الأسبوع في رحلة إفتراضية (للقطب الجنوبي المتجمد )

حكاية عالم مصري قضي 60 يوما هناك ليكشف نشأة الكون
الدكتور أحمد سليمان يحكي تفاصيل رحلته إلي (أنتاركتيكا)
وكيف عطلت كورونا أهم بحث علمي حول (الانفجار العظيم)
يمضي الوقت ويظل سر الانفجار العظيم وكيف نشأ الكون هو مثار لإجتهادات العلماء للوصول إلي نظرية مقبولة حول نشأة الكون لتظل النظرية المقبولة علي نطاقٍ واسعٍ عن أصل الكون وتطوره هي نظرية الانفجار العظيم التي تقول بأن الكون الذي خلقه الله في سبعة أيام بدأ من نقطةٍ كثيفةٍ وحارةٍ جدًّا منذ ما يقارب 13.7 مليار سنةٍ، من مجرد (بضعة ميليمترات) إلي ما هو اليوم
وسر الكون كان هو الشغل الشاغل للعلماء ومنهم أينشتين صاحب نظرية النسبية والثقوب السوداء وغيره من علماء في تحليل ممتد لسنوات طويلة لرصد الاشعاع الكوني والموجات التي تكشف بعضا من أسراره
ومن ضمن من يهتمون بهذا الكشف كان أحد أبناء وطننا الدكتور أحمد سليمان الباحث بمعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا الذي ألتحق به عام 2015 والذي يعتبرأحد الجامعات الأولي علي مستوي العالم وكان يعمل به العالم المصري الراحل دكتور أحمد زويل لأكثر من 40 عاما
سليمان الباحث في معهد كالتك وأحد أعضاء أهم فريق بحثي نشر مؤخرا أبحاثه العلمية حول رصد إشعاع الخلفية الكونية الميكروي، والذي يحتوي وهج الضوء والإشعاع المتبقي من الانفجار العظيم.
تحدث معنا عن رحلته التي تمت العام الماضي قبل كورونا إلي القطب المتجمد والتي تم نشرها في البحث العلمي أوائل 2021 و تحوي الكثير من المعلومات الغريبة ويكفي أنه رصد لنا الحياة فوق القطب المتجمد الذي لايعيش فيه سوي علماء في محطات الأبحاث ويضيء خلال ثلاثة أشهر فقط في العام هي شهور الصيف ليظل الضوء في السماء 24 ساعة كاملة وتتبقي الشهور التسعة في ظلام تام
وحكي لنا كيف تسببت كورونا في تأجيل إستكمال مهام البحث العلمي في القارة المظلمة. ورغم حزن الفريق البحثي لذلك التأجيل إلا أن فرحتهم كانت كبيرة مع حصول الدكتور أحمد سليمان والفريق البحثي مطلع 2021 علي ميدالية الولايات المتحدة الأمريكية من مركز البحوث الأمريكي بالتعاون مع وزارة الدفاع الامريكية، تقديرا لأبحاثه المنشورة والإكتشافات العلمية من القطب الجنوبي الخاص برصد الموجات الجاذبة بمشاركة فريق عمل يضم 70 أستاذاً وعالماً وباحثاًعلماء وطالباً علي مستوي العالم، جاءوا من 4 جامعات مختلفة وهم كالتك - معمل الدفع النفاس بناسا وهارفارد وستانفورد ومينسوتا، وكل فرد في الفريق مسئول عن تصميم جزء معين من التجربة التي نحاول فيها تطوير وتحسين دقتها حتي نتمكن من رصد موجات الجاذبية المتوقع تولدها من 13 مليار سنة عند حدوث الانفجار العظيم
معلوماتك تثير شغفنا لنعرف قصة الإنفجار العظيم ونشأة الكون؟
دعونا نؤكد أن معظم النظريات منذ القرن الماضي هدفها الإجابة عن سؤال كيف نشأ الكون & ومنها كانت نظرية البيج بانج (big bang) أو الانفجار العظيم والتي تفترض أن الكون الذي نعيش فيه عمره 13.7 مليار سنة وكان في حالة حارة شديدة الكثافة وكان جزءا واحدا عند نشأته، وتفترض أنّ الكون قد بدأ بشكلٍ متفرد، أي بنقطة (الكثافة اللانهائية ) والحرارة التي يصعب إستيعابها ثم حدث الانفجار ونشأت الكواكب والنجوم والمجرات علي مدار ملايين السنين. وقد سعي العلماء علي تفسير تلك النشئة بشتي الصور ومع التطور العلمي كانت التلسكوبات الفضائية تقدم للبشرية التفسير لهذه الظواهر بما في ذلك الإشعاعات الكونية والتي تم رصدها بالفعل في السبعينيات وحصل منها العالمان ويلسون وبينزيوس علي نوبل في الفيزياء سنه 1976
وهل بالفعل نظرية البيج بانج هي الأقرب تفسيراً؟
إلي حد كبير تلك النظرية هي الأقرب لأنها نبهت بوجود شواهد علمية كثيرة وقد تم قياسها بالفعل فيما بعد، مثل إشارة الخلفية الإشعاعية للكون، ولكن ظهرت بعض المشاكل في النظرية لم يستطيع العلماء تفسيرها وقت ظهور النظرية وهو ما نسعي الان إلي تفسيره من خلال رصد موجات الجاذبية، والتي لها أهمية كبري لأنها ستساعدنا علي معرفة مراحل تكوين الكون ونشأته، لذلك نقوم بعمل تصميمات جديدة وتطوير لمرصدنا في القطب المتجمد الجنوبي لرصد موجات الجاذبية بدقة عالية جدا
هل لك أن تشرح لنا لماذا نرصد نشأة الكون من القطب المتجمد؟
القطب المتجمد أو القارة القطبية المتجمدة (أنتاركتيكا) هو أفضل مكان تتوافر فيه القياسات الدقيقة للموجات الجاذبية لموجودة بقوة هناك كما أن درجة البرودة والجفاف والرياح وارتفاعه عن سطح الارض 10ألاف قدم يقلل من نسبة إمتصاص الغلاف الجوي للموجات التي نحاول رصدها
والقطب الجنوبي أو القارة المتجمدة تقع في أقصي جنوب الكرة الأرضية وتقدر مساحتها ب 14مليون كيلومتر مربع هي خامس أكبر القارات. ويعيش في أنتاركتيكا بشكل دائم حوالي 135 شخص، بينما يزداد هذا العدد بما بين 1000 و5000 شخص خلالشهور الصيف من العام في محطات البحوث المتناثرة ضمن أرجاء القارة. التي تضم كائنات أصلية تسكن المنطقة منها الطحالب والبكتيريا والفطريات والنباتات وبعض الحيوانات الأخري مثل السوس والديدان الأسطوانية وزعنفيات الأقدام وبطيء الخطو والبطاريق (17 نوعا ). وتسمي المناطق العشبية الموجودة في القارة باسم التندرا القطبية الجنوبية.
وهل موجات الجاذبية يمكنها أن تكشف لنا سر نشأة الكون؟
موجات الجاذبيه تعتبر من أضعف الاشارات التي من الصعب بل المستحيل قياسها وعلماء الفيزياء التجريبية في العالم كله يحاولون يرصدوها لانها غنيه جدا بمعلومات عن الكون الذي نعيش فيه وبقياسها تفتح ابواب جديده في علوم الفيزياء. ومن هنا تأتي أهمية ما نقوم به من أبحاث حيث نقوم ببناء معدة تليسكوب أو ريسيفر يستطيع عمل قياس لموجات الجاذبية التي حدثت منذ الانفجار العظيم للكون
وقياس هذه الموجات يمثل إثبات صريح لنظرية الانفجار العظيم والتي بدورها ستفسر ظواهر كثيرة عن تكوين عناصر الكون وستمثل باباً جديداً في مجال الفيزياء.
لماذا توقفت رحلتكم هذا العام؟ والتي كان مقررا أن تكونوا هناك في هذا الوقت؟
للأسف تأجلت كل الرحلات العلمية بسبب انتشار فيروس كورونا لأن وجود الفيروس في القارة خطر شديد وأي شخص يصاب هناك ستكون حياته في خطر كبير فهناك درجة البرودة تسبب مشاكل في التنفس كما أن القطب مكان غير مجهز صحيا لإنقاذ أي عالم تظهر عليه الأعراض وأقرب مستشفي توجد في قاعدة ماكموردو التي تبعد ثلاث ساعات بالطائرة العسكرية وبحسب الاحوال الجوية
ولكن كل الإجراءات الإحترازية لم تمنع وصول الفيروس إلي المحطات؟
حدث بالفعل في المحطات التي تم استبدال بعض أفرادها فهناك أشخاص ظلوا طوال الشتاء الماضي تشعة أشهر الظلام وكان لابد أن يعودوا ليذهب غيرهم وحتي ذلك الوقت كانت القارة المتجمدة هي المكان الوحيد علي سطح الأرض الخالي من كوفيد 19
ولكن مع وصول الأشخاص الجدد تم أكتشاف أصابتهم بالفيروس ليتم عزل وإجلاء العاملين في المحطات النائية التي تبلغ 38 محطة.
هل السفر إلي القطب الجنوبي سهلاً؟
بالطبع ليس سهلاً أبداً فالمعدات تسافر مع الفنيين علي متن السفينه العملاقه التي تسافر في المحيط لأكتر من شهر من سواحل قاره انتارتيكا لسواحل كاليفورنيا والعكس وتحمل كل المعدات واللوازم العلمية الثقيلة اللي تحتاجها كل المعامل العلمية هناك.
أما فريق البحث العلمي فلكي نذهب الي القطب نقوم بركوب طائرة عسكرية من كاليفورنيا أو أي مكان أخر موجود فيه العلماء لنصل إلي نيوزيلندا ثم تحملنا طائرة عسكرية تابعة للجيش الأمريكي لمدة 5 ساعات الي محطة ماكموردو وهي محطة مركزية بها عدد كبير من العلماء الذين يتوزعون علي المحطات الموجودة في القطب الجنوبي ومحطة مكموردو بها مستشفي وإسعافات ولكن ليست بالقدر الذي يسمح بعلاج مرضي كورونا. لذلك تكون أهم النصائح للعلماء بأن يكونوا شديدي الحرص حتي لا يصابوا بأية أمراض
وبعد وصولنا لمحطة مكموردو حيث درجة الحرارة (- 10 سيليزيوس لنذهب إلي مركز الكرة الأرضية في النقطة المركزية بالقطب الجنوبي في درجة حرارة سالب 40 أو 60 وقت الصيف والممتد من شهر نوفمبر وديسمبر وينايروفبراير
الرحلة من مكموردو إلي المتجمد تمتد بالطائرة لمدة 3 ساعات اذا سمحت الأحوال الجوية بذلك فقد نظل أياما وأسابيع بالمحطة المركزية أو في القطب دون أن نستطيع التحرك لعدم سماح الأحوال الجوية لنا بالسفر وبنهاية فصول الصيف تتحرك أخر طائرة عسكرية للدفاع الجوي الامريكي لنقل الباحثين والعلماء من وإلي القطب منتصف شهر فبراير.
بعدها يحل ظلام دامس وتصل درجة الحرارة ل -90 تحت الصفر ولا يمكن لأي طائرة أن تدخل أو تخرج من المكان ويتم إغلاق محطات الابحاث علي من فيها حتي بداية شهر سبتمبر وهو بدايه ظهور الشمس مرة أخري
متي كان مقررا سفركم في رحلتكم العلمية؟
كان مقررا لنا السفر خلال شهر نوفمبر2020 ونستمر هناك حتي فبراير 2021وهو الوقت الذي يعتبر صيفاً في القطب الجنوبي حيث النور طوال ال24 ساعة لتجد نفسك تصلي العشاء في وضح النهار وبنهاية فبراير يعود كل أعضاء الفريق العلمي ولا يتبقي سوي فرد أو فردين يعيشون الشهور التسعة المظلمة لأن وجودهم ضروري لمتابعة صيانة المعدات و للأسف بسبب كورونا تم إالغاء كافة الرحلات العلمية هذا العام. فقط سيتم توجيه رحلة لإعادة الأشخاص المكلفين بالمراقبة وسفر غيرهم وأن شاء الله نستأنف العمل في نوفمبر 2021 ونكون قد حصلنا علي اللقاح وإستقرت الأمور بشكل أفضل
هل أثر ما فعله الفيروس بالعالم علي خططكم البحثية؟
أكيد طبعاً غير كثيرا فقد ألغي الفيروس وما تبعه من إجراءات إحترازية الكثير من الفاعليات والمناسبات داخل جامعاتنا وليس القطب المتجمد فقط كما أثر علي النشاط العلمي حيث تم تقليل عدد المتواجدين بالمعامل والمشروعات البحثية وأصبح شرطا لكي تدخل لأي معمل للبحث العلمي أن تجري اختبار للكورونا مرتين أسبوعيا كذلك تم اغلاق معامل التصنيع ومنها معمل الدفع النفاث بناسا الذي كنا نقوم فيه بتصنيع المعدات الخاصة بنا
لو لم تكن جائحة كورونا قد حدثت أين كنت الان؟
كنت الان في القطب الجنوبي أكمل مهمتنا العلمية والتي للأسف تأجلت لحين الحصول علي الفاكسين كشرط لاستكمال العمل في القارة المتجمدة. لأن مرض أي شخص هناك هو أمر كارثي فقبل كورونا كان معنا شخص من فريقنا العلمي سافر من هارفارد إلي القطب وبسبب إختلاف الطقس حدث له ضيق في التنفس وتم تركيب تنفس صناعي ونقله بالطائرة العسكرية ( سي وان 30 ) فورا حتي لا يموت
حدثنا اكثر عن فريقكم العلمي؟
التجربة التي نقوم تجربة كبيرة جدا و يشارك فيها علماء من معهد كالتك ومعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ومعمل الدفع النفاث جي بي ال بوكالة ناسا وأعضاء من جامعات مختلفة ستانفورد وهارفارد ومينسوتا وكل فريق مسئول عن تصميم جزء معين من التجربة وعمل اختبارات وانا مسئول عن التصميم الهندسي للكواشف المستخدمة في التجربة لتتمكن من رصد وقياس الموجات الجاذبية بدقة عالية ودوري هو تحسين مستوي دقة الرصد لهذه الموجات
كيف تقومون برصد تلك الموجات؟
رصد هذه الموجات يحتاج إلي تقنية معينة.فليست موجات الجاذبية فقط هي الموجودة في الكون فهناك موجات أخري موجودة لذلك نحاول الحصول علي أكثر من تردد وعمل تحليل من نوع خاص لكي نستطيع إستخراج موجات الجاذبية منها وهي موجات القيمة الخاصة بها صغيرة جدا ومن الصعب قياسها وتحتاج لأجهزة رصد ذات دقة عالية وهناك تجارب كثيرة تحاول قياسها وقد تفشل. ولأن هذه التجارب مهمة ينفقوا عليها ملايين الدولارات لكي يتم رصدها ومنهم فريقنا الذي يحاول ذلك
وما هي أبرز انجازات فريقكم العلمي؟
عملنا أول تليسكوب في القطب الجنوبي العام الماضي وظللنا هناك 3 شهور وهي مدة الرحلة. حيث حملنا التلسكوب وقمنا ببناؤه هناك ثم تركناه هناك من شهر فبراير وحتي ديسمبر حيث تكون الحياة في ذلك الوقت ظلام تام وكان مقررا أن نستكمل العمل في هذا التوقيت ولكن تم تأجيله كما قلت لكم
الحياة تحت درجة سالب 60 لمدة 3 شهور كيف تتحملونها؟
بالطبع الأمر صعب ولذلك يتم تدريبنا بشكل جيد للعمل هناك في هذه الظروف القاسية حيث نرتدي ملابس من نوعية معينة تستطيع ملاءمة الحياة هناك لأن الأمر ينطوي علي مخاطر عديدة خاصة في ظل درجة حرارة قاسية ومنخفضة بشكل كبير قد تسبب للانسان (ما يسمي بعضة الثلج ) بأن ينسحب الدم من قطعة في جسمك لدرجة ألا تشعر بهذا الجزء ابداً. ويكفي أن أقول لكم أنني تعرضت لتلك العضة بعد وصولي للقطب المتجمد حيث أصابتني ( frostbit) وتحدث ببساطة عندما تتعرض يدك لدرجة الحرارة المنخفضة لمدة معينة يقوم البرد بقتل الخلايا ويبدأ بالأطراف الضعيفة في جسمك وليس لها حل سوي قطع الجزء الميت
وعندما أصابتني في أصبعي وبستر الله ماتت فقط الجلدة الخارجية ووقعت لوحدها والحمد لله (اتجددت وبقت افضل حالياً ).
مخاطر أخري يسببها إرتفاع القطب عن سطح البحر مما يسبب حدوث اغماءات لأشخاص كثيرة تجعل حياتهم في خطر فيضطرون لإعادتهم مرة اخري لعدم وجود مستشفيات في القطب الجنوبي. لذلك نخضع لفحص طبي دقيق جدا قبل القيام بتلك الرحلة ليتأكدوا من قدرة الجسم علي مقاومة التحديات المناخية في القارة المتجمدة. وقبل السفر خضعت لكل الكشوفات والتحاليل التي تؤكد قدرة جسمي علي الحياة هناك.لأن أي طاريء صحي ولو بسيط لأي شخص في الفريق العلمي يتم إرجاعه فوراً علي متن الطائرة العسكرية
حدثنا عن الفترة التي عشتها هناك؟
هي تجربة حياة مثيرة وشديدة الشغف فالفترة التي نذهب فيها الي القارة المتجمدة تعتبر فصل الصيف ورغم ذلك تكون درجة الحراة من سالب 40 إلي سالب 60 والقطب عبارة عن جبال ثلجية تحيط بك في نهار ممتد 24 ساعة بدون ظلام ولو دقيقة واحدة. نبدأه بالإجتماعات التي نحدد فيها مهام عملنا ثم الي المعمل لنجري قياساتنا المستمرة بالمحطة
وإذا قررنا الخروج فعلينا أن نكون مهيأين لأعلي درجات الجاذبية التي تجعل الملعقة تطير في الجو وهي تحمل طعامك. وكذلك أقسي درجات البرودة التي يصعب تحملها إلا بملابس معينة
كيف كنت تتواصل مع عائلتك في هذه الرحلة القاسية؟
التواصل كان يتم فقط عن طريق القمر الصناعي الموجود الخاص بالدفاع الجوي الامريكي ويكون متاح فقط لمدة 4 ساعات يوميا ويتم السماح لنا بوقت معين للتواصل مع أهلنا خلال هذه المدة
ما هي أكثر المشاهدات التي لن تنساها في تلك الرحلة؟
أكثر المشاهدات وأنا ذاهب إلي المعمل. والأرض كلها جليد من حولي ما بين الحبال والارض بنفس درجة التجمد.ودرجة الحرارة التي كانت تتراوح بين -30 سيليزيوس تحت الصفر و -51 سيليزيوس تحت الصفر
ويكفي أن تري منظر مبني المعمل علي مرمي البصر.وهو مبني ابحاث القطب الذي يعيش فيه كل العلماء و الباحثين. وهو مصمم بدرجه حراره داخليه 23 فوق الصفر. في حين أن درجة الحرارة خارج المبني تصل الي 50 تحت الصفر.
أما أغرب إحساس فهو أن الوقت لا يتحرك والشمس (منوره 24 ساعة). وأن اليوم مثل الغد مثل الأمس وأنك تعيش في ثقب أسود.فالساعة
12 ليلا والشمس مشرقة ودرجه الحرارة تتجمد ولعل أكثر الاشياء المثيرة كانت زيارتي لأنفاق القطب الجنوبي ودرجة الحراره 53 تحت الصفر
ومن أجمل المناظر التي لا أنساها هو جبل ايرابيس الذي يشكل اتصال رباني بين الأرض والسماء.
أما أجمل إحساس فهو عندما تتلاشي كل تلك الصعوبات عند تحقيق حلمك ورفع علم مصر ووضع إسمها ضمن الدول التي تشارك في اكتشاف علمي عظيم وهو نشأة الكون
ما هي الجائزة التي حصلتم عليها مؤخرا؟
حصلنا علي جائزة من وزارة الدفاع الأمريكية وميدالية بعد قيامنا بعمل التليسكوب ونشر ابحاث علمية كثيرة في أعلي مجلة علمية للفيزياء حيث قمنا بنشر جهدنا العلمي عن طرق القياسات للموجات ولذلك تم تكريمنا بالحصول علي ميدالية الولايات المتحدة الامريكية تقديرا للجهد العلمي الذي قمنا به والبحث المستمر حول قياس موجات الجاذبية.