عندما تشاهد انفجارًا في أحد أفلام الحركة، يظهر الكثير من المؤثرات. ويتطاير الحطام إلى الخارج، وتشعر الشخصيات بالحرارة الناتجة عن الانفجار وتبتعد عن الضوء الساطع. في يوم هادئ على كوكب الأرض، لا تتوافق هذه المؤثرات مع الكون الآمن المتوقع الذي أعرفه، ولكن هذا لأنني أقارنه في ضوء أطر زمنية غير صحيحة. فأنا لا أشاهد الانفجار منذ بدايته وحتى نهايته، ولكنني أشاهد إطارًا واحدًا من هذا الفيلم خلال الإطار الزمني الخاص بحياتي. قد يبدو أن الأشياء لا تتغير؛ لأنه خلال حوالي 80 عاما لن يكون التمدد ملحوظا. ولكنه موجود ويمكننا قياسه. وإذا نظرنا إلى صورة لمجرة أندروميدا، بصرف النظر عن ذلك النجم العابر الذي أنهى حياته في انفجار ساطع، فستبدو في الغالب كما هي إذا التقطت الصورة بعد يومين أو عامين. يمكن لأي شخص أن يكون لديه تصور مختلف لمدى سرعة تحرك شيء ما اعتمادًا على البيئة المحيطة. فعند مشاهدة الطائرات وهي تقلع من المطار تبدو سريعة. لكن عند مشاهدة طائرة بعيدة في الأفق، تتراجع درجة ملاحظة هذه السرعة. ومن ثَمَّ، لا يمكننا تقدير حركات المجرات لأنها بعيدة جدا وكبيرة جدا، وإن كانت تتحرك.

يتميز كل نجم برمز شريطي مميز خاص به، أو ما يسمى بالطيف. يغطي الضوء الذي ينبعث من النجم نطاقا واسعًا من الأطوال الموجية، وتوضح الفجوات الموجودة في ذلك الطيف، التي يُطلق عليها اسم خطوط الامتصاص، وجود عناصر كيميائية معينة في أغلفة النجم الجوية. وينطبق الشيء نفسه على المجرات ولكنها تحتوي كذلك على الكثير من الغبار والغاز بين النجمي، الذي يمتص أيضًا الأطوال الموجية للضوء. لنفترض أن هناك مجرة تحتوي في الغالب على نجوم الجمهرة الثالثة وعدد قليل من نجوم الجمهرة الأولى والثانية الأصغر سنا التي تحتوي على عناصر أثقل مثل الكربون. يكاد طيف تلك ألا يحتوي على أي خطوط خاصة بالمعادن وإذا ظهرت أي من تلك الخطوط فستكون باهتة. أما المجرة الأصغر سناً، فستحتوي على الكثير من خطوط المعادن بسبب النسبة الأكبر من نجوم الجمهرتين الأولى والثانية التي تحتوي على عناصر أثقل، وستتوافق خطوط الامتصاص مع الخطوط نفسها التي يمكننا اكتشافها من العناصر المشعة في مختبراتنا على الأرض.

يوجد في طيف مجرة أندروميدا خطوط امتصاص مميزة تتطابق مع عنصر الكالسيوم. وتشير الفجوات في طيف مجرة أندروميدا إلى وجود الكالسيوم بكميات كبيرة في التريليون نجم الموجودة بمجرة أندروميدا، وهو أمر غير مثير للاهتمام في حد ذاته. فلا بد أن يحتوي الطيف القادم من مجرة أندروميدا على خطوط امتصاص الكالسيوم بالأطوال الموجية نفسها التي ينتجها الكالسيوم المشع على الأرض. فالكالسيوم الموجود في إحدى المجرات هو الكالسيوم نفسه الموجود في أي مجرة أخرى. ولا تختلف

مستويات الطاقة الموجودة في ذرات الكالسيوم اعتمادًا على موقع الذرة، ومن ثُمَّ ينبغي أيضًا ألا تختلف الأطوال الموجية للضوء الممتص ومع ذلك، عندما ننظر إلى طيف مجرة أندروميدا، نجد أن خطوط الكالسيوم قد انحرفت عن مكانها المتوقع بمقدار بضعة أجزاء من المليار متر في الطول الموجي. ونظرًا إلى أن خطوط الامتصاص قد انحرفت إلى أطوال موجية أقصر مقارنةً بأطوالها الموجية على كوكب الأرض؛ أي انحرفت نحو الطرف الأزرق من الطيف الكهرومغناطيسي، فإننا نقول إنها قد تعرضت إلى انزياح أزرق. يبدو الأمر كما لو أن الكالسيوم الموجود في مجرة أندروميدا يمتص فوتونات ذات أطوال موجية مختلفة بعض الشيء، وأن الإلكترونات الموجودة في ذرة الكالسيوم مرتبة على نحو مختلف هناك، ولكن لماذا تختلف العناصر الكيميائية بهذا الشكل؟ حسنًا، إن قوانين الكيمياء لا تتغير، وإنما ما يتغير هو الكيفية التي نرى بها الضوء القادم من المجرة.

تخيل أننا أشعلنا نارًا ألق فيها كلَّ ما تريد تلك الكنزة المطرزة التي اعتقدت أنها ستبدو رائعة صندوقًا عاديا يحتوي على مخلفات رفقاء سابقين، المسودات الخمس الأولى من كتابك ... يا إلهي، لقد فقدت السيطرة على الحريق بينما تشق سيارة الإطفاء طريقها إلى كومة الذكريات المريرة المشتعلة، أنصت جيدًا. عندما تقترب سيارة الإطفاء منا، تنبعث كل موجة صوتية متعاقبة من مكان أقرب قليلا إلينا. ونظرًا إلى تحرك سيارة الإطفاء نحونا، فإن الموجات الصوتية المنبعثة تستغرق وقتًا أقل للوصول إلى آذاننا، مما يزيد التردد الذي تصل به إلينا، ومن ثَمَّ نسمع صوتًا أعلى حِدَّة. ثم تتركنا سيارة الإسعاف بوجوه شاحبة وإحساس بالإحراج، ويزداد الوقت بين وصول الموجات الصوتية المتعاقبة إلى آذاننا. وينخفض التردد الملاحظ للموجات الصوتية وتقل حدة صفارة الإنذار. نطلق على هذه الظاهرة اسم تأثير دوبلر. فعندما تقترب سيارة الإطفاء أو تبتعد، لا يتغير أبدًا صوت صفارة الإنذار التي تصدره، ولكن طريقة إدراكنا له تتغير. تنتهج مجرة أندروميدا نهج سيارة الإطفاء، ولكنها تستخدم الضوء بدلا من الصوت. فإذا كان مصدر الضوء يتحرك نحونا، فإن مقدمات الموجات تتراكم بعضها بجانب بعض ونقيس طولا موجيًّا أصغر، ونحصل على ضوء أكثر زرقة ناجم عن انزياح الضوء نحو الأزرق. وعلى العكس من ذلك، إذا كان مصدر الضوء يتحرك بعيدًا عنا، فحينها تكون مقدمات الموجة أكثر تشتتًا، ونقيس ترددًا أقل، ونحصل على ضوء أحمر ناجم عن انزياح الضوء نحو الأحمر. في حالة أندروميدا، تظهر خطوط امتصاص الكالسيوم عند أطوال موجية أكثر زرقة من تلك التي نعرفها والتي ينتجها العنصر، مما يشير إلى أن مجرة أندروميدا تتحرك نحونا.

شكل 1:تأثير دوبلر في موجات الضوء. يعرض الصف الأوسط طيفا مبسطا يحتوي على خطوط امتصاص وفقًا لما جرى رصده في المختبر. ينزاح طيف مجرة أندروميدا نحو الأزرق لأنها تتحرك نحونا الصف السفلي معظم المجرات الأخرى تبتعد عنا، ولذا فإن أطيافها تنزاح نحو الأحمر (الصف العلوي).

في حالة سيارة الإطفاء، كلما زادت السرعة، أصبح التغيير في حدة الصوت أوضح؛ إذ تقترب سرعتها من جزء صغير من سرعة الصوت؛ أي ما يزيد على 340م/ث. ينتقل الضوء بسرعة تقل قليلا عن 299,792,458 م / ث. وهذا ما يفسر السبب في عدم ملاحظتنا لتغير لون ضوء المصباح الدوار فوق سيارة الإطفاء أثناء تحركها نحونا أو بعيدًا عنا. فسيارة الإطفاء ليست سريعة بما يكفي للحاق بموجات الضوء بأي طريقة ملموسة، ومن ثُمَّ لا يمكن ملاحظة التغير في الطول الموجي لأنه يكون طفيفا. في حالة مجرة أندروميدا، تُظهر الحسابات أن التحول الطفيف في الطول الموجي لخطوط امتصاص الكالسيوم يشير إلى أن المجرة الحلزونية العملاقة في مسار تصادم مع مجرتنا درب التبانة بسرعة تبلغ حوالي 110كم / ث . وفي غضون بضعة مليارات من السنين، سوف تصطدم المجرتان، لكن من الجدير بالذكر أن التصادم لن ينتج عنه انفجار عنيف كما قد يتراءى لك. فالنجوم في المجرات يتباعد بعضها عن بعض (50 تريليون كيلومتر في المتوسط)، مما يجعل احتمالية تصادم أي نجمين منخفضة جدًّا. ومع ذلك، سيكون تشوه جاذبية المجرتين عميقا، وستندمجان لتشكيل مجرة إهليلجية عملاقة يشار إليها أحيانًا باسم ميلكوميدا (يا له من اسم فظيع، أليس كذلك؟!).

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

الهيأة العليا لإحياء التراث تناقش مع كلية الإمام الكاظم (عليه السلام) التحضيرات لمؤتمر ألفية الحوزة العلمية

قسم الصيانة يشارك في حملة التبرّع للشعبين اللبناني والإيراني

شرح دعاء أبي حمزة الثمالي.. إصدار جديد للعتبة العباسية المقدسة

العتبة العباسية المقدسة تعلن فتح منفذٍ جديد لاستلام التبرّعات داخل المرقد الطاهر دعماً للشعبين اللبناني والإيراني

المزيد

الآخبار الصحية

علاج طبيعي يخفف أعراض سكري الحمل

كم من الوقت يمكنك تخزين بقايا الطعام في الثلاجة بأمان؟

الوجه المظلم لـ"فيتامين B2" في معركة الجسم مع السرطان

فيروس بيئي يهزم "السالمونيلا" ويعزز سلامة الغذاء

المزيد

الآخبار التكنلوجية

خسائر غير مسبوقة للجليد في أيسلندا وسواحل المحيط الهادئ خلال 2025

رواد "ناسا" يستعدون لأول رحلة مأهولة نحو القمر منذ عقود

"أبل" تخطط لتحديثات ذكاء اصطناعي مهمة في مساعدها "سيري"

العلماء الروس يكتشفون طريقة تحسن فرص نجاح زراعة الأسنان

المزيد

مواضيع ذات صلة

تزويد النجوم بالطاقة: الانكماش بفعل الجاذبية

الانفجار العظيم

صور عائلية

تصنيف النجوم

قياس درجة حرارة النجوم

عصر النجوم الأولى فريد من نوعه

الضوء الأول نشأة النجوم الأولى

آخر الأنباء (الكون بين النعومة والتكتل)

نتائج متضاربة

أبعد الأشياء في الكون

حركات انسيابية (للمجرات)

من أين أتى الكون؟ لماذا لا يلتف على نفسه في كرة؟