حيلةٌ قديمة لأينشتاين تمكننا من رؤية النجوم بشكلٍ أوضح!

استمع على ساوندكلاود 🎧

نحن عاجزون عن رؤية أحد أهم مكونات الكون ألا وهي المادة المُظلِمة. وذلك لسبب بسيط هو أنها مُظلِمة. لكن يمكننا تحديد أماكن تواجد المادة المُظلِمة عن طريق مُراقبة المجرات البعيدة والإستفادة من أحد خصائص الضّوء الجوهرية، وهي أن الضّوء لا يسافر بمسارات مُستقيمة.

ينحني الضوء عند مروره بجانب جسمٍ يمتلك حقل جاذبية كبيرًا جدًا (كما لو أنهُ يمر بجانب عدسة زجاجية)، الأمر الّذي يُمكنُ العلماء من رصدِ صورةٍ أكبر للجسم الّذي يصدُر عنه الضوء، وهذا ما يُسمّى "انحراف الضوء بتأثير الجاذبيّة"ا Gravitational Lensing. فمثلاً عندما تمر الأشعة الضّوئية الصادرة عن الأجسام البعيدة بجانب المجرات أو العناقيد المجرية، فإنها تنحني. وبذلك تقوم المجرّات أو العناقيد المجريّة بتركيز الأشعة الضوئية تماماً كما تقوم العدسة الزجاجية العادية.

أحياناً يكون انحرافُ الأشعة الضوئيّة كبيرًا بما يكفي لتشكيل عدة صورٍ عن مصدر الضّوء. يُعرف هذا التأثير بالعدسة الجاذبة وهي ما يعتمدُ عليه معهد "كافلي" للعلوم الفلكية التطبيقية (KIPAC) في رسم خرائط توزّع الكتلة للمواد (المُضيئة والمُظلِمة) في المجرات والعناقيد المجريّة.

بقياس التّأخير الزّمني بين عدّة صور قادمة من نفس الكويزر الّذي يومض بمعدلٍ ثابت. يُمكن قياس المسافة بإتجاه العدسة ومنها يمكن حساب المقياس العام للكون أو ما يُعرف بثابت هابل.

يقوم العُلماء في معهد KIPAC بالتعاون مع فريق COSMOGRAIL بالعمل على قياس المسافات لعدة عدسات جاذبة في الفضاء، اعتمادًا على البيانات القادمة من تلسكوب هابل الفضائي وعدّة مصادر أخرى. كما أنّهم يقومون بالتحضير لجَعل هذه الدّراسة تشمُل عدد أكبر من العدسات قد يصل إلى عدّة مئات أو عدّة آلاف.

وبالإعتماد على البيانات القادمة من برنامج مسح الطاقة المُظلِمة The Dark Energy Survey (DES) و التلسكوب The Large Synoptic Survey Telescope(LSST) الذي هو قيد الإنشاء حالياً ومع وجود العديد من نقاط البيانات، يجب أن نكون قادرين على قياس تأثير الطّاقة المُظلِمة.

إن العدسات الجاذبة الكبيرة الّتي تزودنا بصورٍ مُتعددة، هي نادرةٌ في الكون. كُلما إمتلكنا عدسات أكثر كُلما استطعنا القيام بالمزيد من العِلم. وهذا ما يقوم به العلماء في معهد KIPAC حيث يجمعون نتائج العديد من عمليات البحث عن العدسات الجاذبة. أنت أيضاً يمكنك أن تساعد في إيجاد العدسات الجاذبة من خلال الموقع الإلكتروني Space Warps. كما أن تلسكوب LSST سوف يقدم آلاف العداسات الجديدة عندما يبدأ عمليات المسح للسماء، مما يعطي تحدٍ جديد لجمع المزيد من البيانات.

يمكن التقاط العدسات الجاذبة في كلّ المجرّات البعيدة، لكن الصور الّتي تزودنا بها تتشوّه قليلاً بسبب إنحراف الضّوء النّاتج عن البنى ذات الكتلة الضّخمة الموجودة بين تلك المجرّات وبيننا. سوف يتم قياس هذه التشوهات بدقة عالية من خلال البرنامجين DES و LSST، مما سيسمح لنا بدراسة نمو البنى الكونية بالإضافة إلى دراسة الطاقة المُظلِمة التي تقود توسيع المسافة بين هذه البنى.

ويسعى العلماء في معهد KIPAC إلى إجراء هذه القياسات بأكبر دقّة مُمكنة. كما يسعون إلى ترقية التلسكوب وآلة تصويره وكتابة البرمجيات الحاسوبيّة التي ستقوم بتحليل كميّات هائلة من البيانات للحصول على أكبر كميّة مُمكنة من المعلومات المفيدة.

يُمكنك أيضًا قراءة هذا المقال حول ظاهرة "انحراف الضوء بتأثير الجاذبية ": هنا

المصدر: هنا