حجم وعمر الكون
مدونٌّ بالضوء
طبيعة الجمال ومادة النجوم
وقوانين الزمان والمكان
كانوا هنا منذ الأمد
ولكننا لم نراهم سابقاً
حتى إكتشفنا طريقة أقوى للرؤية
قصة هذه الصحوة لديها العديد من البدايات
ولكنها بلا نهاية
أبطالها ينتمون الى عصور وأماكن شتى
فيلسوف صيني قديم
ساحر أبهر الخليفة في القرن الحادي عشر في العراق
يتيم ألماني فقير يخدم سيد قاسي
كل واحد من هؤلاء جعلنا نقترب أكثر
لفك الأسرار المخبئة بالضوء
معظم أسماءهم لن نعرفها نحن
ولكن في مكان ما, منذ زمن بعيد أحدهم وقف
ليرى الضوء وهو يؤدي إحدى حيله السحرية
من يعلم؟
ربما كانت نزوة الضوء هذه
هيَ من ألهمت أول فنان
من أين أتى كل هذا ؟
كيف تطورنا من مجموعات صغيرة متجولة
من الصيادين وجامعيّ الثمار يعيشون تحت النجوم
الى بناة الحضارة العالمية؟
كيف وصلنا من هنالك ... الى هنا؟
.لايوجد إجابة واحدة لهذا السؤال
تغير المناخ تدجين النار
إختراع الأدوات واللغة والزراعة
كلها لعبت دوراً
.ربما كان هنالك أمرٌ أخر أيضاً
في الصين قبل أكثر من الفي سنة مضت
فيلسوف إسمه مو تزو قيل أنه لاحظ
بأن الضوء ممكن تسخيره لرسم صورة
داخل غرفة مغلقة تماماً
كان هذا وصفاً لأول كاميرا
الكاميرا المظلمة
النموذج الأولي لجميع الكاميرات المكونة للصور
ومن ضمنها المستخدمة حالياً لكي تجلب لك هذه الصورة
وبإستخدام هذا الأمر العجيب الذي يصنعه الضوء
تم إنتاج ما من الممكن أن نسميّه الفيلم الأول
مو تزو, سيد الضوء, كان يعمل ضد جميع أنواع الظلام
خبير عسكري
كان يستخدم موهبته فقط كي يمنع العنف
لقد كان إسطورياً في سفره
بين الممالك المتحاربة
موظفاً عبقريته الإستراتيجية
كي يقنع الملوك بعدم الدخول في الحرب
كان أول من حلم بحب كوني
وبإنهاء الفقر وغيرها من أشكال الظلم
الذي تقوم به الحكومات على الشعب
وكان يحتج ضد الرضوخ الأعمى
للتقاليد والسلطات
في كتاباته, بإمكانك أن تجد
حركات مبكرة نحو الطريقة العلمية
وفي أيام مو تزو, كان الصينيون قد بدأو بتسجيل
أفكارهم في كتب منذ الف عام على أقل تقدير
وعلى الرغم من ذلك, معرفتنا به غير مكتملة
تتألف معظمها من تجميع مقالات
منسوبة له ولأتباعه
وفي أحدها "والذي كان معنوناً: "ضد القدر
إقترح إختباراً من ثلاثة محاور لأي عقيدة
مستجوباً أساسها
متسائلاً, إن كان بالإمكان التحقق من صحتها
بمشاهدات وحواس عامة الناس
ويسأل كيف ليتم تطبيقها
وما إن كانت مفيدة لأغلبية الناس
كان مو تزو ذو شعبية واسعة
ولكن بعد بضعة سنوات من موته
تشين تشي وانغ أول إمبراطور
وموحد للصين أخذ السلطة
أخذ قارة بأكملها وحولها الى دولة
"والتي ما زالت تحمل إسمه: "تشين (أي الصين)
معظمنا يعرف الإمبراطور تشين بجيشه المكون من 7000 مقاتل من التيراكوتا, والمختصين بحماية ضريحه
في محاولة الإمبراطور تشين
لتوحيد إمبراطوريته المترامية
أخذ تدابير صارمة
ليوحد معايير كل شيء داخلها
شمل هذا سك عملة واحدة
وتوحيد جميع الأوزان والقياسات
وعرض العربات والطرق بالإضافة الى الطريقة الدقيقة
التي كانت اللغة الصينية تكتب به
وشمل هذا أيضاً ماذا يسمح لك بأن تكتب أو تفكر
فلسفة الإمبراطور تشين وهي الفلسفة الوحيدة المسموحة
"كانت تعرف بالـ "قانونية
وكانت بالضبط كما يوحي إسمها
! إفعل كما يأمرك القانون .. وإلا
إنها فلسفة لم تؤدي
الى إستجواب السلطة
جميع الكتب... من جميع مدارس الفكر
,سيتم حرقها
وأي شخص يستخدم الماضي كي ينتقد الحاضر
سيتم إعدام عائلته
أعمال مو تزو وكونفوشيوس
وفلاسفة أخرين تم القضاء عليها
في أول حدث عالمي لحرق الكتب
مئات من الباحثين قاوموا ذلك بشدة
بمحاولتهم لحفظ الكتب المحرمة
ولكن تم دفنهم أحياء في العاصمة
العلم بحاجة الى نور حرية التعبير كي يزدهر
ويعتمد على إستجواب السلطة بلا خوف
وتبادل الأفكار بشكل مفتوح
شرارات من الفضول في كتابات مو تزو
وأتباعه تم القضاء عليها بشكل فعال
ليستغرق إنتاج الفيلم الثاني ألف سنة أخرى
لحسن حظنا سفينة الخيال خاصتنا
بإمكانها ان تأخذنا حيث نريد في المكان والزمان
لاحظ الإغريق والصينيون القدماء
أنه بإمكانهم إستخدام الضوء
لعمل أمور مثيرة للدهشة ولكن لم يسأل أحدهم هذا السؤال
:الذي يسأله الأطفال الصغار والعباقرة على حد سواء "لماذا؟"
حتى قبل ألف سنة
في مدينة البصرة في العراق
عاش سيد أخر للضوء
كان لدى إبن الهيثم رغبة عميقة لفهم الطبيعة
كان يستائل حول كل شيء
وخصوصاً تلك الأمور التي يأخذها بقية الناس على أنها مسلَمات
"سأل نفسه: "كيف نستطيع الرؤية؟
بعض من السلطات العظيمة التي جاءت قبله
علمت الناس بأن الضوء يخرج من العين ويسافر
الى الأجسام التي نراها قبل أن يعود الى أعيننا
ولكن إبن الهيثم فكر بأن النجوم بعيدة جداً
لأن يصلها أمر ما ينطلق من عيننا
ويعود قبل أن يرف لنا رمش
تفكير ممتاز ولكن إبن الهيثم لم يتوقف هنا
بحث عن طرق تجبر الطبيعة على أن تكشف أسرارها
ثقافته كانت مفتوحة للأفكار والأسئلة الجديدة
لقد كان العصر الذهبي للعلم
في العالم الإسلامي
والذي إمتد من قرطبة في إسبانيا
والى سمرقند في أسيا الوسطى
الباحثون المسيحيون واليهود كانوا ضيوفاً مكرمين
في معاهد البحوث في بغداد والقاهرة
والعواصم الإسلامية الأخرى
وبدلاً من حرق الكتب كان الخلفاء يرسلون المبعوثين
حول العالم للبحث عن الكتب
قام الخلفاء بتمويل مشاريع الترجمة والدراسة بسخاء كبير
وليتم حفظها الى الأجيال اللاحقة أيضاً
كثير من أضواء إكتشافات علوم الإغريق كانت
لتطفأ دون جهودهم
الصحوة الى العلوم التي حدثت في أوربا
بعد مئات السنين من ذلك كانت قد أحمتها ناراً
تم إشعالها قبل فترة طويلة
من قبل الباحثين والعلماء المسلمين
قام العرب أيضاً بإستيراد الأفكار من الهند الى الغرب
"ومن ضمنها ما يعرف بـ "الترقيم العربي
والذي نستخدمه اليوم جميعاً
..ومفهوم الصفر
والذي يأتي بشكل مفيد
حين تود كتابة "بلايين وبلايين"
العلوم الفلكية العربية كانت مؤثرة جداً
حتى أننا ما زلنا نطلق على معظم النجوم البراقة
أسماء عربية
وحرفي الـ "ال" في الجبر والخيمياء والكحول
هي بعض من الأثار التي تبقت
من الزمن الذي كانت فيه اللغة العربية لغة العلم
في القرن الحادي عشر حاول إبن الهيثم
أن يجرب أفكاراً حول الضوء وكيفية الرؤية
إبتكرنا طريقة لنحدد كيف يتحرك الضوء
قمنا بنصب خيمة في وضح النهار
وأغلقناها بشكل محكم حتى ينفذ من خلالها شعاع واحد للضوء ليزيل الظلام داخلها
بأكثر قليلاً من عبقريته
وبقطعة مستقيمة من الخشب (مسطرة)
أنجز إبن الهيثم طفرة كبيرة الى الأمام
في تاريخ العلم
إكتشف أن الضوء يتحرك بخطوط مستقيمة
.ولكنها لم تكن إلا البداية
إستنتج إبن الهيثم أن مفتاح تكوين أي صورة
سواء إن كنت تتكلم عن العين أو عن الكاميرا المظلمة
هو فتحة صغيرة لتقوم بحصر الضوء الداخل
الى غرفة مظلمة في الإتجاه الأخر
هذه الفتحة تستبعد الفوضى
المكونة من أشعة الضوء الخارجية والمحطية بنا
وكلما كانت الفتحة أصغر
كلما قلت الإتجاهات التي يأتي منها الضوء
مما سيجعل الصورة أكثر حدة
لذا, عوضاً ان نعمى بواسطة الضوء
بإمكاننا أن نرى كل شيء لديه ليرينا
قام إبن الهيثم بصناعة الكاميرا المظلمة خاصته
وأبهر الخلفاء
تعمل الكاميرا المظلمة بأفضل شكل تحت الضوء الساطع
النجوم في سماء الليل خافتة جداً بالنسبة لها
نحتاج بطريقة أو بأخرى الى فتحة أكبر لتجميع الضوء
ولكننا بحاجة أيضاً للإبقاء على التركيز
يقوم التلسكوب (المنظار) بجمع الضوء
من أي بقعة في حقل رؤيته
عبر العدسة أو المرآة بأكلمها
وبفتحة أكبر كثيراً من فتحة الكاميرا المظلمة
هذا هو واحد من أول التلسكوبات المستخدمة
والذي نظر من خلاله غاليلو عام 1609
ومن خلاله كشف ستارة الليل الثقيلة
وبدء بإكتشاف الكون
لقد جعلت العدسات من الممكن
للتلسكوب أن يحظى بفتحة لتجميع الضوء
أكبر من فتحات عينينا
الدلو الكبير يجمع كمية أكبر من المطر من الدلو الصغير
التلسكوبات الحديثة لديها فتحتات أكبر
ومستشعرات حساسة جداً
وتتبع نفس الجسم لساعات كثيرة في الوقت ذاته
لتقوم بتجميع أكبر كمية من الضوء قدر الإمكان
أما التلسكوبات الفضائية كتلسكوب هابل
قامت بإلتقاط الضوء من أبعد وأقدم المجرات
لتعطينا صورة أوضح بكثير للكون
إكتشف إبن الهيثم كيف يقوم الضوء بتكوين الصوؤ
ولكن هذا لم يكن أبداً أكبر إنجازاته
كان إبن الهيثم أول شخص على الإطلاق
يقوم بتكوين قواعد العلم
قام بإنشاء طريقة لتصحيح الإخطاء
طريقة منهجية لا تلين
لتزيح المفاهيم الخاطئة في تفكيرنا
العثور على الحقيقة أمر صعب
والطريق اليها طريق وعر
وكباحث خلف الحقيقة
سيكون من الحكمة أن تمتنع عن الحكم المسبق وأن لا تضع
ثقتك في كتابات القدماء
عليك أن تستجوب وتقوم بدراسة نقدية لهذه الكتابات
لأي جهة كانت تتبع لها
عليك أن تخضع فقط للحجة والإختبار
وليس لأي قول من أي شخص
لأن جميع البشر معرضون
لجميع الانواع من العيوب
كباحثين خلف الحقيقة
علينا أيضاً أن نشكك ونستجوب
الأفكار خاصتنا أثناء أدائنا للتحقيق
لنتجنب الوقوع في التحيز أو التفكير المهمل
إتيع هذا المسار وستنكشف الحقيقة لك
هذه هي الطريقة العلمية
قوية جداً حتى انها تحمل مبعوثينا الروبوتيين
الى حافة النظام الشمسي وما بعده
قامت بمضاعفة فترة حياتنا
جلبت العوالم المفقودة من الماضي
الى الحياة
مكننا العلم من أن نتنبأ الأحداث
في المستقبل البعيد
وأن نتواصل مع بعضنا البعض بسرعة الضوء
كما أفعل أنا الأن في هذه اللحظة
طريقة التفكير هذه أعطتنا قوى
كان ليعتبرها إبن الهيثم بنفسه سحراً
ولكن كان هو من وضعنا في هذا الطريق الوعر اللامنتهي
والأن حملنا الى مكان
حيث الضوء بنفسه يكون مكفناً بالظلام
الضوء لديه خواص لا تشبه أي شيء أخر
في حدود الوجود البشري
ولنأخذ سرعة الضوء
الجسيم الأساسي للضوء الفوتون
يولد مسافراً في سرعة الضوء
منذ أن ينبثق من ذرة أو من جزيئة
لا يعرف الفوتون أي سرعة أخرى
ولم نجد أي ظاهرة أخرى يحصل فيها تسارع
من الصفر الى أسرع سرعة ممكنة بشكل فوري
لا شيء أخر يتحرك بهذه السرعة
وعندما نحاول تسريع جسيمات أخرى أقرب وأقرب
الى سرعة الضوء, نحصل على مقاومة أكثر وأكثر
وتصبح هذه الجسيمات أثقل وأثقل
لم نبتكر أي تجربة
جعلته من الممكن لجسيمة ما أن تتحرك بسرعة ضوء
(نوتات موسيقية)
ما كان هذا؟
هل سمعتم شيئاً؟
..أين كنا؟ أه, نعم
لا أعلم أي شيء أخر في الحياة يتصرف كما يتصرف الضوء
لا أستطيع التوفق بين خصائصه الغريبة
بكل شيء أخر تخبرني به حواسي
رغبتنا في الثقة في حواسنا تتغلب على
ما تخبرنا به أجهزة الرصد خاصتنا
حول الطبيعة الفعلية للواقع
حواسنا تعمل بشكل جيد بالنسبة للأجسام بالحجم الطبيعي
والتي تتحرك بسرعة الثديات
ولكنها - أي حواسنا - ليست مكيفة للقوانين العجيبة التي تخص سرعة الضوء
ولا نعلم حتى لماذا يوجد حد سرعة كوني
يتوقف الوقت عندما تسافر بسرعة الضوء
وما هو الضوء أساساً؟
إفتتان إسحاق نيوتن الدائم مع الضوء
بدء حينما كان طفلاً
في هذا المنزل بالضبط
حينما كان في العشرينيات من عمره, أصبح نيوتن أول شخص
يفك لغز قوس القزح
إكتشف نيوتن أن بعض الضوء, أو الضوء الأبيض بالتحديد
هو خليط من جميع ألوان قوس القزح
إكتشاف عظيم
(وأطلق على عرض الألوان هذا إسم (الطيف
(من الكلمة اللاتينية (الشبح (أو (الظهور
إستسمحني عذراً يا سيد نيوتن
لكن العشاء خاصتك سوف يفسد يا سيدي
كلا إسحاق, لا تضع العدسة المكبر جانباً
شيئاً أكثر دهشة مخبئاً بالضوء
شفرة.. الى الكون
لم يفوت إسحاق نيوتن الكثير ولكن هذا الإكتشاف كان رائعاً
لقد قام بإغلاق الباب على كون مخفي
ولكن هذا الباب سيفتح بعد 150 سنة
ليقع عبئ إكتشافه على عالم أخر
والذيي كان يعمل سنة 1800
ويتعثر بدليل معين
على عوالم غير مرئية تحيط بنا
في الليل كان ويليام هيرشيل يقوم بمسح السماء
بأكبر تلسكوب في وقته
وفي النهار كان هيرشيل يجري التجارب
ومنذ أعمال نيوتن المبكرة, كان معروفاُ بأن ضوء الشمس
هو مزيج من ألوان مختلفة
والكل كان يعلم, بمجرد أن يكون خارج منزله
أن ضوء الشمس يحمل الحرارة
تسائل ويليام هيرشيل
ما إن كانت بعض الوان الضوء تحمل حرارة أكثر من البقية
طبيعة العالم العبقري أن يطرح أسئلة
تبدو للبقية منا كمسلمات
ومن ثم يجري التجارب حولها
ميزان الحرارة الذي وضعه هيرشيل خارج الطيف الضوئي
(كان (المتحكم به
والـ (المتحكم به) في أي تجربة
هو العينة التي تفتقد العامل الذي يتم فحصه
وبهذه الطريقة ستعلم إن كان العامل الذي تفحصه
هو بالفعل مسؤول عما تلاحظه
وفي تجربة هيرشيل
كانت العلاقة بين
اللون والحرارة يتم فحصها
ولهذا كان الـ (متحكم به) هو في الحقيقة ميزان للحرارة
موضوع على صحيفة بيضاء
لم يكن مناراً بواسطة أشعة الشمس على الإطلاق
(نوتات موسيقية)
ها هو ذلك الصوت مجدداً
ما هذا؟
حسناً, الضوء الأحمر أدفئ من الضوء الأزرق
إكتشاف مثير للإهتمام ولكنه لم يكن ثورياً
كلا, لايوجد أي عطب بميزان الحرارة خاصتك
لقد إكتشفت توك نوعاً جديداً من الضوء
هيرشيل كان أول من يستشعر ذلك الوجود اللامرئي
والذي يكمن أدنى النهاية الحمراء للطيف
"ولهذا السبب تدعى أشعته بالـ "تحت الحمراء (إنفرا ريد)
كلمة "إنفرا" هي كلمة لاتينية تعني أدنى
إنه لا مرئي
أعيننا ليست حساسة لهذا النوع من الضوء
ولكن بشرتنا حساسة له لذا نشعر بالدفئ
والأن هذا إكتشاف عظيم بحق
ولكن أسراراً أعظم بكثير ما زالت مختبئة
عميقاً داخل الضوء
في حوال الوقت الذي قام به ويليام هيرشيل
بإكتشاف الأشعة تحت الحمراء في صالونه في إنجلترا
صبي يافع إسمه جوزيف فرانهوفر
كان محصوراً في كدح ميؤوس منه
كان واقفاً على مرجل من المواد السامة
ويحرك محتوياته بشكل مستمر
تيتم جوزيف في الحادي عشر من عمره
وتم إعطاءه لسيد قاسي إسمه فايشيلبرجر
صانع المرايا الملكي
منع جوزيف من الذهاب الى المدرسة
بدلاً من ذلك, كان يعمل جوزيف جاهداً
في ورشة صناعة الزجاج في النهار
وفي منزل سيده في الليل
أسرع أيها الغبي
وتذكر, لا قراءة
حتى حصل جوزيف على فرصته الكبيرة
حينما تهدم منزل فايشيلبيرجر
ماكسيميليان الملك المستقبلي لمملكة بافاريا
أسرع الى مسرح المصيبة
ليساعد فيما يقدر
كان ماكسيميليان معروفاً
بإهتمامه برعاياه
وهذه كانت ميزة نادرة في ذلك الوقت
جذب جوزيف إنتباه الملك المستقبلي لبافاريا
وحينها قام جوزيف فرانهوفر الصغير
بإيجاد فتحة الى كون جديد
وليس لوحده فقط
أعطى الأمير ماكسيميليان جوزيف النقود
وطلب من مستشاره الملكي الخاص
أن يقدم المساعدة للصبي
إن كان بحاجة لها
ولكن ويشيلبيرجر إستمر في إستغلاله
ومنعه من الدراسة
ولكن المستشار الملكي تدخل
وعرض على جوزيف مقعداً في معهد البصريات
لقد أعطت هذه اللفتة الصغيرة من اللطف ثمارها حقاً
حينما أصبح عمره 27 سنة
كان جوزيف فرانهوفر المصمم الرائد في العالم
للعدسات عالية الجودة
والتلسكوبات وغيرها من الأجهزة البصرية
كانت شركته هنا في دير بينيديكت-بيريون القديمة
في القرن التاسع عشر
كانت هذه شركة في غاية السرية ذو تكنولوجيا عالية
كان الرهبان البينيدكتيين في تلك الأوقات
قد أخذوا عهداً من السرية
هذا التقليد المحلي
والقابلية على حصر الولوج
الى مختبر فرانهوفر
سمحت له أن يسيطر
على أسرار الدولة وتجارتها
كان فرانهوفر يقوم بأداء التجارب على الموشور
ليجد أفضل نوع من الزجاج من أجل دقة العدسة
وتسائل كيف له أن ينظر بشكل أفضل
على الطيف الذي يولده الموشور
فريدريك أحضر لي المزواة أرجوك
حسناً, بينما يحضر فرانهوفر مزواته
وهو نوع من النواظير
أود أن أريكم أمراً في مكان أخر من الدير
الموجات الصوتية جميلة جداً لأن تستمع لها
وتخيل كم ستبدو جميلة لأن تراها
هل تسائلت يوماً لماذا تختلف أطوال أنابيب الأرغن؟
..أضغط على زر
يرسل هوائاً مضغوطاً
الى إنبوب معين
لينتج موجة صوتية
إن كان بإمكاننا ان نبطئ الموجات الصوتية ببضعة مئات المرات
ستبدو كهذه
طول الإنبوب
يحدد طول الموجة الصوتية
والتي يمكن إحتواؤها داخله
أنبوب قصير يعطيك موجة صوتية قصيرة
الأمواج الصوتية القصيرة لديها حدة أو تردد عالي
دعونا نوقف الموجة من أجل رؤية أفضل
المسافة بين الموجات المتجاورة
(تدعى بـ (الطول الموجي
أنبوب طويل يعطيك موجة صوتية طويلة
بحدة او تردد منخفض
مخطوطة تعود الى القرون الوسطى لهذه الموسيقى (كارمينا بورانا)
أكتشفت في هذا الدير
لايمكن للموجات الصوتية أن تسافر عبر الفراغ
بل تحتاج الى المادة لتركبها
كجزيئات الهواء أو الماء أو الحجارة
ولكن الموجات الضوية تطير وحيدة
بإمكانها ان تتحرك عبر الفضاء الخالي
وبسرعة كبيرة
أسرع بمليون مرة من الموجات الصوتية في الهواء
والطول الموجي للضوء الذي نراه
أقصر بكثير من الطول الموجي للصوت
حتى أن ما يقارب الـ 50,000 موجة ضوئية
بإمكانها أن توجد هنا
..أه نعم
فرانهوفر
في الوقت المناسب
لم نفوت أي شيء
كما يقوم الطول الموجي للصوت
بتحديد حدة الصوت التي نسمعها
يقوم الطول الموجي للضوء
بتحديد اللون الذي نراه
ولكن كيف للموشور ان يفرق الألوان
الكامنة في شعاع ضوء الشمس؟
عندما يسافر الضوء في الهواء أو الفضاء
جميع الوانه تتحرك بنفس السرعة
ولكن حين يصطدم بزجاج بزاوية ما
يبطئ الضوء ويغير إتجاهه
داخل الموشور
يتحرك كل لون بسرعة مختلفة
في الزجاج, الضوء البنفسجي
الذي له أقصر الموجات التي نراها
يبطئ اكثر من الضوء الأحمر
والذي له طول موجي أطول
هذه التغيرات في السرعة 471 00:29:13,920 - -> 00:29:16,455 تباعد الألوان
وترسل موجاتها
بإتجاهات مختلفة قليلاً
وهذه هي طريقة عمل الموشور
إن كنت أبدو عاطفي أكثر من اللازم
فهذا بسبب ما سيفعله جوزيف فرانهوفر
إنه ما كان يستطيع إسحاق نيوتن أن ينجزه ولكنه لم يفعل
وسوف يترك تأثيراً كبيراً
على مسار حياتي أنا
أنتم تشهدون تزواج بين
الفيزياء والفلك
مولد إختصاصي العلمي
الفيزياء الفلكية
مكتوبة في الضوء
في هذه الخطوط السوداء الطولية
شفرة سرية
...نظر اليهم فرانهوفر وتسائل
لــماذا؟
شفرة تاتي الينا
من كون غريب
ما هي الرسالة
التي تحملها هذه الخطوط السوداء الطولية؟
لقد إستغرقت مئة سنة من التفكير
والتساؤل والبحث ليتم فك هذه الشفرة
جميلة بحق, اليس كذلك؟
لماذا؟
..هنالك عدة طبقات للتركيب الدقيق للجمال
كيمياء الأرض وغلافها الجوي
تطور الحياة
العديد من المواضيع المميزة
دعونا نتفحص واحد على السطح
الوان الطبيعة التي تدهشنا
ما الذي يحصل بالضبط؟
..كيف للأحمر.. للأزرق
اللوحة المذهلة من الوان الطبيعة
كيف لها أن تحدث؟
الموجات الضوئية ذو الأطوال المختلفة من الشمس
تسقط على الأرض
بتلات هذه الزهور خاصة
تمتض جميع الطاقة الدنيا
التي تحملها الأطوال الموجية الطويلة لـ اللون الأحمر
ولكن البتلات تعكس
الطاقات الأعلى ذو الأطوال الموجية الأقصر لـ اللون الأزرق
التداخل بين ضوء النجم والبتلة
أو الماء أو لوحات فان كوخ
هو ما يصنع اللون الأزرق
الأمواج الأكثر طولاً
والتي نراها حمراء
لديها مستوى طاقة أقل
اللون هو الطريقة التي تدرك بها أعيننا
كم تحتوي الأمواج الطولية من الطاقة
...غروب شمس
...علم
...عيني محبوبك
تلك السيارة الجديدة اللامعة
المشاعر التي يلهموها
تحدث حين يتم تحفيز أمر ما داخك
بواسطة تغير بسيط
في تردد ومستوى طاقة الموجات الضوئية
والرسالة السرية؟
هذه الخطوط السوداء الطولية
في طيف فرانهوفر؟
ما الذي ينشئهم؟
تحدث هذه الخطوط حينما يتم إمتصاص أمواج طولية معينة لهذه الألوان
ويحصل ذلك في مستوى أخر من الحقيقة
أصغر بكثير من العالم الذي نعمل فيه
ولنصل الى هناك نحتاج أن نصبح
أصغر بعشرة مليارات مرة من حجمنا الأن
بإمكاننا ان ننتقي أي هذه الذرات
ولكن دعنا نأخذ ذرة الهيدروجين
ذرة الهيدروجين هي الذرة الأكثر وفرة
في الكون
وكذلك الأبسط
تحتوي على إلكترون واحد فقط
وبروتون واحد فقط
لقد دخلنا الى العالم الكمومي
والذي لا يتوافق
مع تجارب الإنسان الطبيعية
لن تنفعنا الفطرة السليمة هنا على الإطلاق
فلتأخذ إلكترون ذرة الهيدروجين على سبيل المثال
في ذرة, هذا الإلكترون
لا يوجد بين المدارات
يختفي من مدار
ويظهر في أخر
كما أن تأخذ مصعد من الطابق الثاني
الى الطابق الرابع ولكنك لن توجد بالطابق الثالث
وأمر اخر
المصاعد الكمومية تتوقف فقط عند طوابق معينة
حجم مدارات الإلكترون مقتصرة جداً
وتختلف بين ذرات العناصر المختلفة
وهذا هو السبب في إختلاف العناصر
كيمياء أي شيء تحددها
مدارات الإلكترون خاصتها
القوى التي تمسك الإلكترون في مداره
ليس لها أي علاقة بالجاذبية
(إنها قوة جذب كهربائي (إلكتروني
يرقص الإلكترون بشكل حلقة متموجة
حول النواة المركزية لذرة الهيدروجين
ويقوم بقفزات كمومية من مدار الى أخر
الى أعلى أو أسفل
كلما زاد حجم المدار
كلما زادت طاقة الإلكترون
يتوجب على الإلكترون
أن يحصل على طاقة ليقفز الى مدار أكبر
وأن يخسر طاقة ليقفز الى مدار أصغر
..كل قفزة الى الأعلى تسببها
إمتصاص الذرة لموجة ضوئية
ولكن لا نعلم ما الذي يسبب القفزة الى الأدنى
ما نعلمه هو أن مثل هذه القفزات تسبب إطلاق موجات ضوئية
ويناسب لونها فرق الطاقة
بين المدارات
يشع سطح الشمس بموجات ضوئية بكل الألوان
إن نظرت الى ضوء الشمس بواسطة موشور
سوف ترى طيفه
وعندما تقوم بتكبير الطيف بواسطة تلسكوب
كما فعل جوزيف فرانهوفر
سترفع الستار
عن رقصة الإلكترونات داخل الذرات
عندما توهن طاقة الإلكترون
ويهبط الى مدار أدنى
الموجة الضوئية التي يطلقها تتبعثر
معظمها لا يصل الينا
ويترك فجوة سوداء
أو خط أسود طولي على الطيف
هذه الخطوط المظلمة هي ظلال
تدلي بها ذرات الهيدروجين
في الغلاف الجوي للشمس
تدلي ذرات الصوديوم بظلال مختلفة
فإلكتروناتها ترقص على نوتة مختلفة
حبوب ملح الطعام مكونة
من ذرات الصوديوم والكلور
عشرة ملايين مليارات منها
تؤدي رقصتها المجنونة
في حبة ملح واحدة
وذرة حديد واحدة بـ 26 إلكترون
تشبه عدد إنتاج عظيم جداً
على مسرح برودواي
عندما تنظر الى النجم بواسطة منظار الموشور
سترى خطوطاً مظلمة من جميع العناصر
التي في غلافه الجوي
أرني طيف أي شيء
إن كان على الأرض أو على نجم بعيد
وٍسأخبرك مما هو مصنوع
خطوط فرانهوفر هي التواقيع الذرية
للعناصر مكتوبة بحروف كبيرة عبر الكون
ومثل كل إكتشاف عظيم
في تاريخ العلم فتح هذا الإكتشاف الطريق
الى ألغاز جديدة وأكثر عمقاً
والى إكتشاف أن هنالك
الكثير من الأسرار المختبئة بالضوء
حينما قام جوزيف فرانهوفر بدمج الموشور مع التلسكوب
موجهاً إياه الى السماء
قام بتقريب النجوم أكثر لنا
وحينما بلغ من العمر 39 سنة فقط
عانى من مرض مميت
ربما كان نتيجة لتعرضه المبكر والطويل
للمواد الكيميائية السامة في صناعة الزجاج
لن تعلم أبداً من أين سيأتي العبقري القادم
وكم منهم نترك تحت الأنقاض
الأمير ومملكته إنتفعا بشكل لا يقاس
نتيجة لعطفهم على يتيم فقير
حولت إكتشافات فرانهوفر مملكة بافاريا
من مملكة ريفية منعزلة الى قوة تكنولوجية عظيمة
بينما كان يستلقي ليموت, كانت الحكومة يائسة
لأن تحفظ كل قطعة من معلوماته القيمة
حول التكنولوجيا المتفوقة للزجاج البصري
ولكن لا يمكن كشفها إلا بواسطة شخص واحد
مع تصريح أمني عالي
مدير الثروات
أبقت الحكومة تقنية فرانهوفر
لصناعة زجاج بصري مثالي
سر حكومي لمدة مئة سنة
ستكون هذه عقبة كبيرة
لشخص سنلتقي به لاحقاُ في رحلتنا
ولكن فرانهوفر لم يسمح بهذا الشكل من السرية
حينما كان الأمر يخص أبحاثه العلمية
كان يعلم أن العلم بحاجة الى إنفتاح كي يزدهر
وأن فهمنا للطبيعة ينتمي الى العالم بأسره
حالما إكتشف فرانهوفر الخطوط في الطيف
قام بنشر كل ما يعلم حولها
وأصداء إكتشافه التاريخي
ما زالت ترن
خطوطه الطيفية كشفت أن الكون المشاهد
مصنوع من نفس العناصر
...الكواكب
...النجوم
...المجرات
...نحن, أنفسنا, وجميع أشكال الحياة
نفس غبار النجوم
لقد جعله من الممكن لنا أن نعلم
ما يوجد في الغلاف الجوي للعوالم الأخرى
وفي المجرات التي تبعد ملايين السنين الضوئية
لم تكشف الخطوط الطيفية مكونات
الأجسام البعيدة فحسب بل كشف عن حركتها أيضاً
نحونا, أو بعيداً عنا
وبإستخدام هذه الخطوط إكتشفنا أن كوننا يتوسع
ولكن ربما أعظم إكتشاف للمناظير الموشورية
هو إكتشاف أمر لا تراها
كون مخبئ من المادة المظلمة
ذو كتلة أكبر بستة مرات من الكون الطبيعي
تتألف من مادة غامضة
والتي لا تطلق ولا تعكس ولا تمتص أي من الضوء
نعلم أنها موجودة, بسبب جاذبيتها فقط
والتي تجذب المجرات جميعاً
وتسرع النجوم داخلها
هناك أنواع كثيرة من الضوء الذي لا تراه أعيننا
حصر إدراكنا للطبيعة الى الضوء المرئي فقط
يشبه الإستماع الى الموسيقى
بأوكتاف واحد
(نوتة موسيقية)
هنالك عدة انواع أخرى
تختلف فقط في الطول الموجي
ولكن لمدى شاسع جداً
على سبيل المثال, الأشعة تحت الحمراء
(نوتة موسيقية)
النوع الذي إكتشفه ويليام هيرشيل
أو الأشعة السينية
(نوتة موسيقية)
أو الأشعة الراديوية
(نوتة موسيقية)
أو أشعة جاما
(نوتة موسيقية)
هذه ليست طرق مختلفة لرؤية الشيء ذاته
بل هي أشكال مختلفة للضوء
تكشف عن أجسام وظواهر مختلفة في الكون
في أشعة جاما مثلاً, نرى إنفجارات غامضة
في مجرات بعيدة
والتي لن نراها بغير ذلك
وفي الأشعة الدقيقة (أشعة المايكرووايف) يمكننا أن نرى في الماضي البعيد
الى ولادة الكون
لقد فتحنا أعيننا للتو
ترجمة النجفي