نظرتنا للكون من المراصد القديمة إلى التلسكوبات الفضائية

د. إسحاق بن يحيى الشعيلي -

بين الفضول وشغف المعرفة وحب الاستكشاف ارتبط الإنسان ارتباطا وثيقا بالسماء فهي مصدر إلهام للشعراء وهي مصدر تساؤل للعلماء، فكل سؤال تتم الإجابة عليه يتبعه سؤال آخر يفتح بابا للمعرفة ويسوق الإنسان إلى اكتشاف عالم مليء بالأسرار والظواهر التي لا تنتهي، فمنذ التصنيف الشهير الذي وضعه العالم اليوناني هيبارخوس (190 ق.

م - 120 ق.م) والذي ضم حوالي 850 نجما معتمدا بذلك على العين البشرية، وصولا إلى الملاحظة الدقيقة للعالم المسلم عبدالرحمن بن عمر الصوفي ووصفه لمجرة المرأة المسلسلة أو ما تعرف بمجرة الأندروميدا (وهي أقرب المجرات إلى مجرة درب التبانة)، ووصفه لها في كتابه صور الكواكب الثمانية والأربعين أو صور الكواكب الثابتة بأنها لطخة سحابية لم يكن يملك الإنسان سوى العين المجردة لتوثيق ملاحظاته، وبالتالي فالمعرفة بما هو خارج الغلاف الجوي للأرض كان محدود جدا ليس فقط بما تعنيه هذه النجوم من انتظام على شكل مجرات أو عناقيد مجريه بل حتى بما تشكله من تاريخ يحفظ التسلسل الزمني للتطور الذي مر به الكون من لحظة الانفجار العظيم وصولا لما يراه الإنسان في اللحظة التي يرصد النجوم فيها.

لذلك ظل الإنسان يبحث عن سبيل للوصول إلى هذه الكواكب ومعرفة طبيعتها وهل من عوالم أخرى أو كائنات فضائية تعيش عليها، إلى أن مهد عالم البصريات الهولندي لينس ليبرهي (أو ليبرشي) الطريق من خلال اختراع جهاز يقرب الأشياء، ورغم الجدل حول ما إذا كان ليبر شي قد اخترع التلسكوب أم أن أبحاثه ركزت على البصريات بشكل عام والنظارات بشكل خاص إلا أنه من المعروف أن عالم الفلك والفيلسوف الإيطالي جاليليو جاليلي هو أول من وجه تلسكوب نحو السماء في عام 1910 ليرى فوهات القمر وسهول الزهرة وكواكب المشتري الأربعة والمعروفة باسم أقمار جاليليو وهي: آيو وغانيميد وأوروبا وكاليستو والتي استمدت أسماءها من عشاق زيوس حسب الأساطير اليونانية، ومنذ ذلك الوقت لم يتوقف الإنسان من تطوير المناظير الفلكية والمراصد الكبرى لتفتح هذه الخطوة آفاقًا أرحب لعالم يكتنفه الغموض والدهشة والعظمة في عالم تتجلى فيه دقة النظام الكوني وبديع خلق الله سبحانه وتعالى.

في هذا المقال نسلط الضوء على التطور في المراصد الفلكية من الحضارة الإسلامية وصولا إلى التلسكوبات الفضائية العملاقة خارج الغلاف الجوي للأرض.

المراصد الفلكية في الحضارة الإسلامية:

لم تكن المراصد الفلكية في الحضارة الإسلامية مكانا لرصد النجوم مطالعها ومغاربها فقط بل كانت مختبرات متكاملة للبحث والتجريب والتشاور بين العلماء، ويعد مرصد الشماسية والذي أسسه الخليفة العباسي المأمون في العاصمة بغداد أول مرصد فلكي في التاريخ الإسلامي والذي كانت أهم ثماره «الأزياج الفلكية» وهي جداول مختصة بحساب مواقع النجوم والكواكب، وقد ترأس هذا المرصد سند بن علي الذي ألف كتبا عديدة في الحساب والفلك منها الحساب الهندي والجبر والمقابلة، كما اشتغل في المرصد أبناء موسى بن شاكر (محمد وأحمد والحسن) والذين برعوا في الهندسة والفلك والميكانيكا والمعروف عندهم بعلم الحيل الذين ألفوا فيه كتاب يسمى «الحيل» وساهموا في حساب محيط الأرض، وجعفر بن محمد البلخي، هذه الكوكبة من العلماء أسست منهجًا قائمًا على الملاحظة والتجريب في علم الفلك، كما كان نتاج هذا الصرح المعرفي والذي ألحقه المأمون بدار الحكمة إسهاما كبيرا في الحضارة البشرية من خلال الاستفادة من الكتب والمخطوطات والتي ساعدت على تطوير علم الفلك في العصور الوسطى على يد العلماء الأوروبيين، كما قام المأمون بتشكيل بعثتين علميتين للتحقق من حساب بطليموس لمحيط الأرض، وكانت البعثة الأولى مؤلفة من سند بن علي وأحمد بن عبدالله المروزي وغيرهما، والبعثة الثانية مؤلفة من علي بن البحتري وعلي بن عيسى الأسطرلابي، وقد كانت الحسابات دقيقة بشكل كبير بعد مقارنتها بالحسابات الحديثة رغم اختلاف التقنيات بين الدولة العباسية والتقنيات الحديثة.

وفي بلاد فارس أسس عالم الفلك نصير الدين الطوسي ومحيي الدين المغربي أحد أكبر المراصد الفلكية في الحضارة الإسلامية وهو مرصد مراغة في مدينة مراغة شمال غرب إيران على ارتفاع 1560 مترًا فوق سطح الأرض وقد احتوى المرصد على قبة قطرها 22 مترا تقريبا، بالإضافة إلى ممر مركزي عرضه 3 أمتار يربط بين مفترقين، في كل مفترق تقع 6 حجرات. وفي الخارج شُيّدت 5 أبنية دائرية استخدمت للمراقبة بالمعدات الفلكية الثانوية والأصغر حجما، وقد أسهم النتاج العلمي لهذا المرصد في أبحاث العالم ابن الشاطر وعالم الفلك نصير الدين الطوسي صاحب كتاب الزيج الأيلخاني وغيرهم من العلماء، كما تذكر بعض المصادر أن الأمبراطور الصيني قوبيلاي خان (مؤسس سلالة يوان في الصين عام 1271) أوفد مجموعة من علماء الصين للتعلم في مرصد المراغة وعند عودتهم أسسوا مرصدا مشابها للمرصد كما استنسخوا التجربة في عدد كبير من مناطق الصين. ولا يمكن الحديث عن المراصد في الحضارة الإسلامية دون ذكر مرصد أولوغ بيك الذي شيد في مبنى مكون من ثلاث طوابق على يد أولوغ بيك أحد حكام الدولة التيمورية في عام 1424 في سمرقند جنوب أوزباكستان حاليا الذي اشتهر بولعه بعلوم الفلك والرياضيات، وللمرصد إسهام كبير في علم الفلك إذ تمكن العلماء فيه من رصد وتصنيف حوالي 1000 نجم وحددوا بدقة طول السنة الشمسية مما يعكس الخبرة العلمية والتطور المعرفي الذي وصلت إليهما هذه المراصد.

من المراصد البدائية إلى التلسكوبات الفضائية:

لم تكن البداية التي حاول من خلالها جاليليو رصد الأجرام السماوية من خلال التلسكوب بداية مثالية فهو لم يصل إلى النتائج التي نشرها إلا في عام 1609م حيث لم تتجاوز قوة التقريب لهذه التلسكوبات 3 إلى 10 مرات والتي استطاع تحسينها لاحقا لتصبح من 10 إلى 20 مرة، هذه البداية المتواضعة لم تمنع تقنية البصريات ومن خلالها تقنية التلسكوبات من التطور بمرور الزمن فبعد مرور أقل من 10 أعوام وتحديدا في عام 1617 استطاع كريستوف شاينر من تطبيق أفكار كبلر في التلسكوبات وتحسين الدقة للصورة من حيث الجودة والتكبير ومدى الرؤية، وقد لازم هذا التطور تجارب عديدة حول تحسين دقة العدسات وجعلها أكثر وضوحا، وربما كان الانحراف اللوني العقبة الأكبر أمام العلماء في تحسين دقة الصورة وهو عيب بصري شائع في بعض أنواع التلسكوبات وخاصة في التلسكوبات الكاسرة وعادة يحدث عندما تفشل العدسة في تجميع أطوال موجات الضوء المختلفة في بؤرة واحدة، مما يؤدي إلى ظهور هالات ملونة، عادة ما تكون بنفسجية، حول الأجسام الساطعة. ينتج هذا العيب عن تشتت الضوء وتغيّر معامل انكسار العدسة باختلاف الطول الموجي للضوء، مما يؤدي إلى ظهور ضبابية في الصورة وتغيّر في حجم التكبير بين الألوان، ظل هذا الوضع قائما حتى أوائل القرن الثامن عشر حيث اعتبر الانحراف اللوني شيئًا أساسيًا ولا يمكن تصحيحه حتى أن العالم الكبير السير إسحاق نيوتن كان يؤمن بهذا الاعتقاد الخاطئ حتى أتت أعمال تشيستر مور هول وجون دولوند إلى تطوير العدسة الشيئية اللونية في منتصف القرن الثامن ودمجها في عدسة شيئية واحدة، بحيث يُصمم التركيز اللونين الأحمر والأزرق ليكون في الموقع نفسه مما يُقلل بشكل كبير من ضبابية الصورة حتى مع العدسات ذات القطر الكبير.هذه التقنية غيرت من الأرصاد بشكل كبير وجعلت من الصور الملتقطة عبر هذا النوع من التلسكوبات أكثر تفصيلا ودقة.

ومع التطور العلمي في عالم الأرصاد وإدراك العلماء أن الكون يشع في نطاقات مختلفة غير الضوء المرئي بدأت بوادر ظهور المراصد المختلفة، ففي عام 1932 وأثناء محاولة كارل جانسكي لفهم التشويش والتداخل الراديوي في الاتصالات عبر الأطلسي وخاصة في الموجات الراديوية ذات الموجات القصيرة والتي تكون مزعجة في أحيان كثيرة وبعد أشهر من تتبع المصدر لاحظ أن التشويش قادم من مصدر باتجاه الفضاء و بعد التشاور مع عالم الفلك الراديوي سيليكت توصل في النهاية إلى استنتاجه الشهير الذي يقول فيه: «لقد جمعتُ المزيد من البيانات التي تُشير بشكل قاطع إلى أن هذه المادة، أيًا كانت، تأتي من شيء ليس فقط من خارج الأرض، بل من خارج النظام الشمسي. إنها تأتي من اتجاه ثابت في الفضاء، والمُثير للدهشة أنها في الاتجاه الذي يتحرك نحوه النظام الشمسي في الفضاء. ووفقًا لسكيليت هناك سُحب من «الغبار الكوني» في ذلك الاتجاه»، لقد كان هذا الاستنتاج هو اللبنة الرئيسية لعلم الفلك الراديوي والتي صاغ تفاصيلها جانكسي في ورقته الشهيرة عام 1933 بعنوان «موجات الراديو من خارج النظام الشمسي» وربما لا يضاهي هذا العمل من حيث الأهمية في

علم الفلك الراديوي سوى الاكتشاف الذي توصلت له طالبة الدراسات العليا جوسلين بيل في عام 1967، حيث ساقتها الصدفة إلى اكتشاف النجوم النابضة أو (Pulsars) وهي واحدة من الأجرام النشطة في الكون وتتشكل بعد انهيار نجم ضخم حول نفسه ثم انفجاره كمستعر أعظم بعدها يُرسل هذا النجم سحبًا من الحطام إلى الفضاء، تاركًا وراءه جسمًا مضغوطًا ضخمًا مكونًا بالكامل من النيوترونات يسمى هذا النجم نجما نيوترونيا. وقد وجدت جوسلين بيل أن النجم النابض الذي اكتشفته يدور حول محوره 30 مرة في الثانية، مُرسلًا إشارة ضوئية مع كل دورة. يشبه الأمر تقريبًا دقات الساعة، ومنذ ذلك التاريخ تم رصد أكثر من 2000 نجم نابض، واليوم تعتبر مصفوفة أتاكاما الملميتري الكبير المثال الأبرز لتطور علم الفلك الراديوي مع إسهامات كبيرة في رصد أحداث فلكية لم تعرف قط بالرصد في النطاق المرئي كتكوّن النجوم في حاضنات النجوم أو السدم كما يقدم علم الفلك الراديوي تفسيرات متعددة لموجات الجاذبية غير أن الحدث الأبرز في علم الفلك الراديوي خلال السنوات الأخيرة كان تصوير أفق الحدث في الثقوب السوداء من خلال منظومة مشروع تلسكوب أفق الحدث (Event Horizon Telescope) وهو ما فتح المجال لدراسة أعمق وفهم أدق للكون والأجرام السماوية.

علاوة على ذلك فإن هذا الفهم للكون وخاصة عند الحديث عن حاضنات النجوم والثقوب السوداء وانفجارات المستعر الأعظم لا يمكن أن يكتمل إلا بالرصد في الأشعة السينية وهي نوع من المراصد الفضائية والتي لا يمكنها العمل من داخل الغلاف الجوي للأرض بسبب حجب الغلاف الجوي لهذا النوع من الإشعاع ويعتبر مرصد شاندرا للأشعة السينية أحد أبرز المراصد التي ساهمت بشكل كبير في الأرصاد الفلكية في السنوات الأخيرة.

وانتقالا من نطاق الموجات الراديوية إلى التلسكوبات الفضائية في النطاق المرئي حيث كان الاعتماد سابقا على الرصد الأرضي غير أن هذا المنظور تغير بشكل كبير مع إطلاق تلسكوب هابل الفضائي الذي يعد من أبرز الأمثلة على هذا النوع من التلسكوبات والتي أحدثت ثورة في عالم الفلك البصري رغم أن التلسكوب يرصد أيضا في عدة نطاقات منها الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء، وقد بدأ العمل في بناء هذا التلسكوب بعد موافقة الكونجرس الأمريكي على خطة التمويل البالغة 36 مليون دولار عام 1978 وكان من المخطط إطلاقه في عام 1983 إلا أن مشاكل كثيرة صاحبت هذا المشروع أدت إلى تأخيره وخاصة بعد كارثة تشالنجر في يناير من عام 1986 وأدى تأخر جاهزية مرصد التحكم الأرضي إلى تأخير الإطلاق حتى عام 1990وهو العام الذي أرسل فيه التلسكوب إلى مداره لتظهر مشكلة أخرى في دقة الصور الملتقطة بسبب خطأ في تصنيع مرآته الرئيسية أدت إلى ظهور ضبابية في الصور الملتقطة، لكن ما يميز تلسكوب هابل هو أنه مصمم للصيانة في مداره لذلك كان الحل هو تركيب بصريات تصحيحية خلال مهمة الصيانة عام 1993 ومنذ ذلك الحين ساهم التلسكوب في تغيير نظرتنا للكون من خلال الصور التي التقطها وأدرك العلماء من خلالها معارف جديدة في علم الفلك لم تكن موجودة من مجرات بعيدة إلى نجوم وأنظمة كونية وصولا إلى المستعرات العظمى البعيدة وأماكن تكون النجوم.

ومع التقادم في التقنيات المستخدمة في تلسكوب هابل والتسارع التقني في الأرصاد وتماشيا مع متطلبات المرحلة الحالية من البيانات التي يمتلكها الباحثون كان لابد من وجود بديل يحل محل تلسكوب هابل وكان الحل في مشروع تلسكوبات أكثر تطورا وأكثر دقة في رصد الكون، هذا المشروع ظهر معه تلسكوب جيمس ويب الفضائي بمرآة قطرها 6.5 متر، والذي كان من المفترض أن يتم إطلاقه نهاية سنة 2018، غير أنه تم تأجيل الإطلاق لأسباب فنية حتى 25 ديسمبر 2021، وهو مصمم لدراسة جميع مراحل تاريخ كوننا، بدءًا من التوهجات المضيئة الأولى بعد الانفجار العظيم، مرورًا بتكوين الأنظمة الشمسية القادرة على دعم الحياة على كواكب مثل الأرض، ووصولًا إلى تطور نظامنا الشمسي، ولا يدور تلسكوب جيمس ويب حول الأرض مثل تلسكوب هابل الفضائي، بل يدور حول الشمس على بُعد 1.5 مليون كيلومتر (مليون ميل) منها، ولا يمكن إصلاحه كما كان عليه الحال مع تلسكوب هابل الفضائي إلا أنه أثبت خلال الأعوام القلية الماضية أنه قادر على الوصول بالبشرية إلى مسافات في أعماق الكون لم يكن الإنسان يحلم بالوصول إليها، وأرسل بيانات وصور غيرت ليس فقط من نظرتنا للكون بل أسهمت في تشكيل نظريات علمية جديدة للمراحل التي مر بها الكون خلال تطوره منذ الانفجار العظيم قبل 13.8 مليار سنة وحتى يومنا هذا، ففي أبريل الماضي على سبيل المثال استطاع التلسكوب تصوير مجرة عاشت قبل 330 مليون عام فقط بعد الانفجار العظيم وهو رقم لم يكن معروفا قبل إطلاق جيمس ويب، إضافة إلى إسهام البيانات المأخوذة منه في مئات الأوراق البحثية التي زودنا بها هذا المرقاب وساعدت على فهم أعمق للتطور الذي مر به كل ركن من أركان هذا الكون الفسيح.

إن نظرة الإنسان إلى الكون منذ أن بدأ في التأمل في السماء بما تحويه من شهب ونيازك ونجوم وكواكب إلى المرحلة التي قرر فيها إرسال المراصد إلى خارج الغلاف الجوي للأرض قد تغيرت بشكل يعطي إشارة قوية إلى أن البحث والشغف بالمعرفة هي الدافع الأول لاستكشاف السماء ومعرفة اللحظات الأولى التي أصبح الكون بعدها في توسع وفي تطور دائم ولن يتوقف هذا التطور إلى أن يشاء الله له ذلك وسيظل الإنسان إلى ذلك اليوم يبحث عن إجابات لأسئلة تراوده في كل يوم عن هذا الكون وما يحويه من أجرام وكيف كانت بدايته وكيف ستكون النهاية.

د. إسحاق بن يحيى الشعيلي رئيس مجلس إدارة الجمعية العمانية للفلك والفضاء

المصدر: لجريدة عمان