معلومات مشوّقة.. هل كان الضوء موجودًا في بداية الكون؟
الإجابة المختصرة هي "لا". لكن الإجابة المطولة تكشف عن رحلة الضوء الاستثنائية. في البداية، كان ضوء الكون المبكر "محاصرًا"، واستغرق خروجه مئات الآلاف من السنين. ثم استغرق تشكل النجوم حوالي 100 مليون سنة.
وقال الموقع:" بفحص سرعة واتجاه حركة المجرات، اكتشف عالم الفلك إدوين هابل أن الكون يتمدد. وأشار هذا الاكتشاف عام 1929 إلى أن الكون كان أصغر حجمًا في الماضي، حيث حسب العلماء في النهاية أن الكون بأكمله كان مُركّزًا في نقطة واحدة شديدة الكثافة منذ حوالي 13,8 مليار سنة، حتى وقوع الانفجار العظيم .
يقول أندرو لايدن ، رئيس قسم الفيزياء والفلك في جامعة بولينغ غرين ستيت في أوهايو، لموقع لايف ساينس: "مع الانفجار الكبير، تم إنشاء الفضاء وتوسعته، إلى جانب كل شيء في الكون".
تابع الموقع:" قال لايدن إن الطريقة الوحيدة التي يمكن بها للمادة التي تُشكل الكون حاليًا أن تتسع في بقعة صغيرة هي أن تكون طاقة في ذلك الوقت. وأوضح أن معادلة أينشتاين الشهيرة E=mc² كشفت أن الطاقة والكتلة يمكن أن تكونا متبادلتين. مع تمدد الكون ، انخفضت كثافة طاقته وبرد. ثم بدأت الجسيمات الأولى بالتشكل خلال الثانية الأولى بعد الانفجار العظيم، وفقًا لمرصد لاس كومبريس . وشملت هذه الجسيمات الفوتونات التي تُكوّن الضوء، بالإضافة إلى البروتونات والنيوترونات والإلكترونات التي تُكوّن الذرات. وبعد حوالي 3 دقائق من الانفجار العظيم، اندمجت البروتونات والنيوترونات معًا لتكوين نوى الذرات مثل الهيليوم، وفقًا لوكالة ناسا".
واستطرد الموقع:" قال لايدن: "تخيل الضباب والندى. الجسيمات عالية الطاقة تنتشر كالماء في الضباب، وعندما تنخفض الطاقة بما يكفي، تتكثف كقطرات الندى". مع ذلك، على الرغم من وجود فوتونات الضوء منذ الثانية الأولى بعد الانفجار العظيم، إلا أنها لم تكن قادرة على التألق عبر الكون بعد. ويرجع ذلك إلى أن الكون المبكر كان ساخنًا للغاية لدرجة أن "الإلكترونات كانت تتحرك بسرعة فائقة بحيث لم تتمكن النوى الذرية من حملها في مدار حولها"، كما قال لايدن. "كان الكون مجرد حساء كثيف شديد الحرارة".
كانت جميع الإلكترونات التي كانت تتحرك بحرية في الكون المبكر تعني أن الضوء لم يكن قادرًا على الحركة كثيرًا. قال لايدن: "عندما حاول الضوء السفر في خط مستقيم خلال تلك الفترة، كان يصطدم دائمًا بالإلكترونات، لذا لم يتمكن من الذهاب بعيدًا".
تابع الموقع:" نُلاحظ حالة مشابهة داخل الشمس، وفقًا لما صرّح به سرينيفاسان راغوناثان ، عالم الكونيات بجامعة إلينوي في أوربانا-شامبين، لموقع لايف ساينس. وأضاف: "يمكنك تخيّل فوتون ضوء ناتج عن تفاعلات نووية في مركز الشمس يحاول الخروج إلى سطحها. مركز الشمس شديد الحرارة، ولذلك توجد فيه الكثير من الإلكترونات الحرة. هذا يعني أن الضوء لا يستطيع الانتقال في خطوط مستقيمة". تبلغ المسافة من مركز الشمس إلى سطحها حوالي 432,450 ميلًا (696,000 كيلومتر). تبلغ سرعة الضوء في الفراغ حوالي 186,000 ميل في الثانية (300,000 كيلومتر/ثانية)، ولكن في الشمس ، "يستغرق الضوء حوالي مليون إلى مليوني سنة لينطلق من مركزها إلى سطحها"، وفقًا لراغوناثان.
ومع ذلك، بعد حوالي 380,000 عام من الانفجار العظيم، سمح تمدد الكون بتبريده بما يكفي لتجميع النوى الذرية على الإلكترونات. يقول لايدن: "عندما يحدث ذلك، تفقد كل تلك الإلكترونات حريتها. يحدث هذا عند حوالي 3,000 كلفن (4,940 درجة فهرنهايت، أو 2,725 درجة مئوية)، وهي درجة حرارة سطح نجم بارد محمر".
في غضون سنوات قليلة، "يتحول كل شيء من حساء ساخن كثيف إلى كون صافٍ حيث ينتقل الضوء بحرية»، كما قال لايدن. «في تلك اللحظة، يمكن للفوتونات الأولى في الكون أن تنطلق".
لاحظ لايدن أن الضوء النموذجي للكون عندما كانت درجة حرارته حوالي 3000 كلفن كان في نطاق الأشعة تحت الحمراء القريبة والأطوال الموجية المرئية. ومع ذلك، مع تمدد الكون على مدار أكثر من 13 مليار سنة وانخفاض درجة حرارته إلى متوسط درجة حرارة يبلغ حوالي 2.73 كلفن (ناقص 455 فهرنهايت، أو ناقص 270 درجة مئوية)، امتد ضوء الكون الأول إلى أطوال موجية ميكروويف أطول.
اكتشف علماء الفلك لأول مرة هذا الإشعاع المتبقي من الانفجار العظيم، والذي يسمى الخلفية الكونية للميكروويف، في عام 1964 .
لقد أثمر تحليل هذه الموجات الميكروية عن العديد من الرؤى. على سبيل المثال، يمكن لجاذبية المجرات أن تُشوّه الضوء - وهي ظاهرة تُسمى عدسة الجاذبية. وقال راغوناثان إن دراسة مقدار التشوه الذي تعرضت له الخلفية الكونية الميكروية في نقاط مختلفة من السماء يمكن أن تساعد العلماء على إعادة بناء البنية واسعة النطاق للكون - أي ترتيب المجرات والفراغات العملاقة بينها عبر الكون.
بعد انبعاث ضوء الانفجار العظيم، مرّ الكون بفترة تُعرف بالعصور المظلمة الكونية. وفي النهاية، وبعد ملايين السنين، أدت جاذبية سحب الغاز إلى انهيار كتل المادة هذه على نفسها.
"لقد أدى هذا إلى نشوء الجيل الأول من النجوم، وكان الكون يحتوي على مجرات مليئة بالنجوم بعد حوالي مليار سنة من الانفجار الكبير، وهو ما يمثل بداية الفجر الكوني"، كما قال لايدن، حسب الموقع. (live science)
هاشتاغز
جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا
اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:
التعليقات
لا يوجد تعليقات بعد...
أخبار ذات صلة
صدى البلد
منذ ساعة واحدة
- صدى البلد
نيازك من عطارد.. اكتشاف قد يغيّر مفهومنا للنظام الشمسي
في خطوة علمية غير مسبوقة، كشفت دراسة حديثة نُشرت في مجلة Icarus عن احتمال أن يكون نيزكان نادران قد انطلقا من كوكب عطارد، ووَصَلا إلى الأرض، ما قد يمثل تحولًا جذريًا في مسار أبحاث الأجرام السماوية، فحتى الآن لم يُسجَّل أي نيزك مؤكد المصدر من أقرب كوكب صخري إلى الشمس. نيازك تحمل توقيع عطارد النيزكان محل الدراسة هما Ksar Ghilane 022 وNorthwest Africa 15915. وقد أظهرت التحليلات الجيوكيميائية لهذه الصخور الفضائية تشابهًا ملحوظًا مع التركيب المعدني لسطح عطارد، خاصة من حيث احتوائهما على معادن مثل الأوليفين، والأودهاميت، والبيروكسين، إلى جانب كميات ضئيلة من الفلدسبار البلاجيوكلازي الألبتي. بصمة أكسجينية مثيرة للدهشة لم تقتصر الأدلة على التحليل المعدني، بل شملت أيضًا تحليل نظائر الأوكسجين في العينتين، والتي أظهرت تطابقًا مع نيازك من فئة "أوبرايت" المعروفة بغموض مصدرها، ولكن يُشتبه في أن لها علاقة بكوكب مشابه لعطارد من حيث التكوين. أسئلة علمية حول التكوين والعمر رغم هذه المؤشرات القوية، لا تزال بعض الاختلافات تثير تساؤلات لدى العلماء، أهمها أن العينات تحتوي على كميات أقل بكثير من الفلدسبار مقارنةً بسطح عطارد المعروف، كما أنها تُعد أقدم زمنيًا من القشرة الحالية للكوكب بأكثر من 4.528 مليار سنة. ما قد يشير إلى أن هذه النيازك تمثل قشرةً أوليةً لعطارد، ربما اندثرت أو لم تعد مكشوفة اليوم. محاولات سابقة وأدلة أقوى سبق أن أثارت نيازك مثل NWA 7325 تكهنات مماثلة، لكنها لم تُظهر تطابقًا طيفيًا أو كيميائيًا مع بيانات عطارد التي جمعتها بعثة Messenger التابعة لوكالة ناسا، أما العينات الجديدة فتُعد أكثر توافقًا من حيث التركيب والخصائص، ما يمنحها مصداقية أعلى كأدلة محتملة على أصل عطاري. نحو تأكيد علمي بمساعدة BepiColombo ربط نيزك بكوكب معين يبقى من أصعب التحديات في علم الكواكب، لا سيما في غياب عينات مباشرة من ذلك الكوكب. لكن العلماء يعلقون آمالهم على بعثة BepiColombo الأوروبية-اليابانية، التي تدور حاليًا حول عطارد، في أن توفر بيانات إضافية تعزز من فرص تأكيد أو نفي هذا الادعاء الاستثنائي. نقاش علمي مرتقب في أستراليا من المقرر أن تُعرض هذه النتائج في الاجتماع السنوي لـجمعية النيازك Meteoritical Society عام 2025 في أستراليا، حيث سيجتمع العلماء لمناقشة ما إذا كانت هذه النيازك تمثل بالفعل نافذة نادرة لدراسة عطارد دون الحاجة إلى إرسال بعثات مكلفة لجلب عينات من سطحه.
ليبانون 24
منذ 16 ساعات
- ليبانون 24
بمشهد غير مسبوق… ناسا تكشف عن صورة خلّابة لمجرة أندروميدا
كشفت وكالة الفضاء الأمريكية ناسا ، عبر مرصدها الشهير Chandra للأشعة السينية، عن صورة غير مسبوقة لمجرة أندروميدا (M31) باستخدام مزيج من أطوال موجية متعددة تشمل الأشعة السينية، والأشعة فوق البنفسجية، والضوء المرئي، والأشعة تحت الحمراء، والموجات الراديوية. الصورة الجديدة، التي وصفت بأنها مثال رائع على 'تعاون الضوء'، تُظهر البنية الداخلية للمجرة بتفاصيل غير مسبوقة، وتقدم رؤية بانورامية تساعد العلماء على فهم مصير مجرتنا، درب التبانة ، التي يُتوقع أن تندمج مع أندروميدا بعد مليارات السنين. تُعد أندروميدا، الواقعة على بعد 2.5 مليون سنة ضوئية، أقرب مجرة حلزونية ضخمة إلى درب التبانة. وتُظهر الصورة الحديثة نشاطًا عالي الطاقة في قلب المجرة، ناتجًا عن الثقب الأسود فائق الكتلة في مركزها، إضافة إلى تفاصيل دقيقة لأذرعها الحلزونية ونواتها اللامعة.وبحسب فريق مرصد تشاندرا، فإن البيانات التي جُمعت بمساعدة العديد من المراصد الدولية، منها XMM-Newton التابع لوكالة الفضاء الأوروبية، وGALEX وSpitzer وHerschel التابعين لناسا، وPlanck وCOBE وIRAS، ساهمت في بناء هذا المشهد المتكامل. ومن أبرز ما كُشف، توهّج رصده العلماء في عام 2013 ناتج عن نشاط مفاجئ للثقب الأسود، تجلّى في زيادة ملحوظة في الأشعة السينية المنبعثة من نواة المجرة. وتكرّم ناسا في هذا المشروع عالمة الفلك الشهيرة فيرا روبين، التي أدت أبحاثها على دوران مجرة أندروميدا إلى تقديم أول دليل مقنع على وجود المادة المظلمة. وتكريمًا لإسهاماتها، ستُطبع صورتها على عملة ربع دولار أمريكي تصدر عام 2025. في تجربة تجمع بين العلم والفن، تضمنت الإصدارات المصاحبة فيديو 'تحويل ضوء إلى صوت' (Sonification)، حيث تم تحويل البيانات الضوئية من مختلف الأطوال الموجية إلى نغمات صوتية: يتحكم السطوع في شدة الصوت، بينما تحدد الترددات موقع الطبقة الصوتية. النتيجة هي خريطة صوتية للمجرة تمنح الجمهور تجربة حسية فريدة، تُترجم الضوء إلى إحساس يُسمع ويُشاهد. ويُدار برنامج تشاندرا من قبل مركز مارشال للفضاء التابع لناسا في هنتسفيل، ألاباما، بإشراف مرصد سميثسونيان للفيزياء الفلكية في كامبريدج، ماساتشوستس، ضمن مشروع تابع لـمديرية المهام العلمية في ناسا بواشنطن. وبينما يستعد الفلكيون لاستخدام هذه البيانات الجديدة في دراسة البنية الداخلية للمجرة وتاريخها، فإن العامة يُتاح لهم أيضًا التمتع بتجربة بصرية وسمعية آسرة تُقرّبهم من أقرب جيران درب التبانة، وتفتح نافذة جديدة على جمال الكون وأسراره.
المردة
منذ 20 ساعات
- المردة
صور غير مسبوقة للغلاف الجوي الشمسي
كشفت وكالة ناسا النقاب عن أولى الصور الملتقطة بواسطة التلسكوب الشمسي المصغر 'كوديكس' (CODEX) المثبت على محطة الفضاء الدولية، والتي تقدم رؤى غير مسبوقة للغلاف الجوي الخارجي للشمس. وهذا الإنجاز العلمي البارز يمثل نقلة نوعية في فهمنا للظواهر الشمسية المعقدة، حيث التقط التلسكوب صورا عالية الدقة تكشف عن تغيرات دقيقة في هالة الشمس لم يسبق رصدها من قبل. ويعمل التلسكوب الذي يشبه في تصميمه الكاميرا الفلكية بتقنية الكوروناغراف، حيث يحجب الضوء الساطع لسطح الشمس باستخدام قرص بحجم كرة التنس، ما يمكن العلماء من دراسة الهالة الشمسية بتفاصيل دقيقة تشبه تلك التي نراها أثناء كسوف الشمس الكلي على الأرض. وقد تم تثبيت هذا الجهاز المتطور على الهيكل الخارجي للمحطة الفضائية في نوفمبر 2024 باستخدام الذراع الآلية 'كانادارم2″، بعد وصوله على متن مركبة الشحن 'دراغون' التابعة لـ'سبيس إكس'. وتكمن الأهمية العلمية لهذا المشروع في قدرته الفريدة على قياس كل من درجة الحرارة وسرعة الرياح الشمسية، وهي الجسيمات المشحونة التي تتدفق باستمرار من الشمس. ويقول الدكتور جيفري نيومارك، العالم الرئيسي للمشروع في مركز غودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا: 'لأول مرة في التاريخ أصبح لدينا القدرة على رصد هذه التفاصيل الدقيقة للغاية في الهالة الشمسية، وهو ما سيفتح آفاقا جديدة في فيزياء الشمس'. وتمكن التلسكوب من رصد ظواهر مذهلة تشمل التقلبات الحرارية في الطبقات الخارجية للهالة الشمسية، بالإضافة إلى الأشرطة الإكليلية العملاقة التي تمتد لملايين الكيلومترات في الفضاء. وهذه الملاحظات الدقيقة ستساعد العلماء على فهم أفضل للآليات التي تدفع الرياح الشمسية وتسخنها إلى درجات حرارة مذهلة تصل إلى مليون درجة مئوية، وهي أعلى بنحو 175 مرة من حرارة سطح الشمس نفسه. ويأتي هذا التوقيت المثالي للبعثة مع دخول الشمس مرحلة الذروة في دورتها التي تستمر 11 عاما، حيث تشهد هذه الفترة زيادة ملحوظة في النشاط المغناطيسي والانفجارات الشمسية. وقد سجلت الأرض مؤخرا عدة عواصف مغناطيسية قوية ناتجة عن هذا النشاط المتزايد، ما يبرز الأهمية العملية لهذه الأبحاث في تحسين القدرة على التنبؤ بالطقس الفضائي وحماية البنية التحتية التكنولوجية الحساسة على الأرض. ويعتقد العلماء أن البيانات التي سيوفرها 'كوديكس' ستلعب دورا محوريا في حل بعض من أكبر الألغاز التي تحيط بفيزياء الشمس، خاصة فيما يتعلق بسلوك الرياح الشمسية وتفاعلاتها المعقدة مع المجال المغناطيسي الشمسي. كما ستمهد هذه الأبحاث الطريق لتطوير أنظمة إنذار مبكر أكثر دقة للعواصف الشمسية الخطيرة التي يمكن أن تؤثر على الأقمار الصناعية وشبكات الطاقة والاتصالات على الأرض.
