تلسكوب إقليدس وحل واحدة من أبرز الألغاز العلمية المعقدة
استغرقت الوكالة الفضائية الأوروبية فترة زمنية تبلغ 10 سنوات لإنشاء تلسكوب إقليديس، والذي بلغت تكلفته 1.4 مليار يورو، لغرض استكشاف الطاقة المظلمة – تلسكوب إقليدس وحل واحدة من أبرز الأسئلة العلمية المعقدة. توجه تلسكوب الفضاء الأوروبي إقليدس أو “إيوكليد” نحو الفضاء، يوم السبت، على متن صاروخ سبيس إكس فالكون 9 من محطة كيب كانافيرال في فلوريدا بالولايات المتحدة الأمريكية، في محاولة لحل أحد أكبر الأسئلة المحيرة للعلم: ما هو تركيب الكون؟
المهمة الأساسية لإقليدس هي إنشاء خريطة ضخمة ثلاثية الأبعاد للكون، بهدف ربط بعض خصائص ما يُعرف بالمادة المظلمة والطاقة المظلمة.
يظهر أن هذه الأحداث الظاهرة تسيطر بشكل مشترك على تشكيل وتوسيع كل ما نراه هناك (في الكون).
يعترف الباحثون بأنهم يجهلون تقريباً أي شيء عن هذه الظواهر.
لا يمكن أن يتم اكتشاف المادة المظلمة أو الطاقة المظلمة بشكل مباشر.
وأضافت الأستاذة إيزوبيل هوك، بأننا، بسبب هذا النقص الكبير في المعرفة، غير قادرين على تفسير أصولنا بشكل حقيقي.
تعتقد عالمة الفلك في جامعة لانكستر في بريطانيا أن استخدام إقليدس كأداة للرؤية سيكون الوسيلة الأكثر فعالية لنا لتحقيق الفهم المطلوب.
صرحت إيزوبيل لبي بي سي نيوز بأنه سيكون مشابهًا للانطلاق على متن سفينة قبل أن يتعرف الأشخاص على موقع الأرض بالنسبة للاتجاهات المختلفة. لذلك سنرسم خريطة للكون لنحاول فهم المكان الذي نحن فيه وكيف وصلنا إلى هنا – كيف تشكل الكون بأكمله منذ نقطة الانفجار العظيم وصولًا إلى المجرات الجميلة التي نشاهدها حولنا، وأيضًا نظامنا الشمسي حتى نصل إلى نشأة الحياة.
تخطي تلسكوب هابل خريطة للمادة المظلمة في جزء صغير من السماء بينما يقوم إقليدس برسمها في ثلث السماء.
تم إعداد تليسكوب إقليدس، الذي يُقدر تكلفته بـ 1.4 مليار يورو، للإطلاق إلى الفضاء على متن صاروخ فالكون 9 من قاعدة كيب كانافيرال، في تمام الساعة 11:12 بتوقيت المحلي (15:12 بتوقيت غرينتش).
سيتم نقل إقليدس إلى موقع مراقبة موجود على بُعد 1.5 مليون كيلومتر من الأرض، على الجهة المقابلة للكوكب بالمسافة الموجودة بينه وبين الشمس.
ومع أن المهمة أصلا تعود إلى وكالة الفضاء الأوروبية (إيسا)، إلا أنها تستفيد أيضا من مشاركات علمية وهندسية هامة تقدمها وكالة الفضاء الأمريكية (ناسا).
كيف سيستكشف إقليدس الكون المظلم؟
كشفت التجارب السابقة أن الطاقة المظلمة تُمَثِّل حوالي 70% من إجمالي الطاقة في الكون، في حين يُقَسِّم الـ30% المتبقية بين 25% تُمَثِّلها المادة المظلمة و5% تُمَثِّلها النجوم والغاز والغُبَار والكواكب وحتى نحن البشر في هذا الكون.
عندما تكون 95 في المئة من هذا الكون ممثلة بواسطة مواد غامضة مثل الطاقة المظلمة والمادة المظلمة، سيرغب إقليدس في دراسة طبيعة هذه المواد الغامضة من خلال إجراء مسح على جزئين مختلفين من الكون على مدار ست سنوات.
المهمة الرئيسية الأولى ستكون رسم خريطة لتوزيع المادة المظلمة، وهي المادة التي لا يمكن اكتشافها مباشرة، ولكن يعرف العلماء الفلكية وجودها بسبب تأثير قوة الجاذبية التي يمكننا رؤيتها على المادة.
المجرات، كمثال، لا يمكنها الحفاظ على هيئتها إذا لم تكن هناك دعامات خارجية “سقالات” إضافية. يفترض أن يكون لهذه السقالات مواد مظلمة، بغض النظر عن نوعها.
بالرغم من عدم إمكانية رؤية هذه المادة مباشرة، إلا أن التليسكوب يمتلك القدرة على رسم خريطة توزيعها عن طريق استكشاف الطريقة الدقيقة التي تؤثر بها كتلتها على الضوء القادم من المجرات البعيدة.
تشتهر تلسكوب هابل الفضائي بأنه كان أول من يُستخدم هذا الأسلوب لتحديد المادة السوداء في منطقة صغيرة من السماء، وهي تُمثِّل مجرد درجتين مربعتين.
ومع ذلك، سيقوم تلسكوب إقليدس بالقيام بنفس المهمة التي قام بها تلسكوب هابل، ولكن عبر مساحة تصل إلى 15000 درجة مربعة من السماء، وهو ما يعادل قرابة ثلث السماء.
ستكون الكاميرا التي تحمل اسم الرؤية الرئيسية VIS في التليسكوب هي المحور الرئيسي لكل هذا، وقد تم تطويرها في المملكة المتحدة.
وذكر البروفيسور مارك كروبر، العامل في مختبر مولارد لعلوم الفضاء في جامعة كاليفورنيا بلوس أنجلوس: “ستكون الصور التي ينتجها (هذه الكاميرا) هائلة الحجم، وستتطلب أكثر من 300 جهاز تلفزيون عالي الدقة (هاي ديفنشن) لعرض صورة واحدة فقط”.
تعد الطاقة المظلمة فكرة مختلفة تماما عن المادة المظلمة.
يبدو أن هذا “التأثير” الغامض يعمل على زيادة تمدد الكون بسرعة. اعترافًا بوجوده وتأثيره في عام 1998، منح ثلاثة علماء جائزة نوبل.
سيقوم إقليدس بدراسة هذه الظاهرة عن طريق رسم خرائط لتوزيع المجرات ثلاثية الأبعاد.
يمكن استعمال النماذج
في المساحات الكبيرة الموجودة بين هذه الأبعاد كوسيلة لقياس التوسع عبر الزمن.
مرة أخرى، تمكنت العمليات المنجزة من الأرض للمسح في تحديد الطاقة المظلمة في مساحات صغيرة في السماء، ولكن سوف يقوم التلسكوب إقليدس بقياس المواقع الدقيقة لحوالي ملياري مجرة على بُعد حوالي 10 مليار سنة ضوئية من الأرض.
أكد الأستاذ بوب نيكول من جامعة سوراي أن بعد ذلك، ستتمكن العلماء من طرح بعض الأسئلة المهمة و المثيرة للاهتمام.
وقال المتحدث بإسم بي بي سي نيوز: “هل التسارع هو شيء متجانس في جميع أجزاء الكون؟ في الوقت الحالي، نحن نحسب المعدل العام لكل شيء نقيسه. ولكن ماذا لو كان هناك اختلاف في التسارع هنا؟ ستكون هذه اكتشافًا علميًا”.
لا يمكن لإقليديس أن يؤكد لنا بشكل قاطع أن “هذه هي طبيعة المادة المظلمة والطاقة المظلمة”، ولكن يجب عليه تحديد نطاق النماذج والأفكار التي تسيطر على التفكير العلمي الحالي. وسيساعد ذلك على تركيز انتباه المنظرين والتجريبيين وجهودهم.
بالنسبة للطاقة المظلمة، قد يستطيع مسح إقليدس أن يُخبر العلماء أن هذه الطاقة ليست جزءًا أساسيًا من الفراغ في الفضاء، بناءً على أحدث التخمينات العلمية المتاحة. يوجد تفسير أفضل لهذه القوة المجهولة في سياق نظرية الجاذبية المعدلة. هذا الاكتشاف سيكون أيضًا إضافة علمية مهمة.
يعتقد البروفيسور مارك ماكوغرين، الكبير الاستشاري لوكالة الفضاء الأوروبية (إيسا) للعلوم والاستكشاف، أن إحدى الاحتمالات هي أن الطاقة المظلمة في الواقع قوة خامسة، وهي قوة جديدة في الكون تعمل فقط على نطاقات ضخمة، وبالتالي لا تؤثر على الحياة هنا على الأرض.
قال ماكوغرين: “ومع ذلك، بالطبع، يمكن أن يكون له تأثير كبير على مصير وجودنا، إلى أي مدى يمكنه أن يتوسع؟ هل سيستمر في النمو بشكل غير محدود؟ أو ربما سينهار مرة أخرى بالكامل؟”
