أنيل أنانثاسوامي: ما يلزم لممارسة الفيزياء الفلكية المتطرفة

أود أن أتحدث اليوم حول ما أعتقد أنها إحدى أعظم المغامرات التي شرع البشر فيها، وهي السعي نحو فهم الكون ومكاننا فيه. اهتمامي الخاص بهذا الموضوع، وشغفي به، بدأ في الواقع صدفة. كنت قد اشتريت نسخة من هذا الكتاب ، "الكون و... د. أينشتاين" -- كتاب ورقي الغلاف من محل كتب مستعملة في سياتل. بعد ذلك سنوات قليلة، في بانغلور، كنت أجد صعوبة في النوم في إحدى الليالي، فالتقطت هذا الكتاب، معتقدا أنه سيجعلني أنام في غضون 10 دقائق. وكما حدث، قرأته من منتصف الليل حتى الخامسة صباحا دفعة واحدة. ولقد تركني بشعور مكثف من الرهبة والبهجة من الكون وقدرتنا على الفهم بقدر ما نفعل. وهذا الشعور لم يفارقني حتى الان.

هذا الشعور كان بمثابة حافز جعلني في الواقع أغير مسيرتي-- من مهندس برمجيات إلى كاتب علوم -- حتى أستطيع المشاركة في فرحة للعلوم ، وفرحة ابلاغها للآخرين كذلك. وهذا الشعور أيضا قادني إلى نوع من الحج، للذهاب حرفيا إلى أقاصي الأرض لرؤية التلسكوبات، والكاشفات، آلات يبنيها الناس، أو قد بنوها، من أجل استكشاف الكون بتفصيل أكبر وأكبر. وقد أخذتني الرحلة إلى أماكن مثل تشيلي -- صحراء اتاكاما في تشيلي -- إلى سيبيريا ، إلى مناجم تحت الأرض، في جبال الألب اليابانية، وفي أمريكا الشمالية، على طول الطريق الى القارة القطبية الجنوبية وحتى القطب الجنوبي.

واليوم أود أن أشارككم بعض الصور وبعض القصص من هذه الرحلات. وقد قضيت السنوات القليلة الماضية أساسا في توثيق جهود رجال ونساء غاية في الإقدام الذين يضعون ، أحيانا حرفيا، حياتهم على المحك بالعمل في بعض الأماكن النائية جدا وغاية في العدائية حتى يتسنى لهم جمع أضعف الاشارات من الكون ليتسنى لنا أن نفهم هذا الكون.

وأبدأ أولا مع مخطط دائري. وأعدكم أنه المخطط الدائري الوحيد في العرض كله. لكنه أساس وضعية معرفتنا للكون. كل نظريات الفيزياء التي لدينا اليوم تشرح بشكل صحيح ما يسمى بالمادة الطبيعية -- الاشياء التي تكوننا جميعا -- وتشكل أربعة في المئة من الكون. علماء الفلك وعلماء الكونيات والفيزيائيون يعتقدون أن هناك شيء يسمى المادة المظلمة في الكون، التي تشكل 23 في المئة من الكون ، وشيء يدعى الطاقة المظلمة، الذي تتخلل نسيج الزمكان ، ما يشكل 73 أخرى في المئة. وبالتالي إذا نظرتم الى هذا الرسم البياني، 96 في المئة من الكون، في هذه المرحلة من استكشافنا له، غير معروفة أو غير مفهومة جيدا. ومعظم التجارب ، والتلسكوبات التي ذهبت لرؤيتها تعالج نوعا ما هذا السؤال، هذين التوأمين الغامضين من الطاقة والمادة المظلمتين.

سآخذك أولا إلى منجم تحت الارض في شمال ولاية مينيسوتا حيث يبحث الناس عن شيء يسمى المادة المظلمة. والفكرة هنا هي أنهم يبحثون عن إشارة من جسيمات المادة المظلمة تضرب واحد من أجهزة الكشف. والسبب الذي دعاهم للذهاب تحت الارض هو أنه ، إن قمت بهاته التجربة على سطح الأرض، نفس التجربة ستكون مغمورة بإشارات قد تسببها أشياء مثل الأشعة الكونية، النشاط الإشعاعي المحيط، وحتى أجسامنا. قد لا تصدقون ذلك، ولكن حتى أجسامنا تكون مشعة بما يكفي للتشويش على هذه التجربة. وبالتالي يذهبون عميقا داخل المناجم لإيجاد نوع من الصمت البيئي الذي سيسمح لهم بالاستماع رنين جسيمات المادة المظلمة وهي تضرب أجهزة الكشف.

وذهبت لرؤية إحدى هذه التجارب ، وهذا هو في الواقع -- تستطيع بالكاد رؤيتها، والسبب في ذلك هو ان المكان مظلم تماما هناك. هذا هو الكهف الذي تركه عمال المناجم الذين تركوا هذه المناجم في 1960. وجاء علماء الفيزياء وبدؤوا في استخدامه في وقت ما في الثمانينيات. وعمال المنجم في أوائل القرن الماضي كانوا يعملون، بضوء الشموع، حرفيا. واليوم ، سترون هذا داخل المنجم، نصف ميل تحت الارض. هذا هو واحد من أكبر المختبرات التحت أرضية في العالم. ومن بين أمور أخرى، يبحثون عن المادة المظلمة.

هناك طريقة أخرى للبحث عن المادة المظلمة، وهي غير مباشرة. إذا كانت المادة المظلمة موجودة في عالمنا، في مجرتنا، ثم ينبغي أن تحطم هذه الجزيئات معا وتنتج الجزيئات الأخرى التي نعرفها -- واحد منها هي النيوترونات. ويمكنك الكشف عن النيوترونات من خلال التوقيع الذي تتركه حين تضرب جزيئات الماء. عندما يضرب نيوترينو جزيئة الماء ينبعث منه نوع من الضوء الأزرق، ومضة من الضوء الأزرق، وبالبحث عن هذا الضوء الأزرق، يمكنك أساسا فهم شيء عن النيوترينو ثم، وبشكل غير مباشر، أمر حول المادة المظلمة التي قد تكون أنشأت هذا النيوترينو. ولكنكم في حاجة إلى أحجام كبيرة جدا من المياه ولكي نفعل هذا. كنت بحاجة الى ما يقارب عشرات الميغا أطنان من الماء -- تقريبا غيغاطن من الماء -- من أجل أدنى فرصة لالتقاط هذا النيوترينو. وأين قد تجد تلك المياه في العالم؟ حسنا الروس لديهم خزان في فنائهم الخلفي.

هذه بحيرة بايكال. وهي أكبر بحيرة في العالم. بطول 800 كم. حوالي 40 إلى 50 كلم كعرض في معظم الأماكن، وما بين 1-2 كلم في العمق. وما يفعله الروس هو انهم يبنون أجهزة كشف ويغمرونها بحوالي كيلومتر تحت سطح البحيرة حتى يتمكنوا من مراقبة ومضات من الضوء الأزرق. وهذا هو المشهد الذي صادفته عندما هبطت هناك. هذه بحيرة بايكال في ذروة فصل الشتاء في سيبيريا. هذه البحيرة متجمدة كليا. وخط النقاط السوداء التي ترون في الخلفية، هذا هو مخيم الجليد حيث يعمل الفيزيائيون. السبب الذي جعلهم يعملون في فصل الشتاء هو أنهم لا يملكون ما يكفي من المال للعمل في الصيف والربيع، بحيث، إن فعلوا ذلك، فإنهم سيحتاجون سفنا وغواصات للقيام بعملهم. ثم ينتظرون حتى فصل الشتاء -- البحيرة تتجمد تماما -- ويستخدمون هذا الجليد والذي يبلغ سمكه مترا كمنصة لإقامة معسكرهم الجليدي والقيام بعملهم.

وهكذا هؤلاء هم الروس يعملون على الجليد في ذروة فصل الشتاء في سيبيريا. عليهم حفر ثقوب في الجليد، الغوص في المياه -- الباردة ، المياه الباردة -- لالتقاط الجهاز، ورفعه نحو السطح، القيام بأي عمليات إصلاح وصيانة يتعين عليهم القيام بها، إعادته ثم الخروج قبل ان يذوب الجليد. لأن مرحلة الجليد الصلب تلك تستمر لمدة شهرين ويكون مليئا بالشقوق. وعليكم أن تتخيلوا، أن هناك بحيرة تشبه البحر بأكملها تحتها ، تتحرك. ما زلت لا أفهم هذا الرجل الروسي يشتغل بصدر عار، لكن ذلك يخبركم كيف كان يعمل بجد. وهؤلاء الناس، حفنة من الناس، كانوا يشتغلون لعشرين سنة، باحثين عن جزيئات قد توجد أو قد لا توجد. وقد كرسوا حياتهم لذلك. وفقط لإعطائكم فكرة، قد صرف هؤلاء 20 مليون دولار على مدى 20 عاما. انها ظروف قاسية جدا. ويعملون بميزانية ضئيلة. المراحيض هناك هي حرفيا عبارة عن ثقوب في الأرض مغطاة بكوخ خشبي. الأمر بتلك البساطة، لكنهم يقومون بذلك كل عام.

ومن سيبيريا الى صحراء أتاكاما في شيلي، لنرى ما يسمى بالتلسكوب الكبير جدا. التلسكوب الكبير جدا هو واحدة من هذه الأشياء التي يسميها الفلكيين -- يسمون تلسكوباتهم بالا خيال. استطيع ان أؤكد لكم أنهم، يخططون لتسمية التلسكوب القادم بالتلسكوب الكبير للغاية. (ضحك) لن تصدقوا ذلك، ولكن الذي بعده سيسمى بالتلسكوب الهائل الضخامة. لكن على الرغم من ذلك، انها قطعة هندسية مذهلة. هذه أربع تلسكوبات بعلو 8.2 متر. وهذه التلسكوبات ، من بين أمور أخرى، يتم استخدامها لدراسة كيفية يتغير توسع الكون بمرور الوقت. وبقدر ما تفهم ذلك، بقدر ما تفهم ماهية الطاقة المظلمة -- التي تشكل الكون --

والقطعة الهندسية الذي أود أن أترككم معها فيما يتعلق بهذا التلسكوب هي المرآة. كل مرآة، وهناك أربعة منها، مصنوعة من قطعة واحدة من الزجاج، قطعة متجانسة من السيراميك ذي التكنولوجيا العالية، التي تم تمسيده وصقله لدقة إلى درجة أن السبيل لفهمه ذلك هو هو تصور مدينة مثل باريس، مع كل مبانيها وبرج ايفل، ومن ثم تسوية باريس بهذه الدقة، سوف نجد مطبات بعلو مليمتر واحد. وهذا هو التلميع التي تعرضت له هذه المرايا. مجموعة غير عادية من التلسكوبات. وهنا مشهد آخر لها. السبب الذي جعلنا نبني هذه التلسكوبات في أماكن مثل صحراء أتاكاما هو بسبب علو ارتفاع الصحراء. والهواء الجاف مناسب جدا للتلسكوبات، وكذلك، غطاء السحب هو أدنى من قمة هذا الجبل بحيث يكون للتلسكوبات حوالي 300 يوما من السماء الصافية.

وأخيرا، أريد أخذكم إلى القارة القطبية الجنوبية. أريد أن أقضي معظم وقتي في هذا الجزء من العالم. هذه هي الحد الأقصى لعلم الكونيات. بعض من التجارب المدهشة ، تجارب أكثر تطرفا، تجرى في القارة القطبية الجنوبية. كنت هناك لعرض ما يسمى الرحلة-الطويلة للبالون، الذي يأخذ أساسا التلسكوبات والتجهيزات إلى أعالي الغلاف الجوي، الطبقة العليا من الستراتوسفير، بعلو 40 كم. وهناك يجرون تجاربهم، ومن ثم يتم سحب البالون والحمولة، إلى الأسفل. هذا نحن لحظة الهبوط على الجرف الجليدي روس في القارة القطبية الجنوبية. تلك طائرة شحن أمريكية من نوع C-17 طارت بنا من نيوزيلندا إلى ماكموردو في القطب الجنوبي. وهنا نحن بصدد ركوب حافلتنا. ولا أعرف إن كان بإمكانكم قراءة المنقوش، لكنه يقول "إيفان التيريبوس". وقد أخذنا إلى ماكموردو.

وهذا هو المشهد الذي في الإستقبال في ماكموردو. وتستطيع بالكاد تمييز هذا الكوخ هنا. قد بني هذا الكوخ من طرف روبرت فالكون سكوت ورجاله عندما جاؤوا اولا الى القارة القطبية الجنوبية في رحلتهم الأولى إلى القطب الجنوبي. لأنه بارد جدا، محتويات هذا الكوخ لا تزال كما تركوها، مع بقايا آخر وجبة طبخوها هناك انه مكان غير عادي. هذه ماكموردو نفسها. حوالي ألف شخص يعملون هنا في الصيف، وحوالي 200 في فصل الشتاء عندما تكون مظلمة تماما طيلة ستة أشهر.

كنت هنا لرؤية اطلاق هذا النوع بعينه من التجهيزات. هذه تجربة أشعة كونية والتي تم إطلاقها على طول الطريق إلى الستراتوسفير العلوي الى علو 40 كيلومترا. ما أريدكم أن تتخيلوه هو أطنان من الوزن. لذلك يستخدم بالون لرفع ما يساوي طنين على طول الطريق الى ارتفاع 40 كيلومترا. والمهندسون والفنيون والفيزيائيون عليهم جميعا التجمع على الجرف الجليدي روس، لأن القارة القطبية الجنوبية -- وأنا لن أخوض في الأسباب -- لكنه واحد من أكثر الأماكن الملائمة لإطلاق هذه البالونات، فيما عدا الاحوال الجوية. الطقس، كما قد تتخيلون، هذا الصيف ، وكنت واقفا على 200 قدم من الجليد. وهناك بركان في الخلف، بأنهار جليدية على القمة. وما يتعين عليهم القيام به هو تجميع البالون بالكامل -- النسيج والمظلة وكل شيء -- على الجليد ونفخه بعد ذلك بالهيليوم. وهذه العملية تستغرق حوالي الساعتين.

ويمكن أن يتغير الطقس وهم يجمعون التشكيلة بأكملها. على سبيل المثال، ها هم قد وضعوا نسيج البالون في الخلف، والذي سيتم في نهاية المطاف نفخه بالهليوم. تلك الشاحنتان التي ترون في النهاية البعيدة تحمل 12 خزانا من الهيليوم المضغوط. الآن، في حالة تغير الطقس قبل الاطلاق، عليهم حزم كل شيء مرة أخرى وإعادته إلى الصناديق وإخراجه مرة أخرى إلى محطة ماكموردو. وهذا البالون بذاته، لأن عليه حمل طنين من الوزن، هو بالون بالغ الضخامة. النسيج لوحده يزن طنين. ومن أجل تقليل الوزن، جعلوه رقيق جدا، انها رقيقة مثل غلاف شطيرة. وإذا كان عليهم حزمه مجددا، عليهم وضعه في صناديق والضغط عليها بحيث تلائم الصندوق مرة أخرى -- باستثناء أنه، عندما فعلوا ذلك في المرة الأولى، قاموا به في ولاية تكساس. وهنا، لا يمكنهم أن يفعلوا ذلك بنوع الأحذية الذي يرتدونه، لذلك يتوجب عليهم خلع أخذيتهم، أن يكونوا حافي القدمين في الصناديق في هذا البرد وأداء ذلك النوع من العمل. وتلك هي درجة التفاني لدى هؤلاء الناس.

وهنا البالون يتم نفخه بالهيليوم، ويمكنك ان تروا أنه مشهد رائع. هنا مقطع يعرض البالون وحمولة في النهاية. بحيث يتم ملء البالون بالهيليوم على الجانب الأيمن، والنسيج يستمر فعلا على طول الطريق إلى الوسط حيث هناك قطعة من الالكترونيات والمتفجرات متصلة بالمظلة، ومن ثم يتم توصيل المظلة بالحمولة. وتذكروا، أن ربط كل هذه الأسلاك يتم من طرف أناس في البرد القارس، في درجات حرارة دون الصفر. يرتدون نحو 15 كلغ من الملابس والاشياء، ولكن عليهم نزع قفازاتهم للقيام بذلك. وأود أن أشارككم الاطلاق.

(فيديو) راديو: حسنا، أطلقوا البالون، أطلقوا البالون، أطلقوا البالون.

أنيل أنانثاسوامي: وأود أن أترككم أخيرا مع صورتين. هذا مرصد في جبال الهيمالايا، في لاداخ في الهند. وما أريد منكم أن تننظروا إليه هنا هو تلسكوب في الجانب الأيمن. وعلى أقصى اليسار هناك هو دير بوذي عمره 400 عاما. هذه صورة مقربة للدير البوذي. وقد أدهشني تجاور هذين التخصصين العظيمين لدى الإنسانية. واحد هو استكشاف الكون الخارجي، والآخر هو استكشاف ذواتنا الداخلية. وكلاهما يتطلب نوعا من الصمت.

وما أدهشني هو في كل مكان ذهبت إليه لرؤية هذه التلسكوبات، علماء الفلك وعلماء الكون في بحث عن نوع معين من الصمت، سواء كان ذلك الصمت من التلوث بموجات الراديو أو التلوث الضوئي أو أيا كان. وكان واضحا جدا أنه، إن دمرنا هذه الأماكن الصامتة على الأرض، سوف نكون عالقين على كوكب من دون القدرة على النظر إلى الخارج ، لأننا لن نكون قادرين على فهم الاشارات التي تأتي من الفضاء الخارجي.

شكرا لك.

(تصفيق)