أعظم خمسة تلسكوبات على مدى التاريخ

لربما ولدت دراسة الفلك عندما نظر أسلافنا للسماء في الليل وحاولوا فهم ما كانوا يرون. وقد ابتدعوا قصصاً وخرافات لأنماط التقطتها أعينهم من بين عدد لانهائي من النقاط والحزم الزائفة التي كانوا يرونها في السماء المعتمة.

حاول آخرون منذ ذلك الحين توسيع فهم الإنسان للكون المحيط بهم ابتداءً من الجو المحيط بالأرض وصولاً إلى بعد ما لا يحصى من السنين الضوئية. ولكن يظهر أنه كلما ازداد فهم الإنسان ظهرت تساؤلات أكثر وزاد تعطشه لتطوير وتحسين أفضل أداة بيد الفلكيين، ألا وهي التلسكوب. وعند الوصول إلى غاية أي تلسكوب جديد، سواء كان مجرد مقرّب بسيط أو مرصدا فضائيا ملياريا، فإنّ العلماء والباحثين يبدأون العمل على تطوير وصنع ما هو أكثر مقدرة وأكثر فرادة ولم يسبق له مثيل. وهناك تلسكوبات كانت فعلاً مبتكرة في تصميمها وروعة في عملها مما جعلها متميزة بين زحام من الإنجازات.

وقد قامت SPACE.com بمساعدة ولاس تاكر المتحدث باسم مرصد الأشعة السينية تشاندرا في كامبرج في ولاية ماساتشوسيتس باختيار أعظم خمسة تلسكوبات في التاريخ. بالطبع هناك عدة معايير يمكن استعمالها عند وضع هكذا قائمة لكننا اخترنا قائمتنا بالاعتماد على مستوى تقدمها التقني. وقد تخالفنا الرأي في اختيارنا، وبكل صراحة لم يكن ذلك سهلاً فقد كان علينا أن نستبعد بعض التلسكوبات التي ساعدت في حدوث ثورة فلكية وفي التقنيات التي استعملتها. رغم ذلك إليكم قائمتنا:

أولاً: عدسة غاليليو المقربة بيتية الصنع Galileo's homemade spyglass

لم يخترع غاليليو التلسكوب ولكن بالتأكيد شخّص أنه تمّ ابتكار شيء عظيم. فالتلسكوب الذي تعرّف غاليليو عليه ظهر عام 1608 في هولندا وانتشر خبره في كل أوربا وسمع به غاليليو في إيطاليا في العام الذي تلاه. ولأنه كان غير قادر على شرائه فقد عمل على فيزياء بصرياته وصمم وصقل بنفسه عدسته المقرّبة والتي لم تتجاوز قوة تكبيرها ثلاث مرات، وتمكن في خلال شهرين من تحسينها إلى عشرين مرة فتمكن من تفحص القمر وشاهد أن مجرة درب التبانة تتألف من نجوم كثيرة واكتشف أربعة أقمار حول كوكب المشتري.

نشر غاليليو مشاهداته ومكتشفاته في مطبوع سماه «رسول نجمي Sidereus Nuncius (Starry Masseger)». تلا ذلك اكتشافه لأطوار كوكب الزهرة وحلقات كوكب زحل وكان أول من رصد البقع الشمسية.

واستناداً إلى بعض مشاهداته برهن غاليليو أنّ كووبرنيكوس كان على صواب عندما قال إنّ الشمس هي المركز الذي تدور حوله الأجرام السماوية وليست الأرض. سمحت الكنيسة الكاثوليكية له في البداية أن يذكر نتائجه باعتبارها فرضيات رياضية لكنها بحلول عام 1633 أجبرته على الإقامة الجبرية في البيت إلى أن توفي بعد ذلك بتسع سنوات.

نتيجةً لفضوله ولشجاعته وتحديه فقد عبّد تلسكوب غاليليو المتواضع الطريق لكل الفلكيين، المهنيين منهم والهواة، وهو سبب وجود هذه القائمة.

ثانياً: تلسكوب هيل ذو قطر 200 إنج في مرصد بالمور

حصل غاليليو على اكتشافاته باستعمال تلسكوبه الذي لم يكن قطر عدسته الشيئية يتجاوز السنتيمترات الخمسة (إنجين). رغم ذلك فقد كان الفلكيون مدركين أنهم محتاجون إلى عينية أكبر للنظر إلى التركيب الأساسي للكون خارج مجرة درب التبانة. بناءً على ذلك فإنّ جورج إيليري هيل George Ellery Hale صممّ ووضع تلسكوبا ذا قطر 200 إنج (5 أمتار) في مرصد بالمور في مقاطعة سان دييغو في ولاية كاليفورنيا. وفي حينها كانت أكبر عينية تلسكوب هي 100 إنج لتلسكوب هوكر في مرصد ولسن وكان في كاليفورنيا أيضاً ومن تصميم هيل أيضاً.

ميزات تلسكوب هيل الرئيسية هي طبعاً مرآته الشيئية بقطر 200 إنج، وقد عرف هيل أنّ هكذا مرآة ستزن 20 طنا وأنها كي تكون مفيدة يجب أن تصنع من مادة لا تتمدد أو تتقلص بشكل ملموس بتغير درجات الحرارة، وحيث سينصب التلسكوب على قمم الجبال في بالمور فإنّ درجات الحرارة تتغير بشكل كبير خلال اليوم. فقرر هيل استعمال مادة البايركس، وهي زجاج مقاوم للحرارة كان حديث الاكتشاف حينها. وعند تصنيعها عام 1934 تطلب تبريدها ثمانية أشهر. وتم نقلها بالقطار من مكان مصنع الزجاج في ولاية نيويورك إلى مصنع في باسيدينا في كاليفورنيا حيث صُقلت ولُمعت. وبسبب الحرب العالمية الثانية لم تكتمل المرآة وترسل إلى بالمور إلا بعد 12 عاما، وكانت تزن 14.5 طن. ولم يعش المصمم ليرى تلسكوبه مكتملا ومات قبل عشر سنوات من تسمية التلسكوب باسمه عام 1948 تشريفاً له. ويقول ولاس تاكر المتحدث العلمي في مرصد الأشعة السينية تشاندرا في ولاية ماساتشوسيتس إنّ هيل فاتته كذلك اكتشافات عظيمة حصل عليها فلكيون بواسطة هذا التلسكوب والتي فتحت المجال لفهم النجوم الزائفة ومجرات الكون المختلفة. وبكلام أدق تحقق العلماء أنّ النجوم الزائفة هي نجوم قوية جداً لكنها أجسام بعيدة جداً وإنّ الكون فعلاً يتمدد كما قال إدوين هابل. بقي هذا التلسكوب لمدة 40 سنة يحمل شرف أنه أكبر تلسكوب عاكس في العالم، وحتى يومنا هذا فإنّ بصرياته تجعله أحد أفضل التلسكوبات في العالم وتقنيته مدهشة.

ثالثاً: المصفوفة الكبيرة جداً Very Large Array

أحد أسباب نجاح تلسكوب هيل ذي قطر 200 إنج هو أنه كان يتعامل مع الضوء المرئي ذي الطول الموجي القصير جداً مقارنةً مع الطول الموجي للأمواج الراديوية. ولو أردنا أن نصنع صحنا ملتقطا للأمواج الراديوية له نفس قدرة تلسكوب هيل فإنه يجب أن يكون أكبر منه بملايين المرات، وستكون مساحة شيئيته بقدر ربع مساحة الولايات المتحدة تقريباً. لكن تقنية التداخل حررت علماء الفلك من قيود الصحن الكبير. وطُورت هذه التقنية بعد الحرب العالمية الثانية في كمبردج حيث صنع أول تلسكوب راديوي مؤلف من عدد من الصحون المتفرقة المنتشرة بقرب بعضها.

وأحد أكثر المُدخلات قدرة هي المصفوفة الكبيرة جداً في ولاية نيومكسيكو. تتكون هذه المصفوفة من 27 هوائيا، أولها نُصب عام 1975. ويبلغ قطر كل هوائي في المصفوفة 25 مترا (82 قدما) ويبلغ وزنه 230 طنا وتترتب مصفوفة الصحون على شكل حرف Y. وبدأت هذه المصفوفة تزويد المجتمع العلمي ببيانات مفيدة حتى قبل الافتتاح الرسمي لها عام 1980. ويقول تاكر: « فجأةً تحول الفلك الراديوي من كونه علما قد يزودنا بصور خام إلى علم قادر على تزويدنا بأفضل الصور على الاطلاق». والصحون الممتدة على مسافة 22 ميلا قادرة بعملها المشترك على تسجيل ما يكافئ ما تبعثه كرة غولف تبعد عنا 100 ميل من أشعة راديوية. واكتشف الفلكيون بهذه المصفوفة وجود الماء على كوكب المريخ واكتشفوا أول عدسة جذبية، واعتمدوا عليه في دراسة ورسم خرائط نفاثات كونية. كذلك استعملت المصفوفة لفحص الثقوب السوداء التي منها تأتينا إشعاعات بمديات مختلفة تمتد من الأشعة السينية إلى الأمواج الراديوية.

رابعاً: تلسكوب هابل الفضائي Hubble Space Telescope

بلغت كلفة تلسكوب هابل الفضائي 1.5 مليار دولار وأطلق إلى الفضاء عام 1990 مع آمال بصور عظيمة، لكن أول الصور التي أرسلها كانت أقل بكثير مما هو متوقع. فمرآة التلسكوب الرئيسية والتي كانت بقطر 2.4 متر (8 أقدام) كانت مشوهة بمقدار جزء من سمك شعرة. وفي عام 1993 وصلت أول بعثة صيانة إلى التلسكوب وهو في مداره وركّبت مرآة تصحيحية فوصل التلسكوب إلى وضعه الصحيح في التسلسل الهرمي للتلسكوبات.

المرآة ليست كبيرة بمقاييس التلسكوبات ولكن ميزة هابل أنه موضوع في الفضاء خارج تشويش جو الأرض، ويقول هاكر: «مباشرةً حصلنا على أوضح صورة على الإطلاق». بمصفوفته من الكاميرات والمتحسسات حدّق التلسكوب هابل في أبعد ما يمكن الوصول إليه في الفضاء فأرانا أنّ أصغر القطع في السماء مليئة بالمجرات وبيّن لنا أنّ مناطق تشكيل الغبار النجمي قد تشبه نسخة قديمة من منظومتنا الشمسية.

ومشروع التلسكوب هابل هو مشروع مشترك بين وكالة الفضاء الأميركية ووكالة الفضاء الأوربية. وساعد تصميم التلسكوب على إبقاء اكتشافاته في الصدارة على مدى حياته، حيث تسهل إزالة أجزائه وتبديلها. لذلك ففي كل زيارة يقوم بها رجال الفضاء للصيانة فإنهم يركبون أجهزة أكثر مقدرة وكفاءة. وأخيراً قام رجال الفضاء بنصب كاميرا جديدة وأصلحوا كاميرا أشعة تحت حمراء كانت عاطلة. والتلسكوب حالياً في أفضل حالاته على الاطلاق.

خامساً: مرصد الأشعة السينية تشاندرا Chandra X-ray observatory

هو نفس جو الأرض، الذي يجعل الصورة الفلكية الملتقطة من الأرض صوراً أكثر تشوشاً من تلك الملتقطة من الفضاء، يتسبب أيضاً بحجب الإشعاعات ذات الطاقة الأعلى عن الفلكيين الذين يحاولون دراستها من على الأرض. فالإشعاعات الكهرومغناطيسية الأكثر طاقة، مثل الأشعة السينية، لا يمكن لها اختراق الجو الأرضي. مع أن هذا الحجب مفيد جداً للحياة على الأرض إلا أنه يضع كثيراً من العوائق أمام دراسات فيزياء الفضاء عالية الطاقة من على الأرض. ولم يكن مجرد وضع تلسكوب الأشعة السينية تشاندرا في مدار حول الأرض هو السبب لاختياره ضمن هذه القائمة عن روائع التقنيات، ولكنها مرآته حيث إنها جاءت مثالية في صحتها على عكس مرآة تلسكوب هابل التي عانت من خطأ.

يشرح تاكر، الذي ربما يكون منحازاً قليلاً بسبب عمله في هذا المرصد، فيقول: «لكي تعكس ضوءاً بشكل مثالي عن مرآة فإن نعومة المرآة يجب أن تكون بقدر الطول الموجي للاشعاع المنعكس». والطول الموجي للأشعة السينية بقدر حجم الذرة، لذلك يجب أن تصنع المرآة بنعومة لا تتجاوز حجم بضع ذرات. والمرايا هنا منحنية بشكل كبير بالمقارنة مع المرايا الضوئية مما يجعلها تشبه البرميل. بهذه الطريقة فإنّ الأشعة السينية القادمة، والتي هي تقريباً موازية للمرايا، تمس السطح العاكس مساً خفيفاً ثمّ تنعكس عنه إلى المتحسس بدلاً من العبور إليه مباشرةً. كان لدى مراصد الأشعة السينية في السابق مرايا لكن مع التلسكوب تشاندرا فإنّ الفلكيين يرون ظواهر من أعلى الظواهر طاقة في الكون وبتحليل يقرب من تحليل لتلسكوب هابل.

يقول تاكر إنّ تقنيات الأشعة السينية كانت من الإنجازات الفذة التي لم يكن البعض يتصور الوصول إليها، فأنت بدأت ترى لأول مرة بسبب هذه التقنية انبعاثات الأشعة السينية من الكون البعيد وبتحليل يساوي التحليل الذي نرى به بواسطة الأطوال الموجية الأخرى.

استعمل الفلكيون التلسكوب تشاندرا لفهم كيفية تكوّن العناصر الثقيلة في النجوم وكيف نُفثت منها خلال استعارها. كذلك زودنا هذا التلسكوب بأفضل منظر على الإطلاق للمحيط المباشر عالي الطاقة للثقوب السوداء. وزودتنا بياناته كذلك بنظرة ثاقبة للنجوم النابضة ونجوم أخرى عالية الطاقة من خلال تحديقه في خارج الأجسام الكونية الغباري وصولاً إلى مراكزها عالية الطاقة، وغالباً ما تخطت نتائجه نتائج التلسكوب هابل.

المتنافسون

قبل أن تسجل اعتراضك وترسل رسالة الاعتراض أرجو أن تلاحظ أن التلسكوبات الثلاثة التالية كانت على بعد شعرة من قائمتنا، نعم نحن نعرف أنّ هناك تلسكوبات أخرى كان يمكن أن تكون ضمن القائمة فالاختيار صعب.