بينما يعمل المهندسون والفنيون بجد لتشخيص وتطوير حل (في أحسن الأحوال) أو للتغلب على (في أسوأ الأحوال) مشكلات الجيروسكوب الأخيرة في تلسكوب هابل الفضائي ، فإنه يمنحنا لحظة للتحقق والتفكير في بعض من أعظم مآثره علم. لا داعي للقلق ، لأن المرصد الرائع في السماء لن يذهب إلى أي مكان قريبًا (بقدر ما نرغب في الترقية أو الاستبدال) ، لذلك يمكننا أن نتطلع بثقة إلى سنوات عديدة أخرى من العظمة الفلكية. لكن هابل يعمل منذ ما يقرب من ثلاثة عقود حتى الآن. ما الذي ساهم في مجموع المعرفة البشرية للكون؟
الجواب: كثير. واليوم سوف أضرب فقط أحد النقاط البارزة.
إن قياس المسافات البعيدة إلى الأشياء البعيدة في الفضاء ليست مهمة سهلة. اتضح أن قول شيء ما مثل "مجرة أندروميدا تبعد حوالي 2.5 مليون سنة ضوئية" هو أمر صعب بالفعل في النهاية. ترتكز القياسات الفلكية الحديثة على مجموعة من التقنيات المتداخلة والمتداخلة التي تعمل بشكل ثابت للخارج إلى مسافات أكبر دائمًا على طول الطريق من القمر إلى حافة الكون المرئي.
أحد العناصر الأساسية في ما يسمى "سلم المسافة الكونية" (لأنه يشبه سلم المسافات إلى الكون) هو كائن فلكي غريب يعرف باسم متغيرات Cepheid. تمت تسمية هذه النجوم باسم الكوكبة الملكية حيث تم اكتشافها لأول مرة ، ولها خاصية غريبة جدًا ومفيدة جدًا: فهي تنبض.
على مدار بضعة أيام ، ستصبح هذه النجوم أكثر إشراقًا وإعتامًا بشكل مطرد ، من خلال ركوب الدراجات في نمط منتظم قابل للتكرار وموثوق. وفي أوائل القرن العشرين اكتشف عالم الفلك الموهوب بشكل رائع باسم Henrietta Swan Leavitt أن هذه المتغيرات Cepheid ليست متغيرة بشكل ممل فحسب - ولكنها متغيرة بشكل مثير للاهتمام. هناك علاقة غريبة للغاية بين مدى سرعة دوران هذه النجوم أكثر إشراقًا / باهتة ومدى سطوعها جوهريًا (في لغة الفلك ، يُعرف هذا باسم اللمعان).
وإذا كنت تعرف مدى سطوع شيء ما ، يمكنك حساب المسافة. فكر في الأمر لفترة قصيرة معي فقط لأدرك مدى روعته. اخرج الليلة وانظر إلى نجم عشوائي. كم هي بعيدة؟ خمن بشكل عشوائي. ابحث عن نجم أكثر إشراقًا. هل هذا النجم الساطع أكثر سطوعًا لأنه أقرب؟ أم أنها أكثر إشراقًا لأنه ... فقط ، كما تعلمون ، أكثر إشراقًا؟ إنه لغز صعب أزعج حتى عمالقة الفكر مثل نيوتن.
ولكن إذا كنت تعرف لمعان (السطوع الفعلي) لتلك النجوم ، فعندئذ يمكنك أن تعرف على وجه التحديد أيهما أبعد وأيهما أقرب. يمكنك مقارنة كل نجم صحيح السطوع إلى السطوع الذي تقيسه في السماء ، قم بقليل من علم المثلثات في المدرسة الثانوية ، وستعرف المسافة إلى هؤلاء سكان النجوم.
يصعب القيام بذلك مع أي نجم قديم ، لأنه من الصعب معرفة سطوعه الحقيقي. لكن لحسن الحظ السيفيد ليسوا مجرد نجم قديم. نظرًا لأنه يمكنك قياس الاختلاف ، وأن هذا الاختلاف مرتبط مباشرةً بتألقه ، يمكنك تحديد مسافاته بسهولة (نسبيًا).
لقد اكتشف إدوين هابل لأول مرة أن مجرة أندروميدا هي أ) مجرتها الخاصة ، و ب) بعيدة حقًا ، تفتح أول قفزة كبيرة لنا في المشهد الكوني الأوسع. والآن أنت تعرف لماذا سمي هابل (تلسكوب الفضاء) باسم هابل (الشخص). لكن سيفيدس يمكن أن تأخذنا فقط حتى الآن. لا يزال عليك مراقبة نجم فردي ولديك تلسكوب حساس بما يكفي لتسجيل الاختلاف بمرور الوقت. هذا ليس بالأمر السهل ، ويصبح أكثر صعوبة كلما ذهبت أبعد.
للوصول إلى المسافات الكونية الشاسعة التي نعرفها ونحبها اليوم ، ننتقل إلى تقنيات أخرى. لكن هذه التقنيات (على سبيل المثال ، النظر إلى أنواع معينة من المستعرات الأعظمية) ليست جيدة في مكان قريب ، لذلك توفر السيفيدات نقطة الربط الحاسمة للوصول إلى ... حسنا ، النجوم.
وهذا هو المكان الذي قدم فيه هابل بطريقة كبيرة. إن هابل عبارة عن تلسكوبات كبيرة ، مما يعني أنه يمكن رؤيته بعيدًا جدًا من سيفيدس. وهي في الفضاء ، لذلك لا داعي للقلق بشأن الجو المزعج من إفساد قياساته. مع هذه المزايا والتطورات الأخرى ، تمكن علماء الفلك من تحديد المسافات إلى عشرات المجرات البعيدة حتى 65 مليون سنة ضوئية ، مع قياسات Cepheid المتعددة لكل مجرة لتثبيتها حقًا.
عززت هذه النتيجة المفردة فهمنا للمسافات الكونية ، مما ساعدنا على معرفة المزيد عن كل شيء من تاريخ الكون إلى طبيعة الطاقة المظلمة. وكانت مجرد شريحة صغيرة مما تم تحقيقه مع هابل.
اقرأ المزيد: "النتائج النهائية من المشروع الرئيسي لتلسكوب هابل الفضائي لقياس ثابت هابل"
