العالم الذي وسع الكون

60 عاما على وفاة عالم الفلك إدوين هابل

قبل عامين، مُنحت جائزة نوبل في الفيزياء لثلاثة علماء فلك من الولايات المتحدة الأمريكية وأستراليا، لاكتشافهم أن كوننا يتوسع بمعدل متسارع. ومع ذلك، فإن فكرة أن الكون يتوسع على الإطلاق، كانت فكرة أحدثت ثورة حقيقية في الإدراك البشري. كما أن فكرة أن الكون أكبر بكثير من مجرتنا -درب التبانة- وأنه مجرد واحدة من أمثالها الكثيرة، لم تكن واضحة على الإطلاق إلا قبل أقل من قرن من الزمان، حتى ملاحظات من عرف بأنه "أعظم عالم فلكي في القرن العشرين".

رياضي ومحامي

ولد إدوين باول هابل في 20.11.1889 نوفمبر 1910 في ولاية ميسوري. منذ الطفولة كان رياضيًا متميزًا، خاصة في كرة السلة وألعاب القوى. وفي الوقت نفسه، أبدى اهتمامًا كبيرًا بالعلوم، وخاصة علم الفلك، ويرجع الفضل في ذلك جزئيًا إلى جده الذي بنى له تلسكوبًا في عيد ميلاده الثامن. أنهى دراسته الثانوية في إلينوي، حيث انتقلت العائلة. وعندما طلب دراسة العلوم في الجامعة، أصر الأب على أن يدرس الحقوق، حتى يحصل على دخل آمن. وافق هابل، ولكن إلى جانب دراسة القانون في جامعة شيكاغو، أخذ أيضًا دورات في الفيزياء وعلم الفلك. أثناء دراسته، عمل هابل في مختبر الفيزيائي روبرت ميليكين (لاحقًا الحائز على جائزة نوبل في الفيزياء)، وبفضل توصية ميليكين، حصل على منحة دراسية مرموقة للدراسة في جامعة أكسفورد في بريطانيا العظمى عام 1913. كما واصل دراساته في القانون هناك، بعد وعده لوالده المحتضر، ودرس أيضًا للحصول على درجة الماجستير في اللغة الإسبانية. توقفت دراسته بوفاة والده عام 1919، وعاد إلى الولايات المتحدة وبدأ العمل كوالد للمساعدة في إعالة والدته وأخيه. وبعد أن استقر وضعهم المالي، اتجه هابيل -أخيرًا- لتحقيق حلمه، حيث أكمل الماجستير والدكتوراه في علم الفلك. وفي أطروحته للدكتوراه، قام بدراسة وتصنيف أنواع السدم - وهي أجسام تظهر كبقعة غير واضحة في سماء الليل، على عكس النجوم الساطعة. بعد حصوله على الدكتوراه، حصل هابل على وظيفة في المرصد المتقن على جبل ويلسون في كاليفورنيا، ولكن قبل أن يبدأ عمله، دخلت الولايات المتحدة الحرب العالمية الأولى. التحق هابل بالجيش وذهب إلى أوروبا، ورغم أنه وصل متأخرا جدا للمشاركة في القتال نفسه، فإنه لم يعد إلى جبل ويلسون حتى عام 30، ليبدأ - في سن الثلاثين - عمله البحثي.

النقاش الكبير

في بداية القرن العشرين، وفي الواقع حتى قبل ذلك، انقسم علماء الفلك حول مسألة طبيعة السدم. واعتقدت إحدى المجموعات أن هذه أجسام صغيرة نسبيا تقع ضمن حدود مجرة ​​درب التبانة -ربما على حافتها- وأنه لا توجد نجوم تقريبا خارج مجرة ​​درب التبانة، وهي المجرة الوحيدة في الكون. اعتقدت المجموعة المعارضة أن الكون أوسع بكثير، وأن السدم هي ببساطة مجرات بعيدة جدًا. ولتسوية النزاع المرير، تم استدعاء ممثلي الجانبين في عام 1920 لحضور "المناقشة الكبرى" - وهي مواجهة عامة في واشنطن العاصمة. وعرض الجانبان مواقفهما والأدلة العلمية الداعمة لها، لكن لم يتم التوصل إلى قرار في المواجهة، ويظل الخلاف قائما. واصل هابل، الذي أراد الحصول على أدلة قوية لتسوية النزاع، ملاحظاته الدقيقة على السدم، وفي عام 1923 حدد نجمًا قيفاويًا في سديم المرأة المسلسلة - وهو نجم تضيء شدة ضوءه وتتضاءل بشكل دوري. وبفضل الإنجاز الذي حققته عالمة الفلك اللامعة هنريتا ليفيت قبل بضع سنوات، أصبح من الممكن استخدام مثل هذه الكيبيدات كعلامات مسافة كونية. قام هابل بحسابات ووجد أن النجم الذي اكتشفه - وبالتالي سديم المرأة المسلسلة الذي يتواجد فيه - يبعد حوالي 900,000 ألف سنة ضوئية عن الأرض. وبما أن قطر درب التبانة يقدر بـ 100,000 سنة ضوئية، فلا شك أن أندروميدا أبعد بكثير، ولا يمكن أن تكون إلا مجرة ​​مستقلة (تشير قياسات جديدة بأداة متطورة لم يكن لدى هابل، في السنوات الأخيرة، إلى وأنها أبعد عنا: حوالي 2.5 مليون سنة ضوئية). لقد حل اكتشاف هابل في عام 1923 الجدل الكبير والمطول، وأظهر - من خلال ملاحظة مركزة واحدة - أن مجرتنا ليست سوى واحدة من العديد من المجرات في المساحات الشاسعة من الكون.

يستمر في التوسع

في نفس الوقت الذي عمل فيه هابل، حقق عالم فلكي آخر، وهو فيستو سليفر، إنجازًا مثيرًا للإعجاب. قام بقياس سرعة السدم باستخدام المنظار الطيفي - وهو جهاز يحلل انبعاث الضوء من النجوم والأجرام السماوية الأخرى، ويجعل من الممكن قياس سرعتها واتجاهها باستخدام تأثير دوبلر. ووفقاً لهذا التأثير، فإن الموجات التي تقترب منا ستبدو أكثر كثافة، وبتردد أعلى من التردد "الحقيقي"، بينما الموجات التي تبتعد عنا ستصل إلى كثافة أقل. وهذا التأثير في الموجات الصوتية يفسر، على سبيل المثال، التغير في صوت صفارة الإنذار لسيارة الإسعاف التي تقترب منا أو تبتعد عنا. ويمكن أيضًا قياسها بالموجات الضوئية - بسرعات أعلى بكثير. في الأجسام التي تقترب منا، سيتحرك طيف الألوان نحو الأطوال الموجية الأقصر، وسيظهر أكثر زرقة. وفي المقابل، فإن الأجسام المتراجعة تقع في نطاق الطول الموجي الأطول للضوء المرئي، وبالتالي تبدو أكثر احمرارًا. اكتشف سليبر أن العديد من السدم - الآن نعلم بالفعل أنها مجرات - تبتعد عنا بسرعة هائلة تصل أحيانًا إلى آلاف الكيلومترات في الثانية.

بدأ العلماء الذين كانوا يعتقدون حتى الآن أن الكون ثابت إلى حد ما، في تطوير نظريات جامحة في محاولة لتفسير حركة المجرات، وشعر هابل - الذي كان بالفعل عالم فلك مشهور عالميًا - مضطرًا لمحاولة حل المشكلة مع بمساعدة التلسكوب المتطور على جبل ويلسون. وبعد التحقق من ملاحظات سليبر، بدأ يبحث عن علاقة بين سرعتها وبعدها عنا، وسرعان ما وجد علاقة واضحة سميت بـ "قانون هابل": كلما ابتعدت المجرة عنا، زادت سرعتها. وكان لهذا الاكتشاف المذهل، الذي نُشر عام 1929، نتيجتان علميتان هزتا عالم الفلك، وإدراكنا للكون بأكمله. أولاً، إذا استمرت المجرات في التحرك بسرعة مبتعدة عن بعضها البعض، فهذا يعني أن الكون ليس ساكنًا، بل يتوسع ويتوسع، مثل البالون المنتفخ. ثانيًا، إذا كانت هناك علاقة وثيقة بين السرعة والمسافة، فهذا يعني أنه في وقت معين، تم العثور على جميع المجرات في نفس المكان. حسب حسابات هابل أن هذا الوضع ساد لمدة 1.8 مليار سنة، وفي اكتشافه المثير وضع الأسس الأولى لنظرية "الانفجار الكبير" (من المقبول اليوم أن الانفجار الأعظم حدث قبل 13.8 مليار سنة).

وكان أينشتاين مقتنعا

ولم يكن هابل أول من طرح فكرة الكون المتوسع، وقد استمدت منها فكرة أن الكون بدأ في وقت معين. العلماء الذين لم يحظوا بالكثير من التقدير خلال حياتهم، مثل جورج ليميتر من بلجيكا أو ألكسندر فريدمان من روسيا، توقعوا أنه من الممكن أن الكون يتوسع وأنه بدأ من نقطة واحدة ثابتة. أدرك العالم الأكثر شهرة، ألبرت أينشتاين، الذي نشر النظرية النسبية العامة عام 1916، أن معادلاته تتنبأ بانهيار الكون على نفسه بسبب جاذبية مكوناته. وبما أنه كان يعتقد أن الكون ساكن، فقد أضاف إلى الصيغ الثابت الكوني، الذي يعبر عن قوة تنافرية ويتناقض مع انهيار الكون. في عام 1931، أثناء زيارة إلى جبل ويلسون، أعلن أينشتاين أنه مقتنع بملاحظات هابل (وأن فريدمان وماتر كانا على حق في توقعاتهما). لقد حذف الثابت الكوني من المعادلات، ووصفه فيما بعد بأنه "أكبر خطأ ارتكبته في حياتي". استمرت فكرة الانفجار الكبير في تلقي التعزيزات العلمية، حتى تم تأكيدها أخيرًا من خلال قياسات إشعاع الخلفية الكونية في أوائل التسعينيات.

نجمة في سماء هوليود

وفي نفس الوقت الذي كان يقوم فيه بعمله العلمي، كان هابل يتمتع بحياة اجتماعية ملونة وساحرة. في عام 1924 تزوج من جريس بيرك، ابنة مصرفي من كاليفورنيا كان ثريًا للغاية. وضعه المالي ونجاحه العلمي جعلهما من أقوى الأزواج في هوليوود (والذي يقترب منه ماونت ويلسون كثيرًا). لقد تواصلوا مع الممثلين وغيرهم من المشاهير، ودعوا العديد من الضيوف المشهورين إلى المرصد. وفي عام 1937، كان هابل ضيف شرف حفل توزيع جوائز أكاديمية السينما الأمريكية (الأوسكار)، وتم تقديمه للجمهور وحظي بتصفيق أفضل نجوم هوليود. لكن على الرغم من نشره، لم يتخل هابل عن عمله الفلكي طوال حياته، بل واصل دراسة المجرات البعيدة واكتشف أيضًا كويكب "سينسيناتي". فقط خلال الحرب العالمية الثانية انفصل عن علم الكونيات والتحق بالأبحاث الباليستية للجيش الأمريكي. في عام 1949 أصيب بنوبة قلبية، لكنه سرعان ما عاد إلى عمله. وبعد أربع سنوات، أصيب بجلطة دموية في دماغه، وتوفي هابل في 28.9.1953 سبتمبر 60 - قبل XNUMX عامًا من اليوم. وبناءً على طلبه لم تُقام له جنازة، ودُفن في قبر غير مُعلَّم. مكان دفنه غير معروف حتى يومنا هذا.

لسنوات عديدة، ناضل هابل ضد لجنة جائزة نوبل للفيزياء، التي رفضت الاعتراف بعلم الفلك كمجال من مجالات الفيزياء، والاعتراف بحق علماء الفلك في الجائزة المرموقة. وقبيل وفاته قبلت اللجنة -أخيرًا- موقفه، بل وقررت منحه الجائزة. ومع ذلك، فقد تم اتخاذ القرار موحدًا جدًا بالنسبة له: لم يكن لديه الوقت لسماع ذلك، ولا للحصول على الجائزة التي لا تُمنح بعد الموت. وقد فاز هابل بالعديد من الجوائز الأخرى في حياته، وفي نهاية القرن الماضي حصل على ما يمكن أن يكون أعظم وسام لعالم فلك. أول تلسكوب فضائي - تم وضعه في مدار حول ناسا عام 1990، يحمل اسمه. لأكثر من عشرين عامًا، قدم تلسكوب هابل مساهمات هائلة في دراسة الكون، وهو تكريم مناسب لشخص يتفق الكثيرون على أنه أعظم عالم فلك في القرن العشرين.