بعد 100 سنة من توقع آينشتاين، اثبات وجود موجات الجاذبية في الكون

تحقيق :بالاب غوش- مراسل الشؤون العلمية سى بى سى
أعلن فريق علمي دولي عما وصفه باكتشاف مذهل في سعيه للحصول على فهم كامل للجاذبية، وذلك برؤية التواء الزمكان (الزمن والمكان) الذي حصل نتيجة اصطدام ثقبين اسودين من مسافة تتجاوز مليار سنة ضوئية عن الأرض – أي ان الاصطدام وقع قبل مليار سنة ونيف ولكن آثاره يتم الاستشعار بها الآن.
ويقول الفريق الدولي إن الاستشعار بوجود موجات الجاذبية هذه تؤذن ببدء حقبة جديدة في علم الفلك، وتعد تتويجا لعقود عديدة من البحث والاستقصاء، وقد توفر في نهاية المطاف فرصة لمعرفة ما الذي حصل في "الانفجار الكبير" الذي افضى الى خلق الكون.
ونشرت نتائج الابحاث التي قام بها الفريق (مشاركة LIGO) الخميس في نشرة Physical Review Letters.
وتدير المشاركة العلمية المذكورة عددا من المختبرات حول العالم تقوم باطلاق حزم من اشعة الليزر في انفاق طويلة في محاولة للاستشعار بوجود موجات في نسيج الزمكان.
والاشارات المتوقع التقاطها في هذه البحوث صغيرة جدا، بحيث لا تبلغ على اجهزة قياس التداخل اكثر من جزء صغير من سمك الذرّة.
وتمكن مرصدان تابعان ل LIGO في الولايات المتحدة من رصد اصطدام الثقبين الاسودين، وهو حدث ادى الى انبعاث طاقة جاذبية تعادل 3 اضعاف كتلة الشمس.
وقال البروفيسور دافيد رايتز، المدير التنفيذي لمشروع LIGO، للصحفيين في واشنطن "لقد تمكنا من اكتشاف موجات الجاذبية. هذه هي المرة الاولى التي يتحدث فيها الكون الينا من خلال هذه الموجات، فقد كنا الى هذه اللحظة صم."
وقال البروفيسور كارستن دانزمان، من معهد ماكس بلانك لفيزياء الجاذبية وجامعة ليبنيتز في هانوفر بالمانيا، وهو الذي يترأس الجانب الاوروبي في مشاركة LIGO، إن الاكتشاف الجديد واحد من اهم التطورات العلمية منذ اكتشاف جزيئة هيغز ولا يقل اهمية عن اكتشاف تركيب الحامض النووي DNA.
وقال دانزمان لبي بي سي "لا شك لدي بأن هذا البحث سيحوز على جائزة نوبل، فهذه هي المرة الاولى التي تكتشف فيها موجات الجاذبية، والمرة الاولى التي يكتشف فيها بشكل مباشر وجود الثقوب السوداء وهي تأكيد لنظرية النسبية العامة التي وضعها آينشتاين لأن صفات الثقوب السوداء تتفق تماما مع ما توقعه البرت آينشتاين قبل 100 سنة بالضبط."
وأكد ذلك البروفيسور البريطاني ستيفن هوكينغ الخبير في الثقوب السوداء الذي عبر حصريا لبي بي سي عن يقينه بأن الكشف الجديد يعد بمثابة لحظة فاصلة في تاريخ العلم.
وقال هوكينغ "موجات الجاذبية تتيح طريقة جديدة كليا للنظر الى الكون، وللقدرة على اكتشاف هذه الموجات قابيلة احداث ثورة في علم الفلك. ان هذا الكشف الجديد هو اول اكتشاف لنظام الثقوب السوداء واول ملاحظة لثقوب سوداء وهي تصطدم وتتوحد."
ومضى للقول "اضافة الى انه اثبت صحة النظرية النسبية لآينشتاين، سيتيح لنا الكشف الجديد رؤية الثقوب السوداء من خلال تاريخ الكون، وقد نرى ايضا مخلفات عملية خلق الكون من خلال الانفجار العظيم."
من جانبها قالت عضوة فريق البحث البروفيسورة غابريلا غونزاليز من جامعة ولاية لويزيانا "لقد اكتشفنا تكون موجات جاذبية نتيجة التحام ثقوب سوداء. كان طريقا شاقا، ولكن هذه هي البداية فقط، إذ لدينا الآن المجسات الكفيلة لرؤية هذه الظواهر. لقد تأكدنا من وجود الثقوب السوداء واصبح بامكاننا سماع صوت الكون."
وقال البروفيسور دانزمان "لقد عثرنا على اثر جميل لتوحد ثقبين اسودين، وهذا الاثر يتوافق تماما مع ما تقوله نظريات آينشتاين. لقد كان اجمل من ان يكون حقيقة."
اما البروفيسورة شيلا روان، وهي واحدة من كبار الباحثين البريطانيين المشاركين في المشروع، فقالت إن اكتشاف موجات الجاذبية ليس الا اشارة البدء "لرحلة ملؤها الاثارة."
وقالت "اعتقد انه من الرائع اننا نجلس هنا في كوكب الارض ونستطيع ان نشعر بتمدد وتقلص جسد الكون بشكل خفيف نتيجة اندماج ثقوب سوداء وقع قبل اكثر من مليار سنة. وهو من المذهل ان الكون كان مستعدا وينتظر الترحيب بنا لحظة شغلنا اجهزة الكشف."
يذكر ان القدرة على الاستشعار بوجود موجات الجاذبية سيتيح للفلكيين اخيرا استكشاف ما يطلقون عليه "الكون المظلم" الذي يشكل الجزء الاعظم من الكون الذي لا يمكن رؤيته من خلال التلسكوبات الضوئية المستخدمة حاليا.
فلن تمكن دراسة موجات الجاذبية العلماء من فحص الثقوب السوداء والاجسام الغريبة التي يطلق عليها النجوم النيوترونية (وهي شموس كبيرة انهارت لتصبح بحجم مدن) فحسب، بل تمكنهم ايضا من النظر الى اعماق الكون والى ازمان ابعد في الماضي. وقد تفضي في نهاية المطاف الى تمكيننا من الاستشعار بلحظة خلق الكون في الانفجار العظيم.
يقول البروفيسور برنارد شوتز من جامعة كارديف "تخترق موجات الجاذبية كل شيء، ولا تتأثر بالاجسام التي تمر من خلالها مما يعني انها المراسل المثالي، فالمعلومات التي تحملها هذه الموجات هي نفسها التي بدأت بها وهو امر ليس مألوفا في الفلك. فنحن لا نستطيع رؤية الضوء الآتي من مناطق واسعة من مجرتنا بسبب الغبار، ولا نستطيع رؤية الجزء الاول من الانفجار العظيم لأن الكون كان عاتما حينئذ."
وقال لبي بي سي "باستخدام موجات الجاذبية، اتوقع اننا سنتمكن في نهاية المطاف من رؤية الانفجار العظيم نفسه."
اضافة لذلك، قد تعين دراسة موجات الجاذبية العلماء في سعيهم لحل بعض من اكبر المعضلات في الفيزياء كمعضلة توحيد القوى عن طريق الربط بين نظرية الكم والجاذبية.
ففي الوقت الراهن، تتمكن النظرية النسبية من وصف الكون الكبير بشكل جيد جدا، ولكن عندما يريد العلماء دراسة الظواهر الاصغر حجما يلجأون الى نظريات الكم. ولكن المقدرة على دراسة المواقع الكونية التي تكون فيه الجاذبية قوية جدا – كما في الثقوب السوداء – قد تفتح الطريق الى فهم جديد شامل لهذه القضايا.
وما لبث العلماء يسعون للحصول على براهين لوجود موجات الجاذبية منذ اكثر من 40 عاما.
وكان آينشتاين نفسه يعتقد ان اكتشاف هذه الموجات قد يكون عصيا على التكنولوجيا، فنظريته النسبية تلمح الى ان الاجسام كالنجوم والكواكب بامكانها لي الفضاء المحيط بها تماما كما تتسبب كرة البليارد في خسف اذا وضعت على سطح مطاطي رقيق.
والجاذبية هي نتيجة لهذا "الخسف"، فالاجسام ستنجذب الى الفضاء الملتوي تماما كما ستسقط حبة البازلاء على سبيل المثال في الخسف الذي تسببه كرة البليارد.
لحظة الهام
توقع آينشتاين قبل 100 سنة بأنه اذا تغيرت شدة الجاذبية في مكان ما من الكون بشكل مفاجئ – نتيجة انفجار نجم على سبيل المثال – سيؤدي ذلك الى انتشار موجات من الجاذبية في طول الكون وعرضه بسرعة الضوء وهي تمدد وتقلص الفضاء اثناء حركتها.
ورغم الصغر المتناهي لهذه التمددات والتقلصات، تمكنت التقنيات الحديثة من رصدها وقياسها.