How the Universe Works

عبر مجرتنا، تتواجد سحبٌ مذهلة من الغاز والغبار

السدائم

تحتوي أسرار دائرة الحياة الكونية

مولد وموت النجوم والكواكب والبشر

تلك الأشياء هي مهد الخلق

تربطكم علاقة وثيقة بالسدائم أنتم سدائم دبّت بها الحياة

قصة تكوين نظامنا الشمسي تبدأ بالسديم

لو أردتم بناء نظام شمسي فستحتاجون لسديم

انظروا حولكم، كل ما ترونه بكل مكان كان يومًا داخل سديم

يقوم العلماء الآن برفع الستار

يفتحون أعيننا أمام الامتداد الفسيح الحقيقي لكوننا

يحلّون ألغاز محرّكات الخلق هذه

هناك ألغاز تختبئ داخلها لم نتخيّلها حتى

كيف يعمل الكون

"العالم السري للسدائم"

درب التبانة، مجرّة حلزونية مليئة بمناطق من الغاز والغبار تسمّى السدائم

ولدى كل واحد ما يفضّله

أحب سديم رأس الحصان، يبدو رائعًا

لطالما سحرني سديم عين القط

سديمي المفضل هو سديم الجبّار

سديم الجبّار ربما يكون أفضل مكان لفهم نشوء النجوم

وهو هنا في فِنائنا

سديم الجبار أحد أشهر السدائم لأنه يمكنك الخروج ليلاً وتراه بعينيك

ظلّ يراقب الإنسان تلك الرقعة الضبابية من السماء لقرون

حضارة مايا بأمريكا الوسطى سموّه نار الخلق

كان المايا محقون أكثر مما كانوا يدرون

يمكن رؤية كل جزء تقريبًا من دورة حياة النجوم في السديم

لا يمكننا فهم دورة حياة النجوم

دون فهم دورة حياة السدائم

إنهما متشابكان

لدى سديم الجبار كل شيء، من النجوم الضخمة على شفا الموت إلى نجومٍ وليدة متدثّرة بالغاز

ترون الخيوط الرقيقة للموادّ، الستائر الرقيقة التي تغلّف النجوم الوليدة

ترتطم الأعمدة ببعضها وترون نجومًا تشقّ طريقها عبر سحب الغاز

،ترون خلية النحل هذه محمومة النشاط، تعمل أمامنا

في 2018، باستخدام بيانات جديدة، تصنع ناسا تصوّرًا مجسّمًا مذهلاً لباطن الجبار

لدينا للمرة الأولى في التاريخ الأدوات الملائمة لاستكشاف قلوب تلك السدائم

كانت جميلة عند البدء بها لكن لدينا الآن صورًا أكثر وضوحًا لنقدّر عظمة هذا التركيب

في قلب الجبار تقع عناقيد من النجوم اليافعة

تفجّر جسيمات مشحونة ورياحًا شمسية

لتفتح فجوة في المنتصف لتصنع نافذة داخله

إننا نرى التراكيب في مقاديرها يمكننا رؤية حدوث العمليات أمام أعيننا

الضوء النجمي الشديد للعناقيد ينشّط الغاز المجاور لتوهّجه بالقرنفلي والأزرق

يأتي القرنفلي من الضوء المنبعث من ذرات الهيدروجين في السديم

يتوهّج كالغاز في مصابيح النيون

يأتي الأزرق من ضوءٍ منبعث من النجوم الجديدة الحارة والمنعكس من جسيمات الغبار

تلك النجوم الجديدة الحارّة تنير سديم الجبار

لكنها وُلدت في الأساس في الظلام

هناك نوع مميّز من السدائم يسمّى السديم المظلم

ويصير هكذا في الأساس عندما تكون تركيزات الغبار أضخم

سحب الغبار الكثيفة تحجب الضوء المرئي من النجوم خلفها

لتصنع أشكالاً مظلِلة مثل سديم رأس الحصان

هذا السديم بالغ الضخامة والكثافة ولديه كتلة تكفي لتكوين ثلاثين نجمًا بحجم شمسنا

وبوسع الفلكيون الآن أن يحدّقون داخله

لم نتمكّن إلا حديثًا بالبدء بالقيام بذلك

بفضل مكشافات يمكنها رؤية الضوء تحت الأحمر

يسمح الضوء تحت الأحمر لنا أن نرى خلال غبار السديم ونرى ما يحدث في باطنه

لا يتمكّن البشر من رؤية الضوء تحت الأحمر لكن يمكننا الاستشعار به كحرارة

تخبرنا المكشافات أن تلك السحب الداكنة المكوّنة للنجوم بمئات الدرجات الفهرنهايت تحت الصفر

لكن بالباطن بقاعٌ ساخنة

لو نظرتم بالضوء تحت الأحمر

فسترون بصمات كثافات مذهلة ودرجات حرارة مذهلة، دلالة أن نجومًا جديدة تولد

تتكتّل أجزاءٌ من المادة تحت قوّة الجاذبية

متى تكبر تتعاظم الجاذبية

وتقوم بجذب المزيد من الغاز لتزداد حجمًا

تصير أضخم حجمًا وأعلى كثافة وأشدّ حرارة

في النهاية يزداد الضغط والحرارة بما يكفي في مركز هذا الشيء

ويشتعل فتيل الاندماج

يولد النجم

أحد مئات بلايين النجوم التي تؤلّف مجرّتنا

أحدث خطوط الإنتاج النجمي يعود إلى فجر الزمان

وإلى السديم الأول

لو أردنا كشف تاريخ درب التبانة فسنبدأ من البداية، من الانفجار العظيم

قبل 13.8 بليون عام

دبّت الحياة في الكون

كان في البداية طاقة خالصة

لكن لأكثر من 300 ألف عام بردت تلك الطاقة إلى غاز الهيدروجين والهيليوم

كان الكون بأكمله حينها سحابة واحدة هائلة

المكوّنات الأساسية لكوننا انتشرت بتوسّع الكون، لذا بدأ الكون كسديم واحد ضخم

على مرّ الوقت، بدأ السديم البدائي بالانهيار وتفتّت إلى أجزاء صغيرة

صارت تلك المناطق عالية الكثافة حتى انهارت إلى أقراص

بكرات غازٍ بالغة السخونة في ألبابها

اشتعلت النجوم الأولى

بدأت بالهيدروجين الخالص

لكن متى تقدّمت في العمر صنعت العناصر الأخرى الأثقل

تُكوّن النجوم عناصر جديدة، تلك وظيفتها

تعريف النجم أنه في لبّه، يقوم بدمج ذرّات الهيدروجين إلى هيليوم ويُصدر طاقة

لكن أغلب تلك النجوم الأولى البسيطة كانت عملاقة ولا تعيش النجوم العملاقة طويلاً

قامت بحرق كافة زادها من الهيدروجين بسرعة فائقة

وقامت بحرق أنفسها وماتت بعد بضعة مليون عام

ماتت بفرقعة

انفجار أصدر عناصر أكثر تعقيدًا إلى السديم الأولي

بعد تكوين الجيل الأول من النجوم

كان هناك انبعاث ضخم لعناصر جديد

والتي تكوّنت وانتشرت عبر الكون

لتتمكّن من تكوين الجيل الثاني من النجوم

عندما عاش ومات الجيل الثاني من النجوم

فإنه أضاف مكوّنات أكثر للمزيج الكوني

يقوم الجيل التالي للنجوم بدمج عناصر أكثر وتتفجّر وتموت

وتنشر عناصرها للجيل الجديد من السدائم لتُكوّن الجيل الجديد من النجوم

لدى كلّ جيل عناصر أكثر في الجدول الدوري من سابقه

بعد الانفجار العظيم بـ300 مليون عام تشكّلت مجرّتنا درب التبانة

تكوّنت المجرات كدرب التبانة من السديم المجري الأولي

سحابة غاز عملاقة انهارت وكوّنت مجرّتنا

هناك معزوفة كونية خصبة

تُعزف بين النجوم والسدائم

ونعلم الآن أننا جزءٌ من تلك المعزوفة

في النهاية وُلدت شمسنا الغنية بالعناصر

نعتقد أنّ شمسنا نجمٌ من الجيل الثالث

كان هناك سديم فنجم ثم سديم فنجم ثمّ سديم فشمسنا

استغرق الأمر عشرة بلايين عام لتكوين مزيج العناصر الكونية الغنية بما يكفي لتكوين كواكب الحياة

الكربون والهيدروجين والنيتروجين والأوكسجين والفسفور والكبريت

تلك هي عناصر الحياة الرئيسية كما نفهمها

ولابدّ لها أن تتكوّن داخل النجوم

تكوّنت تلك العناصر أثناء حياة النجم

لكنها تحتاج عملية بالغة العنف لتحريرها للكون

حدث يمكن رؤيته بوضوح عبر الكون .. المستعر الأعظم

أجمل السدائم في مجرّتنا تتكوّن من العنف الشديد

موت النجوم الضخمة

إحدى أجمل السدائم الملوّنة في مجرّتنا هي بقايا انفجارات المستعرات العظمى

مثل سديم السرطان وذات الكرسي-أ وسديم الحجاب

تكوّنت جميعها عندما انفجر نجمٌ ضخم بعنف

كان سديم السرطان في السابق نجمًا ضخمًا نحو قرابة عشرة أضعاف كتلة الشمس

يقوم هذا النجم في لبّه بسحق الذرات معًا لتكوين عناصر أثقل

عملية تُصدر كميات هائلة من الطاقة

بوسع النجم الضخم أن يُدمج عناصر أثقل فأثقل

،حتى يصل إلى الحديد حينها تتسارع الأمور للأسوأ

ذرات الحديد كبيرة بحيث أن دمجها يحتاج طاقة أكثر مما تُصدره

يبدأ اللب بالانهيار على نفسه ليُثير انفجارًا كارثيًا

فيفجّر العناصر إلى الفضاء

عندما يؤول النجم لمستعر أعظم فإنه يمزّق نفسه بعنف

وبوسع كافة عناصر النجم أن تنتشر لسنوات ضوئية

ندعو ذلك سديم بقايا المستعر الأعظم

لدينا الآن سديم مليء بكافة تلك المواد الكيميائية المثيرة

تُضاء جميعها بطاقة انفجار المستعر الأعظم

سدائم بقايا المستعر الأعظم تتوهّج برّاقة بألوان مختلفة

تمثّل الألوان في السديم البصمة أو اختبار الحمض النووي للعناصر داخله

لكل ذرة غطاء من سحابة من الإليكترونات التي تدور حول نواتها

وعندما تُغير الإليكترونات مستويات الطاقة فإن ترددات الضوء المصاحبة لتلك الطاقة المتغيّرة

تُرسَل إلى الفضاء وتساهم في طيف الألوان الواسع الذي نراه

بوسعنا النظر للسدائم البعيدة ونقول أن بها الكثير من الهيدروجين أو الهيليوم

أو القليل من البلاتينيوم أو الكثير من الأوكسجين

تكشف ألوان السدائم العناصر المصنوعة إبّان حياة النجم وموته

لكن شكل السديم يكشف ما يحدث بعد موت النجم

قد تعتقدون أن النجم المتفجّر قد يشبه الآخرين بصُنع ذات نوع السديم

ثم ترون سديم السرطان بشكله المعقّد الجميل

كافة تلك الأقواس والدوامات من الغاز والغبار

لابدّ وأن شيئًا ما يشكّله من الداخل

يتوارى داخل سديم السرطان جثمانٌ نجمي يسمّى النجم النبّاض

النجوم النبّاضة نوعٌ من النجوم النيترونية

كرة من مادة بالغة الكثافة

تُولد من موت النجوم العملاقة

إنه بقايا لُبّ نجمٍ متفجّر

انهار وقام بتكوين كرة صغيرة من النيترونات من جزءٍ صغير من المادة العادية

إنها بالغة السخونة ولديها مجالٌ مغناطيسي شديد القوّة

يدور هذا النبّاض قرابة ثلاثين مرة في الثانية

ليُفجّر إشعاعات تنتشر في الفضاء كمنارة كونية هائجة

ولا يُطلق النباض في سديم السرطان ضوءًا وحسب، بل يُطلق رياحًا من جسيمات مشحونة

سحابة الغاز حوله هي سديم رياح النبّاض

لذا تأخذ كافة المواد المتبقّية من المستعر الأعظم وتُطلقها في تلك السحابة المتمدّدة

تشقّ رياح النباض طريقها عبر الغاز المحيط لتصنع دوامات وثنايا سديم السرطان

تقوم المستعرات العظمى بتكوين العناصر

تنشرها رياحها عبر الكون

لتُكوّن سدائم جديدة

سدائم قد تُكوّن نظامًا شمسيًا مثل نظامنا

السديم نقطة بداية تكوين النظام الشمسي

به كافة المكوّنات والمواد الكيميائية والغازات والمواد الصلبة التي نراها في نظامنا الشمسي اليوم

تخيّلوا العناصر الرئيسية التي تُكوّن كوكب الأرض

ماذا حدث لجلبها معًا؟

كيف لسحابة غازية من العناصر أن تصير كواكبنا وشمسنا؟

ما الذي حوّل السديم إلى نظامنا الشمسي؟

فيما مضى لم تكن هناك شمس أو نظام شمسي أو بشر

مجرّد سحابة من الغاز والغبار .. سديمٌ شمسي

نحن هنا اليوم لأنه منذ بلايين السنوات كان هنالك سديم بكافة المكوّنات الضرورية

كلّ ما نراه بنظامنا الشمسي اليوم كان جزءًا من سحابة غاز وغبار ألا وهو سديمنا الشمسي

قبل خمسة بلايين عام تجهّز السديم الشمسي ليُكوّن شمسنا

لذا قبل بلايين السنوات كان هناك سديمنا الشمسي .. سحابة من الغاز والغبار

كانت معلقة لكن غير مستقرّة

ما أخلّ بالتوازن ليحوّل سحابة الغاز إلى أجرامٍ صلبة؟

،لابدّ وأن يتغيّر شيءٌ داخل السديم شيءٌ يثير تكوين النجوم والكواكب

وهذا يظلّ لغزًا

ما إجابة هذا اللغز ذو الخمسة بلايين عام؟

هناك نظريتان وكلاهما يبدأ بمتحجّرات

متحجّرات شقّت طريقها من حافة النظام الشمسي نحو الأرض

واخترقت غلافنا الجوي وشقت طريقها نحونا

النيازك هامة لنا للفهم والدراسة

لأنها كبسولات زمنية إلى عندما كان يتكوّن النظام الشمسي في الأساس

تقتني "مينا وادواه" إحدى أكبر تشكيلات المذنبات على الأرض

لدى تلك الصخور سجلات نقيّة لباكورة تاريخ النظام الشمسي

لم يكن هناك في النظام الشمسي شيءٌ قبل نشأة تلك الصخور

لم تكن هناك أرض أو كواكب أخرى، هذا مذهل

أولى الأجسام الصلبة التي نشأت من سحابة الغبار المحيطة بنجمنا الوليد

احتوت الكويكبات والنيازك التي تكوّنت في آن الوقت على البصمات الكيميائية لسديمنا الشمسي

احتوت على أقدم العناصر والموادّ الصلبة التي تكاثفت من سحابة الغاز والغبار عندما كان يتكوّن نظامنا الشمسي

والتحمَت معًا وكّونت هذه الصخرة الكبيرة التي ترونها هنا

في 2017، الباحثون الذين يحلّلون تكوين نوع من النيازك الصلبة

المسمّاه الكوندريت، وجدوا دليلاً عن كيفية تكوين نظامنا الشمسي

قد يتواجد دليلٌ دامغٌ بمكان ما داخل التركيب الكيميائي لتلك الصخور

يخبرنا عما حدث بالضبط وكيف نشأ نظامنا الشمسي

هذا الدليل الدامغ هو عنصر مشعّ يسمّى الحديد-60

ويُعتقد أنه تكوّن فقط في المستعرات العظمى