تلسكوب هابل يلتقط صورة لـ "الحد الأخير"

بمناسبة الذكرى الخمسين لمسلسل ستار تريك، نشر تلسكوب هابل الفضائي صورة حيث ذهب بشجاعة إلى حيث لم يذهب أحد من قبل، كما يقال في المسلسل الشهير، متوجهاً عبر مجموعة من المجرات باتجاه أقصى حدود يمكن رؤيتها من الكون، لرؤية المجرات الأولى بذاتها.

حقل الحد الأخير، (الذي سمي هكذا نسبة لمهمة ستار تريك لاستكشاف الحد الأخير)، هو منطقة من السماء لا تتجاوز في حجمها، كما نراها، عملة معدنية بقيمة دولار ننظر إليها على بعد 100 متر. غير أنه في تلك المنطقة، التي تبعد 4 مليارات سنة ضوئية، يمكن لهابل أن يرصد مئات المجرات التي تشكل آبيل S1063 (Abell S1063) وهي تجمع للمجرات، وأحد أضخم الأجسام في كوننا.

جرت العادة أن يشكل العثور على تجمع من المجرات الجزء الأهم من القصة، لكن ما يسمح لنا هذا التجمع برؤيته، يُعتبر أكثر تشويقاً بكثير.

حيث أن الخطوط المنحنية المضيئة في الصورة هي في الواقع خيالات بصرية لمجرات أكثر بعداً وقد انحنت بفعل الأثر العدَسي التجاذبي.

لقد ازداد تركيز صورة تلك المجرات الخلفية بسبب كتلة تجمع المجرات، ما يجعل التلسكوب الفضائي هابل، المذهل أصلاً، أكثر قدرة بعشرين ضعفاً على رصد الكون البعيد.

بما أن الضوء يستغرق وقتاً للوصول إلينا من تلك الأجسام البعيدة، فإننا نراها كما كانت، بعد بضع مئات الملايين من السنين من حدوث الانفجار الكبير. كانت هذه المجرات حديثة الولادة، عندما كان الكون بأكمله مجرد "مراهق" بالنسبة لعمره الحالي.

الأثر العدسي التجاذبي هو أحد تأثيرات النسبيةالعامة التي تنبأ بها آينشتاين، حيث تقوم الأجسام الضخمة مثل النجوم والمجرات بثني الضوء حولها وتركيزه كما تفعل العدسة. يمكنك أن تختبر فيزياء الأثر العدسي التجاذبي في البيت باستخدام زجاجة من المشروب. ببساطة، خذ قطعة من الورق وارسم عليها دائرة مصمتة بحجم العملة المعدنية، ومن ثم ضع الزجاجة فوقها مباشرة. إذا نظرت مباشرة من فم الزجاجة إلى الدائرة ستراها على شكل حلقة، وبالنظر إليها من جانب الزجاجة سترى شكلها مشوهاً وقد تحول إلى خطوط وأقواس كما في صورة تجمع المجرات.

يسمح لنا الأثر العدسي التجاذبي بأكثر من مجرد رؤية ما يتجاوز خلفية الأجسام، فهو يمكننا أيضاً من أن نقيس وزن المجرات المسببة لهذا الأثرنفسها، لأن مقدار انحناء الضوء يعتمد على كتلة الجسم (تماماً كما يزداد انحناء الضوء بزيادة سماكة زجاجة المشروب).

يمكن أن نستنتج من ذلك، أن معظم ما تتشكل منه المجرة هو في الواقع غير مرئي، ويتألف من نوع جديد من الكتلة يسمى المادة المظلمة. وعلى حين أن الأثر العدسي يسمح لنا بمعرفة مكان المادة المظلمة، إلا أن التثبت من طبيعتها يتطلب البحث في المختبر. تعتبر أستراليا صاحبة الدور الريادي في هذا المجال بواسطة سابر، أولكاشف للمادة المظلمة في نصف الكرة الأرضيةالجنوبي.

بالنظر في أعماق الكون، يمكننا أن نرى كيف كان عندما بدأ الضوء رحلته، حيث تعود نشأة هذه المجرات البعيدة التي كشفها الأثر العدسي الطبيعي لتجمع المجرات، إلى أول بضع مئات الملايين من السنين بعد الانفجار الكبير. وفي علم الفلك، يعتبر استكشاف كيفية نشوء المجرات الأولى الحد الأخير...