_--**تم تصحيح الترجمة وضبطها وتنقيحها لهذه النسخة بواسطة**--_ su_pakfa issasalim89@hotmail.com
من خلال الانتقال بحاسة البصر لما وراء المملكة التي بناها
أجدادنا في مخيلتهم، فإن هذه الأدوات الرائعة، التليسكوبات، تفتح الطريق أمام
فهم أعمق وأكثر كمالاً للطبيعة رينيه ديكارت"- 1637"
لعدة آلاف من السنين حدق الجنس البشري ببصره باتجاه سماء الليل الآسرة
دون أن يدرك بأن نجوم مجرتنا درب التبانة هي شموس أخرى
أو أن مليارات المجرات المشابهة لمجرتنا تؤلف بقية الكون الذي نعيش فيه
أو أننا مجرد علامة ترقيم في قصة الكون
التي تمتد 13.7 مليار سنة
ونظراً لأن أعيننا كانت وسيلة المراقبة الوحيدة فقد كنا لا نمتلك أية وسيلة
للعثور على أنظمة شمسية أخرى حول النجوم الأخرى، أو على معرفة
فيما إذا كانت الحياة موجودة في مكان آخر من هذا الكون
واليوم أصبحنا على وشك كشف العديد من
ألغاز الكون، حيث نعيش في ما يمكن أن يكون أبرز
عصور الاكتشافات الفلكية
أنا الدكتور "جي" وسأكون مرافقكم للتعرف على التليسكوب
تلك الأداة الرائعة التي أثبتت أنها بوابة الجنس
البشري إلى الكون
أعين على السماوات 400 سنة على اختراع التليسكوب
مشاهد جديدة من السماء
منذ أربعة قرون، وتحديداً في عام 1609، كان هناك رجل يتجول
في الحقول المجاورة لمنزله
قام هذا الرجل بتوجيه التليسكوب الذي صنعه بنفسه إلى القمر، الكواكب، والنجوم
"كان اسم هذا الرجل هو "غاليليو غاليلي
لن يكون علم الفلك على الإطلاق كما كان سابقاً
واليوم، وبعد 400 سنة من أول نظرة لغاليليو إلى السماوات بواسطة التليسكوب
فإن الفلكيين أصبحوا يستخدمون مرايا عملاقة
منصوبة على قمم الجبال البعيدة لمراقبة السماوات
تجمع التليسكوبات الراديوية الإشارات والهمسات الخافتة من الفضاء الخارجي
بل إن العلماء قد أطلقوا التليسكوبات لتدور في مدارات حول الأرض
عالياً فوق التأثيرات المشوشة لغلافنا الجوي
!وقد أصبحت المناظر التي نحصل عليها تخلب الألباب
ولكن غاليليو في الواقع لم يخترع التليسكوب
"إن شرف هذا الاختراع يعود إلى "هانز ليبرهي وهو رجل هولندي - ألماني مغمور
كان يعمل في صناعة النظارات
ولكن هانز ليبرهي لم يستخدم هذا التليسكوب على الإطلاق للنظر إلى النجوم
بل اعتقد عوضاً عن ذلك بأن اختراعه الجديد قد لا يفيد إلا
البحارة والجنود
كان ليبرهي من مدينة "ميدلبرغ" والتي كانت في ذلك الوقت مدينة تجارية كبيرة
في الجمهورية الألمانية المزدهرة
وفي عام 1608 اكتشف ليبرهي أنه عند النظر إلى جسم بعيد
من خلال عدستين إحداهما محدبة والأخرى مقعرة فإن الجسم سيبدو أكبر حجماً بشرط
أن تكون العدستان قد وضعتا على مسافة معينة من بعضهما البعض
!وهكذا ولد التليسكوب
في أيلول من عام 1608 كشف ليبرهي عن اختراعه الجديد
لـ "موريتس" أمير هولندا
ولم يكن له أن يختار توقيتاً أفضل من ذلك نظراً لأن
هولندا كانت في ذلك الوقت متورطة في حرب الثمانين
عاماً مع إسبانيا
لقد كانت هذه النظارة الجديدة قادرة على تكبير الأجسام بحيث يمكن أن تظهر
سفن العدو وجنوده الذين كانوا من البعد بحيث لا يمكن رؤيتهم
بالعين المجردة
لقد كان هذا الاختراع مفيداً بالفعل
ولكن الحكومة الألمانية لم تمنح ليبرهي على الإطلاق براءة اختراع لتليسكوبه
والسبب هو أن هناك تجاراً آخرين نسبوا الاختراع لأنفسهم
وبخاصة "ساكارياس يانسن" الذي كان منافساً لليبرهي
ولم يحل هذا النزاع على الإطلاق
وحتى اليوم الحاضر فإن المنشأ الحقيقي للتلسكوب لا يزال يكتنفه الغموض
سمع الفلكي الإيطالي غاليليو غاليلي، وهو أب علم الفيزياء الحديثة
عن التليسكوب فقرر أن يقوم ببناء أداته الخاصة
منذ عشرة أشهر سمعت تقريراً يقول بأن أحدهم
قد قام بصناعة نظارة مقربة يمكن بواسطتها مشاهدة
الأجسام بشكل واضح كما لو كانت قريبة حتى لو كانت بعيدة جداً
عن عين الراصد
لقد كان غاليلو أعظم علماء عصره
كما كان من أقوى مناصري النظرة الجديدة للعالم التي
"طرحت من قبل الفلكي البولندي "نيكولاوس كوبرنيكوس والذي اقترح أن
الأرض تدور حول الشمس وليس العكس
وقد تمكن من بناء أدواته الخاصة بالاعتماد على
ما سمعه عن التليسكوب الألماني
فيما عدا أنها كانت تتميز بنوعية أفضل بكثير
لقد نجحت في النهاية، ودون أن أبخل بالجهد أو بالمال، في
أن أصنع بنفسي أداة من الجودة بحيث أن
الأجسام المشاهدة بواسطتها تبدو أكبر بحوالي ألف
مرة مما تبدو عليه عند النظر إليها بالعين البشرية
لقد آن الأوان لتوجيه هذا التليسكوب إلى السماوات
لقد توصلت إلى رأي وقناعة بأن سطح
القمر ليس أملساً أو منتظماً، ولا هو كروي تماماً
كما اعتقد الكثير من الفلاسفة
وإنما هو جرم وعر غير منتظم ومليء بالحفر والبوارز
فهو لا يختلف كثيراً عن وجه الأرض
إنه عالم من الفوهات، الجبال، والوديان
إنه عالم شبيه بعالمنا
بعد بضعة أسابيع، وتحديداً في كانون الثاني 1610، نظر غاليليو إلى كوكب المشتري
لقد رأى غاليليو قرب هذا الكوكب أربع نقاط من الضوء بحيث
يتبدل مكانها في السماء ليلة بعد ليلة وهي تلاحق المشتري
لقد كان المشهد أشبه برقصة باليه كونية بطيئة لتوابع تدور حول كوكبها
لقد عرفت هذه النقاط الأربعة لاحقاً باسم
أقمار المشتري الغاليلية
ما الذي اكتشفه غاليليو أيضاً؟
أطوار كوكب الزهرة!
تماماً كما القمر، فإن وجه كوكب الزهرة يكبر ويصغر من مرحلة الهلال
حتى القرص الكامل مراراً وتكراراً
الزوائد الغريبة على جهتي كوكب زحل
البقع القاتمة على قرص الشمس
وبالطبع، النجوم
آلاف النجوم، وربما الملايين منها
نجوم كثيرة باهتة بحيث لا يمكن مشاهدتها بالعين المجردة
لقد كان الأمر كما لو أن الغطاء قد انكشف فجأة عن عيني الجنس البشري
لقد كان هناك كون كامل ينتظر الاستكشاف
انتشرت أخبار التليسكوب في أنحاء أوروبا كالنار في الهشيم
"وفي "براغ"، في بلاط الإمبراطور "رودلف الثاني"، قام "جوهانز كبلر
بتحسين تصميم هذه الأداة
وفي "أنتفيرب"، قام رسام الخرائط الألماني "ميشيل فان لانغرن" بتصميم
أول خرائط دقيقة لسطح القمر حيث أظهر فيها ما كان يُعتقد
أنه يشكل قارات ومحيطات
أما "يوهانوس هيفيليوس"، وهو رجل ثري من بولندا كان يعمل في صناعة الجعة
"فقد قام ببناء تلسكوب هائل في مرصده الخاص في "دانتسيغ
لقد كان هذا المرصد من الكبر بحيث غطى ثلاثة أسقف
ولكن من المحتمل أن أفضل أداة في ذلك العصر كانت تلك التي صنعت من
قبل "كريستيان هوغنز" في هولندا
في عام 1655 اكتشف هوغنز "تايتن" أكبر توابع زحل
بعد عدة سنوات كشفت أرصاده النقاب عن حلقات زحل
وهو أمر لم يتمكن غاليليو من فهمه على الإطلاق
وأخيراً، ولكن ليس آخراً، فإن هوغنز شاهد علامات قاتمة وقبعتين
قطبيتين على المريخ
هل يمكن أن تكون هناك حياة على هذا العالم البعيد الغريب؟
لا يزال هذا السؤال يشغل أذهان العلماء حتى يومنا هذا
لقد كانت جميع التليسكوبات الأولى من النوع الكاسر الذي يعتمد
على العدسات لجمع وتقريب ضوء النجوم
بعد ذلك حلت المرايا محل العدسات
لقد تمت صناعة أول تلسكوب عاكس من "هذا النوع من قبل "نيكولو زوكي
"ثم تم تحسينه لاحقاً من قبل "إسحاق نيوتن
ومع نهاية القرن الثامن عشر أصبحت أضخم المرايا في العالم
تصنع من قبل "وليم هرشل"، وهو عازف للأورغن تحول إلى عالم فلكي
وعمل مع أخته كارولين
لقد كان الأخوان هرشل يعملان في منزلهما في باث، إنكلترا على صب المعدن المصهور
الساخن إلى درجة الاحمرار في قالب خاص ثم يسمحان له بأن
يبرد، قبل أن يقوما بصقل السطح حتى يصبح عاكساً لضوء النجوم
لقد بنى هرشل خلال مسيرة حياته أكثر من أربعمائة تلسكوب
وقد كان أكبرها من الضخامة بحيث أنه احتاج إلى أربعة من الخدم
لتشغيل جميع العجلات، الحبال، والبكرات التي كانت ضرورية
لتتبع حركات النجوم عبر سماء الليل
والتي تنجم بالطبع عن دوران الأرض حول نفسها
لقد أصبح هرشل مستكشفاً، حيث مسح السماء
وصنف مئات السدم والنجوم المزدوجة الجديدة
كما أنه اكتشف أن درب التبانة يجب أن تكون قرصاً مسطحاً
بل وقاس حركة المجموعة الشمسية عبر هذا القرص
وذلك من خلال مراقبة الحركة النسبية للنجوم والكواكب
بعدها، وفي الثالث عشر من آذار لعام 1781، تمكن من اكتشاف كوكب جديد: أورانوس
ولم يحصل الفلكيون على أول منظر قريب لهذا العالم البعيد إلا بعد
أكثر من 200 سنة حين اقتربت منه المركبة فويجر2 التابعة لوكالة الفضاء الأمريكية
في المناطق الريفية المثمرة والخصبة في وسط "إيرلندا قام "وليام بارسنز
وهو الإيرل الثالث لـ "روس"، ببناء أضخم تلسكوب في القرن التاسع عشر
ومن خلال مرآته المعدنية التي يصل قطرها إلى 18 متراً فإن هذا
التليسكوب العملاق قد أصبح معروفاً "باسم "عملاق بارسنز تاون
كان الإيرل يجلس عند العدسة العينية في الليالي القليلة الصافية غير المقمرة
ليبحر في رحلة عبر الكون
إلى سديم الجبار، والذي يعرف اليوم بأنه مهد لتشكل النجوم
ثم إلى سديم السرطان الغامض، وهو ما تبقى من انفجار مستعر أعظم
وسديم الدوامة؟
لقد كان سيد "روس" أول من لاحظ شكله الحلزوني المهيب
إنها مجرة مشابهة لمجرتنا، تحتوي على سحب معقدة من الغبار القاتم والغاز المتوهج
على مليارات النجوم، ومن يعلم
ربما حتى على كواكب مشابهة للأرض
لقد أصبح التليسكوب وسيلتنا لاستكشاف الكون
الأكبر أفضل
في الليل، تتكيف عينا الإنسان مع الظلام
تتوسع الحدقتان بحيث تعبر كمية أكبر من الضوء إلى داخل العين
وبذلك يتمكن الإنسان من رؤية أجرام أقل سطوعاً ونجوم أقل ضياءاً
والآن تخيل أن حدقتيك قد اتسعتا ليصبح قطرهما متراً واحداً
قد يبدو شكلك غريباً بعض الشيء !ولكنك ستمتلك بصراً خارقاً
وهذا ما يفعله التليسكوب من أجلك
إن التليسكوب هو أشبه بالقمع
تجمع العدسة أو المرآة الرئيسية للتلسكوب ضوء النجوم وتقربه إلى عينك
كلما كانت عدسة أو مرآة التليسكوب أكبر، كلما تمكنت من رؤية أجرام أقل سطوعاً
وبذلك فإن الحجم هو حقاً كل شيء
ولكن كم من الضخامة يمكن للتلسكوب أن يكون؟
في الواقع لا يمكن أن يكون كبيراً جداً إذا كان تلسكوباً كاسراً
على ضوء النجوم أن يعبر من خلال العدسة الرئيسية
وبذلك فلا يمكن دعم العدسة إلا بإمساكها من حول حافتها
فإذا كانت هذه العدسة كبيرة الحجم فستصبح ثقيلة
للغاية، وسيبدأ شكلها بالتشوه تحت تأثير ثقلها
ويعني ذلك أن الصورة ستكون مشوهة
لقد استكمل بناء أكبر تلسكوب كاسر في التاريخ في عام 1897، وذلك في مرصد "يركس" قرب شيكاغو
لقد كان قطر عدسته الرئيسية أكبر بقليل من متر واحد
ولكن ما لا يمكن تصديقه هو أن طول أنبوب هذا !التليسكوب قد وصل إلى 18 متراً
عند إتمام تلسكوب يركس كان صانعو التليسكوبات الكاسرة قد وصلوا إلى الحدود القصوى
هل تريد تلسكوباً أكبر؟
فكر إذاً بالمرايا
في التليسكوب العاكس يرتد ضوء النجوم عن المرآة عوضاً عن أن يعبر من خلال العدسة
إن هذا يعني أن بإمكانك أن تصنع مرآة أرق بكثير من العدسة، وأن تدعمها جيداً من الخلف
والنتيجة هي أنك قادر على صناعة مرايا أكبر بكثير من العدسات
وصلت المرايا الكبيرة إلى جنوب كاليفورنيا منذ قرن واحد
في ذلك الوقت كان جبل "ويلسون" يشكل أحدالقمم البعيدة في جبال "سان غابرييل" المقفرة
كانت السماء صافية والليالي مظلمة
وهنا قام "جورج إليري هيل" ببناء تلسكوب يبلغ قطره 1.5 متراً
صحيح أنه كان أصغر من تلسكوب "ليفاياثان" المتقاعد
الذي صنعه سيد "روس"، إلا أن نوعيته كانت أفضل بكثير
وكان مكانه كذلك أيضاً
أقنع "هيل" رجل أعمال محلي يدعى "جون هوكر" بتمويل بناء تلسكوب يبلغ قطره 2.5 متراً
وهكذا نقلت أطنان من الزجاج وسبائك "الفولاذ إلى قمة جبل "ويلسون
تم استكمال تلسكوب "هوكر" في عام 1917
وكان مقدراً له أن يبقى أكبر تلسكوب في العالم لمدة 30 عاماً
إنه قطعة كبيرة من المدفعية الكونية، التي كانت جاهزة لمهاجمة الكون
!وهذا ما فعلته
بالإضافة إلى الحجم الذي لا يصدق لهذا التليسكوب الجديد
فقد طرأت تعديلات على طريقة رؤية الصور
لم يعد الفلكيون يمعنون النظر عبر العدسة العينية لهذا العملاق الجديد
وإنما أصبحوا يجمعون الضوء على ألواح التصوير لعدة ساعات
لم يستطع أي شخص أن ينفذ ببصره في أعماق الكون بهذا الشكل من قبل
لقد تبين أن السدم الحلزونية تزخر بنجوم قائمة بذاتها
هل يمكن أن تكون أنظمة نجمية ممتدة مثل مجرتنا درب التبانة؟
اكتشف "إدوين هبل" في سديم "أندروميدا" نوعاً خاصاً من النجوم
يتبدل بريقه بدقة متناهية وكأنه ساعة زمنية
وقد تمكن هبل من خلال أرصاده من :حساب بعد أندروميدا
مليون سنة ضوئية تقريباً
كان من الواضح أن السدم الحلزونية، مثل
أندروميدا هي في الواقع مجرات مستقلة بحد ذاتها
ولكن لم يكن هذا الاكتشاف هو الوحيد الذي لا يصدق
لقد تبين أن معظم هذه المجرات تتحرك بعيداً عن درب التبانة
لقد اكتشف هبل في جبل ويلسون أن المجرات القريبة تتقهقر بسرعات صغيرة
في حين أن المجرات البعيدة كانت تتحرك مبتعدة عنا بإيقاع أكثر سرعة
النتيجة؟
إن الكون يتوسع
"لقد أعطى تلسكوب "هوكر الفرصة للفلكيين بتحقيق
أكبر الاكتشافات الفلكية في القرن العشرين
وبفضل التليسكوب استطعنا أن نتتبع تاريخ الكون
منذ أقل بقليل من 14 مليار سنة كانت ولادة الكون
في انفجار هائل للزمان والمكان، المادة والطاقة، دعي
بالانفجار العظيم
تعاظمت التموجات الكوانتية بالغة الصغر لتشكل بقعاً في المزيج الأولي
والتي تكثفت منها المجرات
مجموعة مبهرة من الأحجام والأشكال المختلفة
أدى الاندماج النووي في قلب النجوم إلى تشكل ذرات جديدة
الكربون، الأوكسجين، الحديد، الذهب
قذفت المستعرات الأعظمية المنفجرة هذه العناصر الثقيلة معيدة إياها إلى الفضاء
لتصبح مادة خام لولادة نجوم جديدة
!وكواكب
في يوم ما، في مكان ما، بطريقة ما، تطورت الجزيئات العضوية البسيطة إلى كائنات حية
تشكل الحياة واحدة من المعجزات في الكون المستمر في التطور أبداً
وما نحن إلا ذرات من الغبار
إنه منظر جليل وقصة مؤثرة
وصلت إلينا عبر الأرصاد التي أجريت بواسطة التليسكوب
تخيل: لو لم يكن هناك تلسكوب لكانت معرفتنا تقتصر فقط على ستة كواكب
قمر واحد، وبضعة آلاف من النجوم
ولكن علم الفلك لا يزال في طفولته
كما الكنوز المدفونة، فإن تخوم الكون قد أغرت
المغامرين منذ الأزل
الأمراء والملوك، السياسيون والصناعيون، مثلهم مثل رجال العلم
شعروا بسحر بحور الكون المجهولة، وبفضل ترسانتهم
من المعدات تمكنوا من توسيع دائرة الاستكشاف بشكل سريع
لقد كان "جورج إليري هيل" يمتلك :حلماً أخيراً
أن يصنع تلسكوباً أكبر بمرتين من التليسكوب الذي كان يحمل الرقم القياسي السابق
عليك أن تلتقي بالجدة المسنة لعلم الفلك في القرن العشرين
إنه تلسكوب "هيل" على جبل بالومار والذي يبلغ قطره خمسة أمتار
وزنه أكثر من خمسة آلاف طن من الوزن المتحرك، ورغم ذلك فهو متوازن بدقة
بحيث يتحرك برشاقة الراقصات
40 تستطيع مرآته التي يبلغ وزنها طناً أن تظهر نجوماً
يقل سطوعها 40 مليون مرة عما تستطيع أن تبصره العين
تم إتمام تلسكوب "هيل" في عام 1948، وقد منحنا مناظر فريدة من نوعها للكواكب
الحشود النجمية، السدم، والمجرات
كوكب المشتري العملاق مع أقماره الكثيرة
سديم اللهب المذهل
ألسنة الغاز الباهتة في سديم الجبار
ولكن هل يمكن أن نذهب لأبعد من ذلك؟
لقد حاول الفلكيون السوفييت ذلك في نهاية السبعينيات من القرن العشرين
"على قمم الجبال القوقازية، قاموا ببناء تلسكوب "أزيموتالني
الذي كان يزهو بمرآته الأولية ذات الأمتار الستة
ولكنه لم يحقق آمالهم على الإطلاق
لقد كان ببساطة كبيراً للغاية، مكلفاً جداً وصعب الاستعمال
فإذاً هل كان على صناع التليسكوبات أن يستسلموا عند هذه المرحلة؟
هل كان عليهم أن يدفنوا أحلامهم في الحصول على أدوات أكبر من ذلك؟
هل كان على تاريخ التليسكوب أن يصل إلى نهاية مبكرة؟
بالطبع لا
لدينا اليوم تلسكوبات قيد العمل يبلغ قطرها عشرة أمتار
بل هناك حتى تلسكوبات أكبر قيد التخطيط
كيف كان الحل؟
التقنيات الحديثة
التكنولوجيا تنقذ الوضع
مثلما أن السيارات الحديثة لم تعد تشبه الموديل تي من سيارات فورد، فإن تلسكوبات
اليوم تختلف بشكل جذري عن أجدادها الكلاسيكية
مثل تلسكوب "هيل" الذي يبلغ قطره خمسة أمتار
فقد أصبحت قاعدة التليسكوب على سبيل المثال أصغر حجماً بكثير
كانت القاعدة القديمة استوائية حيث يتجه أحد محوري
التليسكوب دوماً بشكل مواز لمحور دوران الأرض
ولتتبع حركة السماء بشكل متواصل فإن على التليسكوب ببساطة
أن يدور حول محوره بنفس سرعة دوران الأرض حول نفسها
طريقة سهلة، ولكنها تحتل حيزاً كبيراً
لقد أصبحت قواعد التليسكوبات الحديثة في الوقت الحاضر،
والتي تعتمد على الارتفاع والسمت، أصغر حجماً بكثير
يمكن باستعمال قاعدة كهذه توجيه التليسكوب بشكل مشابه للمدفع
ليس عليك إلا أن تختار الاتجاه، ثم أن تختار الارتفاع، وبإمكانك الانطلاق
والمشكلة هي تتبع حركة السماء بشكل متواصل
إن على التليسكوب في هذه الحالة أن يدور حول محوريه الاثنين وبسرعات متفاوتة
ولم يصبح ذلك ممكناً على أرض الواقع إلا حين أصبحت التليسكوبات خاضعة لسيطرة الحواسيب
إن بناء القاعدة الأصغر حجماً سيكون أقل تكلفة
بالإضافة إلى ذلك فإن هذه القاعدة يمكن أن تتسع في قبة
أصغر حجماً مما يؤدي إلى إنقاص التكاليف أكثر فأكثر
كما أن ذلك يحسن من جودة الصورة
لنأخذ تلسكوبي "كيك" التوأمين في هاواي على سبيل المثال
رغم أن مرآتي هذين التليسكوبين الذين يبلغ قطر كل منهما 10 أمتار هما أكبر بمرتين
من مرآة تلسكوب "هيل"، إلا أن هذين التليسكوبين يمكن أن يتسعا في قبة أصغر حجماً
مقارنة بالقبة المنتصبة على جبل بالومار
لقد تطورت المرايا المستعملة في التليسكوبات كذلك
لقد كانت هذه المرايا سميكة وثقيلة
أما اليوم فقد أصبحت رقيقة وخفيفة الوزن
يتم صب المرآة التي قد يصل قطرها إلى عدة أمتار في أفران عملاقة دوارة
ورغم ذلك فإن سماكتها لا تزال أقل من 20 سنتمتراً
تمنع البنية الداعمة المعقدة هذه المرآة الرقيقة
من التصدع تحت تأثير وزنها
تساعد المكابس والمحركات الخاضعة لسيطرة الحواسيب كذلك في المحافظة على المرآة
بشكلها الأمثل
يدعى هذا النظام بالبصريات الفعالة
والفكرة هي تعويض وتصحيح أي تشوه في المرآة الرئيسية
يمكن أن ينجم عن الجاذبية، الرياح، أو تبدلات درجة الحرارة
والآن أصبحت المرآة الرقيقة ذات وزن أقل بكثير أيضاً
إن ذلك يعني أن كامل البنية الداعمة، بما في ذلك القاعدة
يمكن كذلك أن تكون أكثر أناقة وأخف وزناً
!بل وأرخص
ها هو "تلسكوب التقنية الحديثة" الذي يبلغ قطره 3.6 متراً
والذي تم بناؤه من قبل فلكيين أوروبيين في نهاية الثمانينيات من القرن العشرين
لقد شكل هذا التليسكوب اختباراً فريداً للعديد من التقنيات الحديثة
في بناء التليسكوبات
وحتى الإطار الذي يلفه كان لا يتشارك بأي شيء مع قبب التليسكوبات التقليدية
لقد شكل تلسكوب التقنية الحديثة نجاحاً باهراً
وقد آن الأوان لكسر حاجز الأمتار الستة
يربض مرصد "ماونا كيا" على أعلى نقطة في المحيط الهادي
على ارتفاع 4200 متراً فوق مستوى سطح البحر
يستمتع السواح على سواحل هاواي بالشمس وركوب الأمواج
ولكن فوق ذلك بارتفاع كبير يواجه الفلكيون درجات الحرارة القارسة
وداء المرتفعات في أثناء تنقيبهم عن أسرار الكون
يعتبر تلسكوبا "كيك" من بين أضخم التليسكوبات في العالم
يبلغ قطر مرآتيهما 10 أمتار وهما بالغتا الرقة
وتتألف كل مرآة من 36 قطعة سداسية الشكل تصطف معاً تماماً كأرضية الحمامات
ويتم ضبط كل منها بدقة من درجة النانومتر
إنها بالفعل عمالقة حقيقية مسخرة لمراقبة السماوات
إنها كاتدرائيات العلم
"يخيم الليل على "ماونا كيا
وتبدأ تلسكوبات "كيك" بجمع الفوتونات من أبعد أرجاء الكون
إن هاتين المرآتين التوأمتين تعملان معاً بفعالية تفوق أية
تلسكوبات سابقة
ما الذي سنعثر عليه اليوم؟
زوج من المجرات المتصادمة على بعد مليارات السنين الضوئية؟
نجم يموت ويلفظ أنفاسه الأخيرة في سديم كوكبي؟
أو ربما كوكب خارج المجموعة الشمسية يمكن أن يؤوي الحياة؟
في "سيررو بارانال" في صحراء "أتاكاما" في تشيلي وهو أكثر الأماكن جفافاً على الأرض
:نجد أكبر آلة فلكية تم بناؤها حتى الآن على الإطلاق
"إنه "التليسكوب الأوروبي الكبير جداً
إن هذا التليسكوب في الواقع هو أربعة تلسكوبات في واحد
يزهو كل منها بمرآة يبلغ قطرها 8.2 متراً
"أنتو"
"كوين"
"ميليبال"
"يابون"
إنها أسماء الشمس، القمر، الصليب الجنوبي والزهرة بلغة السكان الأصليين للمنطقة
لقد تم صب هذه المرايا الهائلة في ألمانيا، تم صقلها في فرنسا، شحنت إلى تشيلي
ثم نقلت ببطء عبر الصحارى
ينفتح إطار التليسكوب عند غروب الشمس
يسقط ضوء النجوم على مرايا التليسكوب الأوروبي الكبير جداً
وتنهال الاكتشافات الجديدة
يخترق شعاع من الليزر سماء الليل
ويرسم نجماً صناعياً على الغلاف الجوي
فوق رؤوسنا بحوالي 90 كيلومتراً
تقيس حساسات جبهة الصدمة درجة التشوه في صورة النجم
بفعل اضطرابات الغلاف الجوي
بعد ذلك تقوم الحواسيب السريعة بإخبار المرآة المرنة كيف عليها أن
تشوه نفسها بحيث تصحح التشويش الناجم عن الغلاف الجوي
والتأثير هو منع النجوم من التلألؤ
يدعى ذلك بالبصريات التكيفية وهي تشكل الخدعة السحرية الكبرى
في علم الفلك في الوقت الراهن
ولو لم تتوفر هذه الطريقة لكانت نظرتنا للكون قد تشوشت بفعل الغلاف الجوي
ولكن بفضلها أصبحت الصور التي نحصل !عليها حادة كآلة الحلاقة
أما الحيلة الأخرى في هذا السحر البصري فهي "ما يعرف باسم "قياس التداخل
والفكرة التي يقوم عليها هي الحصول على الضوء من تلسكوبين منفصلين
وجمعه معاً في نقطة واحدة وفي الوقت نفسه تتم مراقبة
الانزياح النسبي بين أطوال الموجات
إذا تمت هذه العملية بدقة كافية فإن النتيجة هي أن التليسكوبين
سيعملان كما لو كانا جزءاً من مرآة واحدة هائلة
حجمها كالمسافة بينهما
والأثر الناجم عن قياس التداخل هو أنه يعطي التليسكوب نظراً ثاقباً كالنسر
وهو يسمح لتلسكوبات أصغر بالحصول على تفاصيل لا
يمكن الوصول إليها إلا بواسطة تلسكوب أكبر بكثير
يتضافر تلسكوبا "كيك" التوأمان على جبل ماونا كيا بشكل منتظم
كمقياس للتداخل
أما في حالة التليسكوب الأوروبي الكبير جداً فإن
جميع التليسكوبات الأربعة الكبيرة يمكن أن تعمل معاً
بالإضافة إلى ذلك يمكن للعديد من التليسكوبات الملحقة الأصغر حجماً
أن تنضم إلى السلسلة لتزيد من حدة الصورة لأكثر من ذلك
توجد تلسكوبات أخرى كبيرة في كافة أنحاء المعمورة
"سوبارو" و"جيميناي الشمالي" على ماونا كيا
جيميناي الجنوبي" و"ماجلان" في تشيلي"
التليسكوب الكبير ثنائي العينين" في أريزونا"
لقد تم بناء هذه التليسكوبات في أفضل الأماكن المتوفرة
مناطق مرتفعة وجافة، صافية ومظلمة
عيون هذه التليسكوبات بحجم برك السباحة
جميعها مجهزة ببصريات تكيفية للتغلب على التأثيرات
المشوشة للغلاف الجوي
وقد تمتلك في بعض الأحيان القدرة على اظهار صور ذات كثافة عالية جدا
بفضل قياس التداخل
:هذا ما أظهرته لنا
كواكب
سدم
الحجوم الحقيقية، والأشكال المنسحقة لبعض النجوم
كوكب بارد يدور حول قزم بني
ونجوم عملاقة تدوم حول نواة مجرتنا درب التبانة
تحت سيطرة جاذبية ثقب أسود فائق الكتلة
لقد قطعنا شوطاً كبيراً منذ أيام غاليليو
من الفضة إلى السيليكون
منذ أربعمائة عام، حين رغب غاليليو غاليلي" أن يُري الآخرين"
ما رآه عبر التليسكوب، فقد وجب عليه أن يضع رسومات لما شاهده
وجه القمر المرقط
رقصة توابع المشتري
الكلف الشمسية
أو نجوم كوكبة الجبار
:لقد جمع رسوماته ونشرها في كتاب صغير
"مرسال النجوم"
لقد كانت هذه الطريقة هي الوحيدة التي تتيح له إطلاع الآخرين
على اكتشافاته
ولأكثر من قرنين من الزمن كان على الفلكيين أن يكونوا رسامين أيضاً
من خلال التأمل عبر العدسات العينية، فقد قاموا بوضع رسومات
مفصلة لما شاهدوه
أراضي القمر المقفرة
عاصفة في الغلاف الجوي لكوكب المشتري
لسان رقيق من الغاز في سديم بعيد
وفي بعض الأحيان بالغوا في تفسير ما شاهدوه
لقد اعتقدوا بأن الخطوط الداكنة على سطح المريخ ما هي إلا أقنية
تشير إلى وجود حياة متطورة على سطح الكوكب الأحمر
ولكننا نعرف اليوم أن هذه الأقنية لم تكن أكثر من خداع بصري
إن ما كان الفلكيون يحتاجونه حقاً هو طريقة موضوعية لتسجيل
الضوء الذي يتم جمعه بواسطة التليسكوب دون أن تعبر المعلومات أولاً
عبر أذهانهم وأقلامهم
لقد أنقذ التصوير الضوئي الموقف
هذه أول صورة ضوئية التقطت للقمر
لقد أخذت هذه الصورة في عام 1840 من "قبل "هنري دريبر
لقد كان عمر التصوير الضوئي أقل من خمسة عشر عاماً، ولكن الفلكيين
كانوا قد اكتشفوا إمكانياته الهائلة
فإذاً كيف يتم التصوير الضوئي؟
لقد كان المستحلب الحساس في لوح التصوير يحتوي
على حبيبات صغيرة من هالوجينات الفضة
والتي تصبح قاتمة اللون في حال تعرضها للضوء
وبالتالي فإن النتيجة كانت صورة سلبية للسماء
بحيث تظهر النجوم قاتمة على خلفية ساطعة
ولكن الميزة الحقيقية كانت إمكانية إبقاء لوحة التصوير
مكشوفة لعدة ساعات
حين تتجول في سماء الليل مستعملاً عينيك
وبعد تكيفهما على الظلام فإنك لن تستطيع أن تشاهد كمية أكبر من النجوم
فقط عن طريق النظر لفترات طويلة
ولكنك تستطيع أن تفعل ذلك بواسطة لوح التصوير الفوتوغرافي
بإمكانك أن تجمع الضوء وتراكمه لساعات متواصلة
وبذلك فإن كشف لوح التصوير لفترة أطول سيكشف كمية أكبر فأكبر من النجوم
وأكثر
ثم بعضاً منها
في الخمسينيات من القرن العشرين استخدم تلسكوب "شميدت" في مرصد
بالومار لتصوير كامل السماء الشمالية
تم استعمال حوالي ألفي لوح تصوير كشف كل منها لحوالي ساعة كاملة
إنه كنز من الاكتشافات!
لقد حول التصوير الضوئي علم الفلك الرصدي إلى علم حقيقي
علم موضوعي، قابل للقياس، وقابل للتكرار
ولكن الفضة كانت بطيئة
عليك أن تكون صبوراً
لقد أدت الثورة الرقمية إلى تغيير كل ذلك
حل السيليكون محل الفضة
وحلت البيكسلات محل الحبيبات
حتى في الكاميرات التقليدية لم نعد نستخدم التصوير الضوئي
لقد أصبحت الصور تلتقط بدلاً :من ذلك على رقاقة حساسة للضوء
"الأجهزة مزدوجة الشحنة" CCDأو ما يسمى اختصاراً بـ
الاحترافية فعالة للغاية "CCD"تعتبر أجهزة الـ
ولإعطائها المزيد من الحساسية يتم تبريدها
بحيث تصبح حرارتها أقل من درجة التجمد وذلك بواسطة النيتروجين السائل
يمكن تصوير جميع الفوتونات تقريباً
وبالنتيجة فإن فترة التعريض قد أصبحت أقصر بكثير
وإن مسح السماء الذي أمكن إجراؤه في مرصد بالومار في ساعة واحدة
CCDقد أصبح اليوم ممكناً بواسطة الـ خلال بضعة دقائق قصيرة
وباستعمال تلسكوب أصغر
لا تزال ثورة السيليكون في بدايتها
لقد قام الفلكيون ببناء عملاقة تتألف من CCD كاميرات
مئات ملايين البيكسلات
ولا يزال هناك المزيد
إن الميزة الرئيسية للصور !الرقمية هي أنها، رقمية
يتم إعداد هذه الصور بحيث يمكن معالجتها بواسطة الحواسيب
يستخدم الفلكيون برمجيات متخصصة لمعالجة
الصور التي يلتقطونها للسماء
إن تمديد الصورة، أو تعزيز التباين، يكشف أقل البنى سطوعاً على الإطلاق
في السدم أو المجرات
أما ترميز الألوان فهو يعزز ويظهر البنى التي
كانت رؤيتها صعبة أصلاً
بالإضافة إلى ذلك فإن دمج صور متعددة لنفس الجرم، والتي
التقطت من خلال مرشحات لونية مختلفة، يتيح
إنتاج صور مذهلة تغيم الحدود
بين العلم والفن
بإمكانك أنت أيضاً أن تستفيد من علم الفلك الرقمي
ليس أسهل من الغوص في صور الكون المذهلة
والاستمتاع بها
لم تعد صور الكون تبعد بأكثر !من نقرة على زر الفأرة
تقوم التليسكوبات الروبوتية والمجهزة بكاشفات إلكترونية حساسة
بمراقبة السماء في هذه اللحظات بشكل متواصل
لقد قام تلسكوب "سلون" في نيومكسيكو بتصوير وتصنيف
أكثر من مائة مليون جرم سماوي،
كما قاس المسافات التي تفصلنا عن ملايين المجرات، واكتشف
مائة ألف كوازار جديد
ولكن مسحاً واحداً لا يكفي
إن الكون مكان متبدل باستمرار
تتردد المذنبات الجليدية جيئة وذهاباً، تاركة حطاماً متناثراً
في أعقابها
تحلق الكويكبات بجوارنا
تدور الكواكب البعيدة حول نجومها الأم، بحيث تحجب
عنا مؤقتاً جزءاً من ضوء هذه النجوم
تنفجر المستعرات الأعظمية، في حين أن نجوماً جديدة تولد في أماكن أخرى
تلمع النجوم النابضة، تنفجر اندفاعات أشعة غاما، وتكبر الثقوب السوداء
وللبقاء على تواصل مع هذه الأدوار الرائعة التي تلعبها الطبيعة، فإن الفلكيين
يرغبون بإجراء مسح كامل للسماء في كل عام
أو في كل شهر
وربما مرتين في الأسبوع
على الأقل فإن هذا ما يطمح إليه "تلسكوب المسح الموجز الكبير"
إذا استكمل بناء هذا التليسكوب في عام 2015، فإن
الكاميرا الخاصة به ذات الثلاثة جيغا بيكسل ستفتح
نافذة رقمية جديدة على الكون
سيكون هذا التليسكوب العاكس أكثر من قادر على تحقيق أحلام الفلكيين، حيث
سيقوم بتصوير السماء بأسرها تقريباً كل ثلاثة ليالي
رؤية ما لا يرى
حين تستمع لمقطوعتك الموسيقية المفضلة، فإن أذنيك تلتقطان
مجالاً واسعاً للغاية من الترددات بدءا من الدمدمات الخفيفة
والعميقة إلى الاهتزازات ذات النغمة العالية
تخيل الآن أن أذنيك لا تتحسسان إلا مجالاً ضيقاً
جداً من الترددات
ستفوتك في هذه الحالة !الكثير من الأشياء الجميلة
ولكن هذا هو بالضبط وضع الفلكيين
إن أعيننا لا تتحسسان إلا مجالاً ضيقاً للغاية
من الترددات الضوئية: الضوء المرئي
ولكننا عاجزون تماماً عن رؤية جميع أشكال الإشعاع
الكهرومغناطيسي الأخرى
إلا أن هناك الكثير من الأجرام الكونية التي تصدر
إشعاعاً في أجزاء أخرى من الطيف الكهرومغناطيسي
فعلى سبيل المثال اكتشف العلماء بالصدفة في عام 1930 أن
هناك موجات راديوية تأتي من أعماق الفضاء
كانت بعض هذه الأمواج تمتلك نفس ترددات المحطات
الإذاعية المفضلة لديك، ولكنها كانت أضعف بكثير، وبالطبع لم
!يكن هناك ما تستمع إليه
إذا أردت "توليف" محطة الإذاعة الكونية فإن عليك أن تحصل على
جهاز استقبال: إنه التليسكوب الراديوي
التليسكوب الراديوي ليس أكثر من قرص لا يتحسس إلا أطوال الموجات الأكثر طولاً
وهو مشابه كثيراً للمرآة الرئيسية في التليسكوب البصري
ولكن نظراً لأن الموجات الراديوية هي أطول بكثير من الموجات المرئية
فمن غير الضروري أن يكون سطح القرص بنفس النعومة
التي يجب أن يكون عليها سطح المرآة
وهذا ما يفسر لماذا يكون بناء تلسكوب راديوي
عملاق أكثر سهولة بكثير من صناعة تلسكوب بصري كبير
بالإضافة إلى ذلك فمن الأسهل بكثير إجراء قياس التداخل عند أطوال الموجات الراديوية
ويعني ذلك زيادة التفاصيل التي يمكن رؤيتها
من خلال دمج الضوء القادم من تلسكوبين منفصلين كما لو
كانا جزءاً من قرص واحد عملاق
فعلى سبيل المثال تتألف "مصفوفة التليسكوبات الكبير جداً" في نيومكسيكو
من سبعة وعشرين لاقطاً يقيس قطر كل منها خمسة وعشرين متراً
يمكن تحريك كل لاقط بشكل مستقل عن اللواقط الأخرى، وعند
استخدامه بأقصى طاقة فإن قوة هذا التليسكوب تعادل
قرصاً افتراضياً قطره ستة وثلاثين كيلومتراً
فإذاً كيف يبدو الكون بالأمواج الراديوية؟
في البداية تبدو الشمس ساطعة للغاية بسبب إصدارها للأمواج الراديوية
وكذلك مركز مجرتنا درب التبانة
ولكن هناك المزيد
تشكل النجوم النابضة أجساماً نجمية كثيفة للغاية تصدر الموجات الراديوية
في شعاع ضيق للغاية
بالإضافة إلى ذلك فهي تدور بسرعات تصل إلى عدة مئات
من الدورات في كل ثانية
وبذلك فإن النجوم النابضة تبدو في الواقع كمنارة دوارة للأمواج الراديوية
وما نراه منها هو تسلسل منتظم وسريع للغاية
من النبضات الراديوية القصيرة جداً
ومن هنا جاءت التسمية
يشكل المصدر الراديوي المعروف باسم في الواقع بقايا "A كاسيوبيا"
مستعر أعظمي انفجر في القرن السابع عشر
"قنطوروس A"، "البجعة A"، إن كل من هي مجرات عملاقة"A و"العذراء
تقوم بضخ كميات هائلة من الأمواج الراديوية
تتغذى كل مجرة بثقب أسود فائق الكتلة في مركزها
إن بعض هذه الأمواج الراديوية والكوازارات هي من القوة بحيث
أن إشاراتها يمكن أن تكتشف حتى من مسافة 10 مليار سنة ضوئية
والتي تملأ الكون بأسره
وهي تعرف باسم "خلفية "الأمواج الميكروية الكونية
وهي صدى للانفجار الأعظم
التوهج الذي حدث مباشرة بعد البداية الساخنة لهذا الكون
كل جزء من هذا الطيف يقص علينا حكايته الفريدة
عند أطوال الموجات المليمترية والأصغر منها يدرس الفلكيون
تشكل المجرات في بداية الكون ومنشأ
النجوم والكواكب في مجرتنا درب التبانة
ولكن بخار الماء في غلافنا الجوي يعترض طريق معظم هذه الإشعاعات
وحتى تتمكن من مشاهدتها فإن عليك أن تصعد إلى مكان مرتفع وجاف
إلى "يانو دي شاجنانتور" على سبيل المثال
على ارتفاع خمسة كليومترات فوق سطح البحر، تشكل هذه الهضبة السريالية
:ALMA في شمال تشيلي المكان الذي ينتصب عليه
"مصفوفة أتاكاما المليمترية الكبيرة"
حين يستكمل بناؤه في عام 2014 سيكون أكبر مرصد فلكي ALMA فإن
تم بناؤه حتى الآن
سيعمل 64 لاقطاً يزن كل منها 100 طن بانسجام تام
ستقوم شاحنات عملاقة بنشرها فوق مساحة تعادل مساحة لندن لزيادة
تفاصيل الصورة أو لجمع الصور معاً بحيث يمكن الحصول
على صورة أوسع
ستكون دقة أي حركة على مستوى المليمتر
تشع الكثير من الأجسام في الكون ضمن طيف الأمواج تحت الحمراء أيضاً
يدعى الإشعاع تحت الأحمر كذلك، والذي اكتشف من قبل "وليم هرشل"، باسم
الإشعاع الحراري، نظراً لأن جميع الأجسام الدافئة نسبياً تقوم بإصداره
بما في ذلك الأجسام البشرية
قد يكون الإشعاع تحت الأحمر مألوفاً لك أكثر مما تعتقد
فعلى الأرض يستخدم هذا النوع من الإشعاع
في النظارات والكاميرات المستخدمة في الرؤيا الليلية
ولكن لكشف التوهج تحت الأحمر من الأجرام البعيدة فإن الفلكيين
يحتاجون إلى كواشف حساسة للغاية، يتم تبريدها لتصبح درجة حرارتها فوق
الصفر المطلق ببضع درجات فقط وذلك لإخماد حرارتها الذاتية
إن معظم التليسكوبات البصرية الكبيرة مجهزة اليوم أيضاً بكاميرات الأشعة تحت الحمراء
وهي تسمح لنا بالنظر عبر سحب الغبار الكونية، مما يساعد على كشف
النجوم حديثة الولادة بداخلها، وهو أمر لا يمكن رؤيته بالوسائل البصرية
خذ على سبيل المثال هذه الصورة البصرية لمهد النجوم الشهير في سديم الجبار
ولكن تأمل كم يبدو هذا السديم مختلفاً حين يتم النظر إليه
!بعيني الكاميرا تحت الحمراء
إن القدرة على الرؤية بالأشعة تحت الحمراء مفيدة للغاية كذلك عند دراسة
المجرات الأكثر بعداً عنا
تصدر النجوم حديثة الولادة في المجرات الشابة ضوءاً ساطعاً في مجال الإشعاع فوق البنفسجي
ولكن هذا الضوء فوق البنفسجي يحتاج بعدها للسفر لمليارات السنين عبر
الكون المتوسع
يؤدي تمدد الكون إلى تمطط الموجات وبالتالي ستكون جميع هذه
الموجات عند استقبالها قد انزاحت نحو الطيف القريب من تحت الأحمر
إن هذه الأداة الحديثة هي "تلسكوب ماجيك على "لابالما
وهي تمسح السماء بحثاً عن أشعة غاما الكونية
أعلى أنواع الإشعاع طاقة في الطبيعة
ولحسن حظنا فإن الغلاف الجوي للأرض
يحتجز أشعة غاما القاتلة
ولكنها تترك وراءها آثاراً يدرسها الفلكيون
بعد أن ترتطم بالغلاف الجوي، تتشكل سلسلة
من الجزيئات المحملة بالطاقة
وتؤدي هذه بدورها إلى توهج خافت يمكن أن يراه ماجيك
وها هو ذا مرصد "بيير أوجير" في الأرجنتين
إن شكله حتى لا يشبه التليسكوبات
يتألف "بيير أوجير" من 1600 كاشف تنتشر على مساحة 3000
كيلومتراً مربعاً
وهي تلتقط الجزيئات الفعالة إشعاعياً من
الإشعاعات الكونية القادمة من المستعرات الفائقة
والثقوب السوداء البعيدة
وماذا عن كاشفات النيوترينو، والتي تبنى في المناجم العميقة أو تحت
سطوح المحيطات، أو في جليد القارة القطبية الجنوبية
هل بإمكانك أن تدعو هذه المعدات "تلسكوبات"؟
ولم لا؟
إنها تقوم فوق كل شيء بمراقبة الكون حتى لو كانت لا تلتقط البيانات من
الطيف الكهرومغناطيسي
يعتبر النيوترينو من الجسيمات المخادعة التي يتم إنتاجها في الشمس
والمستعرات الأعظمية المتفجرة
وقد تم إنتاجه حتى في الانفجار الأعظم نفسه
وعلى عكس الجسيمات الأخرى، فإن النيوترينو قادر على العبور من خلال المادة
المألوفة، حيث يسافر بسرعة قريبة من سرعة الضوء ولا يمتلك شحنة كهربائية
ورغم أن دراسة هذه الجسيمات قد تكون صعبة إلا أنها تتميز بوفرتها
في كل ثانية يعبر من خلالك أكثر من 50 ترليون
نيوترينو قادمة من الشمس
وفي النهاية فإن جهود الفلكيين والفيزيائيين قد تضافرت لبناء كاشفات
الموجات الثقالية
إن هذه "التليسكوبات" لا ترصد الأشعة أو تستقبل الجسيمات
وإنما تقيس التموجات الدقيقة في بنية الزمكان
وهو مفهوم تم التنبؤ به في نظرية "النسبية التي طرحها "ألبرت آينشتاين
ومن خلال هذه المجموعة المذهلة من الأدوات فقد فتح الفلكيون كامل
طيف الإشعاع الكهرومغناطيسي، بل تمكنوا حتى من المضي أبعد من ذلك
ولكن بعض الأرصاد لا يمكن ببساطة أن يجرى من على سطح الأرض
فما الحل إذاً؟
التليسكوبات الفضائية
ما بعد الأرض
تلسكوب هبل الفضائي
إنه أشهر تلسكوب في التاريخ على الإطلاق
وهناك مبرر جيد لذلك
لقد أدى هبل إلى ثورة في العديد من مجالات علم الفلك
تعتبر مرآة تلسكوب هبل صغيرة في الواقع حسب المعايير الحديثة
فقطرها يبلغ 2.4 متراً فقط
ولكن مكانها هو خارج هذا العالم، بالمعنى الحرفي للكلمة
تعكس هذه الكاميرا من مكانها فوق التأثيرات المشوشة للغلاف الجوي
صورة واضحة بشكل استثنائي للكون
بالإضافة إلى ذلك فإن هبل قادر على رؤية الضوء فوق البنفسجي وتحت الأحمر
مع العلم بأن رؤية هذا الضوء غير ممكنة من التليسكوبات الأرضية نظراً
لأن الغلاف الجوي يعترض طريقه
تقوم الكاميرات ومقاييس الطيف، والتي يصل حجم بعضها إلى حجم حجرة الاتصال الهاتفي
بتسجيل وتحليل الضوء القادم من تخوم الكون البعيدة
وكأي تلسكوب آخر على الأرض، فإن هبل يخضع للتطوير من وقت لآخر
يقوم رواد الفضاء بمهمات الصيانة من خلال المشي في الفضاء
يعاد صقل الأجزاء المكسورة
وتستبدل الأدوات القديمة بأحدث
التقنيات وأكثرها تطوراً
لقد أصبح هبل المرجع الخصب لعلم الرصد الفلكي
واستطاع أن يغير فهمنا للكون
ومن خلال بصره الحاد استطاع هبل أن يشاهد التبدلات الفصلية على المريخ،
اصطدام مذنب بالمشتري،
صورة جانبية لحلقات زحل،
وحتى سطح بلوتو الصغير
لقد كشف عن دورة حياة النجوم منذ ولادتها وطفولتها
في سحب الغاز المحملة :بالغبار، وحتى مصيرها الأخير
في سديم رقيق ينتشر ببطء في الفضاء من النجم المحتضر
أو كانفجار هائل في مستعر أعظمي قد يفوق المجرة التي يسكنها في بريقه
وقد استطاع هبل حتى أن يشاهد في أعماق سديم الجبار أنظمة
شمسية جديدة متوالدة: أقراص غبارية حول نجوم شابة ستتكثف
قريباً لتشكل كواكب
لقد درس التليسكوب الفضائي آلافاً من النجوم المتناثرة في الحشود
الكروية العملاقة، وهي أقدم عائلات النجوم في الكون
والمجرات بالطبع
لم يشاهد الفلكيون من قبل هذا القدر من التفاصيل على الإطلاق
مجرات حلزونية مهيبة، مسارات من الغبار الذي يمتص الضوء، اصطدامات عنيفة
بل إن تصوير مناطق خالية من السماء خلال فترات تعريض طويلة قد أظهر
آلاف المجرات الخافتة التي تقع على بعد مليارات السنين الضوئية
فوتونات صدرت حين كان الكون لا يزال شاباً
نافذة نحو الماضي البعيد تلقي ضوءاً جديداً على
الكون المستمر في التطور
ولكن هبل ليس التليسكوب الوحيد في الفضاء
هذا هو "تلسكوب سبيتزر الفضائي" التابع لناسا والذي تم إطلاقه في شهر أغسطس من عام 2003
ويمكن أن نقول بأنه نظير هبل بالنسبة للأشعة تحت الحمراء
إن قطر مرآة "سبيتزر" يبلغ 85 سنتمتراً فقط
ولكن التليسكوب يختبئ خلف درع حراري
يحميه من الشمس
وكاشفاته مختفية بعيداً في عازل مملوء بالهليوم السائل
يتم تبريد هذه الكاشفات لتصبح درجة حرارتها فوق الصفر
المطلق ببضع درجات
مما يجعلها حساسة للغاية
لقد كشف "سبيتزر" عن كون من الغبار
سحب قاتمة كثيفة من الغبار التي تتوهج بالطيف تحت الأحمر حين
تسخن من الداخل
تقوم موجات الصدم الناجمة عن ارتطام المجرات بدفع الغبار في حلقات
ومظاهر مدية لتشكل مكاناً جديداً لتشكل النجوم
يتم إنتاج الغبار كذلك في أعقاب موت النجم
لقد وجد "سبيتزر" أن السدم الكوكبية وبقايا المستعرات الأعظمية تزخر
بجزيئات الغبار، وهي المكونات الضرورية لتشكل كواكب المستقبل
وعند الموجات تحت الحمراء الأخرى يستطيع بصر تلسكوب "سبيتزر" أن يخترق
السحابة الغبارية، مما يكشف النجوم المختفية في مركزها المظلم
وفي النهاية فقد قامت مقاييس الطيف الخاصة بهذا التليسكوب الفضائي بدراسة
الغلاف الجوي للكواكب خارج المجموعة الشمسية: عمالقة غازية كالمشتري
تسارع الخطى حول نجومها لتتم دورتها خلال بضعة أيام فقط
وماذا عن أشعة أكس وأشعة غاما؟
إن الغلاف الجوي للأرض يعترض سبيلها بشكل كامل
وبذلك، ودون التليسكوبات الفضائية فإن الفلكيين سيعجزون بشكل كامل عن
رؤية هذه الأشكال من الإشعاع ذات الطاقة العالية
لقد كشفت تلسكوبات أشعة أكس وأشعة غاما عن الكون الساخن العنيف
الزاخر بالطاقة بفعل الحشود المجرية، الثقوب السوداء
المستعرات الفائقة المنفجرة والمجرات المتصادمة
رغم أن صنع هذه التليسكوبات صعب للغاية
إن هذه الأشعة الغنية بالطاقة قادرة على العبور من خلال مرآة تقليدية
ولا يمكن تركيز أشعة أكس إلا بواسطة مصفوفة من المرايا الرقيقة المصنوعة من الذهب الخالص
أما أشغة غاما فهي تدرس بواسطة كاميرات معقدة دقيقة
أو مجموعات من الوامضات التي تصدر وميضاً وجيزاً من الضوء الطبيعي
حين يرتطم بها فوتون يحمل أشعة غاما
في تسعينيات القرن العشرين قامت ناسا "بتشغيل "مرصد كومبتون لأشعة غاما
وقد كان في ذلك الوقت أضخم وأثقل الأقمار
الصناعية العلمية التي تم إطلاقها على الإطلاق
مختبر فيزيائي مجهز بشكل كامل في الفضاء
لقد حل "جلاست" محل "كومبتون" في عام 2008
"إنه "تلسكوب أشعة غاما الفضائي واسع المساحة
سيدرس هذا التليسكوب كل شيء في الكون مرتفع الطاقة بدءاً من المادة
المظلمة وحتى النجوم النابضة
وخلال هذا الوقت فإن لدى الفلكيين اثنين من تلسكوبات أشعة أكس في الفضاء
"إنهما "مرصد أشعة أكس شاندرا التابع لناسا و"مرصد
نيوتن" التابع XMM لوكالة الفضاء الأوروبية
وكلاهما يدرس أكثر مناطق الكون حرارة
هكذا تبدو السماء بأشعة أكس
إن البنى الممتدة هي سحب من الغاز الذي سخن لملايين الدرجات
بتأثير أمواج الصدم في بقايا المستعرات الأعظمية
أما النقاط الساطعة فهي المصادر المزدوجة لأشعة أكس: نجوم نيوترونية أو
ثقوب سوداء تمتص المادة من نجم مرافق
يؤدي انهيار هذا الغاز الساخن إلى إصدار أشعة أكس
وبشكل مشابه فإن تلسكوبات أشعة أكس قد أظهرت ثقوباً سوداء فائقة الكتلة في
قلب المجرات البعيدة
إن المادة التي تلتف بشكل حلزوني نحو المركز تسخن بما يكفي لتتوهج مصدرة أشعة أكس
قبل أن تغوص في الثقب الأسود مختفية عن الأنظار
يملأ الغاز الساخن والرقيق أيضاً الفراغ بين المجرات المنفصلة
في الحشود المجرية
وفي بعض الأحيان يتعرض هذا الغاز داخل الحشد المجري للصدمات ويسخن أكثر فأكثر
من خلال تصادم واندماج الحشود المجرية
بل إن انفجارات أشعة غاما هي أكثر إثارة، وهي أكثر الأحداث
الكونية عنفاً
إنها انفجارات كارثية نهائية في نجوم ثقيلة للغاية
تلتف حول نفسها بسرعة كبيرة
خلال أقل من ثانية تحرر هذه النجوم طاقة أكبر مما تحرره الشمس
خلال عشرة مليارات سنة
نيوتن وجلاست XMMإن هبل وسبيتزر وشاندرا و
هي جميعها عمالقة متعددة المواهب
ولكن هناك بعض التليسكوبات الفضائية الأصغر بكثير التي تمتلك
مهام أكثر تركيزاً
على سبيل المثال "COROT" لنأخذ
إن هذا القمر الصناعي الفرنسي مكرس لعلم الزلازل النجمية ودراسة
الكواكب خارج المجموعة الشمسية
أو القمر الصناعي "سويفت" التابع لناسا وهو مرصد مشترك لأشعة أكس وأشعة غاما
والذي تم تصميمه لكشف النقاب عن انفجارات أشعة غاما الغامضة
وهو "WMAP" وكذلك "مسبار ويلكينسون لقياس اختلاف الموجات الراديوية"
خلال أقل من سنتين في الفضاء قام هذا المسبار برسم خريطة لإشعاع
الخلفية الكونية بدرجة غير مسبوقة من التفصيل
علماء الكونيات "WMAP" لقد منح أفضل منظر حتى الآن لواحدة
من أقدم مراحل الكون، منذ أكثر من 13 مليار سنة
لقد كان اختراق الحدود الكونية أحد أكثر التطورات
إثارة في تاريخ التليسكوب
ما هي الخطوة التالية إذاً؟
ما هي الخطوة التالية؟
تم في أريزونا صب أول المرايا الخاصة
بتلسكوب ماجلان العملاق
ستبنى هذه الأداة الهائلة "في مرصد "لاس كامباناس
في تشيلي
يتألف هذا التليسكوب من سبع مرايا يفوق قطر كل منها ثمانية أمتار
حيث سيتم ترتيبها بشكل مشابه لبتلات الوردة
وستتمكن معاً من التقاط كمية من الضوء تفوق قدرة أي تلسكوب
حالي بأكثر من أربع مرات
أما تلسكوب كاليفورنيا ذي الثلاثين متراً والذي من المقرر أن يبنى في عام 2015
"فهو نسخة عملاقة عن تلسكوب "كيك
تتألف المرآة العملاقة من مئات القطع المنفصلة
ويصل ارتفاعه إلى بناء مؤلف من ستة طوابق
وفي أوروبا أصبحت المخططات جاهزة لبناء "التليسكوب الأوروبي فائق الضخامة"
سيبلغ قطر مرآة هذا التليسكوب 42 متراً
وهذا الحجم مشابه لبركة سباحة أولمبية، وتعادل مساحتها ضعف مساحة
مرآة التليسكوب ذي الثلاثين متراً
إن هذه العمالقة المستقبلية والتي ستصمم لإجراء
الرصد بالأشعة تحت الحمراء بالدرجة الأولى
ستجهز جميعها بمعدات حساسة وبصريات تكيفية
وستكشف الجيل الأول من المجرات
والنجوم في تاريخ الكون
كما أنها ستزودنا بأول صورة حقيقية
لكوكب في مجموعة شمسية أخرى
أما لفلكيي الأمواج الراديوية فإن 42 متراً لا يزال رقما صغيرا
إنهم يقومون بدمج الكثير من المعدات الصغيرة لتركيب
جهاز استقبال أكبر بكثير
يتم حالياً بناء "LOFAR"مصفوفة الترددات المنخفضة" أو"
في هولندا
ستصل الألياف البصرية 30 ألف لاقطاً بحاسوب مركزي فائق
ولن يمتلك هذا التصميم الجديد أجزاء متحركة، ولكن بإمكانه إجراء الأرصاد
في ثمانية اتجاهات مختلفة في الوقت نفسه
طريقها إلى مصفوفة LOFAR ربما تجد تقنية
الكيلومتر المربع، والذي يقع اليوم على رأس قائمة طلبات
الفلكيين الراديويين
سيتم بناء هذه المصفوفة الدولية في أستراليا أو جنوب أفريقيا
ستتضافر لواقط ذات أقراص عملاقة مع مستقبلات صغيرة للحصول
على مناظر مفصلة بشكل لا يصدق للسماء الراديوية
وبمساحة استقبال إجمالية تبلغ حوالي كيلومتراً مربعاً فإن
هذه المصفوفة الجديدة سيكون أكثر المعدات الراديوية حساسية التي
تم بناؤها على الإطلاق
المجرات المتطورة، الكوازارات القوية، النجوم النابضة
لن يكون أي مصدر للأمواج الراديوية خفياً عن عيني
"مصفوفة الكيلومتر المربع"
حتى أن هذه الأداة ستقوم بالبحث عن أية إشارات راديوية محتملة من
حضارات خارج الأرض
وماذا عن الفضاء؟
بعد مهمة الصيانة الخامسة والأخيرة فإن تلسكوب هبل
الفضائي سيبقى يعمل حتى عام 2013 تقريباً
وعند ذلك سيتم إطلاق التليسكوب البديل
إنه "تلسكوب جيمس ويب الفضائي"، مرصد فضائي
للأشعة تحت الحمراء يحمل اسم مدير سابق لوكالة الفضاء الأمريكية
حين يصبح هذا التليسكوب في الفضاء فإن مرآته المجزأة التي يبلغ قطرها 6.5 متراً ستنفتح
كالوردة لتلتقط الضوء بحساسية تفوق حساسية مرآة تلسكوب هبل
بسبع مرات
سيقوم الواقي الشمسي الكبير بإبقاء البصريات والمعدات
الأخرى ذات الحرارة المنخفضة في منأى دائم عن الشمس، مما سيسمح لها بالعمل
في درجة حرارة تقارب 233 درجة مئوية تحت الصفر
إن "تلسكوب جيمس ويب الفضائي" لن يدور حول الأرض
وإنما سيوضع على مسافة 1.5 مليون كليومتراً عن
كوكبنا في مدار واسع حول الشمس
منذ نصف قرن كان تلسكوب هيل" على جبل بالومار"
يشكل أكبر تلسكوب في التاريخ
واليوم سيكون هناك تلسكوب أكبر يحلق في أعماق الفضاء
ليس بإمكاننا إلا أن نتكهن بالاكتشافات المثيرة التي سيتوصل إليها
!جهز نفسك
وخلال ذلك سيقوم المهندسون المبدعون بابتكار تصاميم
ثورية لتلسكوبات جديدة طوال الوقت
لقد قام الفلكيون في كندا ببناء "ما يدعى "تلسكوب المرآة السائلة
لا ينعكس الضوء في هذا النوع من التليسكوبات عن مرآة
صلبة وإنما عن سطح منحن يتألف من مخزن دوار
من الزئبق السائل
وبسبب هذا التصميم فإن تلسكوبات الزئبق لا يمكن إلا أن تكون منتصبة
ولكنها تتميز بأنها رخيصة نسبياً
وسهلة البناء
يرغب الفلكيون الراديويون بوضع مصفوفة من اللواقط المشابهة
على سطح القمر، وذلك في أبعد "LOFAR"لـ
نقطة ممكنة عن مصادر التداخلات الأرضية
ومن يعلم، ففي يوم من الأيام قد يكون هناك تلسكوب بصري كبير
على الوجه البعيد من القمر
وباستعمال التليسكوبات الفضائية والأقراص الحاجبة، فإن فلكيي
أشعة أكس يطمحون لتحسين إمكانياتهم بشكل
هائل في المستقبل
بل إنهم قد ينجحون حتى في تصوير حافة
ثقب أسود
وفي يوم من الأيام قد يجيب التليسكوب على أحد أكثر الأسئلة
المحيرة للبشرية: هل نحن لوحدنا في الكون؟
نحن نعلم بأن هنالك أنظمة شمسية أخرى في الكون
بل إننا نشك حتى بوجود كواكب مشابهة للأرض
تحتوي على الماء السائل
ولكن
هل هناك حياة؟
لقد ثبت أن العثور على كواكب كهذه هو أمر صعب
فهي تختفي عادة عن أعين الفلكيين في سطوع
الضوء الذي تصدره نجومها الأم
قد تعطي أجهزة قياس التداخل التي سيتم إطلاقها إلى الفضاء المظلم
إجابات على هذه الأسئلة
تدرس ناسا حالياً مشروعاً يدعى
"مستكشف الكواكب الأرضية"
وفي أوروبا يقوم الفلكيون "بتصميم "مصفوفة داروين
ستدور ستة تلسكوبات فضائية حول الشمس بتوضع معين
تنظم أجهزة الليزر المسافات المتبادلة بينها لأقرب نانومتر
وهي تمتلك معاً قوة فصل هائلة مما يتيح إلغاء
ضوء النجوم الساطع ويسمح للعلماء برؤية الكواكب
المشابهة لكوكب الأرض حول نجوم أخرى
بعد ذلك سيقوم الفلكيون بدراسة الضوء المنعكس عن الكوكب
فهو يحمل بصمة طيفية للغلاف الجوي المحيط بهذا الكوكب
ومن يعلم، فقد نكتشف بعد 15 سنة علامات وجود
الأوكسجين، الميثان، والأوزون
إنها معالم الحياة
الكون مليء بالمفاجآت
لا تنفك السماء تبهرنا
ومن غير المستغرب أن مئات الآلاف من الفلكيين الهواة
في كافة أنحاء العالم يخرجون في كل ليلة صافية ليتأملوا
أعاجيب الكون
إن تلسكوباتهم هي أفضل بكثير من تلك الأداة
التي استخدمها غاليليو
بل إن صور كاميراتهم الرقمية تتفوق على الصور الضوئية
التي التقطها المحترفون منذ بضعة عقود فقط
يبحث الفلكيون عن تفسير لهذا الكون، ولم يمض
على استكشافهم للكون بواسطة التليسكوب إلا أربعمائة عام
ولا يزال هناك الكثير من الأماكن المجهولة هناك
لقد قطعنا شوطاً طويلاً منذ أن بدأ غاليليو برسم صور للسماء
بواسطة تلسكوبه منذ أربعة قرون
واليوم لا نزال نراقب الكون بواسطة التليسكوبات
ليس فقط من الأرض، وإنما أيضاً من الفضاء اللامحدود
إن بذرة البشرية تكمن في المورد اللامتناهي من
الإبداع والفضول
لقد بدأنا للتو بالإجابة على بعض أكبر
الأسئلة التي يمكن أن نتخيلها
لقد اكتشفنا أكثر من 300 كوكب تدور حول نجوم أخرى
في مجرة درب التبانة، وتمكنا من العثور على جزيئات عضوية في
كواكب تدور حول نجوم نائية
ربما تبدو هذه الاكتشافات التي لا تصدق وكأنها تشكل قمة الاستكشاف البشري
ولكن مما لا شك فيه أن الكشوفات الأفضل لم تأت بعد
بإمكانك أنت أيضاً أن تنضم إلى المستكشفين
!انظر إلى السماء، وتعجب