لا يتوقف تكوّر النجم عندما يصل إلى مرحلة النجم النيوتروني, بل إن هذه القوى ستتابع ضغطها على النيوترونات متغلبة على جميع القوى المعاكسة, فيستمر النجم في التكور هكذا حتى تتلاشى أبعاده الطبيعية, أي حتى يختفي في الزمكان, مخلفاً, حيث وجد, حقلاً من الجاذبية خارق القوة, يبتلع كل ما يقترب منه من نجوم أو أجرام سماوية أخرى ويلقيها خارج الزمكان. تُسمّي الأدبيات العلمية هذه الحالة بالثقب الأسود (Black Hole), أو النجم الثاقب.
افترض كل من العالمين (روبرت أوبن هايمر) وطالبه (هارتلاند شنايدر) منذ عام (1939) وجود مثل هذه الثقوب السوداء, لكنهما اعتقدا, أنها نجوم ضخمة قد تكورت, وبلغت جاذبيتها من الشدة مبلغاً لم يعد يسمح لأشعة الضوء بالانفلات منها, فهي لا تُرى, الأمر الذي ينطبق على النجوم النيوترونية كما رأينا, أي أنهما اعتقدا أن النجم مازال في موقعه مختفياً عن الأنظار فقط. الأمر الذي لا ينطبق على حالة النجم الثاقب, إذ تقول النظريات الحديثة أن هذا النجم لم يترك شيئاً مكانه البتة, لقد اختفى النجم الذي تبلغ كتلته ملايين أضعاف كتلة الأرض من عالمنا المادي نهائياً وبقي ثقب في الزمكان يشير إلى أن نجما كان هاهنا ذات مرة, وأخذ الثقب يبتلع كل ما يقترب منه من أجسام مادية لذلك يصف البعض الثقب الأسود بأنه بالوعة الفضاء.
إن نتائج تجربة (ويبر) تدعو إلى الدهشة فعلاً, فلو اختفت من عالمنا الطبيعي مجموعة من الأجرام السماوية كل يوم لفني الكون قبل عمره المعروف بدهور طويلة. فمجرتنا مثلا تحوي مئة مليار نجم, وعمرها حوالي عشر مليارات سنة أرضية, فلو افترضنا أن نجماً واحداً من نجوم مجرتنا يختفي كل يوم وبمعدل ثابت ومستمر, وجب ألا تُعمّر المجرة أكثر من (270) مليون سنة أرضية, كذلك لو كان عمر الأرض التي هي أحد كواكب المجرة (270) مليون سنة فقط, بدلاً من عمرها الحقيقي الذي يبلغ (4.5) مليار سنة, فإن الحياة العاقلة لم تكن لتظهر على سطحها أبداً, لا بل لن يتوفر الوقت الكافي لنشوء وارتقاء الديناصور فقط, ناهيك عن أنواع الحياة الأخرى، أما الأهم من هذا وذاك, فهو ملاحظتنا استقرار الأجرام السماوية في أفلاكها, واستقرار المجموعات السديمية عموماً, الأمر الذي يلغي أي احتمال بتناقص كتلة الكون, ويلغي كل نتيجة أخرى تتعلق بذلك، لكن هذا لا يعني خطأ النتائج التي توصل إليها (ويبر). لتوضيح ذلك نورد المثال التالي: نتصور معملا فيه مئة عامل, لا يزيدون ولا ينقصون, مع أن بعضهم ينفك عن العمل, أو يتوفى بين الفينة والأخرى, لتفسير ذلك لابد من افتراض أن العمال المتسربين يعوَّضون فوراً بمن يحل محلهم, بطريقة لا نعرفها بعد، وهكذا الأمر بالنسبة لمجرتنا, وللكون, إذ يبدو أن المادة المتسربة منه تعوض فوراً.لقد جاءت الإجابة على هذا اللغز الكوني في رسالة وجهها الباحث (روبرت هجلمنغ) من فرجينيا إلى مجلة علم الطبيعية ( Nature Physical Science), جاء فيها ما معناه: أن جميع قوانين الطبيعة تقضي بأن يترافق اختفاء المادة في مكان ما من الكون الطبيعي, بظهورها آنياً في مكان آخر. أي أن الكتلة التي تختفي من خلال ثقب أسود, تعود لتظهر آنياً من خلال ثقب أبيض مناظر للأسود في مكان ما من الكون. إن إجابة (هجلمنغ) تقدم حلا منطقيا للغز اختفاء المادة في الثقوب السوداء, وتنسجم مع المبدأ العام في الزوجية أو التناظر الذي تقوم عليه مظاهر الطبيعة. إن ظهور المادة المختفية بطريقة معاكسة لاختفائها في الثقوب السوداء, يمكن تسميته بعكس الانهيار (Anti Collapse), وقد استعمل هذا التعبير من قبل علماء آخرين غير (هجلمنغ) لوصف ولادة النجوم. لكي تقوم المادة بهذه الرحلة الآنية من الثقب الأسود إلى الأبيض, لابد لها من عبور (ما رواء الكون), فعالمنا الطبيعي يرتبط إذاً بما وراءه بمداخل هي الثقوب السوداء, وبمخارج هي الثقوب البيضاء. إن (هجلمنغ) بهذا التفسير, يحل لغزاً لا يقل أهمية عن لغز اختفاء المادة, إنه لغز (المادة المفقودة) التي افتقرت إليها نماذج نشأة الكون الأخرى, فاضطر واصفوا هذه النماذج إلى افتراض خلق مادة جديدة في الكون باستمرار (من حيث لا يدرون) مخالفين بذلك مبدأ مصونية المادة. يقول (هجلمنغ) : لا يمكن تطبيق مبدأ حفظ المادة على عالمنا الطبيعي, طالما أنه مفتوح على (ما وراء الكون), أما إذا وضعنا الكون وما وراءه بعين الاعتبار, فيمكن للمبدأ أن ينطبق تماماً. يقودنا هذا من جديد إلى عالم النسبية ذي الأبعاد الأربعة . إن الزمكان هو الحد الفاصل بين الكون وما وراءه, وبما أن الزمكان يتخذ وفقاً لمفهوم النسبية شكلاً أحدب, فإن (ويلر) يفترض أن يكون هذا السقف مبنياً من لبنات أولية, أطلق عليها اسم (جيونات – GEONS), وهي تشكل بمجملها حقل الجاذبية الذي يجعل الكون متماسكاً, وتنفتح من خلالها الثقوب السوداء والبيضاء.
منقووول
|
10-18-2007, 07:23 PM
المواضيع المتشابهه 
العرض العادي
