أحدث الأخبار مع #نظريةأينشتاين
المصري اليوم
٢٢-٠٣-٢٠٢٥
- علوم
- المصري اليوم
تطور المجرات فى رؤية إقليدس الفضائى
تحدثت من قبل عن مرصد «يوكليد»، الذى أطلق خلال صيف ٢٠٢٣ فى مدار حول الشمس، حاملًا تكنولوجيا فائقة التطور واسم عالم الرياضيات الإسكندرانى القديم إقليدس، فى مهمة لرصد مكونات الكون وتاريخه.. وفى ظهيرة يوم الأربعاء الماضى، عقدت وكالة الفضاء الأوروبية مؤتمرًا صحفيًّا لإعلان أول مخرجات علمية أرسلها التليسكوب، ورغم أن النتائج تشكل مجرد ٠.٥٪ مما هو متوقع خلال السنين القادمة فإنها وفيرة ومبهرة؛ فهذا المرصد قادر على رصد فى بضعة أيام ما رصده تلسكوب هابل على مدى ثلاثة عقود كاملة، وبجودة فائقة. قبل «إقليدس الفضائى» كان من الممكن مسح مساحات كبيرة من السماء مقابل التضحية بالعمق وجودة الرصد (أى وضوح الصور)، أو على العكس كان يمكن تصوير عمق الكون بجودة عالية لكن على مساحات محدودة من السماء (مثلما يفعل هابل وأيضًا جيمس ويب)، أما «يوكليد» فيمكنه مسح مساحات كبيرة بجودة بصرية عالية، وبعمق كونى يصل لأكثر من ثلاثين مليار سنة ضوئية. هكذا احتوت الأرصاد الأولى فى مجال رؤية «يوكليد» على ٢٦ مليون مجرة، تحتوى على مئات الملايين إلى مئات المليارات من النجوم.. ومن بين تلك المجرات تم تصنيف ٣٨٠٠٠٠ مجرة حسب أشكالها المختلفة، إلى الأنواع التى عرفها العالم العظيم إدوين هابل منذ حوالى قرن: ما بين قرصية شبه مسطحة وأخرى بيضاوية شبه كروية (وكل ما فى بينهما).. التصنيف الذى اتضح أنه ليس مهمًا فقط لفهم طبيعة المجرات إنما لفك شفرة تاريخ الكون نفسه كما سنرى. منذ زمن هابل وكانت هناك تكهنات عن أصل أنواع المجرات. فى البداية كان الاعتقاد السائد أنها تشكل سلسلة تطور؛ هابل نفسه اعتقد أن المجرات البيضوية تتحول مع الزمن إلى مجرات قرصية، وكان هناك من يرى العكس.. أما عندما بدأت دراساتى العليا فى المجال منذ ثلاثة عقود، فكان التصور السائد بين علماء الفلك التقليديين قد استقر على أن أشكال المجرات تأتى نتيجة نشأتها؛ أى أنها خلقت فى صورها الحالية ولم تتطور كثيرًا مع الزمن.. أما الذين حاولوا دمج فهم المجرات بتاريخ الكون الذى يحتويها فكان لهم رأى يجمع بين فكرتى النشأة والتطور، وهو الذى ساد خلال العقود الماضية. فى هذا التصور، تنشأ المجرات صغيرة ثم تندمج مع بعضها، والمنتج النهائى وشكله يعتمد على تاريخ هذا الاندماج لكل مجرة.. وهذا يعتمد بدوره على التذبذبات الأولية فى حساء كونى أملس، تؤدى تحت تأثير الجاذبية إلى تكتلات تنشأ منها المجرات، فى تشابه مع تكثف قطرات المطر من سحب البخار. المثير أن فى هذا التصور الكونى لا تنشأ التكتلات أولًا من المادة العادية، إنما من مادة مظلمة لا نعرف طبيعتها بعد، لكننا نعتقد أنها تتكتل بسهولة بمقارنة بالمادة العادية، وبعد تكتلها تسحب الغاز الكونى نحو بؤر جاذبة تنشأ المجرات والنجوم فى مراكزها. هناك أدلة كثيرة على وجود تلك المادة المظلمة، بعضها يأتى من ظاهرة تتنبأ بها نظرية أينشتاين للجاذبية (النسبية العامة)، التى تقر بانحناء الضوء عند مروره فى مجال المادة الجاذبى.. ونحن نرصد هذه الظاهرة بالفعل فلكيًّا، ونرصدها حتى عندما لا نرى كمية كافية من المادة لكى نشرح الانحناء المرصود، مما يدل على وجود مادة إضافية مظلمة.. ويمكنننا حتى رسم خرائط لتوزيع المادة المفقودة فى الكون، عن طريق تحليل دقيق لانحناء الضوء فيه.. وهذا ما سيفعله مرصد «يوكليد»، الذى سيرسم خرائط لتوزيع المادة المظلمة، وكذلك المجرات، وسيبحث عن العلاقة بينهما عبر عشرة مليارات سنة من عمر تطور الكون. وفى هذا السعى معلومات عن طبيعة المادة المجهولة، المعضلة التى حيرت العلماء على مدى نصف قرن. ومن خلال تغير التكتلات المرصودة مع الزمن، سيبحث «يوكليد» أيضًا عن طبيعة الطاقة (المظلمة كذلك) التى تدفع تعجل فضاء الكون فى التمدد. فمعدل نمو التكتلات مع الزمن يشير إلى طبيعة هذه الطاقة التى تشكل حاليًّا ربما أهم المعضلات الأساسية فى العلوم الطبيعية. هكذا سيربط بين المعضلات النظرية المتعلقة بقوانين الكون الطبيعى على أعمق مستوى وموضوع فى غاية البساطة، وهو تصنيف أشكال المجرات وأنواعها.. الربط الذى سيعكس قوة طرق العلم، حيث لا يمكن معرفة أين سيوصلنا الفضول الساذج الصادق، إذا اندمج مع التجربة العملية والفكر المنضبط. هذا هو الحال بالفعل مع هندسة إقليدس نفسها، التى يدرسها كل تلميذ فى المدرسة (والتلسكوب مسمى على اسمه لأنه يكمل مشوار دراسة هندسة الكون، التى اتضح مع أينشتاين أنها جزء من الفيزياء!).. لكن هذا الربط لا يتضح تلقائيًّا للعقل، بل يستوجب تعلمه. لذلك ستجد دائمًا تلاميذ يتساءلون عن فائدة نظريات الهندسة التى يدرسونها. لكن المجتهد منهم قد يستمع إليك إذا أخبرته بأن فى منهجها النظرى المجرد أساسًا فكريًا لكل تكنولوجيا يستخدمها فى حياته اليومية، وكل اتساع فى تصورنا للكون الذى نسكنه.
LBCI
١٩-٠٣-٢٠٢٥
- علوم
- LBCI
التلسكوب "إقليدس" يوفر بيانات أولى لمهمة ستساعد في كشف لغز كوني
وفّر التلسكوب الفضائي الأوروبي "إقليدس" الذي يوصَف بـ"المحقق الفعلي للكون المظلم" بمساعدة الذكاء الاصطناعي والبشر، البيانات الأولى لمهمة يفترض أن تساعد في كشف لغز المادة المظلمة والطاقة المظلمة. وفي مدار على ارتفاع 1,5 مليون كيلومتر، قدّم "إقليدس" عام 2023 صوره الأولى للكون، ثم قدّم في العام الماضي لقطات لمئة مليون نجم ومجرّة. ويسعى التلسكوب لوضع خريطة ثلاثية الأبعاد في غضون ست سنوات لـ1,5 مليار مجرة على جزء من ثلث القبة السماوية. وتقول مديرة العلوم في وكالة الفضاء الأوروبية كارول مونديل، إن البيانات التي وفرها التلسكوب الأربعاء والمسماة "كيو 1"، تمثل "خطوة جديدة لمحققنا في الكون المظلم". بالإضافة إلى 27 دراسة علمية منشورة تستند إلى عمليات رصد لأقل من 0,5 % من السماء التي سيراقبها "إقليدس" طوال فترة مهمته. ويوفر التلسكوب نظرة أولى على "الشبكة الكونية"، على ما تؤكد فاليريا بيتورينو، وهي عالمة معنية بالمشروع في وكالة الفضاء الأوروبية. فهو كالعنكبوت، يوضح "حقيقة أن المجرات تشكل مساحات فارغة، وتتجمع معا في خيوط، في مجموعات من المجرات". ويعود توازن هذا التجمّع إلى وجود المادة المظلمة والطاقة المظلمة، وهما عنصران نظريان يشكلان 95 % من الكون. الأول مسؤول عن تماسك العناقيد المجرية والثاني عن تسارع توسع الكون. في النهاية، ينبغي على "إقليدس" بحسب مونديل، أن يجعل من الممكن "اختبار قوانين الجاذبية"، ومعها نظرية أينشتاين العامة للجاذبية. وحتى ذلك الحين، فإن التحدي الأول الذي يواجه اتحاد "إقليدس" الذي يجمع أكثر من ألفي باحث من خمسة عشر دولة أوروبية بالإضافة إلى الولايات المتحدة وكندا واليابان، يتمثل في جعل الكمية الهائلة من البيانات التي يُعلَن عنها قابلة للاستخدام.
الوسط
١٩-٠٣-٢٠٢٥
- علوم
- الوسط
التلسكوب «إقليدس» يوفر بيانات أولى لمهمة ستساعد في كشف لغز كوني
وفّر التلسكوب الفضائي الأوروبي «إقليدس» الذي يوصَف بـ«المحقق الفعلي للكون المظلم» بمساعدة الذكاء الصناعي والبشر، البيانات الأولى لمهمة يفترض أن تساعد في كشف لغز المادة المظلمة والطاقة المظلمة. وفي مدار على ارتفاع 1.5 مليون كيلومتر، قدّم «إقليدس» العام 2023 صوره الأولى للكون، ثم قدّم في العام الماضي لقطات لمئة مليون نجم ومجرّة، وفقا لوكالة «فرانس برس». ويسعى التلسكوب لوضع خريطة ثلاثية الأبعاد في غضون ست سنوات لـ1.5 مليار مجرة على جزء من ثلث القبة السماوية. تقول مديرة العلوم في وكالة الفضاء الأوروبية كارول مونديل، إن البيانات التي وفرها التلسكوب الأربعاء والمسماة «كيو 1»، تمثل «خطوة جديدة لمحققنا في الكون المظلم». - - - بالإضافة إلى 27 دراسة علمية منشورة تستند إلى عمليات رصد لأقل من 0.5% من السماء التي سيراقبها «إقليدس» طوال فترة مهمته. ويوفر التلسكوب نظرة أولى على «الشبكة الكونية»، على ما تؤكد فاليريا بيتورينو، وهي عالمة معنية بالمشروع في وكالة الفضاء الأوروبية. فهو كالعنكبوت، يوضح «حقيقة أن المجرات تشكل مساحات فارغة، وتتجمع معا في خيوط، في مجموعات من المجرات». ويعود توازن هذا التجمّع إلى وجود المادة المظلمة والطاقة المظلمة، وهما عنصران نظريان يشكلان 95% من الكون. الأول مسؤول عن تماسك العناقيد المجرية والثاني عن تسارع توسع الكون. في النهاية، ينبغي على «إقليدس» بحسب مونديل، أن يجعل من الممكن «اختبار قوانين الجاذبية»، ومعها نظرية أينشتاين العامة للجاذبية. وحتى ذلك الحين، فإن التحدي الأول الذي يواجه اتحاد «إقليدس» الذي يجمع أكثر من ألفي باحث من خمسة عشر دولة أوروبية بالإضافة إلى الولايات المتحدة وكندا واليابان، يتمثل في جعل الكمية الهائلة من البيانات التي يُعلَن عنها قابلة للاستخدام. على سبيل المثال، يمثل أسبوع المراقبة بالتلسكوب الذي جرى تنفيذه مع «كيو 1» ما يعادل 200 يوم من الفيديو عالي الوضوح. ويوضح فرنسيس برناردو، نائب المدير العلمي للاتحاد وباحث في معهد الفيزياء النظرية التابع للجنة الطاقة الذرية (CEA)، أن ذلك «يتيح لنا أولا معرفة ما إذا كانت الآلية تعمل أم لا»، خصوصا «تلك المتعلقة بتقليص البيانات». وهذا الموضوع «لا يتسم بالضرورة بأهمية كبيرة»، لكن خصص له سبع من الدراسات المنشورة الأربعاء. ويسمح هذا «التقليص بمساعدة الخوارزميات، بالانتقال من البيانات الأولية مع عيوبها»، إلى صور تسمح بإجراء تحليلات علمية قابلة للتكرار. «حقول عميقة» بالنسبة إلى «كيو 1»، يعتمد عمل المعايرة هذا على مراقبة ثلاثة «حقول عميقة»، وهي مناطق في السماء تحتوي على عينة مؤلفة من 26 مليون مجرة، أبعدها يقع على مسافة 10.5 مليارات سنة ضوئية. وهذه رحلة عبر الزمن، لأننا كلما نظرنا أبعد، عدنا إلى أصول الكون وتاريخه البالغ 13.8 مليار سنة. يوضح جان شارل كوياندر، عالم الفلك في معهد الفيزياء النظرية التابع لهيئة الطاقة الذرية، انه ستجري العودة إلى هذه الحقول 40 مرة خلال السنوات الست للمهمة لتجنب الأخطاء في تفسير عمليات المراقبة، وبالتالي «معايرة التلسكوب بدقة للعلوم المتعلقة بالطاقة المظلمة والمادة المظلمة». يضاف إلى هذه المهمة الأساسية تعداد مجموعات الأجسام مثل المجرات والنجوم الزائفة وعدسات الجاذبية. وتظهر الأخيرة عندما تشوه كتلة كبيرة بما فيه الكفاية، مثل كتلة المجرة، الضوء المنبعث من مجرة أبعد تقع في الخلف، في خط البصر. 500 كوكب في أسبوع واحد وفي أسبوع واحد من المراقبة، رصد «إقليدس» نحو 500 كوكب، وهو «أكثر بكثير مما كان متوقعا»، بحسب الباحث في جامعة تورونتو مايك والسملي. ولتحديد هذه النوادر بين ملايين المجرات التي جرت مراقبتها، يستخدم اتحاد «اقليدس» برامج قائمة على الذكاء الصناعي بمساعدة أشخاص. وحدّدت نماذج الذكاء الصناعي ما يمكن أن يكون عدسات جاذبية، قبل التحقق منها من جانب أشخاص. وقد نجح هذا العلم التشاركي مع آلاف المتطوعين في الاتجاه المعاكس. وساهم عدد من محبي الفضاء في تصنيف أشكال المجرات الذي «استُخدم لتدريب النماذج على إعادة إنتاج» هذا التصنيف، وفق والسملي. بعد هذا التعداد، سيكون العمل الرئيسي للباحثين في «إقليدس» إنشاء كتالوغ بيانات، يُتوقَّع إصدار نسخته الأولى العام 2026.
