العدسات التجاذبية

[عمرو1429 0]

الـعـدسات التـجاذبية

 

قرأت هذا الموضوع في موقع جمعية الشعرى للفلك الجزائرية لكاتبته "سهام قالي" وأعجبني فوضعته بين أيديكم :

 

منذ حوالي عشر سنوات يعكف الباحثون على استعمال مفعول العدسات التجاذبية, لسبر أغوار الكون الفسيح, ومحاولة التعرف على طبيعة المادة الظلماء (الداكنة). لنتحر الأمر عن قرب...

 

مقدمة

ماهي العدسة التجادبية ؟

لنحلل العبارة: كلمة عدسة ترجعنا إلى ميدان البصريات (تكبير الصورة أو تشويهها مثلا)، أما كلمة الجاذبية: فتذكرنا بالقوة التي تطبقها الأرض على الأجسام إن لم نكن فيزيائيين, أما في حالة العكس فسنفكر حتما في

:قانون نيوتن الشهير

 

 

مجرات نائية تحت التأثير التجاذبي للمجرة الوسطى القريبة نسبيا

 

النسبية العامة و مفعول العدسات التجادبية:

: في سنة 1916 نشر آينشتاين قوانين النسبية العامة وإقترح حينها ثلاث اختبارات تجريبية لنظريته الجديدة

1- مفعول العدسات التجاذبية

2 - تمدد الزمن

3- تقدم نقطة الرأس لكوكب عطارد / نقطة الرأس هي أقرب نقطة في مسار كوكب الى الشمس

وقد أثبتت صحة الإختبار الأول من طرف الفلكي البريطاني الشهير أرثور إيدنغتون خلال الكسوف الكلي للشمس في 29 مايو 1919 - أنظر الشكل 1.

 

 

شكل(1): إن الضوء المنبعث من النجم ينحرف مساره بالقرب من الشمس

 

أما مفعول العدسات التجاذبية فيتمثل في انحراف مسار الأشعة الضوئية المنبعثة من مصدر بعيد بسبب تواجد جرم سماوي على هذا المسار

عندما تكون الأرض متصافة مع هذان الجسمان - المصدر والجرم - فلن نرى الصورة الحقيقية للمصدر بل تصلنا صورة في وضع آخر أو ذات أبعاد ظاهرية مختلفة وقد تصلنا الصورة مشوهة أما في حالة تصاف مثالي, أي و جود المنبع الضوئي البعيد (مثلا نجم), الجرم الذي يمثل العدسة - ويسمى كذلك حارف - والأرض على نفس المستقيم, فسنلاحظ المنبع على شكل حلقة تدعى: حلقة آينشتاين - أنظر الشكل 2

شكل(2): في حالة تصاف مثالي تظهر صورة المنبع الضوئي البعيد على شكل حلقة آينشتاين.

 

شروط تحقيق مفعول العدسات التجادبية:

إن أول صورة لمفعول العدسات التجادبية رصدت يوم 29 ماي 1979 من طرف الإنجليزيين: د.والش, و ر.كارسوال والأمريكي ر.وايمان

وقد رصد هؤلاء الباحثون عن طريق الصدفة صورتين للكوازار QSO (0957 +561) A and B, حيث كانت الصورتين مفصولتين بمقدار ست ثواني قوسية (6''). تجدر الإشارة إلى أن التحقق من كون الصور المرصودة تمثل فعلا صور لمفعول العدسات التجادبية (نادرة الرصد), يتطلب توفر الشروط التالية

1- التماثل بين أطياف تواتر الصور المرصودة

2 - نفس نسبة التدفق في المجال المرئي والمجال الراديوي

3 - وجود مجرة في المستوى الأمامي بالنسبة للصور

 

 

استعمالات مفعول العدسات التجادبية في الفيزياء الفلكية والكسمولوجيا:

في سنة 1937 أعلن العالم زويكي أن هذا المفعول قد يمكننا من رصد بعض المجرات البعيدة - وذلك بتكبيرها - وقد يسمح هذا بتحديد أدق لكتلتها

من جهة أخرى فقد تبين أن مفعول العدسات التجادبية قد يمثل وسيلة هامة لتفسير بعض المسائل العالقة في ميداني الفيزياء الفلكية والكسمولوجيا.

. إن فعل التكبير لهذه العدسات يجعلها تلعب دور منظار كوني يسمح برصد الأجرام البعيدة أو الخافتة.

. الصور المرصودة تزودنا بمعلومات قيمة حول خصائص الكون, مثلا: الثابت الكوني

. إن هذه العدسات تساعد في فهم لا تجانس الكون والبحث عن المادة الضلماء التي تشكل من %90 إلى 99% من الكون.

في سنة 1986 إقترح باكزينسكي من جامعة برنستون إستعمال مفعول العدسات التجادبية للبحث عن المادة الظلماء بطريقة غير مباشرة وذلك برصد التكبير والانحراف الذي تتعرض إليه الأشعة الضوئية المنبعثة من نجوم خارج المجرة.

وقد أعلن مؤخرا أن حركة الجسم المظلم الذي يمثل العدسة تجعل الظاهرة انتقالية, حيث تتغير مدة هذه الظاهرة حسب الجذر التربيعي لكتلة العدسة (الجسم المظلم) وهذا ما يسمح بحساب هذه الكتلة.

 

البحوث الحالية والأفاق المستقبلية

منذ سنة 1990, كرست ثلاث فرق للبحث جهودها لرصد عدسات تجادبية, ( فريق فرنسي, وآخر أسترالوأمريكي والثالث أمريكوبولوني)

كانت تهدف بحوث الفريقين الفرنسي والأسترالوأمريكي إلى اكتشاف الأقزام السمراء ( ذات كتلة تقارب عشر كتلة الشمس), حيث كان أغلب الظن أنها قد تمثل أحد مكونات المادة الظلماء غير أن أخر النتائج بينت أن الأقزام السمراء لا يمكن أن تدخل في تركيب المادة الظلماء - أنظر الشكل 3

 

 

شكل(3): مثال لنظام عدسات تجاذبية معروف, حيث يظهر الكوازار على شكل عدة صور قد تكون إحداها مقلوبة, وتتمثل العدسة في مجرة موجودة في المستوى الأمامي.

 

نشير في الأخير إلى أن العدسات التجاذبية قد تمكننا من إكتشاف كواكب جديدة خارج نظامنا الشمسي رجاؤنا أن تكثف البحوث في مجال هذه العدسات لأنه وكما رأينا فإنها ذات فائدة كبيرة في فهم الكون.

_______________________________________________________________

المصدر:

 

أضغط هنا