عالم الفلك فلاديمير سوردين: 6 معجزات فضائية تدهش الخيال
Miscellanea / / April 12, 2023
ولادة وموت النجوم ، والبحث عن المجرات البعيدة باستخدام المادة المظلمة ، وانبعاثات الطاقة الشمسية والمزيد.
تتطاير بلايين من جسيمات النيوترينو عبرنا كل ثانية ، ويضع علماء الفلك أجهزة الاستشعار في أعماقنا تحت الأرض أو تحت الماء ، وأقرب ثقب أسود هو حرفياً المجاور - في وسط بيتنا المجرات. تحدث عالم الفلك فلاديمير سوردين عن هذه الحقائق وغيرها من الحقائق المثيرة للاهتمام ، وقدم Lifehacker ملخصًا للمحاضرة.
فلاديمير سوردين
مرشح للعلوم الفيزيائية والرياضية ، وأستاذ مشارك في كلية الفيزياء بجامعة موسكو الحكومية ، وعالم فلك ومروج للعلوم.
1. ولادة نجم
الفضاء ليس فارغًا أبدًا. وإذا كان لدينا تلسكوب جيد ، فسنرى بالتأكيد المادة التي تملأ هذا الفضاء في النطاق البصري أو الراديوي. على سبيل المثال ، النجوم البعيدة أو سحب الغاز.
لكن في بعض الأحيان يحدث أن يغلق جزء من الفضاء بقعة مظلمة - كما لو كان هناك فراغ ، لا يمكن أن يكون. وأدركنا أن هذه غيوم غازية باردة ، بداخلها نجم جديد جاهز للولادة.
في البداية ، لم تظهر نفسها. ولكن عندما يحين وقت الولادة ، يطلق النجم تيارًا من الغاز الساخن ، والذي يشبه شعاعًا رقيقًا أو تيارًا على خلفية سحابة مظلمة.
وأحياناً - يعلن ولادته بتحية قوية. بدلاً من البقعة المظلمة ، تظهر سحابة ضخمة من الغاز الساخن - يبدو أن النجم يمسح الفضاء المحيط به الذي سيعيش فيه.
يشير هذا التيار الساخن ، الذي ألقاه نجم ساكن ، إلى أن الصرخة الأولى بدت. أعلنت نفسها. وبعد ذلك يدفع النجم "مستشفى الولادة" ويظهر نفسه بكامل قوته.
فلاديمير سوردين
تبدو هذه العملية مذهلة عند النظر إليها من بعيد. ولكن إذا ولد نجم أثقل من الشمس بحوالي 10-15 مرة ، فهو نجمنا النظام الشمسي سوف تختفي من الوجود. لذلك دع مثل هذه المعجزات تحدث بعيدا.
2. ظهور كوكب جديد
في السابق ، كان علماء الفلك يتخيلون فقط كيف يمكن أن تبدو عملية ولادة الكواكب. لكن التلسكوبات الحديثة التي تجمع بين البصريات وهوائيات الراديو ساعدتنا في التقاط هذه الظاهرة أيضًا. توجد أقوى الأجهزة من هذا النوع في تشيلي - حيث يقوم علماء الفلك بالعديد من الاكتشافات اليوم.
يمكن أن تولد الكواكب حول نجم لم يتشكل بعد حتى النهاية. سجل العلماء كيف تتشكل سحابة غازية حولها. تتسطح وتصبح مثل فطيرة ضخمة بنجمة في المنتصف.
ثم تظهر مدارات المسارات المظلمة على هذه الفطيرة. تجمع الكواكب المستقبلية المادة منها وتشكل نفسها وتلد أقمارًا صناعية تبدأ على الفور بالدوران حولها. حسنًا ، تستمر كائنات جديدة في الظهور في سحابة الغاز.
3. العمليات التي تجري على الشمس
من الأرض ، تبدو الشمس ككرة بينج بونج ناعمة. ولكن إذا نظرت إليها من المدارات، سنرى شيئًا مثيرًا للاهتمام وأحيانًا خطيرًا.
الحقيقة هي أن واحدًا من عشرة مليارات من الإشعاع الشمسي يضرب الأرض. هذا يكفي لجميع احتياجات كوكبنا. ولكن إذا قام النجم بإخراج "قطعة" من مادته في اتجاهنا ، فيمكن أن تحدث حوادث خطيرة.
في عصر الإلكترونيات الحديثة ، لم يكن هذا هو الحال بعد. ومع ذلك ، حدث انفجار مماثل في القرن التاسع عشر. ثم تم ترتيب كل شيء بشكل بدائي: تم إرسال الإشارات عبر الأسلاك باستخدام شفرة مورس. وعندما ألقت الشمس تيارًا قويًا من الغاز نحو الأرض ، خرج التلغراف عن النظام.
تعد تكنولوجيا اليوم أكثر عرضة للخطر من الاتصالات السلكية.
إذا عطست الشمس مرة أخرى... اقرأ الكتب. اشترِ الكتب الورقية: ستعيش ، لكن الإنترنت لن تفعل ذلك.
فلاديمير سوردين
معجزة أخرى هي الطرق التي تسمح لنا بالنظر في جوهر نجمنا ودراسة العمليات الجارية هناك. تساعد تدفقات النيوترينو في ذلك.
من خلال طرف الأنف ، وكذلك من خلال كل سنتيمتر مربع من أجسامنا ، 10 مليارات من هذه الجسيمات تطير كل ثانية. لا نشعر به ، لكن الأجهزة تسجل ذلك تيارات.
بالطريقة نفسها ، تتغلغل النيوترينوات في كوكبنا. ومن أجل دراسة حالة الشمس ، يستخدم العلماء كواشف عملاقة تحت الأرض وتحت الماء - مختبرات تلتقط تيارات من هذه الجسيمات.
توجد مثل هذه المراكز ، على سبيل المثال ، في اليابان. هذه غرف ضخمة تقع على عمق حوالي كيلومتر ونصف. لدينا أجهزة كشف تحت الأرض مثبتة في Arkhyz. بجانب، العلماء استخدام تلسكوبات النيوترينو تحت الماء - على سبيل المثال ، في بايكال.
العنصر الرئيسي لهذه الأجهزة هو مضاعف ضوئي. من المثير للاهتمام أنه لا يتم توجيهه نحو الشمس ، بل نحو الأسفل باتجاه مركز الأرض. الحقيقة هي أن أجهزة الكشف تعمل في وقت متأخر من الليل ، عندما يضيء نجمنا الجزء المقابل من الكوكب - أي أنها تنظر إلى الشمس من خلال جسم الأرض.
يعمل كوكبنا كمرشح جسيمات ممتاز. نيوترينو أدخلها في نصف الكرة الجنوبي ، واخترقها بالكامل ، ثم يتم صيدها في قاع بايكال.
قام باحثون أمريكيون بتركيب أجهزة مماثلة في قاعدتهم العلمية في أنتاركتيكا.
ليس لديهم بايكال - لديهم جليد في أنتاركتيكا. لقد وضعوا كاشفات النيوترينو الخاصة بهم هناك وهم الآن ينظرون عبر الكرة الأرضية إلى نصف الكرة الشمالي. بينما ننظر من منطقتنا إلى الجنوب ، مكملين بعضنا البعض.
فلاديمير سوردين
وهكذا ، نحصل على صورة للشمس ، مصنوعة من نقاط مختلفة ، ونكتشف العمليات التي تجري داخل نجمنا.
4. موت نجم
النجوم لا تولد فقط وتعيش وتصدر نيوترينوات. في بعض الأحيان يموتون.
أولاً ، يلف النجم المغادر نفسه في سديم كوكبي. يمكن للأجهزة الضعيفة تمييز كرة صغيرة ، ويمكن الخلط بينها وبين كوكب قريب. لكن التلسكوبات الفضائية سمحت لنا برؤية هذه الأشياء بالتفصيل.
رأينا قذائف متوسعة - الطبقات العليا للنجم. إنها تسلطهم قبل أن تتوقف عن التألق. لكن الشيء الأكثر إثارة للاهتمام ليس ذلك. إذا كان كل نجم كرة ، فيجب عليه إخراج المادة بالتساوي في جميع الاتجاهات. ومع ذلك ، فإن القذائف الضبابية مختلفة تمامًا استمارة.
المراقبون يطلقون عليهم أسماء شعرية. هذه هي الطريقة التي تظهر بها السدم في الكون ، والتي تسمى الإسكيمو ، والنملة ، والساعة الرملية ، وعين القط ، والفراشة ، وحتى ، لسبب ما ، البيضة الفاسدة.
النجوم تموت بشكل جميل جدا. ربما كان هذا أجمل موت في الطبيعة.
فلاديمير سوردين
تحدث مثل هذه العمليات مع النجوم بحجم شمسنا. ومع ذلك ، قريب نسبيًا ، في كوكبة الجبار ، هناك منكب الجوزاء. إنه نجم صغير ضارب إلى الحمرة.
لفترة طويلة ، كان علماء الفلك يراقبون كيف يلف نفسه في تيارات الغاز. على ما يبدو ، منكب الجوزاء ينهي تطوره. ولكن ، على عكس النجوم الأكثر تواضعًا ، لن تتلاشى. يعتقد العلماء أن وجودها سينتهي بانفجار قوي. ربما سيحدث هذا قريبًا جدًا.
يقول علماء الفيزياء الفلكية إن الانفجار سيحدث على الأرجح في العشرة آلاف سنة القادمة. لكن متى بالضبط ، لا أحد يعلم. ربما غدا أيضا.
هذه الظاهرة تسمى "انفجار سوبر نوفا". هذه هي الطريقة التي تنهي بها النجوم الضخمة حياتها. لم يلاحظ الناس مثل هذه التأثيرات في السماء لفترة طويلة. كانت آخر مرة انفجر فيها مستعر أعظم منذ ما يقرب من 1000 عام في عام 1054. وكانت قوية لدرجة أنه يمكن ملاحظتها بدون أي تلسكوبات. طوال هذا الوقت ، كانت المادة النجمية تتطاير بعيدًا ، تحترق الفضاء.
عندما ينفجر منكب الجوزاء ، سوف يغمرنا الإشعاع النجمي. يطمئن العلماء: لن يحدث ذلك على الأرض نكبة الجو سوف يحمينا. لكن الأقمار الصناعية في المدار ستحترق ، وسيتعين إجلاء رواد الفضاء على وجه السرعة.
إذا حدث انفجار اليوم ، فإن التكنولوجيا الحديثة ستحذر منه في حوالي 10 ساعات: من النجوم ، سينفجر تيار قوي من النيوترينوات ، والتي سيتم تسجيلها بالتأكيد بواسطة المستشعرات على بايكال وفي أنتاركتيكا. سيكون هناك وقت كافٍ لالتقاط رواد فضاء من المدار.
ومن منكب الجوزاء سيكون هناك نواة صغيرة ستتحول إلى نجم نيوتروني.
وهذه أيضًا معجزة. لا نعرف نوع المادة الموجودة في النجم النيوتروني. ولكن إذا قمت بملء كأس من النبيذ الساخن به ، فسوف يزن 100 مليار طن.
فلاديمير سوردين
5. ابحث عن الثقوب السوداء
قال أينشتاين أنه لا يمكنك رؤية ثقب أسود. يبدو هذا الجسم الفضائي وكأنه مكان فارغ ، لأنه نظرًا لأقوى جاذبية فإنه يمتص كل شيء ولا يطلق أي شيء - حتى موجات الضوء تبقى في الداخل.
يقع أقرب ثقب أسود في مركزنا المجرات. من الصعب ملاحظته ، لأن المركز مغلق منا بعدد كبير من الغيوم غير الشفافة. لكن العلماء تمكنوا من إصلاح ثقبنا الأسود "الموطن".
لتحديد مكان هذا الكائن ، عليك الانتباه إلى ما إذا كانت هناك نجوم قريبة تتصرف بشكل غريب. لاحظ علماء الفلك أنه في مجرتنا يبدو أنهم يتحركون حول مركز غير مرئي. هذا يعني أن بعض الأشياء الضخمة لا تسمح لهم بالمغادرة.
يراقب العلماء حركة النجوم منذ عام 1995 وقد حسبوا أن في مركز دورانهم يوجد ثقب أسود أكبر بأربعة ملايين مرة من شمسنا. كان هذا الاكتشاف مقنعًا جدًا لدرجة أن مؤلفيه حصلوا على جائزة نوبل ، على الرغم من عدم رؤية أحد لهذا الثقب الأسود ولم يتمكن من تأكيد وجوده هناك.
لكن في ربيع عام 2022 ، رأينا هذا الجسم أخيرًا من خلال تلسكوب لاسلكي. يشبه الكعك أو الكعك: يوجد في المنتصف ثقب - نفس الثقب الأسود ، ويطير الغاز الساخن حوله. بالضبط كما كان متوقعا.
6. وجود المادة المظلمة
لقد علم العلماء مؤخرًا أن مجرتنا مغمورة في كتلة متشابكة ضخمة من مادة غير معروفة وتشغل 1٪ فقط من حجمها. لا يعرف الفيزيائيون ولا علماء الفلك ما هو عليه.
يطلق العلماء على هذه المادة المادة المظلمة أو "المادة المظلمة". لا يمكن حتى الآن رؤيتها أو قياسها أو استكشافها. ولا يمكن اكتشافه إلا من خلال قوة الجذب.
اكتشف الباحثون كيفية استخدام المادة المظلمة لرؤية ضوء النجوم من المجرات البعيدة جدًا. بعيدًا جدًا لدرجة أن علماء الفلك لم يظنوا أبدًا أنه سيتم رؤيتهم على الإطلاق.
اتضح أن الأجسام الفضائية الضخمة تغير اتجاه أشعة الضوء قليلاً بسببها جاذبية حتى ينحرفوا عن الخط المستقيم. وإذا مر الضوء عبر مجموعات من المجرات المليئة بالمادة المظلمة ، فإن مسارها يكون مشوهًا قليلاً. لدرجة أنه يمكن ملاحظة النجوم البعيدة من خلال التلسكوبات من الأرض. وتمكن علماء الفلك من إصلاحها.
مادة غير مرئية (مادة مظلمة ، طبيعتها لا تزال لغزا لعلماء الفيزياء) جعلت من الممكن النظر إلى أخرى غير مرئية (ولكن بسبب المسافة الكبيرة). بالنسبة لعلماء الفلك ، هذا حلم تحقق.
فلاديمير سوردين
اقرأ أيضا🧐
- كيف تنظر إلى النجوم
- 4 أجرام سماوية في النظام الشمسي هي الأنسب للحياة
- ماذا سيحدث لجسمك عند الأجسام المختلفة في النظام الشمسي