خطرٌ خفي يُسرع نحو الأرض
يقارب سرعة الضوء
إنه الفضائي بين المجري المتطفل على درب التبانة
الآشعة الكونية
أن تصدمك الآشعة الكونية
ويكأنها طَلقة كونية
الآشعة الكونية أنشط بلايين أضعاف
أنواع الجسيمات الأخرى
أنشط بقوّة من اي شيء
تمكّنّا من صنعه في
معمل، أو مفاعل اندماج نووي أو بأي مكان
تخترق مركبات الفضاء فتُعرّض روّادنا
للخطر
لكن مصدر قوّتها غامض
أتأتي من مجرات أخرى؟
أتأتي من أشياء بين المجرات؟
من أين تأتي الآشعة الكونية؟
الحقيقة، والحقيقة الكاملة
أنه ليس لدينا دليل
السباق على قدمٍ وساق لحل لغز
أسرع الجسيمات في الكون
تـرجمة: د.سـامح نـور drsamehnour@gmail.com
"طرق عمل الكون" "لعنة الآشعة الكونية"
"انتقام الآشعة الكونية"
لو وضعتُ قائمة بأخطار الفضاء
لباتت قائمة طويلة
يوجد خواءٌ عنيف، وتفاوتات بالغة في الحرارة
ونيازك مجرية، وما شابه
لكن في أعلى القائمة ربما.. الآشعة الكونية
هؤلاء الغزاة الفضائيون ليسو كما يبدون
عندما تسمعون اسم الآشعة الكونية
قد تعتقدون أنها كالشعاع
كشعاع ليزر من الضوء لا، لا، لا، لا، لا
إنها جسيمات قاتلة دقيقة
لمحاربتها
علينا فهمها أولاً
،أبريل 2019
"يحلق مسبار ناسا "باركر أقرب للشمس من أي وقتٍ مضى
نعلم أن الشمس تُصدر بعض
الآشعة الكونية التي تملأ النظام الشمسي
لكن لا نعلم كيف
تبدو شمسنا كجِرمٍ متوهّج جميل
تجلب الطاقة والضوء للأرض وتسمح بازدهار الحياة
لكن لو أمعنتم النظر بها
لرأيتم عاصفة هائجة من الأحداث
كمية الطاقة التي تُطلقها الشمس كل ثانية
تكافئ مئة بليون ميجاطن من القنابل
إنها جوارٌ خطير
فجأة، غَمرَ المسبارَ
انفجارٌ قوي
إنه متموضع بدقة لمراقبة
الانفجار من الداخل
الثُلث الخارجي من الشمس برمّته يغلي بقوّة
وتُعقَد في تلك البلازما الحقول المغناطيسية
تُعقَد وتلتوي، وتُخزَّن الطاقة فيها
فترتفع نحو السطح، وهناك
تعيد الانتظام والاتصال وتلتوي وتدور
عندما تُطبَق خطوط الحقول المغناطيسية
تتفجّر الطاقة
وفي بعض الأحيان، تتحرر الطاقة متفجّرة
ما يؤدّي إلى الوهج
الذي يُكوّن تلك الانبعاثات الضخمة من الضوء
اكتشف المسبار أنه بعد الوهج الشمسي
يُخزّن سطح الشمس جسيمات مشحونة كهربيًا
لكن يحدث أحيانًا انفجارٌ آخر يسمّى
انبعاثٌ كتلي إكليلي، غاز منبعث مشحون كهربيًا بالغ التسخين يسمّى بلازما
تلك الكرات الضخمة من البلازما تتقاذف من سطح
الشمس، وبداخل تلك الكرات من البلازما
تلك الجسيمات المشحونة
تتحرّك الجسيمات المشحونة بسرعة، لكن ترتطم بحاجز
سحابة من جسيماتٍ أبطأ
تحيط بالشمس دائمًا، الرياح الشمسية
الانبعاث الكتلي الإكليلي يتحرّك في الرياح الشمسية
أسرع من حركة الرياح
فكأنه يصطدم به ويصنع موجة صدمية
وينتهي بتراكم الجسيمات عند الحافة
الموجة الصدمية والجسيمات
..ترتطم معًا في ذلك التصادم
تسرق الجسيمات الطاقة والسرعة
ككرة القاعدة المتسارعة من المضرب
..تتحوّل الجسيمات إلى شيء أقوي بكثير
آشعة كونية شمسية
إنها ضوء، لكنها تتحرّك
بسرعة رهيبة
تبعد الأرض تقريبًا 93 مليون ميلٍ عن الشمس
وتصل إلينا تلك الآشعة خلال ساعة تقريبًا
إنها 93 مليون ميل في الساعة
هذا سريع للغاية
تُسرع الآشعة الكونية صوب الأرض
إننا تحت الهجوم
الآشعة الكونية حتى الآن أنشط
الجسيمات التي نعلم بوجودها في الكون
وعندما تقوم أشياء عالية -الطاقة -مهما صغرت
بالارتطام بشيء آخر
تُحرّر تلك الطاقة، فتصير الآشعة الكونية بالغة الخطورة
ليست الآشعة الكونية الشمسية الخطر الوحيد الذي نتهدّده
تصل الطلقات الكونية الأخرى من وراء نظامنا الشمسي
توجد أنواع مختلفة أخرى من الآشعة الكونية
كما توجد أنواع أخرى مختلفة من الطلقات
في أدنى نهاية الطيف
توجد تلك الآشعة الكونية الشمسية
إنها كطلقات الخَرَز، عندما تصيبك إحداها
قد تلسعك قليلاً ولن تقلق بخصوصها
..القلق الأكبر الآشعة الكونية المجرية
ترتحل أسرع وبها طاقة أكبر
لو كانت الآشعة الشمسية كطلقات الخَرَز
فإن الآشعة الكونية المجرية طلقات بندقية
أخطر بكثير
تتحرّك أسرع
لكنها أندر أيضًا
..الأسرع منها هي المطلوبة أكثر في الكون
الآشعة الكونية فائقة الطاقة
لو اعتقدتم أن الآشعة الكونية المجرية سيّئة
فلأنكم لم تقابلون الآشعة الكونية فائقة الطاقة
إنها أضخم وأسوأ
وأشرّ آشعة كونية في الكون
تلك الآشعة الكونية فائقة الطاقة
وكأنها طلقات فوق صوتية
إنها مدوّية، وتأتي من
أنشط الأحداث في الكون
الطلقات الكونية فائقة الطاقة
هي الأندر لكنها الأسرع
جسيمات الآشعة الكونية تلك تتحرك بسرعة
تلك الجسيمات الغامضة تتحرّك
قرابة سرعة الضوء
لا أتكلم عن 99% من سرعة الضوء
إنها تنطلق في الفضاء
..قرابة 99.999
999.. 999..
99999.. 99999..
واحد وعشرون تسعة أعشار
هذا سريع
هذا جامح، هذا مخيف
الثلاثة أنواع من الآشعة الكونية
تتسارع عبر النظام الشمسي
لو أمسكتُ كرة غولف وسط الفضاء
لاخترقَت مئةُ شعاعٍ كوني تلك الكرة كل ثانية
إنه وابلٌ مميت من طلقات الجسيمات
،وفي الفضاء
روّادنا في مرمى النيران
تمثّل الآشعة الكونية إحدى
أعظم المخاطر أمام رحلات الفضاء البشرية
تخطّط ناسا لإرسال روّاد فضاء إلى القمر مجددًا
حيث مستويات الإشعاع
من الآشعة الكونية مئتي ضعف الأرض
وتلك مجرّد البداية
إحدى أكبر أهداف ناسا إرسال البشر إلى المريخ
وتلك مسافة بعيدة
ستة أشهر على الأقل، والأغلب
قرابة تسعة أشهر، تلك معضلة كبيرة
آمل في يوم ما الذهاب إلى المريخ كرائدة فضاء
لكني بالتأكيد أهاب الآشعة الكونية
وكلما قرأت عنها
بدا تهديدها أكبر
فأعتقد أن ناسا والمنظمات الفضائية الأخرى
ستحتاج إلى العمل على
كيفية حماية روّادهم
في تلك المواقف الخطرة
مجموعة واحدة من البشر
تعرّضَت لتلك المستويات العالية من الآشعة الكونية
أفراد طاقم مهمّات أبوللو
،يوليو 1969
هذه خطوة صغيرة لبشر
قفزة ضخمة للبشرية
"أحد الروّاد، "بوز ألدرين
رأى شيئًا غريبًا
،أثناء أبوللو 11
أخبر "بوز ألدرين" أنه رأى
ومضات صغيرة عندما كان ينظر من حوله
هذا غريب للغاية
لكن الأغرب أنه رآها
مُغمض العينين
أبلغت البعثات اللاحقة أيضًا رؤية ومضات غريبة من الضوء
..خط في الجانب الأيسر السفلي
للعين اليسرى، يتحرك للأسفل
يصف الروّاد الومضات كبقع
أو خيوط أو عتامات
قائد أبوللو 15 "ديفيد سكوت" أخبر رؤية أحدها
زرقاء بقالب أبيض كالجوهرة الزرقاء
ما يحدث هو دخول شعاعٍ كوني
مُقلةَ العين
ويرتطم بالجزيئات ويُطلق
وميضًا من الضوء
تفترض نظرية بديلة أنها تثير طبقة
من الخلايا الحساسة في شبكيّتك
فتلاحظ خيوطًا من الضوء حتى
إن لم يتواجد الضوء في الواقع
الآشعة الكونية تُلحق ضررًا على المدى البعيد
داخل عدسات العين
تتواجد خلايا ليفية شفافة
عندما تعبر منها الآشعة الكونية
تدمّر تلك الخلايا وتجعلها ضبابية
فتسبّب العتامة
عندما فحصَت ناسا خوذات الروّاد
وجدَت آثارًا دقيقة محفورة بها
دليلٌ على تصادمات الآشعة الكونية
عندما نقول أن الآشعة الكونية كالطلقات الصغيرة
فإننا لا نمزح
وبعضها نَخَرت طريقها عبر الخوذة
ما يعني أنها انتهت في دماغ الرائد
ما يُشعرني بالغرابة وأنا أتحدث عنها
هل ما يفعله ذلك الإشعاع على المدى البعيد
لمخّك، وقدرتك على التفكير
وحل المشكلات هو أحد أخطر البيئات
الذي وضعت فيها البشرية نفسها؟
كلما ابتعدنا عن كوكبنا
واجَهنا أخطارًا أكثر
الآشعة الكونية، جسيمات ،الفضاء عالية النشاط
ربما تمثّل أخطر تهديدٍ لاستكشاف البشر للفضاء
فكرة "هوليوود" عن الفضاء الخارجي
أنه مليء بالأخطار كالفضائيين
وتذليل الأسلحة الإشعاعية أو الثقوب السوداء
أو وابل الكويكبات
لكن في الحقيقة، أكبر
خطرٍ يواجه الروّاد خفيٌ
إنه الإشعاع الكوني
أتلفت الآشعة الكونية أعين روّاد أبوللو
بعد بضعة أيام فقط من التعرّض
رحلة ذهابٍ فقط إلى المريخ تستغرق تسعة أشهر
المهام المستقبلية ستمضي
أوقات أطول في الفضاء
ما يعني أننا نحتاج
مراعاة كيف تؤثر الآشعة الكونية علينا
لا نفهم جميع التأثيرات طويلة المدى
من وابلٍ مستمرّ من الآشعة الكونية
لكن يجب أن يتعامل معها الروّاد
لمعرفة المزيد، قصف العلماء
خلايا بشرية بجسيمات آشعة كونية مخلَّقة
اكتشفوا أن الآشعة الكونية تخترق الحامض النووي
تمزقه إربًا
تلف الحامض النووي في خلاياكم
أسوأ شيء، لأن حامضكم النووي
كتيّب تعليمات الخلية، المخطط
الذي تعرف منه الخلية كيف تعمل على نحوٍ طبيعي
قد تثير تلك الخلية
لتتحوّل سرطانية، لتبدأ بإنتاج السرطان
في 2019، تمادى العلماء في التجربة
وقاموا بمحاكاة رحلة إلى المريخ
..للفئران ،لستة أشهر
قصفوا القوارض بوابل ثابت من جسيمات آشعة كونية مخلَّقة
وجدَت التجربة تغيّرات كبيرة
في سلوك الفئران الطبيعي
تعلّمَت مهامًا جديدة بمعدّل أبطأ
تأثّرَت ذاكرتها
ونست أشياء تعلّمَتها بالفعل
كانت أكثر قلقًا وتميل
إلى التخلّي عن المهام التي كانت تنهيها في العادة
لو وضعتم بعض تلك الفئران المصابة بالإشعاع
،في اختبار السباحة فبدل أن تعوم إلى الأمان
يستسلم أغلبها ببساطة
هذا مهم، لأننا نحتاج
إلى كامل أداء روّادنا
سبب القيام بمهام بشرية
أن المخ البشري أفضل من أي حاسوب
لو وقع أحدهم في مشكلة
لوضع المهمة وأرواحهم في خطر مُحدق
اكتشفَت دراسات أخرى أنّ بوسع الآشعة الكونية تعجيل
،التشيّخ، وتعديل الجينات وتسبّب أمراض القلب والأوعية الدموية
هذا يبدو سيّئًا
لكن ثَم خطر فوري
عندما تخترق الآشعة الكونية المركبات الفضائية
يمكنها حرق الأنظمة اللإليكترونية، وهذا يكفي
لتعريض المهمة للخطر
تعتمد عملياتنا في الفضاء على الأجهزة، على الحواسيب
وأسوأ سيناريو أن يأتي الشعاع الكوني الخاطئ
في الوقت الخاطئ ويرتطم
بالدائرة الكهربية الخاطئة فيؤدّي إلى سلسلة متتالية
من فشلها فتهلك المهمة
نرى دليلاً على هذا الهجوم في آلات تصوير المهمات
بوجود مستشعر في الفضاء
كالذي على متن مقراب هابل الفضائي
لو رأينا صورة أولية
فلا تبدو بالصور الجميلة
التي تُعرَض للعامّة
تخترقها الآشعة الكونية
وتلك الآشعة الكونية تتلف المستشعر ببطء على مرّ الوقت
كيف نحمي إذًا الروّاد ومعدّاتهم؟
الإجابة الواضحة إضافة واقٍ
القول بإضافة مادة جديدة أمر يسير
لكن أرأيتم إطلاق صاروخ ومتى صعوبته
والتكلفة الباهظة لنقل مادة إلى الفضاء؟
لدى ناسا خطة
مركبة مهمّة أرتميس للحط على القمر
ستزوَّد بأمثل وقاية للآشعة الكونية
إحدى الطرق للارتحال
بأقل كتلة هو الاستخدام المزدوج
..لكل شيء أمتعتك
وزادك وماؤك، ويمكنك استخدامها كدرع
لكن ليس الأمر بتلك البساطة
عندما تخترق درعك طلقات أقوى
تخترق آشعةٌ كونية أنشط الغطاءَ الواقي
على السفن الفضائية
..بالنسبة للآشعة الشمسية يمكنك وضع
مادة، بعض الوقاية وستحجبها
لكن الآشعة الأعلى نشاطًا، تشقّ طريقها
لو صدمَت إحدى ذرات الدرع
الذي يحمي روّادنا
فبوسعها صنع وابل من الجسيمات
لربما أخفق الجسيم الإشعاعي
إصابة الخلايا في جسدك
لكنك حولتها إلى انفجار
يمزّق كل شيء في المركبة الفضائية
فيتضح أن درعك قد تحوَّل
إلى سلاح تستخدمه الآشعة الكونية ضدّك
لكن تُجنّد ناسا حليفًا غير متوقع.. الشمس
أيمكننا حماية روّادنا بمقاومة النار بالنار؟
الآشعة الكونية القوية تصطدم بالمركبات الفضائية
لكن أنّى لجسيمات أصغر من الذرة تحمل
طاقة كافية لتهدّد روّاد الفضاء؟
الجسيمات المتحركة تحمل طاقة
ندعوها طاقة حركية
ومتى ترتطم بشيء، تنقل تلك الطاقة
عندما أضرب يدي، فإن الطاقة الحركية
لقبضتي تتحوّل إلى صوت وحرارة واهتزاز
تؤلمني يدي قليلاً
من ذلك التصادم، من تحوّل الطاقة
ينطبق ذات الأمر مع الآشعة الكونية
عندما ترتطم بخلية المخ البشري، أو رقاقة حاسوب
تُفرّغ بعض الطاقة فتُحيقُ الضرر
يعتمد كمية الضرر على طاقتها الحركية
..ويرجع ذلك إلى عاملين
الكتلة والسرعة
بديهيًا، الأشياء التي تتحرّك بنفس السرعة
لو كانت أضخم فإنها تحمل طاقة أكثر
الكويكب الأضخم الذي يرتطم بالأرض
سيُلحق ضررًا أكثر من الكويكب الأصغر
لو ضاعفت كتلة الجسم
تتضاعف طاقته الحركية أيضًا
رغم أن الكتلة مهمّة
فليست بأهمية السرعة
السرعة أهم من الكتلة
تعتمد الطاقة الحركية طرديًا على الكتلة
لكن تعتمد على مربّع السرعة
..إليكم معنى ذلك لو ضاعفتم الكتلة
فتتضاعف الطاقة الحركية، ولو ضاعفتم السرعة
لزادت الطاقة الحركية أربعة أضعاف
عندما يتعلق الأمر بالسرعة فإن الآشعة الكونية في المقدّمة
الشعاع الكوني فائق الطاقة
المرصود عام 1991 ارتطم بالغلاف الجوي بسرعة
"حيث سمّاه العلماء "الجسيم المذهل
كان لذلك الجسيم طاقة أعلى بكثير مما اعتقدوه
"حتى ذلك الشريط المتألق في سماء "يوتاه
لم يصدق امرؤٌ أن جسيمًا يصل إلى الأرض مرتحلاً
قرب سرعة الضوء
قد يصنع جسيمات آشعة كونية أخطر بكثير من المتوقَّع
كلما اقتربت من سرعة الضوء
تبدأ الطاقة والعزم والكتلة
بالتصرف على نحو مختلف
تصير معادلات "آينشتاين" للنسبية هامّة
لأن طبيعتها تغيّرت وصارت طاقتها
أقوى بكثير
لو ارتحل جسيم قرب سرعة الضوء
فإن طاقته أقصى ما تسمح به قوانين الفيزياء
من المذهل التفكير في شيء صغير
كالبروتون يكون خطيرًا على البشر
لكن المذهل، إنه بارتحال البروتون بسرعة كبيرة
فإنه يحمل طاقة كرة المضرب
المضروبة بسرعة مئة ميل في الساعة
تحتوي كرة المضرب على أكثر من تريليون تريليون بروتون
تخيّلوا كل تلك الطاقة التي يحملها جسيم واحد
تفهمون الآن مدى خطورتها
الآشعة الكونية فائقة الطاقة
مثل الجسيم المذهل هي طلقات فوق صوتية
إنها الأسرع، لكنها بالغة الندرة
فلا يكاد يصيب أحدها رائدًا
الآشعة الكونية الشمسية مثل كريّات الخَرَز.. وفيرة
لكن بوسع مركباتنا صدّها
أكبر تهديد لروّادنا
الآشعة الكونية المجرية
تأتي من مكان آخر في درب التبانة
مزيج سرعتها
وكثرتها يجعلها الأكثر خطرًا
تلك الأشعة الكونية المجرية أقوى بكثير
من الآشعة الكونية الشمسية
وسافرَت مسافات شاسعة
لتُلحق بكم الأذى
لحسن الحظ، لدى روّادنا واقٍ مدهش
حامي النظام الشمسي.. الشمس
بالإضافة إلى طرح تلك
الجسيمات الكونية الشمسية عالية الطاقة
تُصدر الشمس أيضًا الكثير من جسيمات الرياح الشمسية بطاقة أقل بكثير
تلك الرياح الشمسية ذات الحركة للخارج
تعمل كقوّة واقية، ويلزم الآشعة الكونية أن تشق طريقها
عكس التيار للوصول إلى الأرض داخل تلك الفقاعة
تمتد الرياح الشمسية 11 بليون ميل
حول النظام الشمسي
لتولّد حقلاً مغناطيسيًا يصدّ الآشعة الكونية المجرية القادمة
وكأنه الدرع العاكس
"ستار شيب إنتربرايس"
حقل الشمس المغناطيسي يساعد جزئيًا بحماية
الأرض وأي رائد فضاء
من الإشعاعات القادمة
"قبل وقت ليس بالطويل، مركبتنا "فوياجر
نجحت بالوصول إلى الحدّ بين الفقاعة الشمسية
والمجرة وتمكّنت
من دراسة تلك المنطقة، ونرى الاختلاف بين
داخل الفقاعة الشمسية وما يجري
خارج الفقاعة الشمسية
تحمينا الشمس لبلايين الأميال
وهذا رائع
اكتشفت مسابير "فوياجر" الفضائية
ساحة قتال متحركة
تتصرف الرياح الشمسية كعاصفة على الأرض
تتقدّم أحيانًا
وتنحسر أحيانًا
عندما يبلغ النشاط الشمسي ذروته
تطرح المزيد من البروتونات الشمسية النشطة
لكن تلك الآشعة الكونية الشمسية أقل ضررًا
من الآشعة المجرّيّة
فالإجمالي منفعة
ومن سخرية الأقدار، قد تجدون
أنه من الأأمن لروّاد الفضاء إطلاق المهمات إلى المريخ
أثناء فترة النشاط الشمسي الأعلى، لأنه رغم
وجود المزيد من إشعاع الجسيمات الشمسية
تحصل أيضًا على تأثير وقائي أفضل
من الرياح الشمسية
يمرّ النشاط الشمسي
بدورة كل 11 عامًا من الارتفاع والانخفاض
الفقاعة الواقية تتبع نفس الدورة
تسمح لناسا بالتنبّؤ بأأمن أوقات الانطلاق
هذه مشكلة عويصة
لدينا عباقرة يعملون عليها، لكننا نريد
استكشاف الفضاء بأقصى ما يمكننا
لكن علينا تقليل المخاطر
على رواد الفضاء قدر المستطاع
قتال ناسا ضد الغزاة الكونيين يستمر
لكن يظل اللغز الأكبر
ما الذي يُطلق بالضبط الآشعة الكونية المجرية المميتة؟
كل ثانية، كوادريليون من نثائر الفضاء تُسرع نحو الأرض
..قرب سرعة الضوء
الآشعة الكونية المجرية
الآشعة الكونية المجرّية كطلقة البندقية
لن تودّ أن تصيبك إحداها
إنهم غزاة من خارج النظام الشمسي
نعلم أنها تنشأ من شيء قوي
داخل مجرتنا
فينبغي أن يسهل رصد المصدر
قد تعتقدون أنه لو ارتطمت إحداها
بمستشعر على الأرض فيمكّننا ذلك
من تَتبّع مصدره بخط مستقيم ونقول
أتى من هناك
،ثم انظروا، أهناك شيء
كانفجار مستعر أعظم
يمكنه تفسير مصدر ذلك؟
المشكلة أن الآشعة الكونية
تنحني وهي ترتحل بالحقول المغناطيسية
الشحنة الكهربية على الشعاع الكوني
تجعله يعمل كمغناطيس صغير
ودرب التبانة مليئة بالمغانط الأخرى
لو كنتُ شعاعًا كونيًا منطلقًا عبر المجرة
ولاقيتُ حقلاً مغناطيسيًا
لغيّرتُ اتجاهي قليلاً
ربما هنا، ربما هناك، ربما للأعلى
سيكون مساري مبعثرًا
وبعد بضعة ملايين عام
..ستضيع كل معلومات منشأه
سيكون في اتجاه عشوائي بالكامل في الأغراض العملية كافة
لكن لدى الآشعة الكونية المجرية مصاحب
أقلّ مراوغة.. آشعة غاما
عندما يرتطم شعاعٌ كوني مجري بذرّة عادية
في الفضاء، يُحدث تفاعلاً كبيرًا
يُطلق جميع أنواع الجسيمات الأخرى
بما فيها آشعة غاما
والتي في الأساس فوتونات ضوئية بالغة النشاط
الأهم أن آشعة غاما لا تنحني بالحقول المغناطيسية
لأنها تفتقر إلى شحنة كهربية
إنها تنطلق في خط مستقيم مباشر
مهما كان اتجاه الشعاع الكوني في المقام الأول
فيمكننا تتبّع مصدر آشعة غاما
في السماء، وهذا يخبرنا أين تحدث الكثير من ارتطامات الآشعة الكونية
..وقادتنا إلى مشتبه رئيسي
المستعرات العظمى
المستعر الأعظم أحد
أقوى الانفجارات في الكون
فتعدّ بيئة خصبة لنشأة تلك الجسيمات بالغة النشاط والسرعة
عندما ينفد زادُ نجمٍ ضخم
لا يحتمل وزنه
فينهار إلى الداخل
ليثير انفجارًا ضخمًا، قويًا بما يكفي
لسحق الذرات إلى نثائر دقيقة
يدفع الانفجار سحابة متمدّدة
من الغاز والغبار، بقايا المستعر الأعظم
وتلك المادة، وهي تندفع للخارج
بسرعة ألف ميل في الثانية
تولّد موجة صدمية بالغة القوّة
وفي تلك الموجة الصدمية
ينجرف الجسيم في الصدمة ويتسارع
الحقول المغناطيسية داخل السحابة
تأسر الجسيمات دون الذرية
الآشعة الكونية داخل بقايا المستعر الأعظم
وكأنها داخل آلة الكرة والدبابيس
فالموجة الصدمية مثل الضارب
والمجالات المغناطيسية مثل ممتص الصدمات
تمنعها من الإفلات
ترتدّ ذهابًا إيابًا عبر
تلك الصدمة بالغة النشاط، وفي كل مرة
ترتدّ هنا وهناك
والحل أنها تلتقط القليل من الطاقة
عندما يكتسب الشعاعُ الكوني المجري طاقة كافية
لن تعُد تسع الحقول المغناطيسية إمساكها
فتفلت
نظرية المستعر الأعظم تفسّر مولد
العديد من تلك الطلقات الكونية
ثمّ اكتشفنا شعاع غاما فائق
بالغ القوّة حيث لابدّ أن له قصةُ منشأٍ مختلفة تمامًا
كان شعاع غاما بالغ النشاط
ما يعني أن الشعاع الكوني المسؤول عنه
ربما كان أيضًا بالغ النشاط
لو أطلقت طلقة على آلة الكرة والدبابيس
فلن ترتدّ هنا وهناك
سأحطّم الآلة وحسب
المشكلة أنها
أنشط بكثير من ذلك
فلا مجال أنها كانت ترتدّ
طول طريقها حتى طاقاتها الحالية داخل
آلة الكرة والدبابيس بعينها
لابدّ من وجود شيء آخر في درب التبانة
يصنع آشعة كونية مجرية
شيء أقوى من المستعر الأعظم
السؤال هو ماذا؟
،يناير 2021
في مرصد
عاليًا بجانب بركان مكسيكي
اخترق ضوءٌ أزرق صهاريج الماء
علامات قدوم آشعة غاما
امتدّت آثارها عبر درب التبانة
لتعبر بلايين الأميال، لكن بردت فجأة
بدل أن تبدأ من انفجار ضخم
انتهى الأثر في سحابة باردة متناثرة من الغبار
سحبٌ جزيئية، تبدو للوهلة الأولى
إحدى أخمد
وأسلم البقاع في الكون
لا نكاد نراها دون مقراب الآشعة تحت الحمراء
ليست أحداثًا كالمستعرات العظمى
لديها طاقات هائلة
فلن تتوقع أن تُنشئ جسيمات فائقة النشاط
لابدّ من وجود شيء متواري في السحابة
شيء قوي بما يكفي لتعجيل الآشعة الكونية
إننا فقط لا نعلمه
لا يمكننا الرؤية عبر السحب الجزيئية
فربما في باطنها
عناقيد من نجومٍ وليدة تُطلق
تلك الآشعة الكونية
لكننا لا نعلم إن كانت أكثر النجوم اهتياجًا
تقدر على إنتاج آشعة كونية بتلك الطاقات
،بعد شهرين وحسب
،في مارس 2021 حصلنا على دليل آخر
رصد العلماء آشعة غاما آتية
من سديم شرنقة الدجاجة
إنها سحابة جزيئية كثيفة
..مع اختلاف يوجد تجويف في المنتصف
مئات النجوم المتراصّة تدفع الغبار
والغاز، منها
نجومٌ ضخمة لامعة تسمّى نجومًا "طيفية من النوع "أو" و "بي
"النجوم الطيفية من النوع "أو" و "بي
إحدى أسخن النجوم في كوننا
النجوم الضخمة تُفجّر رياحًا شمسية
أقوى بكثير من تلك التي تُنتجها الشمس
عندما تفكرون في جميع تلك النجوم المتكونة معًا
تطرح جميعها رياحًا من جسيمات عالية الطاقة
من أسطحها
تتصادم تلك الرياح وتُكوّن بُنيانًا صدميًا ضخمًا
بين تلك النجوم اليافعة كافة
تنطلق كمية كبيرة من الطاقة
من رياح عديدة مختلفة
من اتجاهات عديدة مختلفة ما يمثّل كتلة ساخنة
من الموجات الصدمية والحقول المغناطيسية
إنها آلة الكرة والدبابيس
..على مقياس أضخم بكثير الحقول المغناطيسية أقوى
من حقول المستعرات العظمى
تحصر وتسرّع الآشعة الكونية الأنشط
لمدّة أطول
شيء هام بخصوص عناقيد النجوم
أنها متواجدة لملايين وملايين السنوات
إنه ليس حدثًا واحدًا كالمستعر الأعظم
فيحدث ذلك الحقل المغناطيسي
وتلك الصدمات لأمدٍ طويل
وهذا ما قد تحتاجه لتعجيل الآشعة الكونية
قد تُطلق السحب الجزيئية الآشعة الكونية المجرية
لكن ما الذي يُطلق طلقات الفضاء فوق الصوتية
الآشعة الكونية فائقة الطاقة؟
قد يتوارى المتّهم ..في المجرات البعيدة
الثقوب السوداء فائقة الضخامة
الآشعة الكونية فائقة الطاقة
هي الطلقات فوق الصوتية لعالم الجسيمات
فوتون الضوء، أسرع ،شيء في الكون
لو سابَقَ شعاعٌ كوني فائق الطاقة
لكانا متقاربين، حيث أنه بعد مئتي ألف عام
يكون البروتون متقدّمًا نصف بوصة
على الشعاع الكوني فائق الطاقة
يبدو أنها تأتي من وراء مجرة درب التبانة
مجرّتنا بعرض مئة ألف سنة ضوئية
تبعد أقرب مجرّة لنا مليوني سنة ضوئية
فترتحل إلينا إذًا
عبر ملايين وبلايين السنوات الضوئية
كيف تُسرّع ذلك الجسيم الصغير لتلك السرعات المهولة؟
ما مصدر الطاقة؟
ما الذي يمتلك في الكون تلك القدرة؟
أين "نجم الموت" هنا؟
سرعتها تجعلها خطيرة
لكن تجعل العثور على مصدرها أسهل
تتحرّك الآشعة الكونية فائقة الطاقة بسرعة كبيرة
فلا تتأثر كثيرًا
بالحقول المغناطيسية
وكأنها طلقة تخترق شبكة صيّاد
فتأتي تقريبًا في خط مستقيم
عندما تأتي في خط مستقيم، ويمكننا تحديد منشأها
وهذا شيء يمكننا استخدامه لمعرفة أين
وكيف تتسارع
،في الصحراء الأرجنتينية
يُتمّ مرصد "بيير أوجيه" للآشعة الكونية
اثنتي عشرة سنة في دراسة السماء
يؤكّد أن لدى أغلب المجرات ثقوبٌ سوداء فائقة الضخامة في مراكزها
لكن القليل منها نشط، تُطلق طاقة
تلك الثقوب السوداء النشطة فائقة الضخامة
تُفجّر أيضًا آشعةً كونية فائقة الطاقة
الثقوب السوداء فائقة الضخامة بالغة القوّة بالفعل
فمن المعقول لي
أن الآشعة الكونية فائقة الطاقة قد تنشأ
عند الثقوب السوداء فائقة الضخامة
مجرّة إم87 تبعد 54 مليون سنة ضوئية
إنها مشهورة لأننا التقطنا صورة
للثقب الأسود فائق الضخامة في مركزها
صورة مقراب أفق الحدث للدوامة الدوّارة
،للغاز حول ذلك الثقب الأسود المركزي
-ذلك الظلّ الذي لا يسعك رؤيته-
قد يكون موقعًا للتعجيل النشط للآشعة الكونية
،في مارس 2021
حلّل العلماء البيانات أكثر
تلك الصورة الجديدة لإم87 تُظهر خطوط حقل مغناطيسي واضح
وهذا مذهل ويذكّرنا بكمية الطاقة
المحتواة قرب الثقب الأسود فائق الضخامة
لدى الثقوب السوداء قوة هائلة
لكن كيف تنقل بعض تلك الطاقة
إلى جسيم صغير؟
احتمالية لكيفية تعجيل الثقوب السوداء فائقة الضخامة
لتلك الآشعة الكونية فائقة النشاط
أنها تسحب وتأسر عن طريق جاذبيتها
الآشعة الكونية العادية الموجودة وبالغة النشاط بالفعل
ثم تعزّز قوتها لطاقات أعلى
لذا تقوم الثقوب السوداء فائقة الضخامة بثَنْي نسيج
الزمكان حولها
وحتى جسيمات الضوء تَعْلق ..ولا تختلف عنها الآشعة الكونية
تجذبها أيضًا الثقوب السوداء فائقة الضخامة
وتنجذب إلى مداراتها
من المعقول أن الثقب الأسود يأسر
الآشعة الكونية العابرة
لكن كيف تفلت الجسيمات من قبضاته
وينطلق نحونا؟
لدى إم87 سلاح مهيب في ترسانته
منفثان من الطاقة يتفجّران من قطبيه
منفثا إم87 ضخمان للغاية
أضخم من المجرة برمّتها التي تحتضن ذلك الثقب الأسود
الذي يُطلق المنفثين
المنافث القوية قد تعزّز سرعة الآشعة الكونية
تُحوّلها من طلقات بندقية مجرية
إلى طلقات فوق صوتية فائقة الطاقة
تخيّل طلقة عادية
أطلقتَها من سلاح بسرعة عالية
وفي انطلاقها، يدور محرّكٌ صاروخي صغير في الطلقة
ويدفعها إلى سرعات أعلى
هذا ما يحدث
للآشعة الكونية في تلك المنافث
الثقوب السوداء هي اللئيم
الذي كنا نبحث عنه
تُطلق أسرع الطلقات الكونية
لكن لدى الآشعة الكونية قوة خارقة داخلها
إنها مسافرة عبر الزمن
تنطلق الآشعة الكونية في الكون قرب
..سرعة الضوء كالطلقات فوق الصوتية
يمكنها اختراق مركبات الفضاء وتؤذي روّاد الفضاء
لكن على الأرض، نحن محميّون
من الكواكب الصخرية كافة في النظام الشمسي
الأرض الكوكب الوحيد الذي يولّد
واقيهِ العاكس أمام تلك الإشعاعات الكونية
هذا مذهل، وبها تتواجد الحياة
لا أعتقد أن كل ذلك مصادفة
تصنع الأرض حقلها المغناطيسي
لدى الأرض لبًا ذائبًا نشطًا جميلاً من المعادن
تدور تلك المعادن داخل الأرض
وذلك المعدن المتحرّك يولّد حقلاً مغناطيسيًا قويًا
تلك الآشعة الكونية مشحونة كهربيًا
تتبع الحقل المغناطيسي
فيَحرِف حقلُنا المغناطيسي أغلب
الآشعة الكونية حولنا
ليس الواقي مثاليًا
بعض الآشعة الكونية تَعْبُر
لكن تصطدم حينها ..بخطنا الدفاعي الثاني
الغلاف الجوي
إحدى الأشياء التي يجب الامتنان لها
غلافنا.. لا يمدّنا بالهواء الذي نتنفّسه وحسب
لكن يحمينا من تلك الطلقات الكونية
الغلاف الجوي كنظام دفاعي من الصواريخ
الآشعة الكونية ترتطم بجزيئات الهواء
فتحطّمها إلى جسيمات أصغر وأأمن
أشهرها الميونات
الميونات أطفال الآشعة الكونية
تُنشئها تلك التصادمات عالية الطاقة
في غلافنا العلوي
الذي يصنع وابلاً من الميونات تهبط
إلى السطح
تخترق أربعة من تلك الآشعة الكونية يدي كل ثانية
إنها تعبر جسدك حاليًا
الميونات وفيرة للغاية
حيث لا نحتاج إلى مرصدٍ عالي التقنية لرصدها
مجرّد أشياء تجدها في معمل علوم المدرسة الثانوية
حوض مائي صغير، بقاعه قطعة صغيرة من اللبّاد
بعض ثاني أكسيد الكربون المتجمّد، بعض الجليد الجاف
ثمّ القفاز الواقي، وقطعة مستوية من المعدن كهذه
،وبعض أيزوبروبيل الكحول
ثم أقلبها جميعًا
إلى القاع، وأنتظر
ما يحدث أن الكحول في اللبّاد
يتبخّر ويغوص
ولأن طبقة القاع أبرد بكثير من الجليد الجاف
فيُكوّن سحابة بالغة التشبّع من بخار الكحول
عندما تخترق الجسيمات المشحونة البخار البارد
تصنع آثارًا شبحية
ما نبحث عنه هي الميونات
الجسيمات دون الذرية التي تتولّد عندما يرتطم شعاع كوني بالغلاف العلوي
كل خيط فضّي في حجرة البخار
علامة لشعاع كوني
لا ينبغي للميونات أن تشق طريقها لسطح الأرض مطلقًا
تحيا لـ2.2 ميكروثانية قبل أن تنفصل
ليس وقتًا كافيًا حتى ترتحل
عبر ستة أميال من غلاف الأرض
قد نعتقد بسذاجة أنه لا مجال لنجاح الميون
بالعبور من الغلاف العلوي إلى موضعنا الآن
دون أن يتحلّل
اتضح أنها تعبر
والطريقة الوحيدة لعبورها أنها تنتقل عبر الزمن
ينتقل الميون بـ98% من سرعة الضوء
تنتقل بسرعة فائقة
حيث تُلاقي ما يدعوه آينشتاين" التمدد الزمني"
علّمنا "ألبرت آينشتاين" أننا نعيش
في زمكان، وهذا يعني
أن جميع قياسات الأطوال والأوقات الزمنية
نسبية
من منظور الميون
نتحرّك نحن البشر ببطء شديد
إنها تتحرّك بسرعة، فبالنسبة لها
يتمدّد الزمن
ما وجدناه بقياس طاقة وعُمر
الميونات، أنه كلما اقترب الميون من سرعة الضوء
زاد عمرها، لأنه بالنسبة لها يتباطأ الزمن
كما تنبّأ "آينشتاين" بالضبط
يتمدّد عمرها أكثر من عشرين ضعفًا
من منظورنا
فتتمكّن من الوصول إلى الأرض
الآشعة الكونية أمثل مسافري الفضاء
سرعتها الفائقة تسمح لنا بحلّ
العمليات الخفية، واختبار نظرياتنا الفيزيائية
إنها أنشط بكثير من أي شيء
نفعله بمختبراتنا على الأرض
فهذا يعني أن بوسعنا حل جميع أنواع
الميادين الجديدة حول الفيزياء بأقصى وأُوج الطاقات
إنها أفضل رابط لنا لأقصى أطراف الكون
بالنسبة لي، من المثير أننا نلتقط
جزءًا من المادة من النجوم البعيدة
ومن المجرات البعيدة، ونجلبها هنا
إلى الأرض وندرسها
توجد الكثير من الأحداث ،العنيفة المذهلة في الكون
مولد الثقوب السوداء، النجوم المتفجّرة
تلك الآشعة الكونية التي تعبر أجسادكم
الآن هي رسلٌ من تلك الأحداث
بطريقة ما، لا تزالون متصلين
بتلك الأحداث، البعيدة بملايين السنوات الضوئية
إنها رسلٌ من الكون
تخبرنا عن طرق عمله
تـرجمة: د.سـامح نـور drsamehnour@gmail.com