الموضوع الشامل عن الموجات التثاقلية

هنا تظهر قوة العالم الذي لم يستطع لحد الان أن ينافسه أحد في نظرياته و إكتشفاته، “ألبرت إنشتاين“. هنا في هذا الموضوع الشامل الذي سنتحدث عن ما تحدث عليه ألبرت إنشتاين من 100 عام مضت و التي أثبتها العلماء مؤخرا الموجات التثاقلية.

و عبر مواقع تفسر ما هي الموجات التثاقلية سنطرح لكم كل التفاصيل التي ستجعلك تفكر في العالم الخارجي عن كوكبنا من جديد. هذا الإكتشاف هو إكتشاف القرن الذي جاء ليخلق ثورة جديدة في الطريقة التي نمارس بها الفلك ونرصد بها الكون ونرى أشياء جديدة ظلت خفية أو محجوبة عنًا طيلة الوقت.

إذن جاء في موقع عالم الإبداع و موقع الفضائيون عن الموجات التثاقلية …:

لأسابيع طويلة، كانت هناك الكثير من الإشاعات والتغرديات على تويتر بشأن احتمالية اكتشاف مرصد تجربة LIGO لموجات الجاذبية أخيرًا. LIGO أو مرصد الموجات التثاقلية بالتداخل الليزري Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory كان يبحث عن هذه التموجات الكونية لما يزيد عن عقد كامل، وفي سبتمبر 2015، تم ترقيته إلى مرصد ليجو المتطور Advanced-LIGO، وهو نظام أكثر حساسية يمكنه فلترة وتصفية الضوضاء وعزلها بشكل أفضل بكثير، مما يزيد من فرصه في جمع أدلة ملموسة عن موجات الجاذبية (الموجات التثاقلية). ومن ساعتها، انطلق سيل الشائعات والتكهنات بلا حدود!

بدأ الأمر بالفيزيائي المشهور في جامعة ولاية أريزونا (لورانس كراوس) وقد أرسل هذه التغريدة المثيرة على تويتر في 25 سبتمبر 2015.

شائعة حول رصد موجة جاذبية في مرصد LIGO. إذا ما صحت سيكون الأمر مدهشًا. سأتابع النشر إذا كان للخبر بقية.

لكن القوم في تجربة LIGO ظلوا صامتين بلا تأكيد أو نفي لهذه الشائعة، مما أثار الكثير من الجدل وأحيانًا الغضب من تصريحات كراوس في الوسط الفيزيائي حول العالم.

إلا أن الأخير عادة مرة أخرى في 11 يناير 2016، بتغريدة جريئة للغاية:

تغريدتي السابقة عن مرصد ليجو قد تم تأكيدها من مصادر مستقلة. ابقوا على أهبة الاستعداد، قد تكون موجات الجاذبية تم رصدها بالفعل! هذا مثير للغاية!

وبالطبع ثارت الدنيا وماجت حول هذا النبأ العنيف، ليعود بعدها كراوس مرة أخرى ليصدم العالم بتغريدة غريبة بعد ساعة تقريبًا ويقول أنه قد تم إعلامه أن الأمر لم يكن كما توقع وأنه من المحتمل أن تكون البيانات التي استخدمها LIGO مضللة وغير صحيحة في التجربة، سواء كان هذا عن عمد أو لا!

لتخمد شعلة الحماسة قليلًا ولا يتبقى منها إلا جمرات متقدة تحت الرماد تنتظر من ينفخ فيها لتتأجج من جديد. وهو ما حدث البارحة 11 فبراير 2016 ليشتعل العالم بأكمله حماسة وسعادة عندما أعلن الفريق المكون من أكثر من 1000 عالم من 16دولة حول العالم رسميًا أن الموجات التثاقلية موجودة، وقد استطاع مرصد ليجو المتطور رصدها لأول مرة في التاريخ!

لكن مهلًا، قد يكون العلماء حول العالم في نوبة فرحة جنونية وحماسة أفقدت أكثرهم تحفظًا وقاره، لكن الحديث عن موجات الجاذبية جعل الملايين يهرشون رؤوسهم في حيرة. ما هذه الهزات أو التموجات الكونية؟ ولماذا تسببت في هذه الرجات العنيفة في المجتمعات العلمية؟!

ما هي موجات الجاذبية أو الموجات التثاقلية Gravitational Waves؟

يمكننا اعتبار الموجات التثاقلية كاضطرابات في نسيج الزمن- المكان أو الزمكان. ها نحن ذا قد بدأنا، ما هو الزمكان أصلًا؟! حسنًأ، سيحتاج هذا إلى مقال مفصل وأكبر من مقالنا الحالي في الأساس! لكن بشكل مبسط، فالزمكان (الزمان -مكان) هو مصطلح في الفيزياء Spacetime يعبر عن الفضاء رباعي الأبعاد الذي أدخلته النظرية النسبية ليكون بديلًا عن المكان المطلق الفارغ في الميكانيكا الكلاسيكية ونظرية الكم. وفي هذا الفضاء الرباعي الأبعاد تميز كل نقطة برباعية (س، ع، ص، ز) حيث ترمز س، ع، ص إلى الإحداثيات المكانية (المكان) ويرمز ز إلى الإحداثي الزمني (الزمن). أي أن هنا يتم المزج بين الزمان والمكان في إطار واحد بحيث لا يتم الفصل بينهما عند إجراء الحسابات الفيزيائية. وبهذه الفرضية التي طرحها آينشتاين للمرة الأولى في نظرية النسبية الخاصة، يتم تحديد مكان جسم ما في الفضاء الشاسع بطريقة أكثر تحديدا بالاعتماد على عنصر الزمان بدلا من الاعتماد على الثلاثة محاور للمكان فقط.

نعود مرة أخرى إلى الموجات التثاقلية! كنا نقول أنها اضطرابات في نسيج الزمكان، أي أنها تؤثر على الإحداثيات الأربعة لأي جسم في الفضاء. وفي المثال الذي قتلناه استخدامًا، إذا ما لمست سطح ماء بإصبعك أو ألقيت حجرًا في بركة، ستلاحظ أن هناك تموجات قد نشأت من مركز التلامس وتتوسع إلى الخارج عبر سطح الماء. هذه التشوهات أو الاضطرابات هي المسبب الحقيقي للتجاذب التثاقلي. أحد الأمثلة المفيدة هنا لتخيل الأمر بشكل أفضل هو أن تحضر قطعة قماش كبيرة ومشدودة وتضع جسمًا ثقيلًا في منتصفها، وكنتيجة سيتسبب ثقل الجسم في غوصه في القماشة وانحناء نسيج القماشة نفسها حوله. والآن إذا وضعت جسمًا أصغر على مقربة من الجسم الأول الأكبر، سيسقط الجسم الأصغر ناحيته، وهي الطريقة نفسها التي يجذب بها أي نجم الكواكب والأجسام الفضائية القريبة.

www.youtube.com/watch?v=MTY1Kje0yLg

وعلى الرغم من أن تجربة القماش المطاطي بالأعلى ليست عرضًا دقيقًا لما يحدث في الزمكان، إلا أنها توضح لنا مفهومنا الحالي عن الفراغ عندما نتصوره كمادة تفاعلية ليست خاملة. بهذا المفهوم، أي جسم متسارع في الفضاء جدير بخلق تموجات أو حلقات موجية في هذا الفراغ، لكن التموجات الصغيرة والضعيفة ستتلاشى سريعًا وبشكل لن يمكننا رصده.

فقط الأجسام مهولة الحجم، مثل النجوم النيوترونية أو الثقوب السوداء، يمكنها تخليف موجات جاذبية كبيرة وقوية بما يكفي كي تنتشر وتتقدم لتصل إلى الأرض ويتم رصدها!

كيف يمكننا رصد تلك الموجات المخادعة إذن؟

هناك أربع تجارب مختلفة تعمل حاليًا في البحث عن الموجات التثاقلية ورصدها وكل منها يعمل بطريقة مختلفة عن الأخرى. وبالطبع، أشهرها حاليًا هي تجربة LIGO التي هدفت لرصد موجات الجاذبية بتتبع ومراقبة الطريقة الني تؤثر بها على الزمكان. فعندما تمر موجة تثاقلية بالفراغ، فإنها تمط أو توسع الفضاء في جهة، وتتسبب في انكماشه في اتجاه عمودي؛ وهي التغيرات التي يهدف مرصد LIGO لرصده وتحديده باستخدام آلة تسمى مقياس التداخل Interferometer. يقوم هذا الجهاز بشق أو فصل شعاع ليزر وحيد إلى شعاعين ويرسلهما معًا بشكل متعامد بالنسبة لكل منهما. إذا ما ارتحل كلا الشعاعين لمسافات متساوية، ثم انعكسا عن المرايا وعادا مرة أخرى إلى المصدر، فإن الموجات التي يتكونان منها يجب أن تكون متوافقة عند عودتهما. لكن المرور بموجة تثاقلية كفيل بتغيير طول كل شعاع، وهو ما ينتج عنه اختلاف المسافة التي يقطعها أحد الشعاعين عن الآخر. ساعتها، وعندما يعود الشعاعان إلى مصدر الإنطلاق، سيستطيع العلماء رصد هذا الاختلاف أو الاضطراب.

التحدي هنا كان أن الموجات التثاقلية تغير طول أشعة الليزر الناتجة عن جهاز مقياس التداخل بمقدار صغير بشكل لا يصدق: 1/10,000 من عرض نواة الذرة! ولالتقاط ورصد مثل هذا التغير الدقيق للغاية، يجب أن يقوم مرصد LIGO بتصفية وفلترة كل مصادر الضوضاء والمؤثراتن مثل تلك الناتجة عن الزلازل والمواصلات القريبة وما شابه. وعلى الرغم من أن مرصد LIGO قد فشل لعقد كامل من الزمان في رصد أي موجة تثاقلية، إلا أن ترقيته إلى ليجو المطور Advanced-LIGO قد صنع الفارق المنشود أخيرًا.

بعدما صار اسمه حاليًأ aLIGO أو ليجو المطور advanced LIGO، بدأ المرصد فائق الحساسية العمل في سبتمبر 2015 بعدما تضاعفت قدراته في كل شيء وصار حساسًا بشكل يمكنه من “رؤية” ورصد النجوم النابضة بينما تتصادم على بعد 260 مليون سنة ضوئية وستتضاعف هذه المسافة عند اكتمال التحديثات إلى 650 مليون سنة ضوئية! هل تتخيوا معي هذه العظمة والقوة؟! للمقارنة فقط، تبعد عنا أقرب مجرة ضخمة منا، أندروميدا، حوالي 2٫5 مليون سنة ضوئية!

ولأن الثقوب السوداء أضخم بكثير من النجوم النابضة، فإنها كذلك “أعلى ضجيجًا”، بما يمكننا من رصدها من مسافات أبعد وأكبر. وهذا ما حدث مع مرصد LIGO تحديدًا.

كيف دارت العجلة؟

منذ أكثر من مليار سنة مضت، وفي مجرة تبعد عنا أكثر من مليار سنة ضوئية، تقاطع مدارا ثقبين أسودين معًا، ثم تصادما. لا يمكننا في الواقع رؤية هذا التصادم المهول، لكن ألبرت أينشتاين منذ 100 عام مضت تنبأ بالطريقة التي سنرى بها مثل هذا الحدث الكوني الفريد. وبطريقة لم يتخيلها أحد!

ففي عام 1913، طرح آينشتاين فرضية الموجات التثاقلية لأول مرة في عرض تقديمي لزملائه من العلماء قبل عامين كاملين من انتهائه من نظريته العامة للنسبية. فور انتهائه من النظرية، قام بكتابه مقال مطول عن الموجات التثاقلية وتم نشره في عام 1916، أي أن الإعلان عن الموجات التثاقلية للمرة الأولى لم يكن بالأمس، 11 فبراير 2016، وإنما قبلها بمئة عام … بقرن كامل!

هذا ما قاله آينشتاين وقتها، وإن قالها غيره لاتهموه بالجنون! تصادم قوي لكيانين مرعبين مثل الثقوب السوداء سيطلق موجات تثاقلية ستعبر الفضاء وتسافر عبر الكون نفسه، وبضجيج يعلن به عن نفسه، فقط حينها لم يكن هناك “سماعة” حساسة بما يكفي لالتقاط هذا الضجيج أو “الرسالة”. فقط آينشتاين العبقري الخلاب هو من سمعها حينها! ولأنه آينشتاين، تعامل الجميع مع الأمر على أنه حقيقة، وتم صرف ملايين الدولارات على مدار عقود طويلة لتجهيز وبناء وتحسين أجهزة حساسة بما يكفي لرصد هذه الموجات. فقط لأن آينشتاين قال أنها موجودة!

بالطبع كانت هناك مؤشرات أخرى قوية على وجود الموجات التثاقلية، لكنها أتت بعد نبوءة أينشتاين بزمن طويل. أولها كانت عندما لاحظ أحد الطلبة ويدعى راسل هالس وأستاذه جوزيف تايلر تغيرات في سلوك زوج من النجوم النابضة يدوران حول بعضهما. ترسل النجوم النابضة دفقات من الضوء بينما تدور حول نفسها بسرعة مهولة، وهو ما يسمح برصد تلك الأضواء على الأرض، لكن هالس وتايلر لاحظا تغيرات في دفقات الضوء الناتجة عن هذين النجمين، ما يعني أنهما يقتربان من بعضهما أكثر فأكثر وأنهما يفقدان الكثير من الطاقة. ولأن فقد الطاقة هنا يتناسب تمامًا مع تنبؤات آينشاتين الموجودة في نظرية النسبية العامة فقط إذا كان الاثنان يطلقان موجات تثاقلية، فقد نالا سويًا جائزة نوبل في الفيزياء عام 1993 عن هذا الدليل المدهش!

لكن كما قلنا من قبل، فالثقوب السوداء أعلى ضجيجًا فيما يتعلق بالموجات التثاقلية، لذا ما قام مرصد LIGO برصده كان تصادم ثقبان أسودان تبلغ كتلتهما 36 و29 ضعف كتلة شمسنا الصفراء، وبكثافة أكبر بكثير. تصادم هذان الثقبان معًا منذ 1.3 مليار سنة مضت، وأرسلا سويًا موجات تثاقلية مذهلة بلغت من قوتها أن استطاع مرصد LIGO سماع صوتها ورصدها من هذه المساقة المرعبة.

ما رأيك بسماع صوت الموجات التثاقلية؟

www.youtube.com/watch?v=egfBaUdnAyQ

هل يخفق قلبك في إثارة لسمع هذا الصوت الفريد لكيانات تقع على بعد ملايين السنوات الضوئية في الكون السحيق الذي لا نراه؟ لست وحدك!

وفي الواقع، ظل العلماء يجادلون بأنه لا يجب الاعتماد عليها لتبين ورصد الموجات التثاقلية في تجربة LIGO لأن مثل هذه التصادمات بين الثقوب السوداء نادرة للغاية. هكذا يمكننا اعتبار أنفسنا محظوظين بما يكفي كي يصبح مثل هذا التصادم هو أول ما ترصده تجربة LIGO، أو يمكننا القول أن تصادم الثقوب السوداء يحدث بوتيرة أكبر وأكثر شيوعًا مما نعتقد. وكما ترى، كلا الاحتمالين مدهشين للغاية، وسيعمل علماء LIGO على تفنيدهما خلال السنوات القادمة.

كيف حدث الأمر؟

وفقًا للتصادم الذي رصدته تجربة LIGO، دار الثقبان الأسودان الذي ذكرناهما سابقًا حول بعضهما البعض ببطء شديد لملايين أو حتى مليارات السنوات، لكن بينما أخذا في التقارب أكثر وأكثر من بعضهما البعض، تسارعت مداراتهما تدريجيًا حتى صار كل منهما يدور حول الآخر بسرعة تقارب نصف سرعة الضوء، مع إطلاق كميات هائلة من الطاقة على شكل موجات تثاقلية تطوي الزمن طيًا!

ثم اندمج كلا الثقبين معًا، لكن في الثانية الأخيرة قبل حدوث هذا، أطلق الثقبان الأسودان طاقة أكبر من مجموع الطاقة التي يبثها الكون بأكمله بجميع صورها الإشعاعية! وحالما يندمج الثقبان معًا أخيرًا، فإن الثقب الأسود “المخيف” الناتج عن الاندماج يهتز لبعض الوقت قبل أن يهدأ أخيرًا، مطلقًا ما يسمى “الرجة” وهي ما يمكننا أن نتصوره كزفرة أو تنهيدة أخيرة قبل السكون التام!

في الواقع، لا يستطيع المرء إلا إطلاق أنفاس مبهورة بينما يحاول تخيل مثل هذه الأحداث! نحن أمام حدث لا يعبث بالمكان والفضاء التقليدي الذي عرفناه طيلة حياتنا، بل بالأبعاد الأربعة… بالزمكان نفسه، وقد أثبتنا هذا لأول مرة ورصدناه!

الموجات الثقالية: 6 أسئلة كونية يمكنها الإجابة عنها.

يوم الخميس الموافق الحادي عشر من شهر شباط (فبراير) تم الإعلان عن أول تحديد مباشر للموجات الثقالية على نطاق واسع من قبل مرصد مقياس التداخل الليزري للأمواج الثقالية المتقدم LIGO. باستخدام مرصديLIGO العملاقين التوءمين، أحدهما في ليفينغستون-لويزيانا، والآخر في هانفورد-واشنطن.

وقد تمكن الباحثون من قياس التموجات في الزمكان والناتجة عن اصطدام ثقبين أسودين. هكذا إعلان يثبت تنبؤ ألبرت آينشتاين عن الموجات الثقالية،  والذي قدمه منذ ما يقارب 100 سنة تماماً كجزء من نظريته للنسبية العامة، والتي سيكون لها دلالات أكثر أهمية. الأمواج الثقالية تعامل على أنها اهتزازات في نسيجالزمكان، وغالباً ما يتم مقارنتها بالصوت، حتى أنه قد تم تحويلها إلى مقطوعات صوتية.

ومنه فإن مراصد الأمواج الثقالية تساعد العلماء على سماع هذه الظاهرة، بنفس الوقت الذي تقوم به التلسكوبات الضوئية بإمكانية عرضها. (إن أعضاء LIGO وأمثالهم مثل فيرغو في بيزا-إيطاليا، قد وضعوا نظاماً لتنبيه المجتمعات التي ماتزال تعمل وفق أنواع أخرى من التلسكوبات).

عندما حارب LIGO للحصول على التمويل من الحكومة الأمريكية، في بدايات 1990، كان أعظم خصومها في الكونغرس الأمريكي علماء فلكيين. يقول كليفورد ويل – عالم مختص بنظرية النسبية العامة في جامعة فلوريدا في غاينزفيل، ومناصر جديد لـ LIGO:

” الآراء العامة كانت بأن LIGO ليس لديه الكثير ليفعله في علم الفضاء، لكن الأمور قد تغيرت الآن”.

هل حقاً الثقوب السوداء موجودة؟

الإشارات التي أعلنها LIGO الخميس، ناتجة عن اندماج ثقبين أسودين، أحداث كهذه هي الأكثر نشاطاً؛ حيث أن قوة الأمواج الثقالية التي تصدرها يمكن أن تعادل باختصار كل النجوم في الكون المرئي مجتمعة. ويمكن تصنيف الموجات الثقالية لاندماج ثقبين أسودين من أصفى الإشارات التي يمكن تفسيرها.

الاندماج يحدث عندما يبدأ ثقبين أسودين بالدوران حول بعضهما البعض، مشعان طاقة على شكل أمواج الثقالية. من المفترض أن تمتلك هذه الأمواج صوت مميز،  والذي يمكن استخدامه لقياس كتلة كل منهما.

وبالتالي فإن الثقوب السوداء بالفعل تندمج. يقول تيبالت دامور، عالم مختص بالجاذبية في مؤسسة الدراسات العلمية المتقدمة بفرنسا:

وكأنك تقرّب فقاعتي صابون من بعضهما البعض لدرجة تدفعهما للاندماج وتكوين فقاعة واحدة، وبشكل مبدئي فإن الفقاعة الأكبر ستتشوه

الثقب الأسود الناتج سيستقر بشكل كروي تماماً، لكن أولاً من المتوقع أن يشع موجات ثقالية على نمط معين يدعى انخفاض الحلقات. واحدة من أهم النتائج العلمية المستخلصة من مراقبة اندماج ثقب أسود هي تأكيد وجود الثقوب السوداء على الأقل كأنها أجسام دائرية تماماً مكونة من تموجات نقية وخالية في الزمكان. ونتيجة أخرى هو أن الاندماج يحصل كما هو متوقع.

علماء الفلك لديهم بالفعل الكثير من الأدلة الظرفية لهذه الظاهرة، لكن حتى الآن جميعها أتت من مراقبة النجوم والغازات الساخنة التي تحيط بالثقب الأسود، لكن ليس من الثقب الأسود ذاته.

يقول فرانس بريتوريوس، مختص بمحاكاة النسبية العامة في جامعة برينستون في نيوجيرسي:

المجتمع العلمي، وأنا من ضمنهم، قد أصبح غير مبالٍ بالثقوب السوداء، لقد اتخذناهم قضية مسلماً بها، لكن ما إن تفكر كم أنها تنبؤ مذهل، ستدرك أنها تحتاج دليل مذهل.

هل تسافر الموجات الثقالية بسرعة الضوء؟

عندما بدأ العلماء يقارنون الملاحظات من LIGO مع تلك الناتجة عن تلسكوبات أخرى،  واحد من الأمور التي تحققوا منها هو هل الإشارات تصل في نفس الوقت؟ افترض الفيزيائيون أن الجاذبية مكونة من جزيئات تدعىالغرافيتونات، النظائر الثقيلة للفوتونات.

ولو كانت هذه الجزيئات كالفوتونات، عديمة الكتلة، عندها فعلاً الموجات الثقالية سوف تسافر بسرعة الضوء، محققة التنبؤ بسرعة الموجات الثقالية في النظرية النسبية العامة التقليدية، (سرعتها يمكن أن تتأثر بالاتساع المتسارع للكون، ولكنها ستصل مسافات أبعد مما يستطيع LIGO الوصول إليه).

ولكن من المرجح أن الغرافيتونات لها كتلة خفيفة للغاية،  وهذا يعني أن الأمواج الثقالية ستسافر بسرعة أقل من سرعة الضوء.

وبالتالي يمكننا القول أن LIGO وفيرغو تمكنوا من تحديد الموجات الثقالية من حدث كوني، ووجدوا بأن الأمواج استغرقت مدة أطول بقليل للوصول إلى الأرض من إشعاعات غاما  المرافقة لها والتي تم تحديدها بواسطة التلسكوبات التقليدية، والذي يمكن أن يكون له عواقب خطيرة على الفيزياء الأساسية.

هل الزمكان مؤلف من أوتار كونية؟

لربما كان اكتشاف أكثر غرابة لو حدث ووجدنا بأن الموجات الثقالية قادمة من وتر كوني. إن نقاط الضعف الافتراضية في تشوهات الزمكان هذه قد تكون مرتبطة بنظرية الأوتار، يمكن أن تكون رقيقة للغاية وتمتد عبر مسافات كونية. تنبأ الباحثون بأن الأوتار الكونية، إذا فرضنا أنها موجودة، سوف تطوّر نقاط الضعف فيها، إذا انقطع أحد الأوتار فسيطلق فجأة موجة من الأمواج الثقالية، والتي سيقوم المكتشفون أمثال LIGO وفيرغو بتحديدها وقياسها.

هل النجوم النيوترونية وعرة؟

لنجوم النيوترونية هي بقايا من النجوم الأكبر التي انهارت تحت وطأة وزنها الخاص، لتصبح كثيفة بحيث دفعت الإلكترونات والبروتونات المكونة لها لتندمج إلى نيوترونات. فيزياؤها المتطرفة لم يتم فهمها تماماً، الجاذبية الحساسة على سطحها تحاول أن تجعل النجوم النيوترونية كروية الشكل تماماً، ولكن بعض الباحثين اقترحوا بأنه سيبقى هنالك بعض الجبال بارتفاع بضعة ميلليمترات والذي يجعل هذه المادة الكثيفة ذات قطر10 كيلومترات لا متماثلة بشكل طفيف.

النجوم النيوترونية عادة ما تدور بسرعة عالية، لذا اللاتناظر الحاصل في الكتلة سيشوه الزمكان، وينتج موجات ثقالية مستمرة بشكل موجة جيبية، والتي بإمكانها إعطاء طاقة قد تخفف من سرعة الدوران.

أزواج النجوم النيوترونية، والتي تدور حول بعضها البعض، يمكنها أيضاً أن تصدر إشارة مستمرة، كالثقوب السوداء، هذه الأزواج من النجوم سوف تحوم مقتربة من بعضها البعض حتى تندمج في النهاية، أحيانا مع إصدار صوت زقزقة (تغريد) مسموع. لكن لحظات الاندماج الأخيرة قد تختلف بشكل كبير عن الثقوب السوداء.

يقول بريتوريوس:

أنت تملك حديقة من الاحتمالات، المعتمدة على كتلة ومقدار الضغط الذي يمكن لكتلة مادة النيوترون تحملها.

كمثال؛ يمكن للنجوم المندمجة في النهاية أن تصبح نجم نيوتروني هائل، أو ربما تنهار مباشرة وتتحول إلى ثقب أسود.

ما الذي يجعل النجوم تنفجر؟

الثقوب السوداء والنجوم النيوترونية تتشكل عندما يتوقف نجم ضخم عن السطوع وينهار على نفسه. علماء الفلك يعتقدون أن هذه العملية هي من النوع الشائع من انفجارات المستعرات الأعظمية بالقوة، والمعروفة بالنوع II.

لم يتم توضيح بعد ما الذي يوقد هكذا مستعرات، لكن من المتوقع أن الاستماع للموجات الثقالية المنبعثة من تلك المستعرات يمكن أن يساعد في الإجابة، معتمدين على شكل الموجات المنبعثة، كم علو صوتها، كم هي مكررة، ومدى ارتباطها بالمستعرات التي يمكن رؤيتها عبر التلسكوبات الكهرومغناطيسية، هذه البيانات يمكن أن تساعد على تأكيد أو رفض النماذج المتنوعة الموجودة.

ماهي سرعة اتساع الكون؟

اتساع الكون يعني أن الأجسام البعيدة التي تبتعد عن مجرتنا تبدو أحمر مما هي عليه، وذلك لأن الضوء الذي تصدره يتمدد مع تحركها. وقدر علماء الكون معدل توسع الكون من خلال مقارنة هذا الانزياح نحو الاحمرار في المجرات مع بعد المجرات عنا، لكن هذه المسافة غالباً ما تقاس من سطوع المستعرات من النوع Ia، وهي تقنية تترك الكثير من الشكوك.

إذا تقصت عدة مستكشفات موجات ثقالية حول العالم إشارات من نفس اندماج النجوم النيوترونية، معاً سيستطيعون تأمين تخمين مدى علو الإشارة، والذي سيكشف مدى بعد حدث الاندماج، أيضاً سيتمكنون من تخمين الاتجاه الذي أتى منه. مقارنين احمرار تلك المجرة مع المسافة إلى الاندماج، والتي تم قياسها وفق علو الموجات الثقالية؛ وهذا قد يؤمن تقدير مستقل عن معدل اتساع الكون، وعلى الأغلب اكثر دقة من الطرق الحالية.

ماذا بعد؟

لا يمكن لأحد تخيل ما سينتج عن مثل هذا الكشف الرائع للإنسانية. الأمر أشبه بما حدث عن اكتشاف أشعة X للمرة الأولى أو الأشعة دون الحمراء والميكرويف واستخدامها في علم الفلك ومراقبة الكون!

لآلاف السنين، ظل البشر يمارسون الفلك وفق أطوال الموجات المرئية، حيث استطاعوا رؤية النجوم ومراقبة الكواكب بينما تعبر السماء. ثم أتى الرصد بالأشعة تحت الحمراء وصرنا نرى الكون وقد امتلأ بتجمعات النجوم الساخنة والغبار النجمي التي تولد به النجوم، ثم رأينا الكون من خلال أشعة X وعثرنا على التكوينات النجمية الهامدة، ثم شعرنا بأثار الانفجار الكبير Big Bang الحرارية من خلال الرصد بأشعة الميكروويف. وها هو دور الموجات التثاقلية قد أتى كي تخلق ثورة جديدة في الطريقة التي نمارس بها الفلك ونرصد بها الكون ونرى أشياء جديدة ظلت خفية أو محجوبة عنًا طيلة الوقت!

سيستغرق الأمر بعض الوقت حتى يصبح علم الفلك القائم على الموجات التثاقلية منتشرًا يستخدمه الجميع، لكن ما أن يحدث هذا، فإن الأحداث الكونية الخفية والمحجوبة والتي رجّت وترج أجناب الفضاء السحيق رجًا إلى الآن ستنتقل من مملكة الحسابات الرياضية والاستنباطات إلى مملكة الملاحظة والرؤية المباشرة!

استعدوا لكيانات وأحداث عظيمة سيزدحم بها كوننا بعدما ظلت غامضة منسية لآلاف السنين!

 

من مصدرين قدمنا لكم كل ما هو مهم عن الموجات التثاقلية المصدر الاول موقع عالم الإبداع و المصدر الثاني موقع الفضائيون. لتكونوا فكرة واضحة عن هذا الإكتشاف العظيم.

و هنا نستنج ان العلم لا حدود له التعلم المستمر نكتشف ما لم نتخيل اننا سنكتشفه يوما، وصدق قوله تعالى “اقْرَأْ بِاسْمِ رَبِّكَ الَّذِي خَلَقَ (1) خَلَقَ الْإِنْسَانَ مِنْ عَلَقٍ (2) اقْرَأْ وَرَبُّكَ الْأَكْرَمُ (3) الَّذِي عَلَّمَ بِالْقَلَمِ (4) عَلَّمَ الْإِنْسَانَ مَا لَمْ يَعْلَمْ” صدق الله العظيم. 

لذا نطلب من كل من قرأ هذا الموضوع ان يترك لنا تعليقا بإستنتاجه ورأيه عن هذا الإكتشاف 🙂