الكويزرات /بقلم كوكب البدري - جامعة تكريت/ قسم الفيزياء
المقدمة :
تعود أصول نظرية الأنفجار العظيم إلى خطأ ارتكبه أينشتاين عام 1917 ووصفه فيما بعد بأنه كان أكبر مطب في حياته حيث ونتيجة للنسبية العامة حصل أينشتاين على حلول لمعادلاته تؤدي إلى أن الكون يتوسع مما دفعه تفادياً للوقوع في مشاكل بسبب نتيجته المعارضة لما هو سائد إلى إضافة حد لموازنة جنوح الكون إلى التوسع لكن عام 1929 أكتشف العالم إدوين هبل أن مجرتنا ليست وحيدة في الفضاء بل يوجد هناك ملايين المجرات وتلك المجرات تندفع مبتعدة عنا بسرعات خيالية مما دفع بأينشتاين إلى إسقاط حده الإضافي وهنا ولدت نظرية الأنفجار العظيم والتي تقول أن الكون كان متجمعاً في موضع واحد يدعى متفرداً كثافته لانهائية وقوانين العلم جميعها متوقفة هنا وكذلك الزمان والمكان.
هذا الحدث الكارثي حصل مابين العشرة حتى العشرين مليار سنة والرقم الأقرب هو 14.5مليار سنة والعلماء يستطيعون التحدث عن الأجزاء الأولى من الثانية الأولى من هذا الأنفجار عند الأنفجار العظيم كانت جميع القوى واحدة وبدأت بالتمايز بعد الأنفجار وبعد مرور واحد من ألف مليون من الثانية الأولى ولدت الكواركات والليبتونات والفوتونات وبعد ثلاث دقائق أخذت النوى بالظهور وبعد ثلاثمئة ألف سنة من حدوث الأنفجار ولدت الذرات وانخفضت درجات الحرارة إلى 3000كلفن مما سمح لذرات الهيدروجين بالظهور وتكونت النجوم والمجرات وأخذ الكون بالتوسع .] 1 [
ماهو الكوازار :
نعلم اليوم أن الكوازار هو جسم صغير بالمقاييس الكونية لكنه يطلق كميات كبيرة من الطاقة،
أول كوازار كان الكوازار 3C-273 الذي ثبتت المعلومات الخاصة به ونشرت في العام 1962، عرف الكوازار بإطلاقه الراديوي القوي أما تمييزه كمصدر ضوئي فقد كان أمراً صعباً للغاية،
في الخامس من آب من العام 1962 كسف القمر هذا المصدر الراديوي مما سمح للعلماء بتحديد موقعه بدقة وتعيين الكوازار بالتالي بنجم أزرق بالغ الخفوت،
في العام 1963 حصل الفلكيون على طيف ضوئي للكوازار وتبين أنه ليس نجماً على الإطلاق،
أظهر الطيف خطوطاً هيدروجينية شديدة الانزياح نحو الأحمر، استنتج العلماء من ذلك أن الكوازار كان يبتعد بسرعة كبيرة جداً،
تتالى اكتشاف الكوازارات بعد ذلك لم تكن كل الكوازارات مصادر للطاقة الراديوية كما كان الكوازار الأول،
إن أكثر الكوازارات سطوعاً هو الكوازار الأول المكتشف 3C-273
يعتقد الفلكيون أن أبعد جسم تم رصده حتى الآن هو الكوازار المعروف باسم PKS2000-330 والذي يقع على مسافة 14000 مليون سنة ضوئية ويندفع مبتعداً بسرعة تقارب 90% من سرعة الضوء،
إن صحة المسافة المذكورة ترتكز على فرض مفاده أن الانزياح نحو الأحمر المرصود إنما هو من نوع انزياح دوبلر المألوف،
حسب مبدأ دوبلر تنزاح أطياف الأجسام المقتربة نحو الموجات الأقصر أي نحو الأزرق،
يقول الفلكي هالتون آرب أنه رصد مجرات وكوازارات مرتبطة فيزيائياً فيما بينها لكنها تبدي انزياحات طيفية متباينة، وفق هالتون آرب ليس بالضرورة أن تقع الكوازارات على مسافات بعيدة جداً ولربما أن بعضها أقرب مما كنا نظن،
كان الفلكي فريد هويل يؤيد هذا الرأي بل ويعتقد أن بعض الكوازارات قريبة جداً إلى مجرة درب التبانة التي تنتمي إليها الشمس،
إذا أخذنا برأي أغلبية الفلكيين فإن الكوازارات تقع على الحدود القصية للكون المرصود فلو وجد جسم كوني يبتعد بسرعة الضوء لما استطعنا اكتشافه،
يتزايد الاعتقاد بين العلماء ألآن أن الكوازارات هي نوى مجرات نشيطة ذات فعالية عالية وتضم أعداد كبيرة من الثوب السوداء،
اكتشف العلماء نوعاً من الكوازارات يطلق في الأشعة تحت الحمراء،
ترتبط بالكوازارات الأجسام المعروفة باسم BL-Lacertae والتي دعيت كذلك باسم أكثرها سطوعاً والذي ميزه الفلكيون كمُصدر للطاقة الراديوية في العام 1968،
لم يرصد الفلكيون عدداً كبيراً من هذه الأجسام ولم تكن للأجسام المرصودة منها أطياف ضوئية مميزة، بذل الفلكيون جهوداً كبيرة في العام 1976 لتحديد بعض الخطوط الطيفية لواحد من هذه الأجسام وقدروا تبعاً لذلك الانزياح نحو الأحمر المرتبط بتلك الخطوط وظهر الجسم المرصود وكأنه مجرة عدسية عملاقة، لكن السطوع الكلي لم يكن سطوع مجرة بل أقرب إلى سطوع كوازار خافت.
تبقى الكوازارات والأجسام المرتبطة بها مادة للبحث لعدة عقود.
هل ربط العلماء بين الكون المتمدد والكوازارات؟
يحظى نموذج الكون المتمدد الآن بتأييد معظم العلماء في الوسط العلمي، طرح توماس غولد وهرمان بوندي وفريد هويل في العام 1974 نموذجاً مختلفاً للكون هو نموذج الكون المستقر،
وفق هذا النموذج تمتد حياة الكون منذ الأزل وحتى الأبد دون بداية أو نهاية، وحيثما تموت المجرات وتندثر تولد مادة جديدة من العدم في شكل ذرات هيدروجين مبعثرة هنا وهناك في الكون،
وسرعان ما ظهر نظرية جديدة تتحدث عن نوسان الكون حيث ينتهي طور التمدد بطور انكماش وتقلص
ويقع انفجار هائل جديد مرة كل 80000 مليون سنة،
آلت نظرية الكون المستقر إلى النسيان بسبب عدم اتساقها مع الأرصاد المتأخرة، فتوزع المجرات لا يتغير في الكون المستقر على الرغم من اختلاف المجرات الجديدة عن المجرات الأقدم المندثرة، تثبت الأرصاد الفلكية المعاصرة أن المجرات الأقرب إلينا والتي نراها في ماضٍ قريب تختلف جذرياً عن الأجسام الابعد التي تقع على حافة الكون المرصود والتي تعود إلى حقبة موغلة في القدم من تاريخ الكون،
إن الكوازارات وهي الأجسام الأبعد في الكون لا تتطابق في بناءها وتوزعها مع المجرات الأقرب، يعني ذلك أن الكون ليس مستقراً وأنه يتمدد بالفعل، لا نستطيع تقويم نوسان الكون بشكل مماثل، إذ يتوقف مستقبل الكون على الكمية الفعلية للمادة الموجودة فيه، حدد العلماء كثافة للمادة في الكون دعوها الكثافة الحدية للمادة في الكون، تكافئ هذه الكثافة كتلة ذرة هيدروجين واحدة في حجم يساوي 1023 متراً مكعباً
إذا كانت الكثافة الفعلية للمادة في الكون أكبر من الكثافة الحدية، يتوقف تمدد الكون في وقت ما من المستقبل البعيد ويأخذ الكون بالتقلص،
أما إذا كانت الكثافة الفعلية للمادة في الكون أقل من الكثافة الحدية يستمر تمدد الكون دون توقف،
لا ندري حتى الآن مقدار المادة العاتمة في الكون وهل تكفي لوقف التمدد؟
يقول بعض الفلكيين إن تمدد الكون سيستمر وأن الحالة المضيئة للكون إن جاز التعبير مجرد لقطة عابرة لا أهمية لها في المقياس الزمني، وإن الأصل في الكون هو الظلمة وإن الكون سيسقط مرة أخرى في الظلمة دون أن يتحرر منها في غضون آلاف قليلة من ملايين السنوات.[ 2 ]
ان ابعد كوازار يعاني من انزياح حسب ظاهرة دوبلر وكالآتي
Δλ/λ= 6
ففي هذه الكوازارات فأن خطوط الاشعة فوق البنفسجية لسلسة لايمان لذرة الهيدروجين تنزاح دائما ً نحو اللون الأحمر للطيف المرئي .
تبدو بعض الكوازارت براقة جدا بصورة دورية شهرية او لبضعة ايام
بما ان هذه الاجسام تبدو مشرقة باعتدال في سماءنا رغم بعدها اذن فلابد ان لها نورانية هائلة فكوازار مفرد يمكن له ان يبعث ماتبعثه 10-100 مجرة اهليليجية .]
[3 ]
الطاقة خلف الكوازار
لقد بينت الملاحظات خلال السنوات الثلاثين الخيرة ان كل المجرات تحتوي ثقوبا سوداء بمركزها وهذا الثقب يكون مرئيا فقط حين يلتهم جسيما ما اما ان لم يسقط به جسم فانه لن يشع ضوءا او أي اشعاع راديوي آخر
[3 ]
الكوازارات وتقاطع اينشتاين :
تشاهد الكوازارات كانها نجوم خافتة في الصور الملتقطة لها , وتتميز بانها تصدر كمية هائلة من طاقة على نطاق عريض من الاطوال الموجية , هذا بالاضافة لكونها تنزاح وبشكل واضح للون الاحمر من الطيف وهي بذلك تكون صاحبة اعلى انزياحات حمراء مكتشفة حتى الآن ( أي انها تبتعد عنا بسرعة كبيرة حسب قانون هابل ) , والغريب في الامر ان هذه الكوازارات صغيرة الحجم نسبيا فعرضها يساوي عرض مجموعتنا الشمسية ولكنها تضيء بدرجة تفوق سطوع الف مجرة عادية . والكوازارات من اغرب الاجساب الكونية , فهي ابعد ما اكتشف من اجرام سماوية واعلاها ضيائية , ويعتقد انها تبتعد عنا بسرعة تساوى 90% من سرعة الضوء .
قد يكون من اكثر انواع الكوازارات غرابة والتي تم رصدها ومشاهدتها هي تلك الصور المزدوجة والمركبة للكوازار , ونسبة لنظرية اينشتاين في النسبية العامة فان الضوء القادم من النجوم عندما يمر بجرم كبير فانه ينحرف , ويسمي العلماء تلك المجرات التي تحرف ضوء الكوازارات باسم العدسات الجذبية ( او التثاقلية ) التي تتكون من مجرة متقدمة على كوازار يقع خلفها , وبالتالي فانها المسؤولة عن توليد تلك الصور المزدوجة للكوازارات .
تقاطع اينشتاين كما صوره تلسكوب هابل الفضائي
تقاطع آينشتاين والذي يرمز له بالرمز(G2237+030) يشمل أربعة صور متماثلة لنفس الكوازار ، الذي يبعد 8 مليار سنة ضوئية ويقع مباشرة خلف نواة مجرة تبعد حوالي 500 مليون سنة ضوئية فقط . إنّ إصطفاف الكوازار والمجرة قريب جدا بحيث إن تأثير العدسة التثاقلية يمكن أن يزول مع استمرار الملاحظة . هذا النظام الغريب اكتشف أثناء مسح للانزياح الأحمر بمركز The Smithsonian للفيزياء الفلكية من قبل جون هيكرا عام 1948م ، (تسمى أحيانا عدسة هيكرا ) وقد كانت نتائج هذا المسح ومن خلال الرصد العادي لمجرة من القدر 15 ( كان انزياحها الاحمر هو z =0.0394 ) لوحظ فيها ايضا انزياح احمر عالي جدا لكوازار ( كان انزياحه الاحمر z =1.695 ) , ومن خلال تنقية الصورة الملتقطة وبعد تفسير غموضها اصبحت تسمى تقاطع اينشتاين وهو أربعة صور متنوعة لكوازار حول نواة تلك المجرة ذات الانزياح الاحمر المنخفض .
. ويظهر تقاطع آينشتاين بشكل واضحا عندما يكون المصدر ( الذي يمثل الكوازار ) والعدسة التثاقلية ( التي تمثل المجرة ) في نفس المستوى مع المراقب ( ويمثل هنا التلسكوب ) وبحيث يقوم الحقل الجذبي للمجرة بثني مسار ضوء الكوازار .
وقوة الحقل الجذبي للمجرة تنسب الى النجوم الموجودة فيها والتي تلعب دور العدسات الجاذبة هنا , كما تقوم هذه النجوم بتغيير سطوع الصورة تغييرا نسبيا .
وهذه التغييرات في السطوع تظهر واضحة في هاتان الصورتان لتقاطع اينشتاين , علما ان فرق المدة الزمنية بينهما هو ثلاث سنوات .[4] .
الكويزرات
العرض العادي
