الفضول
كيف كشفت أجهزة التلفاز القديمة عن آثار الانفجار العظيم
إعلان
1. **اكتشاف عرضي:** في عام 1965، كان أرنو بنزياس وروبرت ويلسون يعملان في مشروع علم الفلك الراديوي في مختبرات بيل في الولايات المتحدة. كانوا يحاولون استخدام هوائي الراديو لاكتشاف إشارات الميكروويف المنعكسة من بالونات الاتصالات. ومع ذلك، وبغض النظر عن الاتجاه الذي وجهوا الهوائي إليه، فقد اكتشفوا همهمة خافتة ومتواصلة. وبعد استبعاد العديد من المصادر المحتملة، بما في ذلك فضلات الحمام والتدخل من الأرض، أدركوا أنهم اكتشفوا شيئًا كونيًا وجوهريًا.
2. **التفسير:** سرعان ما أدرك بينزياس وويلسون أن الإشارة التي التقطوها كانت إشعاع الخلفية الكونية الميكروي، المتبقي من الانفجار الكبير. هذا الإشعاع هو صدى الحرارة المتبقية من الانفجار الأولي للكون، منذ حوالي 13.8 مليار سنة. تم إطلاقه عندما برد الكون بدرجة كافية لتكوين الذرات، بعد حوالي 380 ألف سنة من الانفجار الكبير.
3. **الاتصال بأجهزة التلفزيون:** يكمن الرابط بين أجهزة التلفزيون القديمة وهذا الاكتشاف في التكنولوجيا المستخدمة في بناء أجهزة الكشف. استخدم العلماء تلسكوبًا راديويًا عالي الحساسية، والذي كان في الأصل نوعًا من الهوائيات المكافئة المستخدمة في الاتصالات عبر الأقمار الصناعية، كما تم استخدامه أيضًا في بعض أجهزة التلفزيون القديمة لاستقبال إشارات الأقمار الصناعية. سمحت حساسية هذه الأجهزة بالكشف عن الإشعاع الميكروي الخلفي الكوني، وهو ضعيف للغاية.
وهكذا، لعبت أجهزة التلفاز المبكرة، من خلال التكنولوجيا التي تدعمها التلسكوبات الراديوية، دوراً رئيسياً في اكتشاف وتأكيد نظرية الانفجار العظيم.
صدى الانفجار العظيم: من الحلم النظري إلى الاكتشاف التاريخي لـ RCFM
يعد صدى الانفجار العظيم، المعروف باسم الخلفية الكونية الميكروية (CMBR)، أحد أكثر الاكتشافات المذهلة في علم الكونيات الحديث. إن القصة وراء هذا الاكتشاف مثيرة للاهتمام.
نظرية الانفجار العظيم، التي تفترض أن الكون بدأ في حالة ساخنة وكثيفة منذ حوالي 13.8 مليار سنة، اقترحها جورج لوميتر لأول مرة في عام 1927، ثم طورها أمثال جورج جامو، ورالف ألفر، وروبرت هيرمان في العقود التالية.
كان أحد التنبؤات المهمة لنظرية الانفجار العظيم هو وجود إشعاع خلفي متبقي من الانفجار الأولي. سيكون هذا الإشعاع باردًا للغاية اليوم بسبب توسع الكون بمرور الوقت، وسيكون قابلاً للاكتشاف كإشارة ميكروويف موحدة تأتي من جميع الاتجاهات في السماء.
تم أول اكتشاف مهم لهذا الإشعاع على يد أرنو بنزياس وروبرت ويلسون في عام 1965، أثناء العمل على هوائي الميكروويف في مختبرات بيل. لقد اكتشفوا ضوضاء خلفية لم يتمكنوا من تفسيرها، وبعد استبعاد العديد من المصادر المحتملة، بما في ذلك الحمام والتداخل الراديوي، أدركوا أنهم كانوا يراقبون الخلفية الكونية للميكروويف.
كان هذا الاكتشاف هائلاً، لأنه أكد تنبؤًا رئيسيًا لنظرية الانفجار العظيم، وقدم دليلاً قويًا على صحة هذا النموذج الكوني. ومنذ ذلك الحين، قدمت الدراسات التفصيلية للخلفية الكونية للميكروويف رؤى عميقة في تاريخ وبنية الكون، بما في ذلك تشكل المجرات وتوزيع المادة والطاقة في الكون.
ما وراء ارتفاعات الموجات الدقيقة
بالإضافة إلى قمم الموجات الميكروية في الخلفية الكونية للموجات الميكروية، والتي تعتبر مهمة للغاية وتوفر كمية كبيرة من المعلومات حول طبيعة الكون المبكر، هناك العديد من الميزات والتباينات الأخرى الموجودة في هذا الإشعاع والتي هي مثيرة للاهتمام ومفيدة بنفس القدر.
1. **التباينات على نطاق صغير:** بالإضافة إلى القمم الأولية، تظهر الخلفية الكونية للميكروويف تقلبات أصغر في درجات الحرارة على نطاقات أصغر. تنتج هذه التقلبات عن اختلافات في كثافة الكون المبكر. وتتيح دراسة هذه التباينات لعلماء الكون فهم توزيع المادة والطاقة في الكون المبكر بشكل أفضل.
2. **الاستقطاب:** تظهر الخلفية الكونية للميكروويف أيضًا استقطابًا، والذي يمكن تقسيمه إلى نوعين رئيسيين: الاستقطاب E والاستقطاب B. يتم توليد الاستقطاب E من خلال تقلبات الكثافة البدائية، في حين يمكن أن يحدث الاستقطاب B بسبب تأثيرات أكثر غرابة مثل الموجات الثقالية البدائية أو الفيزياء عالية الطاقة في الكون المبكر. إن دراسة استقطاب الخلفية الكونية للميكروويف يمكن أن توفر معلومات قيمة عن العمليات الفيزيائية التي حدثت خلال عصر إعادة التركيب والأحداث الكونية المتطرفة التي حدثت في الكون المبكر.
3. **تأثيرات العدسة الجاذبية:** تتشوه الخلفية الكونية للميكروويف أيضًا بسبب جاذبية الهياكل الضخمة على طول خط رؤيتها، وهي الظاهرة المعروفة باسم العدسة الجاذبية. إن دراسة تأثيرات العدسات هذه يمكن أن توفر معلومات حول توزيع المادة على طول خط رؤية الخلفية الكونية للميكروويف وتساعد في رسم خريطة توزيع المادة المظلمة في الكون.
هذه ليست سوى بعض الميزات الإضافية للخلفية الكونية للميكروويف التي يدرسها علماء الكونيات لفهم تاريخ الكون وبنيته بشكل أفضل. ويسمح التحليل التفصيلي لهذه السمات للعلماء ببناء نماذج أكثر دقة للكون المبكر واختبار النظريات الأساسية في الفيزياء.
