في البداية كان هناك ظلام
وبعد ذلك إنفجار
نشأ منه كيان لا يتوقف عن التمدد
من الزمان والمكان والمادة
.. كل يوم ، إكتشافات جديدة تُزيل الغموض
عن الأسرار القاتلة التي تعصف بالعقل
لمكان نُسميه الكــــــــون
النظام الشمسي
كيف جاء للوجود في ظل فوضى من النجوم ؟
نحن مخلوقين من غاز و تراب
تحمل الشمس و النجوم اليوم أدلة رائعة على أصولها
موجودة داخل ضباب من الجسيمات فائقة الصغر وهي غير مرئية تقريباً
الدليل على ماضينا موجود حولنا
ولكن هل القوى العملاقة التي صنعت نظامنا الشمسي شائعة في جميع أنحاء الكون ؟
أم أننا فريدون من نوعنا
يبدو أن نظامنا الشمسي نظام استثنائي
قد يمتلك الكون طرق لا تعد و لا تحصى لصنع النجوم و الكواكب
ولكن هناك طريقة واحدة فقط تحدد كيف صُنع النظام الشمسي
ترجمة : د / محمد المنسوب DrMansoob fb/ArabTranslators
الــكـــــــون -(-( كيف صُنع النظام الشمسي )-)-
بدأ الأمر عند نقطة معينة منذ 4.6 مليار سنة تقريباً
عندما طفت سحابة عملاقة من الغاز و الغبار بشكل مخيف , عبر أحد الأزرع البعيدة لمجرة درب التبانة
فخفضت درجة الحرارة لأكثر من 400 درجة تحت الصفر
عندما تقبع السحابة هناك وحدها لن يغير ذلك من الأمر شيء
درجة الحرارة منخفضة للغاية و الجسيمات تتحرك ببطىء شديد
لذلك فهي ساكنة في هذا المكان
ولكن إذا كان هناك نجم منفجر بالقرب منها
فيمكنه أن يرسل موجة صادمة عبر تلك السحابة مما يؤدي الى انهيار الجاذبية الخاصة بها
, هذا الانهيار سيكون هو الخطوة الأولى لعملية طويلة
والتي ستجلب المكان المعروف الآن بالنظام الشمسي الى الوجود
مهمتنا الآن هي أن نتتبع الـ 700 مليون سنة الأولى
وهي الحقبة التي تشكَّل و استقر فيها النظام الشمسي
فلنبدأ بالنظر الى الشمس و كواكبها كما هم الآن
الدليل على ماضينا موجود من حولنا
الأربع كواكب الموجودين في النظام الشمسي الداخلي مصنوعين جميعاً من الصخور و المعادن
و الأربع كواكب الموجودين في النظام الشمسي الخارجي , عبارة عن كرات عملاقة من الغاز
بكل وضوح , فقد كان هناك عدة عمليات مختلفة
و يخبرنا ذلك بشيء ما عن حقيقة وجودنا
لقد عرفنا القصة , لأن العلماء يؤمنون الآن أنها حدثت بالفعل
, منذ اللحظة الأولي لحظة بداية نظامنا الشمسي
الانفجار النجمي لم يبذر فقط بعناصر ثقيلة مثل الحديد و اليورانيوم داخل سحابة الغاز العملاقة
ولكن هزة الانفجار أعطت السحابة دفعة الى المستقبل
لأن الموجة الصادمة ضغطت غازات السحابة الى كتلة كبيرة
هذه الكتلة بدأت في الانهيار تحت تأثير قوى الجاذبية
وبعد ذلك أصبح من الصعب ايقافها
لقد كان الانهيار سريعاً , وبلا رجعة
انه يشبه لعبة قطار الموت
يصل لأعلى المسار , ثم ينطلق بسرعة الى الناحية الأخرى
لقد تحولت السحابة المنهارة الى نظامنا الشمسي
أصبح مدينة ملاهي مليئة بالحركات الفوضوية
مدينة ملاهي مثل مزرعة نوت بري هي مكان عظيم يقصده الكثيرون
لكي يعيشوا تجربة نوع الحركة الذي حدث في بداية نظامنا الشمسي
كان هناك جاذبية
وكان هناك اصطدامات و تدافع و قوى أخرى
كل التفاعلات التي حدثت في بداية نظامنا الشمسي يمكنك أن تجدها هنا في كل هذه الأنواع من الألعاب
تشتد هذه التفاعلات في حالة السحابة المنهارة بسرعة
حيث يتقلص الغبار و الغاز الى جيوب مكثفة
كلاً منهما سيصبح مكاناً لميلاد نجم
.. عندما بدأت السحابة العملاقة في الانهيار
كان هناك العديد من النجوم البدائية و العديد من الأنظمة النجمية الأخرى قد تكونت في نفس الوقت
لذلك فشمسنا في الواقع لديها الكثير من الأخوة و الأخوات, الذين تشكلوا في الجوار في نفس الوقت
كانت المراحل الأولى لتكوين نظامنا الشمسي فريدة من نوعها
فاليوم نشاهد نفس الشيء يحدث في كوكبة الجوزاء
حيث تتمدد سحابة عملاقة لمسافة مئات السنين الضوئية
في بعض الأماكن , تُشكل الجيوب العملاقة .. الآن مجموعات من النجوم الصغيرة
التي تُضيء الغاز المحيط بهم
حركة الألعاب في مدينة الملاهي توازي بالضبط حركة المواد في الفضاء
التي تتجمع معاً لتشكيل النظام الشمسي
أبسط هذه الحركات هي الحركة الدائرية
مثل لعبة الدوامة السماوية
بينما تبدأ السحابة في الانهيار نبدأ في ملاحظة دورانها
دوران موجود في الواقع منذ البداية
المجرة بالكامل تدور
وكل شيء في المجرة يدور
كل شيء يدور بالنسبة لكل شيء آخر
لذلك فان الدوران هو جزء لا يتجزأ من فيزياء الانهيار النجمي
ما يحدث بعد ذلك يشبه دوران متزلجة الجليد
عندما تسحب ذراعيها تدور أسرع
, عندما تسحب الجاذبية سحابة الغاز
, فإن السحابة لا تدور فقط أسرع بل تتمدد أيضاً على هيئة قرص
يمكننا رؤية عملية مشابهة على الأرض
في أماكن مثل ورش جو كاراتي لنفخ الزجاج في كاليفورنيا
حيث تراقب عالمة الفلك (لورا دانلي) تلك الحركة
بدأ جو بفقاعة مستديرة من الزجاج المصهور
نحن نتحدث في الأساس عن كتلة صلبة دائرية و نقوم بتدويرها
انها تنبسط لأنه من السهل كثيراً على السائل الزجاجي
أن ينهار في نفس المحور على طول محور الدوران
بدلاً من محاولة محاربة الدوران أو محاربة العزم الزاوي و الاقتراب
, و تماماً كما هو الحال في نظامنا الشمسي
إذا كان هناك كواكب تتشكل سيكونوا جميعاً في نفس المستوى
انه يشبه تماماً قرص نظامنا الشمسي
وهو الآن يبدو بيضاوي الشكل انه ليس دائرياً
نعتقد أن نظامنا الشمسي دائري الشكل
ولكن أعتقد أنك أخبرتني أن ذلك يحدث عندما تكون الكتلة زائدة عند أحد الجانبين
لذلك ربما يكون مشابهاً لتشكيل نجمي ثنائي
حيث يكون لديك كتلة اضافية على أحد الجانبين
والتي ستتشكل على هيئة نجم أو قزم بني أو ربما مجرد كوكب ضخم يشبه المشترى
من المغري جداً لمسه ولكن أعتقد أنها فكرة سيئة
ياالهي , لا يمكننا فعل ذلك
لا يمكننا فعل ذلك
, بعد 100 الف سنة من بدايته
السحابه التي ستصبح فيما بعد نظامنا الشمسي , قد انهارت بشكل شبه كامل
و صار مركزها يتوهج باشعاع نجم أولي ناشىء
النجم الأولي هو المرحلة الأولي ليصبح نجماً حقيقياً وهي المرحلة التي يكون فيها النجم في مرحلة الانهيار
و الطاقة التي تشع منه تأتي نتيجة انهيار الجاذبية
انه مازال يزداد في السخونة لأنه يصغر في الحجم
انه لا يقوم بتفاعلات نووية .. كتلك التي يقوم بها النجم
عندما يكون في مرحلته الرئيسية كي يصبح نجماً
يبدأ النجم الأولي في التهام قرص الغاز و الغبار الذي يصنع فيما بعد ما يسمى بالسديم الشمسي
لذلك سينتهي معظمه بالتحول الى الشمس
وما تبقى سيتكون منه الكواكب و الأقمار و الكويكبات
وحتى أجسامنا الخاصة تعتبر نسبة ضئيلة للغاية انها مجرد بواقي كونية ثانوية
نحن نعيش على سطح كوكب
لذلك فان المواد التي شكلت الكواكب مهمة جداً بالنسبة لنا
ولكنه كان مجرد جزء صغير من المزيج كله
يعتبر موقف السيارات هذا مثال جيد لاظهار مدى صغره
عندما تنظر الى النظام الشمسي اليوم تمثل الشمس 99,85% من اجمالي كتلته
لذلك فبالمقارنة بالـ 500 سيارة في هذه الساحة
فإن سيارتي تعتبر ما تبقى من كل الكواكب و الكويكبات و الأقمار
وبالنسبة للأرض نفسها فيمكن اعتبارها مثل هذا الاطار الاحتياطي لا شيء أكبر
, بعد مليون سنة من لحظة البداية
أصبحت طريقة النظام الشمسي لفرز مواد بناء الكواكب واضحة
يتم فصلهم عن طريق درجات الحرارة المختلفة في القرص
عندما نقترب من الشمس الأولية فإن درجات الحرارة فوق الـ 200 درجة ستبخر كل شيء
ولكن على بُعد 5 مليون ميل يوجد الخط الصخري
حيث يكون المكان بارداً بما يكفي للمعادن و العناصر حتى يتحولون للحالة الصلبة
وعلى مسافة أبعد كثيراً يوجد الخط الجليدي
حيث تصل درجة الحرارة لأكثر من 375 درجة تحت الصفر
درجة باردة بما يكفي لتجمد الماء و الميثان و الأمونيا
النظام الشمسي في بدايته يشبه صناعة غزل البنات الى حد ما
وحتى يتبين لنا طريقة صنع غزل البنات معنا هنا (كاثي وو) لتقدم لنا طريقة لذيذة
نأخذ أولاً بلورات السكر
ثم نصب ذلك داخل وعاء التسخين
اذًا وعاء التسخين في هذه الحالة موجود هنا في المركز
في حالة النظام الشمسي , بالطبع سيكون المركز هو الشمس الساخنة للغاية
والتي تقوم بإذابة الأشياء القريبة منها
ومع زيادة حرارة الشمس الملتهبة تبدأ الشمس بإذابة المواد القريبة منها
ها هو يحدث
, هذا هو السديم الشمسي يمكنك رؤيته يحلق حول الوعاء
أما في الداخل , لا يمكنك رؤية أي شيء
فالجزء الداخلي قد ذاب بالكامل
ومع اقترابه من الجزء الخارجي يبدأ السديم الشمسي في التكثيف
ويمكنك رؤيته يبدأ في التماسك في الجزء الخارجي من النظام الشمسي , حيث يصبح بارداً للغاية
سيصير لديك تجمع من المواد الغازية في الداخل و تجمع من المواد الصلبة في الخارج
يعتبر هذا أيضاً تشبيه جيد للغاية لشكل الكواكب الأولية في بدايتها
تبدأ جميعها بالالتصاق ببعضها البعض تماماً كما يحدث في حالة غزل البنات
ثم تكبر و تكبر نتيجة تجمع تلك الحبيبات الصغيرة , و هو السكر المكوِّن لغزل البنات
شكراً لك - على الرحب و السعة -
النظام الشمسي لذيذ للغاية
الجزيئات الملتصقة معاً في هذه المرحلة لا تُرى سوى بالمجهر
أصغر بكثير من حبيبات السكر الذائبة
وكما توضح لنا تجربة غزل البنات كيف تلتصق هذه المواد الصلبة في النظام الشمسي
فهناك مدينة ملاهي أخرى توضح ما الذي يجعلها تنمو
لم تكن لعبة السيارات المتصادمة بهذا المرح بدون حدوث التصادمات
وفي حالة النظام الشمسي , بدون التصادمات فلن يكون هناك نمو ولا تراكم للجزيئات
تصادمات الجسيمات التي كانت تحدث في بداية النظام الشمسي كانت من النوع الذي يسمح للجسيمات بالالتصاق ببعضها البعض
عبر العديد من مختلف أنواع عمليات الاحتكاك حيث تلتصق الأشياء ببعضها نتيجة تفاعل ميكانيكي
, في النظام الشمسي الداخلي تستغرق هذه العملية وقتاً طويلاً
لأن كرات الغبار الكونية الصغيرة تتشكل ببطىء
و تلتصق ببعضها فقط عن طريق الاصطدامات العشوائية لمداراتهم حول الشمس الناشئة
ولكن في النظام الشمسي الخارجي فالموضوع مختلف تماماً
تأتي الكواكب العملاقة الى الوجود على هيئة انفجار في لمح البصر
عندما يبدأ على هيئة سحابة من الغاز و الغبار
سيستغرق صنع نظامنا الشمسي 700 مليون سنة
و الآن وبعد 2 مليون سنة بعد ولادته
يخطوا النظام في بدايته خطواته الأولى في صنع عائلة من الكواكب
والتي ستتنوع يوماً ما بين المشترى و زحل و الأرض
في الوقت الحالي , هم عبارة عن قطع من المادة .. يمارسون دورهم في ركوب لعبة قطار الموت
في ظل اضطرابات السديم الشمسي
القرص الغليظ الدوَّار مصنوع في الغالب من غاز الهيدروجين مخلوطاً بمواد صلبة
الجزء الداخلي مليء بقطع صغيرة من الصخور
, ولكن خارج الحد المعروف بإسم الخط الجليدي
هناك أيضاً قطع جليد من الميثان و الأمونيا و الماء التي تهيمن على القرص الخارجي لسبب وجيه
انهم جميعاً مركبات من الهيدروجين بشكل أو بآخر
و الهيدروجين هو العنصر الأكثر وفرة في هذه المنطقة من النظام الشمسي في ذلك الوقت
هذا الهيدروجين الوفير يتحد مع عناصر مثل الأوكسجين ليكوِّن الماء
أو مع الكربون ليكوِّن الميثان أو مع النيتروجين ليكوِّن الأمونيا
و يعطينا هذه المركبات التي تتجمد فيما بعد
.. التصادمات المستمرة في خضم هذه الاضطرابات
تجعل الجزيئات الصغيرة من الغبار و الجليد تلتصق ببعضها البعض
من خلال الاحتكاك و الكهرباء الساكنة حتى يكبرون بدرجة كافية لتتغلب الجاذبية عليهم
وفي النهاية يتحولون الى كويكبات
كانت الكويكبات اللبنات الأساسية لنظامنا الشمسي
انهم فائقي الصغر
يبلغ قُطرهم من نصف ميل الى ميل فقط
ولكن أعدادهم كانت لا تُحصى ولا تُعد في بداية النظام الشمسي
لقد كانوا متناثرين في كل مكان
هذا الكويكب البالغ قُطره نصف ميل سوف يُشكِّل في النهاية كواكب كاملة
ولكنها ذات أحجام مختلفة تماماً
و هذا ما رغب ريان شان من سان ماتايو , كاليفورنيا .. أن يسأل برنامج الكون بشأنه عندما راسلنا كاتباً
لماذا تكون الكواكب القريبة من الشمس أصغر من الكواكب العملاقة البعيدة عنها ؟
ريان , الكواكب الداخلية أصغر من الكواكب الخارجية لأن الكواكب الداخلية لم يكن لديها مواد كثيرة لتُصنع منها
فقط مجرد معادن و صخور و أشياء من هذا القبيل
أما الكواكب الخارجية و بعد تكوين لُب مشابه للب الأرض
فقد كانوا قادرين على جذب الجليد و الماء و الأمونيا و الميثان و ثاني أكسيد الكربون
هذا ما جعلهم يكبرون في الحجم
ثم بعد ذلك جذبوا الغازات عن طريق جاذبيتهم , فأصبحوا أكبر و أكبر
, بعد 3 مليون سنة من النقطة صفر
اتحدت الكويكبات مكونةً أجسام أكبر تسمى أجنة الكواكب أو الكواكب الأولية
بُنيت الكواكب الأولية من الكويكبات
لذلك فهم كبيري الحجم , تقريباً في حجم قمرنا
.. بعد الخط الجليدي , حيث يتواجد الجليد بكثرة
تتصادم حشود من الكواكب الأولية و تندمج في موجة من بناء الكواكب
في خلال 3 مليون عام فقط , أدت هذه الاصطدامات لنشأة كوكب صغير متجمد
والذي من شأنه أن يصبح وحش النظام الشمسي
كوكب المشترى الصغير
, قبل أن يصبح كوكباً عملاقاً
كان المشترى أشبه بكوكب أرض عملاق ربما ضعف كتلة كوكب الأرض 10 أو 15 مرة
كان المشترى في بدايته مصنوع من الصخور و الجليد
وكان مستمراً في النمو
وفي لحظة حاسمة , اصطدم أحد الكواكب الأولية بسطحه
انها نقطة تحول أخرى في لعبة قطار الموت خلال مرحلة صنع النظام الشمسي
الكتلة المضافة للمشترى حولته الى فتوة الكواكب من حيث الجاذبية
, وبعد وصوله لكتلة حرجة معينة
أصبحت جاذبية المشترى قادرة على جذب المواد بسرعة كبيرة للغاية
و هذا التأثير الذي جعله كبير و سريع للغاية
مثل مكنسة كونية عملاقة , قام المشترى بشفط كل الغازات في مساره الدائري
فكبر الى 90% من حجمه الحالي في خلال 100 الف عام فقط
زُحل و نبتون و أورانوس تبعوا المشترى بدورهم في التهام الغازات ليصبحوا كواكب غازية عملاقة
قيام كوكب واحد أو أكثر بعملية شفط ضخمة .. لمسار معين عن طريق قرص يدور حول نجم
من المعتقد أنها عملية شائعة في الكون
وهي حقيقة ثبتت صحتها في الآونة الأخيرة بواسطة التلسكوب
نحن نرى هذه العملية تحدث في نظم شمسية أخرى يجري تكوينها الآن
لقد وصلنا أخيراً الى النقطة التي يمكننا أن نتخيل فيها أقراص أخرى تدور حول نجوم
و تنشأ فجوات بين الكواكب الكبيرة التي تدور حول تلك النجوم
في بداية عام 2011 , نشر علماء الفلك صورة باستخدام تلسكوب سوبارو) في هاواي لنجم على بُعد 450 سنة ضوئية من الأرض)
ساعدهم قناع بصري متقدم على .. اعتراض الضوء الصادر من النجم نفسه
كاشفاً عن أول صورة مباشرة لقرص به مناطق تم مسحها عن طريق كواكب تدور حوله
انها صورة رائعة و فائقة الجودة التي تُظهر لنا قرص من الغاز و الغبار حول نجم
و قد تم نحت الأجزاء الداخلية بواسطة كوكب أو أكثر يقوم بشفط المواد و أيضاً يقذف مواد أخرى للخارج
و بعد 3 مليون سنة , أصبح زُحل و المشترى عمالقة النظام الشمسي
سيمتلك الكوكبين العملاقين في النهاية, اذا استثنينا الشمس , حوالي 92% من اجمالي كتلة النظام الشمسي
بعد 10 مليون سنة من بدايته , أصبح النظام الشمسي الصغير خالياً تقريباً من الغاز
في هذه الحالة , الغاز عبارة عن الهيدروجين و الهيليوم الذي غذَّى المشترى و زُحل و ساعدهم على النمو السريع
النجم المتكوِّن لديه رياح شمسية هائلة والتي كانت تلقي بالمواد خارج النظام الشمسي
كان المشترى و زُحل محظوظان بما يكفي لالتقاط معظم هذه المواد الى مدارهما
وهذا هو سبب كبر حجمهما
أما أورانوس و نبتون فقد التحقا باللعبة متأخرين قليلاً , ولم يستطيعا التقاط الكثير من تلك المواد
ولهذا السبب هما أصغر من زُحل و المشترى
قبل أن يُلقَى الغاز و الغبار بعيداً , كان النظام الشمسي في منأى بعيد عن باقي الكون
وحتى مع تكوين الغبار و الغاز للكواكب
ظل القرص سميكاً بما يكفي لحجب الضوء القادم من الشمس الأولية الموجودة في المركز
على مسافة تفوق البعد بين الأرض و الشمس عدة مرات
وعلى سبيل المثال , فعند النظر للشمس .. في المراحل الأولى للنظام الشمسي
لن نكون قادرين على رؤية الشمس
لن نستطيع رؤية الضوء المرئي
كيف بدا النظام الشمسي في بدايته .. لعلماء فلك على كواكب أخرى
الذين كانوا يحدقون الينا من مسافات أكبر ؟
يظهر لنا تلسكوب هابل صوراً لأقراص .. كواكب أولية في منطقة تكوُّن النجوم
على بُعد 1350 سنة ضوئية من الأرض
يمكننا رؤيتهم بزوايا و ميل متغير بالنسبة لمستوى بصرنا
على سبيل المثال , فإذا كنا ننظر لهم من أعلى يمكننا رؤية نجم في المركز محاط بقرص
.. ولكن إذا كنا ننظر لهذه الأجسام من الجانب
فإن الغاز و الغبار الموجودين بين مستوى بصرنا و بين النجم المركزي سوف يحجبون ضوء هذا النجم
ولكن الآن , و بعد 10 مليون سنة .. من بداية تكوين النظام الشمسي
.. وبعد أن ذهب كل الغاز و الغبار تقريباً
فالشمس تسطع بقوة الآن عبر الفضاء
إلا أنها لم تدخل بعد مرحلة التحول لنجم حقيقي
وعند هذه المرحلة , ستبدو غريبة للعيون في العصر الحديث
طيف الضوء كان مختلفاً للغاية لذلك فقد كان يصدر الكثير من الطاقة
تماماً كما يفعل اليوم
ولكن الطيف في الواقع كان أكثر احمرارًا من ذلك بكثير
لذلك فإن لون النظام الشمسي في بدايته كان سيبدو شديد الاختلاف عمّا نراه اليوم
النجم الأولي , يظهر لون أصفر برتقالي
و كأنه بوتقة تغلي
في بعض الأنظمة ، لا يتوهج قلب السحب المنكمشة مع أي شيء كما يتوهج مع ضوء قزم بني خافت
وصلت شمسنا الأولية الآن الى مرحلة حرجة
هل سينفجر فرنها الداخلي و يتعطل ؟
أم أنها ستصل للحد النووي الأقصى و تتألق في جميع أنحاء المجرة بوهج نجم حقيقي ؟
لقد وصلنا الآن للنقطة الأكثر حرجاً في صُنع نظامنا الشمسي
, عندما يصل عمره لـ 50 مليون عام
ستصل الشمس الأولية و الكواكب المتكونة بالكاد لـ 1% من عمرهم الحالي
في العديد من الأنظمة , لا يملك النجم الكتلة الكافية كي يشتعل بالكامل
ولكن شمسنا على وشك تجاوز هذا المصير
لقد وصلت الى الحد الحرج من الحرارة و الضغط حيث يمكن للاندماج النووي أن يحدث في قلبها
باستخدام نفس الطاقة الرهيبة المنطلقة من القنبلة الهيدروجينية
فإن شمسنا تنفجر و تأتي للوجود على هيئة نجم كامل حديث الولادة
, بعد 50 مليون سنة من بداية تكوين النظام الشمسي
, تدخل الشمس في مرحلة مختلفة حرق الهيدروجين و الاندماج النووي
عند هذه المرحلة , تتحول الشمس الى ما نراه الآن , نجم مكتمل النضوج
سوف يحمل الاندماج النووي الشمس الى مستقبل بعيد
سوف تحترق لمدة طويلة بما يكفي لدعم تطور الحياة على كوكب الأرض
فتسطع بلا توقف لـ 10 مليار سنة تقريباً
وعلى عكس الشمس النووية الحديثة فإن باقي النظام الشمسي لم ينضج بعد
قبل 40 مليون سنة , توقفت عمالقة الغاز المتجمدة .. الموجودين خارج الخط الجليدي عن النمو
و وصلوا الى مرحلة استقرار جليدي
, ولكن في النظام الشمسي الداخلي الحار حيث يندر وجود الغاز بينما الصخور كثيرة
فالفوضى لا تزال سائدة
مع مرور الوقت , أصبحت الشمس نجم مكتمل
و مازلت الكواكب في النظام الشمسي الداخلي تحاول أن تنمو
هناك كواكب أولية صغيرة تتصادم مع بعضها , فتزداد في الحجم أكبر و أكبر
و في النهاية أصبحوا تلك الكواكب الأربعة العملاقة الموجودين لدينا الآن في النظام الشمسي الداخلي
ولكن داخل مدار المشترى تقبع منطقة ضيقة حيث تكثر الكويكبات الصغيرة و يندر وجود الكواكب الأولية
هذا هو حزام الكويكبات , حيث يُحرك المشترى الأجسام لأعلى لمنع تكون أي كواكب
المشترى هو أكبر الكواكب , لذلك فإن لديه أعظم جاذبية في النظام الشمسي
في وقت ما في بداية النظام الشمسي , كان المشترى يمر خلال ما يُعرف الآن بحزام الكويكبات
فيُزيد من سرعة الكويكبات الموجودة هناك مسبباً تصادمهم ببعضهم البعض بطريقة مدمرة
لقد انفجروا بعنف
سوف نحاول أن نعرف كيف يبدو الاصطدام المدمر في حزام الكويكبات
ولكن لا يمكننا استخدام صخور حقيقية لأنهم ثقيلين للغاية و السرعات المتاحة لدينا بطيئة جداً
لذلك فما سنقوم بفعله هو أن نستخدم هذا النوع من الصخور خفيفة الوزن
التي تم صُنعها خصيصاً لنا بواسطة فنان الآثار المميز ريان جونسون
ريان , هل يمكنك اخبارنا عن هذه الكويكبات المميزة خفيفة الوزن
بالتأكيد
.. هذه المجسات التي طورناها هنا
هي مادة بلاستيكية رغوية نستخدمها لمحاكاة الصخور الحقيقية في الأفلام و أشياء من هذا القبيل
عندما يكون لدينا شيء قوي و نريد كسره فهذه المادة تنكسر و تنهار بسهولة
لذلك كل ما فعلناه هو أننا أخذنا نفس المادة و طوَّرناها لحجم أكبر حتى نستخدمه لمحاكاة الكويكب
لذلك فقد أخذنا اثنين منهم و سنقوم بسحقهم ببعض بقوة
ونأمل أن يُحاكي هذا الأمر اصطدام الكويكبات
اذن ما هو نوع السرعة المطلوبة كي نصدمهم ببعضهم حتى يتحطمون ؟
نحن بحاجة فقط لالقاء أحدهم فوق الآخر من ارتفاع معقول
شيء من هذا القبيل - حسناً , دعنا نجرب ذلك -
دعنا نلقي الخيط
تبلغ مسافة الالقاء حوالي 18 قدم
والتي سوف تعطي الكويكب الساقط سرعة تبلغ 37 ميل في الساعة
أعلى قليلاً -
ممتاز - ممتاز , هنا -
حسناً , ريان - نحن مستعدون للالقاء -
حسناً , الجو عاصف للغاية ولكن سنرى ما يمكننا فعله
حسناً - ممتاز -
عظيم
يمكنني القول أننا نجحنا - شكراً لك -
يبدو جيد - نعم -
لقد انتشر بشكل مدهش
بالفعل , اذًا في حالة حزام الكويكبات سوف تتجمع كل هذه القطع بفعل الجاذبية
مكونةً كومة من الأنقاض والتي نسميها اليوم بالكويكب
, لذلك فاذا بدأوا يتجمعون طوال الوقت
أليست هذه هي نفس العملية التي تتشكل بواسطتها الكواكب ؟
لماذا لا يتكون كوكب في هذه الحالة ؟
لا , لأن هذه الأجسام تتصادم مرة تلو الأخرى
اذن فهذه الأجسام تتدمر باستمرار عن طريق التصادم
وكل ما سيتبقى لك القليل من الأنقاض وليس كوكب كامل
هل تعتقد أن هذا الأمر هو نسخة منطقية من عملية تصادم الكويكبات ؟
هذا تشبيه جيدا جدا في الواقع
لأن سيكون لديك قطع كبيرة سيكون لديك الغبار
لذلك فنحن نعتقد أن الكويكبات في الأساس هي عبارة عن أكوام أنقاض تكونت من تجمع هذه القطع الكبيرة ومغطاة بالغبار
أعتقد أنك قمت بعمل جيد
هذا يشبه .. يشبه بداية كويكب
عظيم , أنا سعيد أن الأمر قد فلح - حسناً -
حزام الكويكبات ليس هو المنطقة الوحيدة في النظام الشمسي التي تفشل فيها تكوين الكواكب
, في الأطراف الخارجية للنظام الشمسي
هناك حلقة أخرى من الأجسام الصغيرة تدور في صمت مخيف
حزام كويبر
حزام كويبر هو منطقة تقع بعد مدار نبتون
و به مجموعة من الأجسام الصخرية و الجليدية يبعدون عن بعضهم البعض بمسافات شاسعة
لم يتمكنوا أبداً من الالتحام ببعضهم البعض لتشكيل كوكب
لأنه لا يوجد عدد كافي منهم قريبين من بعض
بعد 50 مليون سنة من نشأة النظام الشمسي
أصبح لدى حزام كويبر و حزام الكويكبات أجسام أكثر 100 مرة من الأجسام الموجودة فيه الآن
سوف تلعب هذه الأجسام دور مدمر و لكنه حيوي في التطور النهائي الكواكب للصخرية الداخلية بما فيهم الأرض
تستغرق الكواكب الداخلية وقت للتشكيل أطول بـ 10 أضعاف من الكواكب العملاقة الموجودة خارج الخط الجليدي
, بعد 75 مليون سنة اقتربت العملية على الانتهاء
, على بُعد 93 مليون ميل من الشمس الصغيرة بلغت الأرض الأولية حجم كوكب حقيقي في مدار مستقر
ولكن كان هناك مطارد كوني لها
يعتقد أن الأرض كان يرافقها كوكب آخر في مرحلتها الأولى
( كوكب أولي يُدعى ( ثيا
الذي كان يقع في مدار مشابه للأرض وكان يتبع نفس المسار في الغالب
على مدار ملايين السنين , لاحقت الكواكب المتشابهة بعضها البعض حول الشمس في مطاردات خطيرة
ولكن هناك صدام قادم سيكون له عواقب وخيمة على مصير الأرض
استمر نمو نظامنا الشمسي حوالي 80 مليون سنة منذ انهيار سحابة الغاز العملاقة التي بدأ بها الأمر
تشكلت الكواكب الداخليه بشكل كبير
ولكن الأرض الآن , التي سوف تأوي الحياة يوماً ما , تواجه خطر موت مبكر و كارثي
على مدار ملايين السنين , لاحق الكوكب الأولى (ثيا) كوكب الأرض
سار كلا الكوكبين في نفس المدار تقريباً
و اقتربا من بعضهما البعض تدريجياً
و الآن جاء وقت اصطدام الأرض بـ ثيا
لابد و أن اصطدام الأرض و ثيا في بداية النظام الشمسي كان حدثاً مذهلاً
, جاء جسم في حجم المريخ و ضرب جانب الأرض
فأزال جزء من طبقتي القشرة و الوشاح لكلا الجسمين في الفضاء مكوناً حلقة من الحطام و التي تشكل منها القمر
.. بعد نجاتها من تلك الكارثة و بعد ان اكتسبت قمر
استقرت الأرض كأحد الكواكب المستقرة في النظام الشمسي الداخلي
تنتقل الاثارة الآن مرة اخرى الى كواكب الغاز العملاقة
والتي تهدد مداراتهم المتغيرة بتمزيق النظام الشمسي تمزيقاً
, عندما وصل عمره لـ 500 مليون عام كانت كل كواكب النظام الشمسي قد تكونت
ولكنهم محاطون بحطام في القرص الكوكبي
و قد كانوا يتحركون
, بينما تكونت موجات كثيفة من المواد داخل القرص
فقد اعتلت الكواكب موجات المواد الموجودة داخل القرص
لقد تحرك القرص بالكامل من المكان الذي تشكلت فيه الكواكب للمكان الذي نراهم فيه الآن
في بداية النظام الشمسي , كانت الكواكب الثلاثة الخارجية أقرب للشمس مما هم عليه الآن
وكان مدار نبتون داخل مدار أورانوس وهو عكس وضعهم الحالي
بالاضافة لذلك , كان هناك مواد داخل حزام الكويكبات و حزام كويبر أكثر 100 مرة من المواد الموجودة فيهم الآن
أما الأجسام الصغيرة داخل كلا الحزامين فقد كانوا يُقذفون للخارج باستمرار بواسطة الجاذبية الهائلة للكواكب العملاقة
بسبب ضخامتهم البالغة , فإن الكواكب الكبيرة تتفاعل و تقذف الكواكب الصغيرة باستمرار في مكان ما
قد تكون التفاعلات صغيرة
ولكنها تؤثر على مدارات الكواكب العملاقة فتجعلها تنتقل لمواقع جديدة
في البداية , كانت الكواكب الخارجية تميل لأن تتحرك في جميع الأنحاء بقدر بسيط
لقد هاجروا
و الآن , دفع زُحل و أورانوس و نبتون الكواكب الصغيرة في اتجاه الشمس
وهذا يعني أنهم كانوا سيتحركون للخارج
بينما دفع المشترى الكويكبات للخارج الى مسافات كبيرة جداً
بل طردهم حتى خارج النظام الشمسي وهذا يعني أن المشترى تحرك للداخل
ما الذي يحدد هذه التحركات الداخلية و الخارجية ؟
انها تنشأ نتيجة قوانين الفيزياء التي تقول أن الطاقة لا تفنى أبداً
عندما يطرد كوكب كويكب , فإن الكوكب نفسه يتحرك للداخل بقدر ضئيل
و يعتبر في هذا الأمر صيانة للطاقة
انه يعطي الكثير من الطاقة للكويكب ,عندما يلقي به للخارج
وهذا يعني على الكوكب التحرك للداخل
انه يفقد طاقة
, اذا فقد جسم يدور طاقة فلن يتحرك بسرعته السابقة
وهذا يعني بالتالي أنه سيهبط لمدار منخفض
توضح مدينة الملاهي مرة أخرى هذه القوى التي تتحكم بالأمر
في هذه الحالة , انه تأثير المقلاع
انها دفعة الجاذبية التي تعطيها الكواكب الكبيرة للأجسام الصغيرة
في عام 1970 , استغلها العلماء لزيادة ... سرعة مركبة الفضاء فوياجير
لأنها كانت تنتقل من كوكب لآخر في النظام الشمسي الخارجي
هنا على الأرض , يمكننا تخيل المقلاع كلعبة قطار الموت السائر فوق الحافة
يعتبر قطار الموت الخاطف مثالاً جيداً لتلك العمليات المسببة لتأثير المقلاع
الجاذبية التي تؤدي لنجاح هذا الأمر على الأرض
هو استخدام جاذبية الأرض
انها تسحب العربة لأسفل تسحبها لأسفل المنحدر
ثم تعود العربة لأعلى نتيجة قوة الدفع التي اكتسبتها من الاندفاع لأسفل المنحدر
ماذا لو أضفنا المشترى للنظام ؟
الآن , سوف تستمر جاذبية المشترى في سحب الجسم للداخل
ولكن سوف يُحركه المشترى حول الكوكب ثم يدور حول كوكب المشترى
و ستعطيه حركة المشترى دفعة اضافية
لذلك فسوف يحصل على قوة دفع اضافية أكثر من تلك التي جاء بها
ثم يحصل على دفعة أخرى تقذفه للخارج في الفضاء
لقد أحدثت الملايين من دَفعات الجاذبية تغييرات طفيفة في مدارت الكواكب لأكثر من نصف مليار عام
ربما استقرت الأرض و كواكب صغيرة أخرى في ظروف تساعد على تطور الحياة مبكراً
اذا كان الأمر كذلك , فهم على وشك الفناء
لأن كواكب الغاز العملاقة المشترى و زُحل وصلا لنقطة اللاعودة المعروفة بالرنين
بمجرد أن يصل المشترى و زُحل لحالة الرنين , ستكون كارثة بحق
سيتمزق النظام الشمسي بأكلمه في خلال مليون سنة فقط
ويعتبر هذا الوقت مهلة صغيرة جداً مقارنةً بعمر النظام الشمسي
حالة الرنين تعني أنه في كل مرة يدور زُحل حول الشمس , يدور المشترى حول الشمس مرتين
و النتيجة , أن زُحل و المشترى يقتربان من بعضهما في نفس المكان من النظام الشمسي بشكل منتظم ومستمر
فيصنعان مضخة جاذبية هائلة
الأمر يشبه دفع طفل على أرجوحة
اذا دفعت الطفل على أرجوحة في الوقت المناسب تماماً
يمكنك أن تجعله يصل لأعلى أكثر و أكثر
التأثير الأكثر اثارة هو ما يقع على آخر كوكبين من الكواكب العملاقة
, لأن كل الكواكب كانت تدور حول النظام الشمسي وكان هناك تفاعلات بين جاذبية تلك الكواكب
فمن أكثر الأشياء المذهلة التي حدثت هو أن أورانوس و نبتون تبادلا موقعهما
لذلك نجد نبتون الآن أبعد من أورانوس
تعتبر حالة الرنين كارثة
حيث يكتسح تأثيرها النظام بسرعة مذهلة
لا يُبدل المدارت فقط , بل يقذف معظم الأجسام الصغيرة للخارج
يعتبر كوكب المشترى وحده هو فتوة الجاذبية و يستنزف حزام الكويكبات تدريجياً
ولكن حالة الرنين بين زُحل و المشترى سببت كارثة استنزاف كلا من حزام الكويكبات و حزام كويبر
لقد تم تصفية 99% من الأجسام الموجودة بحزام الكويكبات و كويبر
بينما تم القاء معظمهم خارج النظام الشمسي ,و اندفع البعض الآخر للداخل
, و بسبب جذبهم بواسطة جاذبية الشمس فقد اخترقوا الفضاء نحو النظام الشمسي الداخلي
كيف ستهرب الكواكب الداخلية بما فيهم الأرض من هذا الهجوم ؟
لقد وصل صُنع نظامنا الشمسي .. لذروة العنف منذ 700 مليون سنة
بعد بداية انهيار السحابة الشمسية
و أصبحت الأرض في مرمى النيران
عصفت فوضى جاذبية المشترى و زُحل بكواكب و أقمار النظام الشمسي الداخلي
في حدث معروف الآن بعصر القصف الثقيل المتأخر
سقطت الكثير من المواد في النظام الشمسي الخارجي مثل تلك المذنبات , تجاه النظام الشمسي الداخلي ,
حيث اصطدمت بالكواكب الداخلية و بالقمر صانعةً الحفر التي نراها اليوم
يعتقد بعض الباحثون أن التصادمات ربما قامت بتعقيم الأرض بشكل مستمر
ولو كانت الحياة قد تكونت .. لفنت تمامًا
وكان عليها أن تبدأ من جديد
ولكن تصادم الأجسام القادمة من الفضاء برغم عنفها فربما تكون قد جلبت فائدة
ربما لم تكن الأرض تمتلك كل هذه المياه التي بها اليوم لو لم يتم قصفها بالمواد القادمة من النظام الشمسي الخارجي
تنبأ البعض أن معظم الماء الموجود على الأرض قد نشأ نتيجة التصادمات في فترة القصف الثقيل
اليوم , و بعد 4.6 مليار عام من نشأة النظام الشمسي
فإن خطر هجمات الكويكبات الهائلة الحالية يعني أن القصة لم تنتهي بعد
و الأهم من ذلك , أن مئات الكويكبات .. الصغيرة التي تضرب الكوكب مثل النيازك
تخبرنا دراستهم اذا ما كان صُنع النظام الشمسي قد حدث بالفعل في الوقت و بالكيفية التي نعتقدها
(أنا أمسك بعينة من نيزك (أليندي
نيزك أليندي هو جزء من صخرة سقطت على المكسيك بالقرب من وادي أليندي عام 1969
أحد مكونات النيزك هو تلك الشوائب الغنية بالكالسيوم و الألومنيوم
انها تلك الحبيبات البيضاء التي تراها على السطح
هذه هي أقدم المواد المعروفة في النظام الشمسي
ولقد عرفنا ذلك بواسطة النظائر الاشعاعية
, في مختبره ذو التقنية المتقدمة
قام عالم الكيمياء الكونية (إد يونج) و زملائه بفحص عينات صغيرة من نيازك أثرية بدقة
هناك قطعة كبيرة بيضاء في المنتصف والتي نريد أن نستخرجها
تستهدف أشعة الليزر تلك القطعة بدقة فتصنع ثقوب أقل سُمكاً من شعرة الانسان
تقيس التحاليل المتطورة العناصر المشعة
و هي بمثابة ساعات ذرية
في أوائل عام 2011 , قام علماء كيمياء كونية في مختبر مشابه بجامعة أريزونا
بتأريخ جزء من نيزك سقط على شمال أفريقيا بدقة بالغة الى 4.5682 مليار سنة مضت
انه أقدم مادة وُجدت على الأرض على الاطلاق
أقدم من كوكب الأرض نفسه
"في أغسطس 2011 , وصلت مركبة الفضاء "داون الى حزام الكويكبات وهو مصدر معظم النيازك
فتحت لنا الصور المقربة التي التقطت لـ (فيستا) و هو ثاني أكبر نيزك , حقبة جديدة من القصص لنرويها عن النظام الشمسي
, من الأشياء المثيرة بخصوص بعثة داون
هو أننا سنحصل على أول لمحة عن شيء كان كوكب صغير تشكل في بداية النظام الشمسي
منذ نشأته , في بداية تاريخ النظام الشمسي
لم يؤثر الطقس على (فيستا) ولا أي من القوى الجيولوجية العديدة التي غيرت الكواكب عبر التاريخ
على سبيل المثال فبعض الكواكب الكبيرة لديها براكين و لديها لُب
ولكن على عكس تلك الكواكب الكبيرة لم يحدث لها الكثير خلال الـ 4,5 مليار سنة الماضية
لذلك فلقد حصلنا على نافذة تطل على هذه الفترة المبكرة من تاريخ النظام الشمسي
سوف تحوم مركبة داون حول (فيستا) لمدة سنة , قبل أن تذهب لتمضي سنة أخرى حول (سيريس) أكبر الكويكبات
وفي الوقت نفسه , بدأ مسبار (جونو) رحلته الى المشترى , حيث سيزور الكوكب العملاق
كي يحدد اذا ما كان لديه حقاً لُب صلب تشكَّل في وقت مبكر و بسرعة كما يعتقد العلماء الآن
و الشيء الأكثر أهمية هو النجوم الأخرى التي تملك نظام نجمي خاص بها
والذي يسلط تشكيلها الضوء على نظامنا الشمسي
السبب الأكثر أهمية لفهم , كيفية تشكيل نظامنا الشمسي
هو أن نعرف اذا ما كان نظامنا طبيعي أم لا
عندما تنظر بواسطة تلسكوباتنا اليوم الى طريقة تكوين أنظمة شمسية أخرى
مثل سديم الجوزاء و غيره من الأماكن .. فنحن بحاجة للاجابة عن السؤال
ما هو الوضع الطبيعي لهذا النظام الشمسي ؟
بعد أن بدأت عام 2009 , تنطلق .. بعثة "كبلر" الآن بكامل قوتها
وقد ميَّزت وجود 1200 كوكب محتمل حول نجوم أخرى
بعض الأنظمة بها كواكب بحجم المشترى قريبة من شمسهم أو في مدار غير متوازن
و أنظمة أخرى بها كواكب صغيرة فقط تتزاحم في المنطقة الحارة من نجومهم
ورغم ذلك يمتلك نظامنا الشمسي كواكب تدور في مدارات شبه دائرية
منتشرة في تنسيق مستقر يبدو مثالياً للغاية
واحدة من أعظم مفاجآت العقد الماضي بما أننا بدأنا استكشاف أنظمة كوكبية أخرى
هو حقيقة أن نظامنا الشمسي نظام استثنائي
وهذا في الغالب يرجع لأن نظامنا الشمسي منتظم للغاية
هل صُنع النظام الشمسي بطريقة معينة و يمكننا العثور على طرق مثلها تحدث هذه الأيام ؟
أم أننا مميزون بشكل ما ؟
وهذا يأخذنا بدوره الى نقطة أخرى هل وجود الحياة أمر مميز أم لا ؟
و ربما يكون هذا السؤال هو أهمهم على الاطلاق
لأن قصة حياة الشمس و كواكبها أصبحت في الأساس هي قصة حياة الحياة نفسها
, البشرية على الأرض ومكاننا في نهاية المطاف
.. وحدنا أو بين الكثيرين
في .. الكون
Translated By : DrMansoob
Our Best Wishes -(-( Arab Translators )-)- fb/ArabTranslators
أليكس فيليبينكو جامعة كاليفورنيا ، بيركلي
مايكل ميشنا مختبر الدفع النفاث بناسا
إد يونج جامعة كاليفورنيا ، لوس أنجيلوس
كليفورد جونسون جامعة جنوب كاليفورنيا
لورا دانلي مرصد جريفيث
مايك براون معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا
تشارلز بيكمان معهد ناسا لعلوم الكواكب الخارجية