السبت، 24 مارس 2012

لغز الحديد ، النيوترينو والمادة المرأتية


 لقد درس العلماء صور أبعد مجرة لم يدرسوها من قبل. فتأكد لهم من خلاله أن تمدد الكون متسارعا وعمره 5،13بليون سنة ضوئبة كم الأرض وقد رصدته المركبة الفضائية الأوربية نيوتن وتلسكوب هبل الفضائي  .وكانت مجرة أخري تسيرأمامها وشوهد أيضا كوازارا صغيراب÷ عنصر الحديد بنسبة أعلي ثلاث مرات  من الموجود في المنظومة الشمسية  وهذا الإكتشاف أضفي لغزا جديدا علي وفرة وجود الحديد بالكون. وهذا الإكتشاف لم يكن في الحسبان وكان بالصدفة المحضة . 

وإكتشاف هذا الكوازار  معناه أن عمره لايقل عن 15بليون سنة. وهذه حقبة زمنية كافية للتولد من تفجيرات  المستعرات العظمي لتلويث  منطقة الإنفجار .
 ومن خلال الإزاحة الطيفية لأشعة X والزمن الذي قطعته حتي وصلتنا قد بينت أن متوسط عمر الكون 15 بليون سنة. للكن العلماء يحدسون بأن هذه الأجسام والمجرة ليست أقدم ما في الكون .لكن أهمية وفرة الحديد بالكوازار المكتشف بنسبة أكبر مما   في شمسنا يعتبر لغزا قائما حتي الآن لأنه أكثر العناصر ثبوتا ولو أنه من السكل تكوينه في إنفجارات المستعرات الأعظم إلا أنه من المستحيل تدميره  .لهذا يتوقع العلماء  رؤية نسب حديد أقل في الأجسام والكوازارات الحديثة  بالفضاء .      
  المادة المرآتية
يعتقد عالمان إستراليان أنهما وجدا دليلا علي وجود الكون المتوازي من خلال وجود مادة غريبة داخل مجموعتنا الشمسية عندما راقب مسبر شوميكر مذنب إيروس الذي وجداه ملطخا بالمادة المرآتية وهي ليست مادة مضادة للمادة ولكنها مادة غير عادية وهي مجرد إنعكاس لمادة حقيقية بهاسلسلة من الجسيمات المتوازية ليستعيد الكون توازنه . لكن لم يفصح عنها حتي الآن لتحديدها كمؤشر أو مكون عام للكون. لهذا تعتبر المادة المرآتية شكلا إفترضيا من المادة ليستعيد الكون تطابقه أو تماثله التناظري المرآتي كالأصل والصورة في المرآة(0تماثل اليمين مع اليسار المقابل ) . والكون الحقيقي علي اليسار اليد والصورة علي اليمين. وعلماء الفيزياء يعتقدون أن في اللحظات الأولي من عمر الكون في أعقاب الإنفجار الكبير كان كل شيء فيه متناظرا ومتقابلا).وأطلق علي هذه المقابلة التوازن الكوني بين اليمين واليسار من خلال المادة المرآتيةالتي لها ضوؤها الذي لانراه .. لأن المادة المرآتية تتفاعل مع مادتنا عبر الجاذبية . لهذا يقال أن هذه المادة حولنا بوفرة منذ الإنفجار الكبير إلا أننا لانراها . فقد تتكون منها كواكب ونجوم ومجرات . وما يقال بالمادة المظلمة الغير مرئية قد تكون مادة مرآتية مظلمة ويمكن تحسسها من خلال الجاذبية . وقد تكون قريبة منا ويمكن تحسسها من خلال المسابر الفضائية.
 لغز النيترينو    
يعتبر علماء الفيزياء عام 2002 عام النيترينو neutrino عندما حاول العالم ريموند دافيز بجامعة بنسلفانيا تحسس نيترونات الشمس من خلال تصوير مسبر سوهو للأشعة الحمراء بها . واكتشف أن الشمس تبث كميات أقل من المتوقع من هذه الجسيمات الشبحية دون الذرة .حيث بينت النماذج القياسية كبف أن ضياء الشمس يبلغنا عن كيفية عدد النيترونات التي تتولد نتيجة التفاعلات النووية بقلب الشمس .وهذه النماذج بينت أن النيترينو خامل ويمكن أن تمر بالأرض . لهذا تمكن العالم دافيز من أسر بعضها في مجس هائل يتحسسها تحت الأرض . وحصر قليلا منها . فلاحظ أن الكمية ثلث ما كان متوقعا في نظرية النيترينو . ومن المعروف أن النيترينو يوجد في ثلاثة أنواع . كل منها مرتبط بجسيم دون ذري آخر . وحتي الآن يستطيع العلماء تحسس نوع واحد بطلق عليه نيترينو إلكترون . وهذا النوع الذي يتولد بالإندماج (الإنصهار ) النووي( The nuclear fusion) للهيدروجين بالشمس . ويخمن بعض علماء الفيزياء أن نيترونات شمسية بذاتها تتحول للنوع الآخر مما يصعب وجودها .وهذا النوعان يطلق عليهما نيترينو ميون muon-neutrinos ونيترينو تو tau-neutrinos . وعلي عكس ما يقال بأن النترينو بلا كتلة. وإلا من المستحيل تحويلها من نوع لآخر . وهذه المستجدات دفعت الباحثين لتجديد النماذج الفيزيائية التي تصف التفاعلات الداخلية لكل الجسيمات الأساسية في الكون . وكلما كان تمدد الكون بسرعة تقارب سرعة الضوء كلما ثقلت موازينه وزادت كتلته وزاد حجمه . عكس نظرية إينشتين ف النسبية .. من أن الأجسام كلما زادت سرعتها لتصل حدا يقرب من سرعة الضوء زادت كتلتها و انكمشت في الحجم ولاتتمدد . لهذا تمدد الكون لايخضع للنظرية النسبية لإينشتين . فالكون يغص بالنيتريونات التي كتلة النيتريون منها جزءا متدنيا من كتلة الإلكترون . وكل ثانية تمرعلينا تخترق أجسامنا تريليونات النيترينوات لتصل للإرض ولاتضرنا . واكتشاف أن النيتريونات لها أوزان سوف تفصح عن بعض المواد المخفية بالكون والتي تمسك المجرات والعناقيد المجراتية معا . فالنيتريونات مازالت ألغازا وقد بدأ فهمها مؤخرا .
 مضاد الجاذبية
من خلال صورة لأبعد مستعر أعظم بالفضاء إلتقطها تلسكوب (هبل) الفضائي .. وجد العلماء قوة مضادة للجاذبية غامضة تجعل الكون يتمدد بمعدل تسارعي منتظم. وهذا الإكتشاف يدعم مفهوما سبق لإينشتين إقتراحه من خلال مقولته عن الثابت الكوني cosmological constant ثم إستبعده قائلا :هذه أكبر غلطة في عمري . فلقد كان لإكتشاف هذا المستعر مثارا للدهشة لفريق البحث ومن بينه الفلكي آدم ريس من جامعة بريكلي بكاليفورنيا. ولقد حاول الفريق المكون من 15 عالما البحث عن أخطاء ما في هذا الكشف الغريب فلم يجدوها.لأنه لو صح .. فإنه سيتحدي الأفكار السائدة عن تاريخ الفضاء والزمن . لأنهم إكتشفوا القوة مستعينين بتلسكوب هبل الفضائي والتلسكوبات الأرضية في هاواي وإستراليا وتشيلي . وعندما حللوا الضوء الوافدمن 14 مستعر أعظم (نجوم متفجرة ) تبعد عن الأرض بحوالي 7 – 10 بليون سنة ضوئية(السنة الضوئية تعادل 6تريليون ميل ) . وكان العلماء يتوقعون أن تمدد الكون متباطيء قليلا بتأثير الجاذبية.لكنه في الواقع يتسارع وسوف يستمر لدرجة أن كثيرا من النجوم التي نراها سوف تختفي بعد بلايين السنين ولن نراها وسيكون الكون مكانا مختلفا عما ألفنا عليه في رؤيتنا وسيكون فريدا. فلو كان تمدد الكون متسارعا فإن هذا معناه حل مسألة قياس عمر الكون لعشرة بلا يين سنة . وهذا يعتبر عمرا أصغر وأقصر من عمر بعض النجوم . وهذا التضارب كان متاهة واجهت الفلكيين . لكن لوكان معدل التسارع لتمدد الكون قد قدر .. فهذا يدل علي أن عمر الكون يناهز علي 14بليون سنة . وهذا معناه أنه أقدم من أقدم النجوم ببليوني سنة.
     أسئلة محيرة
ماهو شكل الكون ؟ . من أهم ماتضمنته نسبية إينشتين العامة أن وجود المادة تسببت في تقوس الفضاء والأجسام الراحلة في هذا الفضاء المتقوس لها ممراتها التي تغير عبرها في مساراتها بدقة مما يدل علي أن ثمة قوة تمارس عليها وتؤثر فيها . فلو أن الفضاء متقوس كما يقول إينشتين .. فإنه توجد ثلاث إحتمالات عامة لهندسة الكون لها صلة وثيقة بكمية المادة به ولها بصماتها علي ماضيه وحاضره ومستقبله .وقد حدد الرياضيون ثلاثة أنواع من التقوس هي التقوس الصفري للأسطح المنبسطة تماما والتقوس الإيجابي للأسطح الكروية. والتقوس السلبي عندما يكون متقوسا للداخل أشبه ببردعة الحصان. واعتبر إينشتين أن للكون أبعاده الأربعة هي الطول والعرض والإرتفاع وأطلق عليها المكان .والبعد الرابع إعتبره الزمن . فلوكان الكون تقوسه سلبيا فلن يوجد به مادة(كتلة) كافية توقف تمدده ولن يكون له حدود وسيتمدد للأبد .ولو كان تقوسه صفرا أي مسطحا فيوجد به مادة (كتلة ) كافية لوقف تمدده لكن بعد مدة زمنية غير محدودة . وفي هذه الحالة الكون لايوجد له حدود وسيتمدد للأبد بمعدل تمدد تدريجي ليصل الصفر بغد هذه المدة الزمنية الغير محددة . وهذا الشكل الهندسي يطلق عليه الكون المنبسط أو الكون الإقليدي ( نسبة لهندسة إقليدس أو الهندسة التقليدية المعروفة التي تطبق علي الأشكال الغير متقوسة ). لكن الكون لو كان إيجابي التقوس فهذا معناه وجود مادة كافية لوقف التمدد الكوني الحالي. وهذا معناه في هذه الحالة أن الكون ليس غير نهائي أو غير محدود لكن ليس له نهاية وهذا أشبه بسطح الكرة لايوجد لها نقطة يمكن أن يقال أنها نهاية سطحها رغم أنها متحيزة . فالتمدد سيتوقف ويصبح بعده الكون متراجعا أو متقلصا علي ذاته. ولن تتباعد المجرات بل ستقترب مستقبلا أثناء إنكماش الكون وفي هذه الحالة المستقبلية سيطلق علي الكون الكون المنغلق. وهناك تساؤل ملح وهو كيف تكون أقدم النجوم كما قدر عمرها العلماء أقدم من عمر الكون نفسه ؟ . رغم أنها تابعة له والمنطق يقر بصحة قدم الكون عن محتواه من النجوم والمجرات وغيرها . .لكن أي التقديرات العمرية صحيحة ؟. هل تقديرات عمر الكون ؟ أو تقديرات عمرأقدم النجوم ؟ . حقيقة عمر الكون قد قدر حسب معدل تمدده وهو مايعرف بثابت هبل الذي يعبر عن النسبة بين السرعة القطرية لمجرة بعيدة ومسافة بعدها. ويمكن بسهولة قياس سرعة التمدد لكن يصعب قياس المسافة . لهذا يوجد 15% إحتمال الخطأ في قياس ثابت هبل. ولتحديد عمر أقدم النجوم يتطلب تقدير شدة سطوعها وبعدها . وهذا التقدير فيه إحتمال الخطأ 25% لصعوبة تحدبد المسافات بدقة . لهذا تقدير عمر الكون وعمر أقدم النجوم فيه الخطأ التقديري وارد وفي حدود المقبول والمتعارف عليه علميا. لكن منذ عام 1997 إستطاعت الأقمار الصناعية تغيير قياسات المسافات مما جعل هذا التفاوت غير متواجد . ولماذا المنظومة الشمسبة لاتتمدد رغم أن الكون كله يتمدد من حولنا ؟. سؤال منطقي لأن كل المجرات تغير من وضعهاوتبتعد عنا .والمنظومة الشمسية موجودة داخل مجرة درب التبانة . والمجرات تكبح تمددها الجاذبية الكونية. لكن الكواكب الشمسية تدور حول الشمس في مدارات شبه ثابتة تحكمها الجاذبية الشمسية. لكن تأثير تمدد الكون يعتبر تأثيرا طفيفا ومتناهيا علي مدار الأرض خلال عمر المنظومة الشمسية . وهذا التأثير تحدثه الكثافة الكونية الخلفية حول الشمس أثناء تمدد الكون وقد يحدث أو لايحدث تبعا لطبيعة المادة المظلمة . ففقدان الشمس لكتلتها بسبب توهحها والرياح الشمسية تؤديان لإتساع مدار الأرض الذي يصبح عاجزا عن عدم الإتساع . وهذا نراه في العناقيد المجراتية التي تبعد عنها 10 سنوات ضوئية إ أن تأثير التمدد الكوني عليها أقل 10 مليون مرة من تأثير الجاذبية علي تماسك هذه العناقيد.
الموضوعات التالية  تبحث في موضوع الكون : 
مرسلة بواسطة
التسميات: ,

ليست هناك تعليقات:

إرسال تعليق

الاشتراك في: تعليقات الرسالة (Atom)

أهلا وسهلا

رحـلات وجـولات ورسائل لا تنـتهى للعقـل والـروح وأحـيانا للجـسـد عــبر نـوافــذ الادراك المعـروفـة والمجهولة تتـخطـى المكان والـزمان تـخـوض بحـار العـلم و تـكشـف أسـرار المـعرفة حربـا علـى الظــلام والتحاقا بالنـور بحـثا عـن الخيــر والجـمـال ووصــولا الى الـحـق