في النظرية العامة للنسبية تنبأ البرت اينشتاين بعدد من الظواهر الفيزيائية التي استدل على وجودها من خلال معادلات رياضية و فيزيائية , فمن هذه الظواهر هي الثقوب السوداء و الثقوب الدودية اضافة الى عدد ليس بقليل من التنبؤات العلمية التي ساهمت نظريته في ايجادها , لكن مؤخرا , اتجهت الانظار في المجتمع العلمي نحو أهم نتيجة للنسبية العامة , موجات الجاذبية او الموجات التثاقلية , لكن علينا اولا فهم هذه الظاهرة الكونية المثيرة للاهتمام.
فما هي موجات الجاذبية ؟
في معادلات البرت اينشتاين للنسبية العامة تنبأ بامكانية حدوث ظاهرة كونية تتمثل بقابلية نسيج الزمكان المرن من نقل موجات عبر نسيجه , لكن ما هي هذه الموجات ؟ سميت بموجات الجاذبية حيث تتولد هذه الموجات من حدث كوني هائل و التي يمكن ان تكون ثقوب سوداء تدور حول بعضها او نجوم نيوترونية او حتى النجوم التي تنفجر – السوبرنوفا – , حيث ان أي دوران متسارع لهذه الاجسام يعقبه تصادم بعدها فهو كفيل بأن يكون حدثا كونيا هائلا يجعل نسيج الزمكان متموجا و قادرا على نشر هذه الموجات بجميع الاتجاهات و التي تنتشر بسرعة الضوء , و تقوم موجات الجاذبية الناتجة عن هكذا حدث بنقل الطاقة العالية الناتجة منه على شكل اشعاع جاذبي – موجات جاذبية- , و لتوضيح القوة الناتجة عن هذه التصادمات فهي سوف تجعل انفجار قنبلة نووية يبدو و كأنه شرارة صغيرة عند مقارنتها معه .
صورة توضيحية لتسارع ثقبين اسودين حول بعضها و موجات الجاذبية المتكونة
ان اقوى انواع من موجات الجاذبية هي التي تنتج عن احدى الاجسام التي تم ذكرها سلفا , لذا و لرصد هذه الموجات علينا البحث عن حدث كوني من هذا القبيل لكي نحصل على اقوى موجة يمكننا الحصول عليها , لكن هذه الموجات غير مرئية و هذه الاحداث بعيدة جدا عن كوكبنا.
فكيف يمكننا رصد هذه الموجات و قياسها ؟
في عام 1972 بدأت اولى المحاولات لرصد هذه الموجات , حيث تم بناء ما يعرف اختصارا ب LIGO – مرصد مقياس التداخل الليزري لموجات الجاذبية – و الذي تكون من جهاز حساس جدا يقوم بقياس و رصد هذه الموجات , لكن كيف تم رصدها ؟ لقد تمت مراقبة ثقبان اسودان اكبر من الشمس بثلاثين مرة يدوران حول بعضهما بتسارع و من المفترض ان موجات الجاذبية التي تنتج عن هكذا حدث فهي تعمل على ضغط و تمدد الاجسام التي تمر بها .
الية قياس موجات الجاذبية في مرصد لايغو LIGO
فهذا يعني حال وصولها لكوكب الأرض فسوف تؤدي الى تمدد ضئيل جدا في احد ذراعي المرصد البالغ طول كل منهما 4 كيلو متر , و هذا ما كان على الجهاز قياسه , و بالفعل لقد تم رصد هذه الموجات في 2015 من خلال تمدد طفيف جدا في اجهز رصد LIGO و الذي كان حساسا و دقيقا للغاية لرصد هذه التأثيرات الضئيلة , و الجدير بالذكر ان حدث تصادم هذه الثقوب السوداء قد حصل قبل 1.3 مليار سنة و لكنه وصل الينا في 2015 !!
بيانات رصد موجات الجاذبية من مرصد LIGO
صورة توضيحية لتأثير الموجات الحاصل
لذا ان أهمية هذه الموجات تكمن في توسيع دراسة الكون من وجهة نظر أخرى بأستخدام أداة جديدة كليا و التي من شانها ان تساعدنا في إيجاد أجوبة لكثير من التساؤلات و فهم اللحظات الأولى لنشأة الكون , إضافة الى انها سوف تكون أداة مهمة لدراسة الاجسام التي لا تبعث ضوءا من الثقوب السوداء و التي من شأنها أيضا ان تكون عاملا مهما في فهم طبيعة هذه الاجسام الكونية .
الجدير بالذكر ان العلماء الذين رصدوا موجات الجاذبية في LIGO قد حصلوا على جائزة نوبل عام 2017 لجهودهم المبذولة في رصد هذه الموجات على مدار 57 سنة من الرصد .
انشاء و ترجمة و تحرير : حسين التميمي
مصادر :
