العلماء يقتربون من فهم نشأة الكون

بدأ علماء فيزياء دوليون في مجمع "سيرن" البالغ الاتساع والذي يقع تحت الارض بالقرب من مدينة جنيف السويسرية في اطلاق مشروع علمي استغرق حتى الآن قرابة عشرين عاما في محاولة لمحاكاة نظرية "الانفجار العظيم" للوقوف على الكيفية التي تشكل وابتدأ بها الكون، وكيف تكونت الحياة في هذا الكون، بناء على النظرية التي يعتقد معظم علماء الفيزياء في العالم انها الاقرب، افتراضيا، الى ما حدث بالفعل.

الآلة الضخمة التي ستجرى التجربة فيها تعرف باسم "صادم الهدرون الكبير" او "Large Hadron Collider" او (LHC) اختصارا، وهي موجودة في مركز ابحاث سيرن القريب من الحدود الفرنسية السويسرية، حيث يعتزم العلماء تحقيق اصطدام بين جزيئات لمحاكاة ما عرف بعد ذلك ببداية الكون، في حال حققت التجربة النجاح المطلوب منها.

وتستخدم آلة LHC مغناطيسات عملاقة موجودة في ناقلات بحجم كاتدرائية لاطلاق اشعاعات من جزيئات الطاقة في نفق تحت الارض طولة 27 كم، حيث ستصطدم هذه الجزيئات ببعضها بسرعة الضوء.

وستسجل اجهزة الكومبيوتر تفاصيل التجربة بالتفصيل، وسيقوم نحو عشرة آلاف عالم فيزياء في انحاء العالم بتحليل كافة تلك المعطيات والمعلومات للوقوف على سر تكون الكون وبداية الخلق.

"الانفجار الكبير"

ويسعى العلماء في مركز سيرن، المشروع الاوروبي لبحوث الذرة البالغ من العمر 54 عاما، الى الوقوف على اسرار "المادة السوداء" و "الطاقة السوداء"، والابعاد الاخرى، وغيرها من الامور ذات الاهمية الاساسية في معرفة كيفية بدء الكون وتشكله الى ما هو عليه الآن.

ويقول روبرت ايمار المدير الفرنسي لمركز سيرن ان "LHC سيغير نظرتنا الى العالم، ومهما كانت الاكتشافات التي سنخرج بها فالخلاصة ان ذلك سيزيد ادراك البشرية بشكل كبير من فهمنا لاصول الكون ونشأته".

ورفض العلماء في هذا المشروع الفريد من نوعه في العالم تحذيرات بعض المنتقدين من ان التجربة قد تخلق ثقوبا سوداء صغيرة ذات جاذبية عالية التركيز قد تمتص بقوتها الكرة الارضية برمتها.

يقول العلماء ان الانفجار الكبير وقع، في رأيهم نظريا، قبل نحو 15 مليار سنة، عندما انفجر جسم بحجم قطعة النقد المعدنية لها من الكثافة والحرارة ما لا يمكن وصفه او تخيله، وفي وسط من فراغ المادة، حيث بدأ بسرعة في التمدد والتوسع لتتكون النجوم وتظهر الكواكب، وبالتالي تنشأ الحياة، كما نعرفها، على الارض.

تنافس

من جانب آخر يقول علماء بريطانيون يعملون في اعمق منجم في بريطانيا انهم ربما تمكنوا من تحقيق تجربة اصغر من تجربة مركز سيرن، التي كلفت قرابة مليارات الدولارات.

ويقول العلماء البريطانيون انهم ربما سبقوا زملاءهم في المركز السويسري وبكلفة اقل بكثير من كلفة سيرن، وبنفق لا يزيد طوله على نصف كيلومتر، ولن يستغرق منهم اكثر من نصف الوقت الذي قد تستغرقه تجربة سيرن.

أدلة جديدة حول نشأة الكون

التقط التلسكوب إشعاعات سافرت في ابعاد الفضاء لـ 14 مليار عام

تمكن علماء الفضاء الذين يعملون في تلسكوب متطور منصوب في هضبة بعيدة في الصحراء التشيلية من الحصول على أكثر الصور تفصيلا ووضوحا لما يعرف بأول ضوء ظهر في الكون.

والدراسة التي تم من خلالها الوصول إلى هذه النتائج الصورية الباهرة توفر أول التأكيدات المستقلة للنظريات التي تتحدث عن أصل المادة والطاقة وكينونتهما.

الصور الملتقطة تعتبر أول الاختبارات العلمية التطبيقية لنظريات نشوء الكون وتطوره، وهي أول دليل علمي يفيد بأن الكون مسطح، وتهيمن عليه المادة والطاقة المظلمة

العالم انتوني ريدهيد

وقد نجح التلسكوب، الذي يعرف باسم جهاز تصوير خلفيات الفضاء السحيق، في التقاط أدق وأبسط الاختلافات بين الموجات المتناهية الصغر في عمق الفضاء، أو ما تعرف لدى العلماء باسم "أصداء الانفجار (الانبلاج) العظيم".

وتلك الموجات الفائقة الصغر هي عبارة عن إشعاعات أمضت مسافرة في أبعاد الفضاء الموغلة في القدم مدة تقدر بنحو 14 مليار عام، أي منذ ظهور أول الذرات في الكون، حسب نظرية الانفجار أو الانبلاج العظيم.

وتبيّن الخرائط المصورة للذبذبات والاختلافات أول تشكيلات الكون المحيط بنا، بمعنى أنها البذور أو الأصول الأولى للمادة والطاقة، التي تطورت وتحولت بدورها إلى ما نعرفه الآن من مئات الآلاف من التجمعات الكونية للمئات من المجرات والبرازخ والتجمعات النجمية والكوكبية.

ويتكون هذا الجهاز الكبير من 13 تلسكوبا تعمل بالموجات الفائقة الصغر متصلة ببعضها، وهي منصوبة على ارتفاع 5080 مترا فوق سطح البحر في أكثر الصحارى جفافا في العالم، وهي صحراء اتاكاما في تشيلي.

مشاهدات مدهشة

وتقول ريتا كولويل مديرة المؤسسة الأمريكية القومية للعلوم إن نتائج هذه الدراسة تعتبر الأفضل والأكثر أهمية من نوعها حتى الآن "فكل صورة جديدة للكون في بدايته تزيد من معرفتنا بكيفية مولد الكون وبداياته، ومع استمرار تمدد الكون واتساعه تزداد وتتوسع معرفة الانسان بأصل الكون وكيفية تمدده".

صور عمرها 300 ألف عام

ويقول رئيس فريق البحث انتوني ريدهيد: "لقد رأينا، وللمرة الأولى، كيف منحت تلك البذور الأولى الحياة للمجرات والتجمعات الكونية الهائلة الحجم، وهو ما يضع النظريات التي تجتهد في إثبات كيفية نشوء الكون تحت المجهر".

ويضيف هذا العالم أن "الصور الدقيقة التي التقطها هذا التلسكوب تعتبر أول الاختبارات العلمية التطبيقية لنظريات نشوء الكون وتطوره، وهي أول دليل علمي يفيد بأن الكون مسطح ببعدين فقط، وتهيمن عليه المادة والطاقة المظلمة".

وتدعم المعطيات التي توصل إليها العلماء مستفيدين من التلسكوب، وخصوصا تلك المتعلقة بتوزيعات دراجات الحرارة، التعديلات التي جرت على فكرة نظرية الانفجار العظيم، وهي الفكرة التي تعرف باسم "نظرية التضخم".

الطاقة السوداء

يذكر أن فريقا من علماء الفضاء الدوليين كان قد كشف في أبريل/ نيسان من عام ألفين عن أول أدلة دامغة تدعم النظرية القائلة بأن الكون مسطح، وهو ما يعني أن خطوطه المتوازية لا تلتقي ولا تتداخل.

ومنذ ذلك الوقت واصل العلماء، مستخدمين أكثر من أسلوب للرصد والمتابعة العلمية، في تحليلاتهم لأصغر وأضعف التبدلات والتغييرات التي يمكن أن تطرأ على درجات الحرارة في الموجات الكونية الفائقة الصغر.

وتساعد المعطيات والمعلومات العملية الجديدة العلماء على توسيع معرفتهم بالأسرار العصية التي تحتويها الطاقة السوداء أو المظلمة، والتي يبدو أنها تقاوم الجاذبية ولا تتأثر بها، بل وتجبر الكون على التمدد والتوسع بسرعات متزايدة باستمرار.

العلماء يتعقبون المسبار الذي يدرس نظرية نشأة الكون

د. ديفيد وايتهاوس صحفي بي بي سي نيوز اونلاين للشؤون العلمية

اطلق جنيسيس عام 2001

يبقى للمسبار الذي يدرس نظرية نشأة الكون أسبوع حتى تحدث النهاية الدراماتيكية لرحلته بالعودة إلى الأرض حاملا عينة من الرياح الشمسية وأجزاء من الشمس.

ويتعقب علماء الفلك المركبة الصغيرة حيث يقومون بقياس مسارها ويخططون لدورة معالجة نهائية من الاصلاحات قبل أن تهبط الكبسولة في أمريكا.

وللحفاظ على هذه الحمولة فإنها ستتعلق بأي منطقة فوق الأرض مستخدمة طائرات الهليكوبتر التي يقودها طيارو هوليوود البارعين.

وتعد هذه الرحلة أول عودة للمادة يتم استرجاعها من وراء القمر.

قطعة من الشمس

وفي 8 سبتمبر ستكتشف الدراما خلال اختبار للقوات الجوية الأمريكية عندما تعوق الهليكوبتر طريق الكبسولة التي تعود بالعينات.

وقال المسؤول عن المسبار ستيفن برودي: "إن رحلة المسبار لجمع قطعة من الشمس للعودة بها إلى الأرض حقيقة محل اهتمام وكالة الفضاء الأمريكية (ناسا)، إنها رحلة جرئية ومثيرة تسهم مساهمة فعالة في المعرفة العلمية".

وقال المدقق الرئيسي دون بورنت من معهد كاليفورنيا التكنولوجي: "يا لها من جائزة. لقد سجلت مركبتنا 27 شهرا تقريبا بعيدا عن فلك القمر لجمع الذرات من الشمس".

وأضاف: "بفضلها يمكننا أن نقول مم تتكون الشمس التي لم نرها من قبل على وجه الدقة ".

يذكر أن المركبة التي تدرس نشأة الكون أطلقت في 8 أغسطس/آب 2001 وفي 3 ديسمبر من نفس العام نشرت لوحات الجمع الخاصة بها وبدأت في رحلة استمرت 884 يوما لجمع جزئيات الشمس بين الأرض والشمس.

وفي 2 أبريل/نيسيان 2004 تمت تعبئة اللوحات في عينة المسبار في الكبسولة العائدة.

لكن في حالة لو هبطت الكبسولة بالكامل إلى الأرض فإن جزءا من حمولتها القيمة ستتحطم. ومن ثم تحدث عملية الاسترجاع فوق الأرض بواسطة طائرة الهليكوبتر.

تقنية التجسس بواسطة الأقمار الصناعية

ويقول مدير المشروع دون سويتنام: "هؤلاء الأشخاص يطيرون في عدد من أكبر أفلام هوليوود. لكن هذه المرة ستكون الكبسولة هي النجم".

وعلى الرغم من الحمولة فإن هذه الطريقة هي الأولى بالنسبة لبعثة علمية مدنية. إنها تقنية استخدمت بطريقة روتينية من قبل الجيش الأمريكي في الفترة بين 1960 و منتصف الثمانينات.

وكان قد تم الامساك بأوعية تحتوي على فيلم من أقمار تجسس صناعية خلال الحرب الباردة. وتقول التقديرات إن القوات الجوية الأمريكية ربما نفذوها 300 مرة.

وستكون عودة حمولة المسبار أمرا بارزا بالنسبة لرحلات أخرى شبيهة. ففي 15 يناير 2006 سيعود مسبار ستاردست الذي يقوم بجمع الغبار الكوني المتدفق إلى نظامنا الشمسي من النجوم البعيدة محملا بعينات حول نفس حيز هذه الاختبارات. وربما يعيد مسبار ياباني مادة من كويكب في عام 2007.

المسبار الذي يدرس نظرية نشأة الكون سيكون محل اهتمام خاص لعلماء آخرين أيضا.

وسيراقب هؤلاء الذين يدرسون مشكلة البحث عن وتعقب الكويكبات التي ربما تثبت تهديدا للأرض مسبار النشوء عن قرب.

إنهم يخططون لاجراء تجربة لقياس موقعها في الفضاء وتحديد النقطة التي يحتمل أن تبقى عندها للقول إنها بالتأكيد ستضرب الأرض.

ويقول الباحثون إن التجربة ربما تكون خادعة حيث أن المسبار سيقوم باصلاحات المدار لكنهم يعتقدون أنها ستكون تدريبا ذات قيمة.