The Universe

في البداية كان هناك ظلام

وبعد ذلك إنفجار

نشأ منه كيان لا يتوقف عن التمدد

من الزمان والمكان والمادة

.. كل يوم ، اكتشافات جديدة تُزيل الغموض

عن الأسرار القاتلة التي تعصف بالعقل

لمكان نُسميه الكــــــــون

بين النجوم , و بين المجرات

في الغالبية العظمى من الفضاء

تصل درجة الحرارة إلى أكثر من 450 درجة تحت الصفر

التجمد الشديد للفضاء

سوف يحول الهواء الذي تتنفسه إلى مجرد جليد صلب

و الآن , الأماكن المُجمدة البعيدة جلبت لنا نظريات جديدة غريبة

سديم بوميرانج أو القوس هو في الواقع أبرد من الفضاء المحيط به

هل هناك حياة على العوالم المجمدة

ولماذا تغير البرودة الشديدة من قوانين الفيزياء التي نعرفها ؟

يمكننا أخذ شعاع ضوء و نبطئه حتى يصل لسرعة الدراجة

انضموا إلينا في سفرنا بحثًا عن أدنى درجات الحرارة في الكون

و أقصى درجات التجمد الشديد

ترجمة : د / محمد المنسوب DrMansoob fb/ArabTranslators

الــكـــــــون -(-( التجمد الشديد )-)-

حتى نُقدِّر أبرد الأماكن في الكون

من المهم أن نتذكر درجة السخونة التي كان عليها الوجود ذات مرة

نعتقد أن الإنفجار الكبير هو أكثر الأحداث حرارة على الإطلاق

كان عبارة عن تدفق هائل من البلازما و الطاقة

عندما كان الكون ساخنًا بحق لم يكن ذو كيان محدد

كان هناك فقط إشعاع و جسيمات تنطلق في كل مكان و تتحول إلى بعضها البعض

كان الإنفجار الكبير حادثًا شديد الحرارة بحق

وصل لما يقرب من 100 مليون تريليون تريليون درجة كلفن

يقيس العلماء درجة الحرارة باستخدام مقياس كلفن , الذي يبدأ بالصفر المطلق

و هو أشد درجات البرودة التي نعرفها التي تنعدم عندها حركة الذرات تمامًا

على الأرض , يصل متوسط درجة الحرارة لـ 288 كلفن أو ما يُعادل 59 درجة فهرنهايت

طريقتين مختلفتين تشير لنفس درجة الحرارة

عندما تشكَّل كوننا لأول مرة , كان ساخنًا للغاية لدرجة أن الذرات نفسها لم تكن موجودة

الكون بالكامل لم يكن شيئًا سوى طاقة نقية

استغرق الأمر 100 ثانية حتى يبرد الكون لدرجة تصل إلى مليار درجة فقط

لفترة طويلة , كان كل شيء ساخنًا للغاية لدرجة أن كل شيء انقسم إلى جسيمات دون ذرية

ليست ذرات تقليدية حقيقية كالتي نراها في المادة اليوم

كان على الكون أن يبرد لدرجة منخفضة بما يكفي تسمح بتكون نواة الذرة أولًا و قبل أي شيء

ومن ثم تتشكل الذرات المتعادلة

لذلك , إذا لم يبرد الكون لدرجة منخفضة كافية

فلن يكون لنا أي وجود

استمر الكون في التبريد حتى 56 ألف سنة بعد الإنفجار الكبير

فقد برد حتى وصل إلى 9000 درجة كلفن

واستمر الكون في التبريد حتى بعد 380 ألف سنة بعد الإنفجار الكبير

حتى وصلت درجة الحرارة لـ 3000 درجة كلفن

وكانت هذه هي النقطة التي افترقت عندها الطاقة و المادة في النهاية

مع انخفاض درجات الحرارة لدرجة يمكننا استيعابها من المهم أن نفهم العلاقة بين الحرارة و درجة الحرارة

الحرارة هي قياس لانتقال الطاقة

أما درجة الحرارة فهي الفعل نفسه

أحد أسهل الطرق هو تخيل درجة الحرارة أنها تصادم مستمر بين الجسيمات

أنت تزيد من كمية الغاز في الغرفة فتبدأ في التصادم , جسيم ضد الآخر

مثل الناس في ممر مزدحم في طوكيو بعد الظهر في ساعة الذروة

ومع تصادم جسيمات الغاز الواحد مع الآخر تبدأ درجة الحرارة في الإرتفاع

ومع تصادم الناس ببعضهم البعض تختلف سرعاتهم ويندفعون للأمام

و ترتفع درجة حراراتهم

و الآن , تبدأ بإزالة بعض الناس فتقل نسبة حدوث الإصطدامات

و تصبح الأعصاب أقل توترًا و تنخفض درجة الحرارة

و بنفس الطريقة , عندما تُزيل الغاز من الغرفة تقل نسبة حدوث التصادمات و تنخفض درجة حرارتها

مع انتشار البشرية عبر بقاع الأرض الذين شكلوا وطننا في هذا الكون

مناطق ذات برودة قارسة لها سحر خاص

أبرد درجات الحرارة التي تم قياسها على سطح الأرض كانت في قارة أنتاركتيكا ووصلت لأكثر من 125 درجة تحت الصفر

الجليد الجاف مثل الثلج في هذا الشراب يتجمد عند درجة 109 درجة تحت الصفر

لذلك قد يتكون لديك جليد جاف طبيعيًا في الظروف الموجودة في قارة أنتاركتيكا

إنه بارد للغاية

, وبعد أن عثرنا على أبرد مكان في كوكبنا سننطلق الآن الى أبرد مكان في نظامنا الشمسي

و المثير للدهشة أننا لن نذهب بعيدًا

في الواقع , هو مكان وصل إليه البشر من قبل

من ضمن ما نعرفه اليوم , فإن أبرد مكان ليس مكانًا متوقعًا

فقد اكتشف مسبار الإستطلاع القمري درجة حرارة تصل إلى -397 درجة فهرنهايت

في أحد تلك الأماكن التي لم يصل إليها ضوء الشمس قط

إنه قاع حفرة تقع على سطح القمر

, بينما يدور القمر حول الشمس فهو يدور ببطىء

في الواقع , فهو يدور دورة كاملة حول الكوكب و يسمح لنا دائمًا برؤية نفس الوجه من القمر

ولكن مع دورانه المستمر , فضوء الشمس لم يستطيع أبدًا أن يصل للقطب الشمالي ولا حتى القطب الجنوبي

و الحفر في هاتين المنطقتين تبقى في ظل دائم لأن ضوء الشمس يصل لحافة فوهة الحفرة

ولكنه لا يصل أبدًا داخلها

بمجرد اكتشاف العلماء للتجمد الشديد على قمرنا فقد أدركوا أنه كان هناك مكان آخر بمثل تلك البرودة

على كوكب النار

إدراكنا أن الحفر مثل تلك الموجودة على القمر , يمكن أن تحمي الجليد من ضوء الشمس

جعلنا ندرك أنه من الممكن أن نعثر على جليد داخل الحفر في أي مكان

عطارد هو أقرب كوكب للشمس

و وجهه المقابل للشمس حار بدرجة لا تُصدق يصل لمئات الدرجات فوق الصفر المطلق

ولكن هناك بعض الأجزاء على عطارد باردة بشكل دائم

و تعتبر من ضمن أبرد الأماكن في النظام الشمسي

إنه ميل عطارد أو عدمه , هو ما يحافظ على الحفر القطبية في حالة تجمد شديد

ميل الكوكب أو كما يسمى أيضًا الانحراف

تميل الأرض بحوالي 23 درجة ونصف

لذلك فالقطبين يتعرضان لضوء الشمس حوالي ستة مرات في السنة

أما على عطارد , فإن الميل صفر تقريبًا

لذلك فعند بعض الحفر العميقة عند القطبين هناك بقاع تقع دائمًا في الظل ولا ترى الشمس أبدًا

على الرغم من أن النظام الشمسي يزداد برودة كلما بعدت عن الشمس

فإن الظروف الجليدية للكواكب و الأقمار الخارجية , لا تستبعد احتمال وجود حياة

هناك بالخارج , عند أطراف نظامنا الشمسي نرى العديد من الأقمار المتجمدة تدور حول الكواكب الخارجية

حول المشترى و زُحل و أورانوس و نبتون نجد كل تلك العوالم الصغيرة المتجمدة

و الشيء المذهل ربما يكون أن بعض منهم قد يأوي حياه على سطحه

.. يمتلك العلماء أدلة دامغة تدعم فكرة

أنه توجد قشرة جليدية على قمر المشترى يوروبا , تخفي تحتها محيط سائل

.. كما أن هناك مقولة في علم الأحياء الفضائي

, أنه حيثما وجدت ماء فهناك فرصة لوجود حياة

العلماء في حاجة ماسة للذهاب هناك حتى يحفرون ثقب في ذلك الجليد مثلما يفعل الصيادين في الجليد كي يبحثون عما يمكن أن نعثر عليه من حياة

لأنه قد يكون هناك داخل أعماق محيطات يوروبا تمامًا مثلما يوجد داخل أعماق محيطات كوكب الأرض

قد نعثر على براكين لا تدعم فقط وجود بكتيريا بل تدعم أيضًا وجود مستعمرات كاملة من الحياة

مثل الأعشاب البحرية و خيار البحر

الحياة كما نعرفها يمكن أن تتواجد في محيطات يوروبا

واحد من أقمار زُحل أكثر نشاطًا بقليل يقوم بقذف الجليد إلى الفضاء

يمتلك قمر زُحل إنسيلادوس ينابيع جليد حارة

و يحاول العلماء العثور على طريقة عمل تلك الينابيع

قد لا يكون هناك آلية عمل تتضمن وجود ماء سائل

يتفجر الجليد من تلك الينابيع و يُغطي الأقمار المجاورة فيجعلهم أكثر لمعانًا

إذن كيف عرف العلماء أن تلك الأماكن المجمدة مثل "يوروبا" و "إنسيلادوس" نشطة جيولوجيًا ؟

يكمن السر في سطحهم الأملس

عندما أرسلت مركبة الفضاء فوياجير أول صور عن قرب لقمر زُحل "إنسيلادوس" , أظهرت مناطق ضخمة بلا حفر

و هذا يخبرنا أنه مهما كانت الحفر هناك قد امتلئت , فقد أُعيد صقلها من جديد

و يخبرنا أيضًا أن هذا جسم نشط و هناك أمور كثيرة تحدث هنا

عدد الحفر على السطح الكوكبي سواء كان قمر أو كويكب أو كوكب

تخبرنا عن عمر هذا السطح

على سطح قمر المشترى "كاليستو" أو قمرنا الأرضي , رأينا العديد من الحفر

وهي تخبرنا أن لدينا سطح قديم للغاية

تمامًا مثل هذا الجليد الموجود هنا من الواضح أن هذا الجليد قديم جدًا

يوجد به تدرجات من الثلج من الواضح أنه لم يُعاد صقله من جديد

ولكن هناك حل لذلك

عندما يتحدث علماء الكواكب عن إعادة الصقل فهذا ليس في العادة ما يدور في أذهاننا

يمكننا القول أن سيارة الصقل مرت هنا يمكننا القول أن هناك إعادة صقل حدثت

مرت سيارة الصقل و أزالت الثلج البارز و الأخاديد

وهذا بالضبط ما نراه على بعض أقمار زُحل "مثل "إنسيلادوس" و "تيتان

حيث يخبرنا الجليد النقي الذي لا يوجد به حفر , أن لدينا سطح حديث النشأة

الأماكن الباردة في أقصى النظام الشمسي هي محل اهتمام كبير لدى العلماء

دراسة تلك الأجسام الخارجية في نظامنا الشمسي تعلمنا عن تكوين النظام الشمسي في مراحله الأولية

لذلك فإن تلك الأجسام الجليدية تعتبر مواد بِكر وهي تمثل حقًا بداية نظامنا الشمسي

و هي اللبنات الأساسية التي صُنع منها النظام الشمسي

3, 2, 1

لدينا اشتعال و إقلاع مركبة الفضاء نيوهورايزون

في رحلة تبلغ عقدًا من الزمن لزيارة كوكب بلوتو وما بعده

و الآن هناك جهد جديد يُبذل كي نحصل على نظرة عن قرب على بعض البقايا المتجمدة من سنوات تكوين نظامنا الشمسي

مهمة نيوهورايزون هي آخر مهمات ناسا لاستكشاف أطراف نظامنا الشمسي الخارجية

وهي تعتبر أسرع جسم حاليًا في النظام الشمسي

وفي عام 2015 ستصل لكوكب بلوتو

ولكن بعد بلوتو , أين ستصل ؟

إنها فرصة تأتي مرة واحدة في العمر

كي تلقي نظرة عن قرب لأجسام مجمدة يعود تاريخها لمليارات السنين مضت

المشكلة الوحيدة أن العلماء لم يحددوا بعد المحطة التالية لبعثة نيوهورايزون

إذا لم يُحدد له هدف , سينطلق المسبار بسرعة تتجاوز الـ 37 ألف ميل في الساعة متجهًا إلى الظلام الجليدي للفضاء

إذا كنت تريد أن تعرف كيف تكونت الشمس و الكواكب فقد تجد الإجابة لذلك في الأعماق الجليدية النظام الشمسي

من المتوقع أن تمدنا بعثة "نيوهورايزون" لبلوتو بثروة من المعلومات الجديدة عن هذا الكوكب السابق

ولكن بعد وصوله إلى"بلوتو" , ما الذي يمكن أن نتعلمه أيضًا عن الأطراف الباردة للفضاء الخارجي

ومن أين جئنا ؟

في هذا المكان يأمل آلاف العلماء من جميع أنحاء العالم أن يصنعوا التاريخ , عن طريق العثور على إبرة مجمدة في كوم من القش

محطة بعثة نيوهورايزون التالية بعد زيارة كوكب بلوتو لم تُحدد بعد

و حتى الآن , هناك علماء في كل أرجاء العالم يستخدمون أحد أكبر التلسكوبات

تلسكوب سوبارو و تلسكوب هاواي

إنهم يحدقون في منطقة من الفضاء , حيث نتوقع العثورعلى الجسم الذي يمتلك المدار المناسب بحيث يتحرك تجاه مسار بعثة نيوهورايزون

و الآن مهمتنا أن نجد هذا الجسم الجليدي في النظام الشمسي الخارجي عن طريق التنقيب في آلاف الملايين من تلك الصور

هذه فرصة لعامة الناس كي يكونوا جزئًا من استكشاف أبرد منطقة في النظام الشمسي

نحن بحاجة هنا لمساعدة عامة الناس

نحتاج لعيون كل فرد كي يساعدنا في النظر عبر كل تلك الصور لنحاول العثور على تلك القطعة من الجليد التي ستزورها (نيوهورايزون) بعد بلوتو

كل ما يحتاجه الأمر هو زيارة موقع الكتروني و النظر في الصور

و بامكانك تغيير مسار التاريخ

و هذا هو الشيء المذهل في هذا المشروع

من المتوقع أن هذا الجسم الغامض بغض النظر ما هو و أين سنعثر عليه

سيكون باردًا , باردًا للغاية

بعد كل هذا , فإن أجسام حزام كويبر هي من ضمن أبرد الأماكن في نظامنا الشمسي

وكلما ذهبت بعيدًا أكثر و أكثر عن الشمس

فإن طاقة تلك الأجسام تصبح أقل و أقل قدرة على إيواء البشر أو مركبات الفضاء أو أي جسم دافيء

ستنخفض درجات الحرارة إلى حوالي 40 درجة كلفن

هناك درجات حرارة يتحول عندها النيتروجين و ثاني أكسيد الكربون إلى صلب

عندما تصبح كل الأشياء حولنا ,و التي نعتبرها غازات في الهواء, مثل الأرض التي نسير عليها

و عندما ننظر إلى بلوتو و سطحه , فما نراه هو عالم كامل متجمد والذي يستقبل القليل جدًا من ضوء الشمس

حتى أن الأشياء التي اعتدنا عليها كالأنهار المتدفقة و كوب الماء الذي نشربه لن يكون لها أي وجود

لأنه حتى الهواء الذي نتنفسه سيتجمد على هيئة جسم صلب

هناك عالم آخر يهيمن عليه التجمد الشديد

هو جسم بعيد يقطع مدار نبتون , و سمي "على إسم القطب الشمالي , آلهة الجليد "سيدنا

بعض الأجسام في النظام الشمسي الخارجي مثل "سيدنا" , لديها مدارات غريبة للغاية

و يقضون معظم وقتهم في صقيع النظام الشمسي الشديد

و رغم ذلك , عندما يقتربون من الشمس لفترة قصيرة و لنقل 200 عام

فهم يقومون بتكوين غلاف جوي رقيق و ضعيف للغاية

ومع تراجع الكويكب , ينهار هذا الغلاف الجوي مرة أخرى على السطح

يبعد سيدنا حاليًا بمقدار 3 أضعاف المسافة بين نبتون و الشمس تقريبُا

ومع أقرب موقع له , فهو يبعد عن الشمس ضعف نبتون مرتان ونصف

و الآن , عندما يصل لأبعد نقطه في مداره فهو يبعد عن الشمس ضعف نبتون 33 مرة

و يتم دورة مدارية كاملة في حوالي 11 ألف سنة

لذلك فإن آخر مرة كان بهذا القرب من الشمس كانت تقريبًا عام 9000 قبل الميلاد

إذن كيف ستكون نهاية سيدنا بهذا المدار الغريب ؟

يعتقد بعض الناس أن "سيدنا" طُرد لهذا المكان بسبب تفاعله مع نبتون

ولكن لأن أقرب مسافة بين "سيدنا" و بين و الشمس تبلغ مرتان و نصف ضعف المسافة بين الشمس و نبتون

فقد يكون هذا غير محتمل

و مع ذلك , من الممكن أن هناك نجم طرد سيدنا من مكان نشأته بالقرب من نبتون إلى مكانه الحالي

ربما يكون هذا النجم هو أحد النجوم في المجموعة التي يُعتقد أن الشمس نشأت فيها

ربما يكون "سيدنا" أول جسم معروف ضمن سرب كامل من الأجسام الجليدية الأخرى

والتي تعتبر الجزء الداخلي من سحابة أورت التي نعتقد أنها موجودة هناك بالخارج

عندما يتعلق الأمر بالجليد على الأرض فنحن نتحدث في العادة عن الماء في حالة التجمد

ولكن الجليد في هذا التجمد الشديد في مكان مثل "سيدنا" , لا يشير بالضرورة إلى الماء

عندما يُفكر معظم الناس بشأن الثلج , فأول ما يخطر ببالهم هو المواد التي تخرج من الثلاجة

ولكن عندما يتحدث العلماء عن الثلج , فنحن نتحدث فقط عن تحول كيميائي لا أكثر

نحن نتحدث عن كيف يمكنك أن تأخذ غاز أو سائل ثم تخفض درجة حرارتهم و تتسرب منهم الطاقة

حتى تتغير طريقة تفاعل الذرات و تتحول إلى صلب

في النظام الشمسي الخارجي , نجد الأمونيا ذلك المحلول المنظف يتجمد ويتحول إلى صلب

و نجد الميثان ذلك الغاز الطبيعي يتجمد أيضًا و يتحول إلى صلب

الجليد الجاف , وهو شيء نصنعه في المختبرات هنا على الأرض , نجد أن نظامنا الشمسي بالكامل مليء به

بالنسبة للعلماء , الثلج هو مجرد شيء في حالة مختلفة والذي عندما نعرضه للنار يتحول إما لغاز أو سائل