
تاريخ الفيزياء

علماء الفيزياء


الفيزياء الكلاسيكية

الميكانيك

الديناميكا الحرارية


الكهربائية والمغناطيسية

الكهربائية

المغناطيسية

الكهرومغناطيسية


علم البصريات

تاريخ علم البصريات

الضوء

مواضيع عامة في علم البصريات

الصوت


الفيزياء الحديثة


النظرية النسبية

النظرية النسبية الخاصة

النظرية النسبية العامة

مواضيع عامة في النظرية النسبية

ميكانيكا الكم

الفيزياء الذرية

الفيزياء الجزيئية


الفيزياء النووية

مواضيع عامة في الفيزياء النووية

النشاط الاشعاعي


فيزياء الحالة الصلبة

الموصلات

أشباه الموصلات

العوازل

مواضيع عامة في الفيزياء الصلبة

فيزياء الجوامد


الليزر

أنواع الليزر

بعض تطبيقات الليزر

مواضيع عامة في الليزر


علم الفلك

تاريخ وعلماء علم الفلك

الثقوب السوداء


المجموعة الشمسية

الشمس

كوكب عطارد

كوكب الزهرة

كوكب الأرض

كوكب المريخ

كوكب المشتري

كوكب زحل

كوكب أورانوس

كوكب نبتون

كوكب بلوتو

القمر

كواكب ومواضيع اخرى

مواضيع عامة في علم الفلك

النجوم

البلازما

الألكترونيات

خواص المادة


الطاقة البديلة

الطاقة الشمسية

مواضيع عامة في الطاقة البديلة

المد والجزر

فيزياء الجسيمات


الفيزياء والعلوم الأخرى

الفيزياء الكيميائية

الفيزياء الرياضية

الفيزياء الحيوية

الفيزياء والفلسفة

الفيزياء العامة


مواضيع عامة في الفيزياء

تجارب فيزيائية

مصطلحات وتعاريف فيزيائية

وحدات القياس الفيزيائية

طرائف الفيزياء

مواضيع اخرى
مشكلة درجات الحرارة الدنيا
المؤلف:
إيما تشابمان
المصدر:
الضوء الأول
الجزء والصفحة:
ص110
2026-04-02
41
عندما نُشرت نتائج تجربة رصد تأثير عصر إعادة التأين العالمي، تصدرت عناوين الصحف تفسيرات المادة المظلمة، وهذا أمر مفهوم بالنظر إلى محور الدراسة النظرية الوحيدة التي رافقت الدراسة التجريبية. لكن على مدى الأشهر التالية، ظهرت أبحاث أخرى تحمل تكهنات عديدة. وكان من بين هذه التكهنات على سبيل المثال، وجود إشعاع خلفية إضافي أو خطأ في معايرة. الإشارة. يتطلب فهم الأمر الأول تغيير منظورنا تجاه المادة المظلمة. ماذا لو افترضنا بدلا من أن يكون الغاز أبرد من المتوقع أن يكون إشعاع الخلفية أكثر دفئًا والمقصود هنا إشعاع خلفية إضافي إلى جانب إشعاع الخلفية الكونية الميكروي. وللحصول على قياساتٍ مضبوطة، فإن أي إشعاع خلفية إضافي يجب أن تكون شدته مساوية لإشعاع الخلفية الكونية الميكروي أو أكبر منها لإحداث تغيير كبير. كان من بين الأبحاث الأولى التي اقترحت نظرية إشعاع الخلفية الإضافي كان على القدر نفسه من الإثارة التي تمتعت بها الدراسة النظرية الأولى حول المادة المظلمة. ومن اللافت للنظر أن النص كان يحتوي على علامة تعجب، وهو أمر لم أره من قبل في بحث علمي. فهذا لا يحدث عادة. لا أمانع في وجود هذه اللمسة الحماسية والإنسانية في الأبحاث العلمية لكن هناك من قد يعارضني في ذلك. فهناك من يقول إن العلم يجب أن يكون مجردا من المشاعر الإنسانية، وأن يستند إلى الموضوعية والمنطق البحت. لكنني لا أتفق مع هذا الرأي عند قراءة الأبحاث العلمية القديمة التي كتبت في الفترة بين القرن الثامن عشر والقرن العشرين ستجد هذه الإثارة حاضرة، بالإضافة إلى الإقرار بالأخطاء أو الاعتراف بعدم معرفة الخطوة التالية من الصعب تحديد متى فقدنا هذا الشعور بالإثارة في القرن العشرين. وقد أدى غياب هذه النزعة الإنسانية إلى المبالغة في أهمية النتائج، والشعور بالعظمة مما أدى إلى الإشادة بأصغر النتائج باعتبارها إنجازات رائدة. وقد تسبب ذلك أيضًا في التقليل من أهمية الفكر التعاوني واختزال العلم إلى علامة تجارية. لكنني لا أؤيد حقا هذا التوجه. ما يعجبني هو عندما أتمكن من الوصول إلى أبحاث تجربة رصد تأثير عصر إعادة التأين العالمي الجديدة هذه، وأشعر بحماس زملائي وأقرأ أنهم بذلوا قصارى جهدهم، لكنهم ما زالوا غير متأكدين من النتائج. ولذا عليهم استخدام مصطلحات مثل افتراضات متفائلة ليجعلوا النظرية تتناسب مع البيانات المرصودة، مما يضطرهم إلى تقديم طلب استثنائي يستدعي أدلة استثنائية». فهناك مسائل مهمة يتعين على النظريات الجديدة التغلب عليها». ويجب على الجميع أن يتخلوا عن افتراضاتهم القديمة وأن يفسحوا المجال لمجموعة جديدة من النظريات.
إن فكرة وجود إشعاع خلفية إضافي ليست بالجديدة فقد كشفت تجربتان. مقياس الإشعاع المطلق لعلم الكونيات والفيزياء الفلكية والانبعاث المنتشر ومصفوفة الأطوال الموجية الطويلة - عن إشعاعات خلفية لا تفسير لها، وإن كان ذلك بترددات مختلفة. إذا كانت إشعاعات الخلفية هذه حقيقية وكانت موجودة عند ترددات الفجر الكوني، لكان بإمكانها حينئذ أن تفسر هذا الانخفاض الشديد في درجة الحرارة. تنص إحدى النظريات التي تتميز بتناغم جميل أن موت النجوم الأولى يؤثر في صفات النجوم الأولى وتأثيراتها. ويُعتقد أن نجوم الجمهرة الثالثة تنهي حياتها بالتحول إلى ثقوب سوداء أو بإحداث انفجارات عملاقة تسمى المستعرات العظمى ينتج عن كلا الأمرين جسيمات عالية السرعة تولد أثناء تسارعها إشعاعًا، يسمى الإشعاع السنكروتروني. وينتج عن هذا الأمر إشعاع خلفية آخر يتكون من فوتونات ولكنه ينتج أيضًا تأثيراً معاكسا لما نريده وتنتج الثقوب السوداء أشعة سينية تعمل على تسخين الغاز مما يقلل من امتصاصه. وبناءً عليه، لكي تتحول تلك الأشعة الصادرة عن النجوم الميتة إلى إشعاع خلفية، لا بد أن تكون لدينا أيضًا بيئة يحيط فيها غاز كثيف بالنجوم. وبهذه الطريقة، لا تستطيع الأشعة السينية المنبعثة من المستعرات العظمى والثقوب السوداء الهروب وتسخين الغاز المحيط هناك طرق لإعادة إنتاج الإشارة باستخدام إشعاع خلفية إضافي، ولكن كما هو الحال مع نظريات المادة المظلمة، يتطلب تحقيق ذلك العديد من عمليات الضبط الدقيق. يُعَدُّ المجال البحثي المتعلق بالثقوب السوداء من المجالات التي تحتاج دائما إلى المزيد من البيانات، ولذا يتحمس الجميع بشأن درجات الحرارة المتدنية التي اكتشفتها تجربة رصد تأثير عصر إعادة التأين العالمي؛ لأنها قد تشير إلى وجود ثقوب سوداء في الكون المبكر. في مركز مجرتنا ومعظم المجرات الحلزونية، يوجد ثقب أسود هائل، تعادل كتلته حوالي 5 ملايين كتلة شمسية. إن مثل هذه الثقوب السوداء كبيرة جدًّا لدرجة أننا لا نستطيع معرفة كيف نمت إلى هذا الحد خلال 13 مليار سنة «فقط». إذا كانت نجوم الجمهرة الثالثة قد شكلت ثقوباً سوداء في وقت مبكر جدًّا عما كنا نعتقد، كأن يكون هذا قد حدث في العصور المظلمة مثلًا، فلربما منح ذلك الثقوب السوداء وقتا كافيًا لتنمو إلى النسب التي نلاحظها اليوم وهذا لغز كوني آخر من المحتمل أن تنجح تجربة رصد تأثير عصر إعادة التأين العالمي في حله.
لقد ناقشنا مسألة المادة المظلمة وإشعاع الخلفية الإضافي. وهكذا نصل إلى الاحتمال الثالث، وهو أن البيانات غير دقيقة. على الرغم من بساطة تصميم تجربة رصد تأثير عصر إعادة التأين العالمي، فإن تحليل البيانات مسألة معقدة. فعند تشغيل تلسكوب راديوي وضبطه على أحد الترددات، فأنت لا تلتقط الفوتونات الصادرة عند هذا التردد من النجوم الأولى فحسب بل تلتقط جميع الفوتونات الصادرة عند هذا التردد، بما فيها تلك التي تنتجها الأرض من الهواتف المحمولة والطائرات ومحطات الراديو. وتعد المجرة نفسها مصدرًا ممتازا للفوتونات، والتي تفوق في عددها عدد الفوتونات المنبعثة من إشارة النجوم الأولى بمئات إلى آلاف المرات. يتمحور مجال اختصاصي المهني حول تحديد كيفية التقاط الإشارة من بين كل تلك الإشارات المتداخلة. ويتطلب هذا الأمر أساليب إحصائية ومعرفة ممتازة بمدى سطوع المجرة عند كل تردد وقد تمرسنا على اكتشاف هذه الأشياء جيدًا، لكننا يساورنا القلق دائمًا حول احتمالية وجود شيء مجهول، ربما مصدر للفوتونات يساهم في وجود إشارة متداخلة لا نتوقعها ولا نعلم حتى بوجودها. فقد تكون الإشارات المكتشفة إشارات متداخلة وعالقة تتظاهر بأنها إشارات حقيقية. وقد حظيت هذه النظرية باهتمام متزايد في الأدبيات العلمية. وفي أحد المؤتمرات بعد الإعلان عن نتائج تجربة رصد تأثير عصر إعادة التأين العالمي، ذهبت إلى أحد العلماء المشاركين في تجربة رصد تأثير عصر إعادة التأين العالمي وأخبرته بأنني أريد التحدث معه بشأن الإشارات المتداخلة. نظر إلى نظرة منهكة وتنهد قائلا: «بالطبع تريدين ذلك». أعتقد أن الكثيرين كانوا يطرحون عليه الأسئلة نفسها في ذلك الاجتماع على سبيل المثال، هل تحققوا من خوارزمياتهم؟ هل جربوا طريقة مختلفة لإزالة الإشارات المتداخلة؟ وكانت الإجابة دائما هي نعم، كما تشير دقة البحث الأصلي. إن هذا ليس إعلانا عن صحة ما اكتشفته التجربة ولكنه قائمة من واقع معرفتي الذاتية بما لم تكتشفه تلك التجربة. لقد حاولوا كل ما في وسعهم لتفسير هذه الإشارة بحل بسيط. نحن الآن في مواجهة متأزمة مع النظريات التي لا يمكن حلها إلا بتوفر المزيد من البيانات.
الاكثر قراءة في النجوم
اخر الاخبار
اخبار العتبة العباسية المقدسة
الآخبار الصحية

قسم الشؤون الفكرية يصدر كتاباً يوثق تاريخ السدانة في العتبة العباسية المقدسة
"المهمة".. إصدار قصصي يوثّق القصص الفائزة في مسابقة فتوى الدفاع المقدسة للقصة القصيرة
(نوافذ).. إصدار أدبي يوثق القصص الفائزة في مسابقة الإمام العسكري (عليه السلام)