قصة الانفجار العظيم ومولد النجوم

محمد زكريا توفيق

الحوار المتمدن-العدد: 8445 - 2025 / 8 / 25 - 13:48
المحور: الطب , والعلوم
    

كنت أعيش في صباي في قرية زراعية ليس بها كهرباء. وكانت السماء صافية خالية من التلوث. وكان النظر سليم ستة على ستة. ومشاهدة السماء في الليالي التي يغيب فيها القمر، متعة لا تعادلها متعة أخرى.

فالنجوم فصوص من الماس وقلائد من الدر، أي والله. تتلألأ وتدور وتسير في كبد السماء. والشهب والنيازك (النجمة أم ذيل) تتساقط في الغلاف الجوي أثناء الصيف فيما يشبه الألعاب النارية في المهرجانات.

تعلمت أثناء التحاقي بفريق الكشافة في المدرسة، وعندما كانت المدارس تربى وتعلم، كيف أحدد موقع النجم القطبي في مكانه الثابت في السماء. وتعلمت أيضا التعرف على نجوم برج الدب الأكبر و برج ذات الكرسي (الملكة كاثيوبيا).

ومعرفة الوقت أثناء الليل بمجرد النظر إلى النجم القطبي وبعض النجوم القريبة منه. وعرفت أن كل النجوم تدور حول النجم القطبي في دوائر مثل عقارب الساعة، وذلك بالطبع بسبب دوران الأرض حول محورها.

منذ ذلك الوقت لم يفارقني حب النظر إلى السماء أثناء الليل، ولم تفتر همتي وتخبو رغبتي لمعرفة المزيد عنها. وللأسف المدرس المشرف على فريق الكشافة بالمدرسة، انتقل إلى بلدة أخرى ولم يحل محله من استطاع أن يشبع فضولي بالنسبة لعالم السحر والجمال هذا.

إلا أنني كلما نظرت من سطح منزلي إلى تجمعات النجوم ، التي تعرف بالأبراج، لم أستطع التعرف عليها باستثناء برج أو إثنين. وعندما ذهبت إلى المدينة، كان أول شيء فعلته هو البحث في المكتبة العامة عن كتب أو مطبوعات خاصة بالنجوم.

أحضر لي أمين المكتبة ثلاثة كتب. عندما تصفحتها أصبت بخيبة أمل كبيرة. فقد وجدتها كتب عن نجوم الفن. بمبة كشر ومنيرة المهدية وعلى الكسار. ولكن ما هي حكاية النجوم الحقيقية التي نراها في السماء هذه؟ وما هو الموضوع بالضبط؟

تطور علم الفلك في السنوات الأخيرة بطريقة مذهلة. وأصبحنا نعرف الكثير عن أنفسنا وعن الكون الذى ننتمى إليه. فلم يشاهد علم الفلك في آلاف السنين التي مضت تغيرا كبيرا حتى عشرينيات القرن العشرين. وخلال فترة العشرينيات فقط تحققت ثلاثة معلومات هامة لم تكن معروفة من قبل. وهي:

أولا – الشمس والكواكب التسعة (بلوتو لا يعتبر كوكبا لصغر حجمه) التي تدور حولها ومنها الأرض، هي نجم صغير، أحد نجوم مجرة الطريق اللبني والتي يبلغ عددها ما بين 100 و400 بليون نجم.(البليون = الف مليون)

ثانيا – بقع الضوء الخافتة والتي نراها بالتلسكوبات في المناطق السوداء من بين مواقع النجوم، هي في الواقع مجرات تحتوى على مئات البلايين من النجوم ولكنها تقع بعيدة جدا خارج مجرتنا.

ثالثا – المجرات أو البقع الخافتة هذه عددها 2 تريليون مجرة، (التريليون = مليون مليون). بمعنى أنه لو صوبنا تليسكوب نحو أية بقعة سوداء في السماء، سواء في نصف الكرة الشمالي أو الجنوبي، مساحتها لا تزيد عن البوصة المربعة، فإننا سوف نجد في هذه البقعة مجرة أو أكثر بكل ما فيها من مئات البلايين من النجوم.

وإذا أرنا أن نعرف عدد النجوم في هذا الكون، فيجب أن نضرب 100 بليون، وهي متوسط عدد النجوم في المجرة الواحدة، في 2 تريليون وهو عدد المجرات. أي تساوى بالتقريب خمسون الف بليون بليون نجم.

في عام 1916م ظهرت نظرية النسبية العامة لأينشتين. في ذلك الوقت، لم يكن معروفا أن الكون يتسع ويتمدد. وعندما حاول أينشتين تطبيق نظريته الجديدة في الفلك، أصيب بخيبة أمل كبيرة. فلم تستقيم معادلاته، ولم يصل إلى نتيجة.

وفي عام 1922م وعام 1927م، وجد اثنان من العلماء، كل على حدة، أن نظرية النسبية العامة لأينشتين يمكن تطبيقها في الفلك بدون مشاكل، إذا افترضنا أن الكون يتمدد ويتسع إلى الخارج. العالمان هما فريدمان الروسي الأصل ولامتر القس البلجيكي. القس البلجيكي هو الذى اقترح أن الكون كله قد يكون قد أتى من انفجار عظيم من نقطة صغيرة في حجم ثقب الإبرة.

في عام 1929م أثبت إدون هبل بالدليل العلمي أن الكون يتسع ويتمدد. وأصبح الكون كله بما فيه من مجرات ونجوم، في نظر نظرية النسبية العامة لأينشتين، هو كون يتمدد ويتسع في فراغ منحن (مقعر أو محدب). ماذا يعنى إنحناء الفراغ.

من السهل تخيل إنحناء الخط أو الشكل المسطح (الورقة مثلا). ولكن من الصعب تخيل إنحناء الفراغ المكون من أبعاد ثلاثة. لكنني سوف أحاول توضيح ذلك بمثال.

نفترض أن شعاعين من أشعة الليزر أرسلا متوازيين إلى الفضاء الخارجي. حسب المفهوم التقليدي للفراغ، الشعاعان سوف يظلان متوازيين مهما امتدا. هكذا تعلمنا في المدارس الإعدادية من هندسة إقليدس، فالخطوط المتوازية لا تتقابل.

لكن نظرية النسبية العامة تقول إن الشعاعين إما أن يتلاقيا أو يبتعدا عن بعضهما. السبب هو أن الفراغ نفسه يتشكل بسبب الكتل الموجودة داخله. مثلما يتغير شكل مفرش مشدود من القماش إذا وضع عليه كرة من الحديد مثلا.

إذا اقترب الشعاعان وتلاقيا، فيعنى هذا أن الفراغ مقعر إلى الداخل وبالتالي يكون الكون مغلق. يعنى أيضا أن تمدد الكون الذى نعيش فيه سوف يصل إلى نهاية، بعدها يبدأ في الانكماش بسبب قوى الجاذبية حتى يعود الكون كله إلى نقطة صغيرة في حجم ثقب الإبرة كما كان.

قد يحدث انفجار عظيم مرة أخرى يعود الكون بعدها إلى التمدد والاتساع. أما إذا ابتعد الشعاعان عن بعضهما وانفرجا، فيعني هذا أن الفراغ الكوني مفتوح. وأن المجرات ستظل تبتعد عن بعضها، وبمرور الزمن، يبرد الكون ويعم الظلام ويموت كل شيء.

من المعروف أن صوت القطار القادم إلينا يختلف عن صوت القطار المبتعد عنا. وكلا الصوتين يختلفان عن صوت القطار الواقف في المحطة. لماذا؟

لأن سرعة القطار القادم إلينا تضغط موجات الصوت مع بعضها، وسرعة القطار المبتعد عنا تخلخل أو تبعد موجات الصوت عن بعضها. لذلك نسمع صوت القطار مختلف في كل حالة عن الأخرى.

كذلك موجات الضوء القادم إلينا من المجرات البعيدة، إذا كانت المجرة قادمة إلينا بسرعة، فنتوقع أن تكون موجات ضوئها مضغوطة. هذا يعنى أن التحليل الطيفي لضوئها يكون مضغوطا نحو اللون الأزرق. أما إذا كانت المجرة تبتعد عنا فنتوقع أن التحليل الطيفي لضوئها يكون منحازا نحو اللون الأحمر.

وجد عالم الفلك هبل بعد دراسة خواص ألوان الطيف الآتية من المجرات، أنها كلها بدون استثناء تبتعد عنا. ولمعرفة عمر الكون. لا بد من معرفة بعد الأجرام الموجودة به عن بعضها.

لمعرفة بعد نجم ما عن الأرض مثلا، يرصد النجم من على سطح الأرض في وقت الصيف وفي وقت الشتاء. أي من مكانين متقابلين بالنسبة للشمس. وبالتالي يكون لدينا مثلث متساوي الساقين. يقع في رأسه النجم المراد قياس بعده. وقاعدة المثلث هي المسافة بين موضعي الكرة الأرضية بالنسبة للشمس في الصيف والشتاء. وبعملية حسابية بسيطة، يمكن قياس بعد النجم عنا.

في عام 1948م وباستخدام التلسكوب الضخم 200 بوصة، أمكن معرفة بعد المجرات عنا. من ثم، تم تحديد عمر الكون ما بين13.8 بليون سنة. (عمر الشمس 4.6 بليون سنة وعمر الأرض وباقي الكواكب 4.5).

لكن من أين أتت كل هذه النجوم والمجرات. يقول العلماء أن الكون كله، قد أتى من نقطة واحدة في حجم ثقب الإبرة أو أصغر. ثم حدث انفجار عظيم انطلقت منه طاقة وحرارة هائلتين لا يتخيلها عقل. بدأت في الانتشار بسرعة رهيبة.

ثم بدأت الحرارة تقل حدتها بالانتشار، وبدأت الطاقة تتحول إلى عناصر غازية. غاز الهيدروجين بنسبة 73% وغاز الهيليوم بنسبة 23%. أثناء تدافع الغازات، وبفعل الجاذبية، بدأت تتكون كتل وتجمعات غازية في الفراغ.

مع مرور الوقت، بدأت ذرات الكتل الغازية تجذب بعضها البعض بفعل قوى الجاذبية. وبدأت حرارتها تزداد مع ازدياد ضغط كتلتها. وبمرور الوقت، تتحول الكتلة الغازية إلى قنبلة هيدروجينية، تنفجر وتظل مشتعلة حتى ينفذ وقودها من الهيدروجين. هذه القنابل النووية هي شمسنا ومعظم النجوم المضيئة التي نشاهدها في السماء أثناء الليل.

لكن ما هو شكل المجرة؟ إذا كانت النجوم والغازات والأتربة داخل المجرة الواحدة مجمعة بفعل الجاذبية، فإن المجموعة سوف تبدأ في الدوران حول محورها. هذا الدوران يجعلها تتشكل على هيئة كرة تأخذ في التفلطح عند القطبين، والانبعاج من الوسط.

تستمر في التفلطح والانبعاج والدوران إلى أن تصل مع مرور الزمن إلى شكل قرص له أذرع حلزونية ضمت إليه. مثل المتزلج على الجليد عندما يدور حول نفسه ثم يضم يديه إلى جسده حتى تزيد سرعته.

هذا القرص يتكون من نجوم وأتربة ودخان. وهو شكل معظم المجرات في هذا الكون الذى نعرفه. قطر هذا القرص الحلزوني قد يبلغ مسافة يقطعها الضوء في 100 ألف سنة ضوئية. والسنة الضوئية هي المسافة التي يقطعها الضوء في سنة كاملة. الضوء يسير بسرعة 300 ألف كيلومتر في الثانية الواحدة. وهي سرعة تسمح بالدوران حول الكرة الأرضية 7 مرات في الثانية.

المجرة التي نعيش فيها على شكل قرص حلزوني الأطراف. والشمس ليست في مركزه، وإنما تقع على بعد الثلث من الحافة والثلثين من المركز. وإذا نظرنا إلى نجوم السماء أثناء الليالي الصافية التي يغيب فيها القمر، فإننا نرى حافة القرص على شكل خط أبيض يمر بالسماء.

هذا الخط يعرف بالطريق اللبني أو طريق التبانة. لأنه يشبه اللبن المسكوب على الأرض، أو الطريق الذى تسلكه الدواب وهي تحمل التبن. قطرها يبلغ 185 ألف سنة ضوئية، وسمكها ألف سنة ضوئية فقط.

هذه قصة المجرات. ولكن ما حكاية النجوم؟ وكيف ولدت؟ وكيف تعيش وتموت؟ ومن أين أتت الغازات والأتربة الموجودة داخل المجرات والمنتشرة في الفراغ بين النجوم؟

في الواقع هذه الأتربة والغازات قد صنعت داخل نجوم قد توفاها الله ودخلت في رحمته منذ زمن سابق. تناثرت أشلاؤها في الفضاء الخارجي.

إذا كانت هذه المعلومة غريبة، فالأغرب منها أن كل ذرة في أجسامنا وكذلك كل عناصر الكرة الأرضية قد صنعت وطبخت داخل نجم سابق، غير الشمس بالطبع، توفاه الله من زمن مضى ولا نعرف نحن أبنائه عنه شيئا.

كل شيء يولد يموت. هذه سنة الحياة. والنجوم لا تشذ عن هذه القاعدة. فهي أيضا تولد تموت. البعض يموت في سلام، كما ماتت أم ملكة إنجلترا أثناء نومها عن عمر يناهز المائة بدون مرض أو ألم. والبعض الأخر يمثل موته ملحمة ودراما كبيرة في قصة الخلق هذه. هذا يتوقف على كتلة النجم. هل هو نحيف أم ضخم الجسم.

بعض النجوم تبلغ كتلتها 0.1 من كتلة الشمس أو أقل. والبعض الآخر تبلغ كتلته 100 ضعف كتلة الشمس أو أكثر. النجوم صغيرة الكتلة نسبيا ومنها الشمس، تشتعل ويحترق وقودها ببطء شديد، ويستغرق ذلك بلايين السنين (بالباء).

لكن النجوم ضخمة الكتلة، تشتعل ويحترق وقودها بسرعة كبيرة وتموت خلال 10 مليون سنة (بالميم). وإذا عرفنا أن البليون يساوى ألف مليون، فيمكن القول إن النجوم الصغيرة (وهذه ميزة كبيرة) تعيش ألف ضعف عمر النجوم كبيرة الكتلة.

عندما يبدأ النجم في الاشتعال، تنصهر عناصر غاز الهيدروجين داخله وتتحول إلى عناصر غاز آخر هو الهيليوم. وتنطلق تبعا لذلك طاقة وحرارة شديدة. ماذا يحدث عندما ينضب معين النجم من غاز الهيدروجين؟

ينتفخ حجم النجم ويتورم، ويتحول إلى مارد أحمر. وسبب ذلك هو انخفاض درجة حرارة سطحه. (نجم منكب الجوزاء ببرج الجبار هو عملاق أحمر. درجة حرارته تبلغ نصف حرارة الشمس، وحجمه ألف ضعف حجم الشمس ويبعد عنا 724 سنة ضوئية).

ثم ينكمش مركز العملاق الأحمر ويصبح أكثر حرارة وكثافة. وبسبب الحرارة الشديدة والكثافة الهائلة في المركز، تبدأ عناصر الهيليوم في الانصهار النووي وتتحد مع بعضها لتوليد عناصر جديدة من الكربون والأكسجين.

إذا كانت كتلة النجم صغيرة نسبيا، أقل من 1.4 كتلة الشمس مثلا، فإن الانصهار النووي داخل النجم يتوقف عند صناعة الكربون والأكسجين، لأن قوى الجاذبية لا تستطيع بسبب صغر كتلته صهر الكربون والأكسجين لتوليد عناصر أثقل.

ثم يتمدد غلافه الخارجي في الفضاء وينكمش مركزه ويكون ما يعرف بالقزم الأبيض. لأنه يشع ضوء أبيض خافت. حجمه صغير جدا بالنسبة لكثافته. (في مثل حجم الكرة الأرضية)

أما إذا كانت كتلة النجم تبلغ من 1.4 - 6 كتلة الشمس، فعندما تنضب عناصر الهيليوم كلها، تنصهر عناصر الكربون والأكسجين لتكون عناصر جديدة أثقل. ثم عناصر أخرى أثقل فأثقل. إلى أن نصل إلى الحديد.

الحديد هو آخر العناصر التي تصنع بهذه الطريقة. الحديد رغم احترامنا الشديد له، لا يصلح لكي يستخدم كوقود نووي لتصنيع عناصر أخرى أثقل مثل الفضة والذهب واليورانيوم. إذا كان الأمر كذلك، فمن أين أتت معادن مثل الفضة والذهب واليورانيوم.

عندما يستهلك النجم مخزونه من الوقود النووي وهي في هذه الحالة العناصر القابلة للانصهار، ولا يتبقى سوى الحديد. يقف النشاط في مركز النجم، فتنجذب كل ذرات النجم إلى المركز بفعل الجاذبية في ثوان بسرعة شديدة، ثم تنعكس وتنفجر متناثرة في الفضاء الخارجي.

في هذه الحالة يسمى النجم المستسعر الأعظم (سوبر نوفا). وبسبب هذا الانفجار المهول، تتولد طاقة مهولة وحرارة تصل إلى 10 مليون درجة مئوية، كافية لتصنيع العناصر الثقيلة مثل الفضة والذهب واليورانيوم.

هذا الانفجار يعتبر حدثا عظيما لأنه: أولا_ يحدث بمعدل مرة كل 100 سنة. وثانيا_ لأنه عندما يحدث، يستمر لمدة أسابيع أو شهور. وينتج عنه ضياء يفوق ضياء النجوم مجتمعة ويمكن رؤيته أثناء النهار.

عندما يخمد الانفجار، يترك خلفه سحابة من الغاز والتراب تظل مضيئة لعشرات الآلاف من السنين. وينكمش مركزه إلى كتلة مكثفة على شكل كرة قطرها 15 ميل تتكون من جزيئات الذرة المسماة نيترونات. ويتحول النجم إلى ما يعرف بالنجم النيتروني. الملعقة منه تزن بليون طن.

النجم النيتروني بسبب انكماشه وكتلته الكبيرة وصغر حجمه، يدور حول نفسه بسرعة كبيرة قد تصل إلى مئات اللفات في الثانية الواحدة. له أيضا مجال مغناطيسي.

كل شيء يدور له مجال مغناطيسي. الشمس تدور حول نفسها مرة كل 25 يوم ولها مجال مغناطيسي يعادل في شدته المجال المغناطيسي للأرض. الأرض تدور حول نفسها مرة كل 24 ساعة ولها مجال مغناطيسي يجعل البوصلة تتجه نحو الشمال.

بعض النجوم لها مجال مغناطيسي يبلغ 30 ألف ضعف شدة المجال المغناطيسي للشمس. عندما تنكمش هذه النجوم وتتحول إلى نجم نيتروني، فإن مجالها المغناطيسي يزيد إلى مليون ضعف مجال الشمس المغناطيسي.

مثل هذا النجم النيتروني ذو المجال المغناطيسي القوى، يطلق بسبب ذلك موجات راديو. موجات الراديو مثل موجات الضوء ولكن لا تشاهدها العين أو تسمعها الأذن. فقط أجهزة تلسكوبات الراديو يمكن أن تلتقطها وتحولها إلى صوت.

موجات الراديو هذه لا يرسلها النجم النيتروني في جميع الاتجاهات كما هو الحال بالنسبة لأشعة الضوء. ولكن يرسلها على هيئة شعاع في اتجاه واحد مثل شعاع الكشافات.

عندما يلتقطها تليسكوب الراديو على الأرض، تبدو على هيئة نبضات تتزامن مع دوران النجم الإلكتروني حول نفسه. تشبه بعد ترجمتها إلى صوت، نبضات القلب أو طلقات المدفع الرشاش. ويسمى النجم النيتروني في هذه الحالة النجم النابض أو "بولسار".

أما إذا كانت كتلة النجم المحتضر تزيد على 6 أمثال كتلة الشمس، وينفجر مكونا المستسعر الأعظم أو السوبر نوفا، فإنه يستمر في الانكماش بفعل قوى الجاذبية المهولة والتي تستمر وتسحق كل شيء داخل النجم، ويتحول إلى ثقب في الفضاء يجذب كل شيء إليه، ولا يستطيع أن يهرب منه شيء، حتى الضوء لا يستطيع الإفلات من جذبه لذلك يسمى الثقب الأسود لأنه لا يصدر منه أي ضوء.

شيء أخير حتى يكتمل الموضوع. وهو الجرم السماوي المسمى "كويزار". ما حكاية أخينا الكويزار هذا؟ الكويزار هو جرم سماوي صغير جدا بالنسبة لحجم وكتلة المجرة. لكنه يشع موجات راديو وطاقة تزيد على مجموع الطاقة الناتجة من المجرة بكل نجومها والتي قد يبلغ عدد نجومها 200 بليون نجم أو يزيد.

الأغرب من ذلك أن بعض الكويزار يبعد عنا بسرعة تقترب من 90% من سرعة الضوء. أي أنها تبتعد عنا مسافة 10 بليون سنة ضوئية. هذا يعنى أننا نرى الكويزار على حالته منذ 10 بليون سنة مضت. أما الآن فلا ندرى هل هو موجود أم لا.

أقرب كويزار إلينا على بعد 3 بليون سنة ضوئية. ويعتقد العلماء أن الكويزار عبارة عن قلب مجرات بعيدة جدا عنا. سبب شدة لمعان الكويزار وإرساله موجات الراديو، هو قربه من ثقب أسود في مركز المجرة. يقوم الثقب الأسود بجذب عناصر الكويزار إليه وشفطها. أثناء عملية الشفط هذه تنطلق موجات الراديو والضوء في الفضاء لكى تصل إلينا.

#محمد_زكريا_توفيق (هاشتاغ)      

---

ترجم الموضوع إلى لغات أخرى - Translate the topic into other languages

---

الحوار المتمدن مشروع تطوعي مستقل يسعى لنشر قيم الحرية، العدالة الاجتماعية، والمساواة في العالم العربي. ولضمان استمراره واستقلاليته، يعتمد بشكل كامل على دعمكم. ساهم/ي معنا! بدعمكم بمبلغ 10 دولارات سنويًا أو أكثر حسب إمكانياتكم، تساهمون في استمرار هذا المنبر الحر والمستقل، ليبقى صوتًا قويًا للفكر اليساري والتقدمي، انقر هنا للاطلاع على معلومات التحويل والمشاركة في دعم هذا المشروع.
 

اشترك في قناة ‫«الحوار المتمدن» على اليوتيوب
حوار مع الكاتبة انتصار الميالي حول تعديل قانون الاحوال الشخصية العراقي والضرر على حياة المراة والطفل، اجرت الحوار: بيان بدل	حوار مع الكاتب البحريني هشام عقيل حول الفكر الماركسي والتحديات التي يواجهها اليوم، اجرت الحوار: سوزان امين

كيف تدعم-ين الحوار المتمدن واليسار والعلمانية على الانترنت؟

تابعونا على:

الفيسبوك

التويتر

اليوتيوب

RSS

الانستغرام

لينكدإن

تيلكرام

بنترست

تمبلر

بلوكر

فليبورد

الموبايل