مشكلة هابل — ماذا كانت النتيجة؟
‹ما هي مشكلة هابل؟› قد تسألون. نحن نتحدث عن مشكلة مقراب (تلسكوب) هابل الفضائي — العين المتطوِّرة الباهظة الكلفة (اكثر من ٦,١ بليون دولار اميركي) لمراقبة الكون التي ظهر فجأة انها مصابة بخلل في الرؤية سنة ١٩٩٠.
مقراب هابل الفضائي هو «على الارجح القمر الاصطناعي العلمي الاكثر تطوُّرا بين كل الاقمار التي صُنعت على الاطلاق،» هذا ما قاله الدكتور ر. و. سميث من جامعة جونز هوپكنز، بلتيمور، في دائرة المعارف العالمية لعلم الفلك.a «انه المرصد الاكبر والاقوى والاكثر تعقيدا على الاطلاق الذي وُضع في الفضاء،» بهذه الكلمات يصف اريك شيسون المقراب في كتابه حروب هابل. ويذكر ايضا في مجلة علم الفلك: «ان الاربعة ملايين خط من شفرة الكمپيوتر اللازمة لتوجيه الاوامر اليه والتحكم فيه يوميا — احدى اكبر الشفرات في العالم المدني — هي شهادة على الدرجة العالية من التعقيد في هابل.» ويدور هذا المرصد على ارتفاع نحو ٣٨٠ ميلا (٦١٥ كيلومترا) فوق الارض، مما يجعله بعيدا عن جوِّ الارض المشوِّه للضوء.
قبل الإطلاق ذكر الدكتور سميث ان «جودة صوره ستحدِّدها فقط قوانين البصريات، نوعية مرآتيه، ومدى الدقة والثبات في توجيه مقراب هابل الفضائي نحو اهدافه.» ولم يكن يدرك آنذاك كم ستكون كلماته مهمة في ما بعد!
الإطلاق — ابتهاج وخيبة امل
حان يوم الإطلاق الحاسم في نيسان ١٩٩٠. فأُرسل مقراب هابل الفضائي الى مداره على متن المكوك الفضائي ديسكَڤَري. وكان المهندسون في مركز التحكم الارضي مسرورين بالنتائج. وأخبر جون نوبل ويلفُرد في ذا نيويورك تايمز ان المعطيات الهندسية «اظهرت ان المقراب اجتاز مرحلة الإطلاق دون ايّ ضرر ويبدو انه مستعد للابتداء بمهمة استكشاف الكون التي يمكن ان تدوم اكثر من ١٥ سنة.» وأضاف انه «يُتوقع ان يرى النجوم والمجرات البعيدة بدرجة وضوح تفوق ١٠ مرات ما جرى بلوغه قبلا.» وذكر عنوان عريض في مجلة تايم بشكل يدعو الى التفاؤل «نافذة جديدة على الكون» وأضاف: «برؤية واضحة لأبعد النجوم، سيتمكن مقراب هابل ذو النظر الحاد من تقصِّي الماضي البعيد.» وأخذت الاثارة تزداد مع انتظار الفلكيين والمصمِّمين وصول الصور الاولى الى الارض. فماذا حدث؟
لقد تبيَّن، كما يقال، ان السمك بيع وهو في البحر! فقد ابتدأت الصور الاولى تصل في ايار ١٩٩٠. وبدلا من الصور الشديدة الوضوح المتوقَّعة، رأى الفلكيون القلقون ضوءا ضبابيا. كتب اريك شيسون: «ما رأوه دعم الفكرة المخيفة فعلا ان المرصد الدائر في فلكه يعاني خللا بصريا خطيرا.» ان المقراب مصاب بخلل غير متوقَّع — خطأ صغير جدا في احدى مرآتيه العاكستين! وكان الخطأ اصغر بكثير من عرض شعرة انسان، لكنه كان كافيا لجعل الرؤية غير واضحة. وكانت خيبة الامل كبيرة.
خطأ مَن كان؟
ما هو سبب مشاكل هابل المكلفة؟ يعدِّد اريك شيسون، الذي عمل في مشروع هابل، اسبابا كثيرة في كتابه حروب هابل. يقول: «ان العيوب الفاضحة في معدات هابل ناشئة من حالة قصر نظر هندسي، فشل ذريع ومستمر في الانتباه لكل جوانب المسألة. مثلا: اجهزة المقراب البصرية التي لم تُصنع كما يجب والتي اختبرها بطريقة غير ملائمة مهندسون ذوو ثقة مفرطة بالذات، دون ان يأخذوا بأيّ رأي تقني او علمي سديد يأتي من غير المتعهِّد المتكتِّم . . . [ثم هنالك] استخدام قطع مستعملة في هابل، كجيروسكوپات عمرها عشرات السنين [جيروسكوپات اختُبرت مدة ٠٠٠,٧٠ ساعة تقريبا قبل ان تُستخدم في المقراب — ‹اختُبرت حتى استُنزفت،› كما ذكر احد المهندسين] وألواح ذاكرة مصمَّمة لتُستعمل في مركبات فضائية اثرية.»
عندما انتهت مرآة هابل الرئيسية التي يبلغ قطرها ٥,٩٤ انشا (٤,٢ م)، كان من المفترض ان يُجرى لها اختبار اخير. ولكن، استنادا الى ذا نيويورك تايمز، أُهملت هذه الخطط بسبب ضيق الوقت ولاعتبارات مالية. وطالب الدكتور الراحل رودريك سكوت، الذي كان آنذاك رئيس علماء شركة الابحاث البصرية التي صنعت المرآة، بإجراء المزيد من الاختبارات. فجرى تجاهل تحذيراته. لذلك عندما صار مقراب هابل الفضائي في الفضاء الخارجي لم يكن قادرا إلا على ارسال صور دون المستوى المطلوب.
أما رأي شيسون فكان كما يلي: «ربما كانت المركبة الفضائية والاعداد الضخمة من القطع على متنها [بما فيها اكثر من ٠٠٠,٤٠٠ قطعة و ٠٠٠,٢٦ ميل (٠٠٠,٤٢ كلم) من الاسلاك] والوظائف الداعمة الهائلة من القاعدة الارضية معقدة اكثر من اللازم بالمقارنة مع حضارتنا التكنولوجية الحديثة السن نسبيا. عندما حاول المتحدرون من نوح ان يبنوا في بابل القديمة برجا عاليا جدا بحيث يبلغ السموات، يخبرنا سفر التكوين ان اللّٰه عاقبهم على وقاحتهم. وربما لو صنعنا مقرابا فضائيا اقل تعقيدا — مركبة فعَّالة ومتطوِّرة اكثر — لكانت الصفعة القوية التي تلقيناها اقل وطأة.» ومضى شيسون قائلا: «ان الفكرة السائدة التي تقول ان المنهج العلمي موضوعي وغير متحيِّز وإن العلماء كانوا ولا يزالون مجرَّدين من العاطفة البشرية في مجرى عملهم، ليست إلا نكتة. فالمسعى العلمي اليوم يتأثر كثيرا بالاعتبارات الشخصية كما هي الحال مع معظم الامور في الحياة.» واستنادا الى شيسون، كان الطموح والغيرة من العوامل المساهمة في ازمة هابل.
آمال تبدَّدت
ان مراجعة لبعض العناوين العريضة في وسائل الاعلام تلقي ضوءا على الاحداث المثيرة التي رافقت قصة مشكلة هابل. قالت احدى الصحف: «المكوك يرتفع ٣٨١ ميلا [٦١٥ كلم]. حاملا مقرابا وحلما.» وذكرت العلمية الاميركية: «نتائج هابل — مقراب الفضاء يستهل عصرا جديدا في علم الفلك.» وفي تموز ١٩٩٠، كان على مجلة تايم ان تعدِّل تقييمها قائلة: «صور وتوقعات غير واضحة للمشروع العلمي الضخم — آمال مكوك ناسا [الادارة القومية للطيران والفضاء] تتبدَّد، وهابل يعاني مشكلة في الرؤية.» أما مجلة العِلم فأوضحت المشكلة بأكثر موضوعية: «الفلكيون يعاينون الاضرار في هابل — نادرا ما يسبب مثل هذا الخطإ الصغير كل هذه الضجة — ولكن في مقراب بلغت كلفته ٦,١ بليون دولار، للميكرومترات تأثير بالغ.» وأخبرت المجلة نفسها في كانون الاول ١٩٩٠: «اعتداد مفرط بالنفس في قضية هابل: مثال حي على قلة التمييز.» وذكرت: «ان الخلل البصري البالغ الاثر في مقراب هابل الفضائي كان نتيجة للاهمال من جهة كثيرين، كما يستنتج التقرير النهائي للجنة التحقيق الرسمية التابعة للـ ناسا.»
لكنَّ الجهد لم يذهب كله هباء. ففي آذار ١٩٩٢ اخبرت مجلة سميثْسونيان عن «صور مذهلة من مقراب فضائي مريض.» وذكرت: «في حين ان الكثير من وظائف المقراب لا يزال يعاني خللا خطيرا، فهو يمطر الفلكيين بوابل من المعلومات القيِّمة. . . . وقد ارسل صورا حافلة بالمفاجآت، كصور لحشود نجمية كروية (تُعتبر تقليديا بين اقدم البنى في الكون) وهي في ريعان شبابها؛ وفَحَصَ قلب مجرة بعيدة ليجد تأكيدا للنظرية القائلة ان هنالك في مركز هذه المجرة ثقبا اسود يلتهم النجوم.»b
«مهمة ناسا الانتحارية»
ثم في تشرين الثاني ١٩٩٣ ظهر عنوان عريض في مجلة اخبار العلم كان العلماء والفلكيون ينتظرونه: «عملية التصحيح الحاسمة — ناسا تحاول تصليح مقراب هابل الفضائي.» واستنادا الى مجلة العالِم الجديد، عنى ذلك انجاز «مهمة التصليح الاكثر طموحا في تاريخ الرحلات الفضائية.» فكان يلزم ان يعمل فريق من سبعة رواد فضاء على استرداد مقراب هابل الفضائي وإصلاحه في حجرة الحمولة في مركبتهم وهم في الفضاء. ودُعيت العملية «مهمة ناسا الانتحارية» و «موعد مع القدر.» فهل نجحت؟
قال مدير الرحلة مِلْت هِفْلِن لـ نيوزويك، مستخدما تعبيرا يُستعمل في لعبة كرة السلة: «لقد ‹كبسْنا كبسة› قوية في الهدف.» وقد حقق اطباء العيون رواد الفضاء انجازا علميا رائعا — فبخمس مشيات في الفضاء اصلحوا الاجهزة البصرية في مقراب هابل الفضائي وركبوا كاميرا جديدة بحجم آلة الپيانو! وكانت قد مرت ثلاث سنوات قبل ان يتمكنوا من الذهاب الى الفضاء ويستبدلوا الاجزاء التي فيها خلل ويركبوا الاجزاء المصحِّحة. ولكنها كانت زيارة مكلفة لطبيب العيون. فاستنادا الى احد المصادر، كلفت عملية التصليح لتركيب العدسات ٢٦٣ مليون دولار اميركي!
وبلغت هذه القصة المثيرة ذروتها في كانون الثاني ١٩٩٤ مع ظهور عناوين عريضة مثل «مقراب هابل لم يعد مصابا بالحَسر» و «هابل يرى السماء اخيرا بنظر حاد.» وأعلنت مجلة علم الفلك: «هابل — افضل مما عندما كان جديدا.» وأخبرت عن ردود فعل الفلكيين في المعهد العلمي لتلسكوب الفضاء عندما وصلت الصور الاولى: «غير معقول.» «طَرِبنا فرحا لرؤية الصور الاولى.» وهتف الدكتور ادوارد ج. وايلر، رئيس العلماء في المشروع، قائلا: «فاق هابل بعد اصلاحه كل توقعاتنا.»
ما هي الفوائد؟
سرعان ما ظهرت منافع تصحيح الاجهزة البصرية. ففي حزيران ١٩٩٤ أخبرت مجلة تايم ان مقراب هابل الفضائي وجد ادلة ملموسة تدعم وجود الثقوب السوداء. فقد اعلنت ناسا انه اكتشف «سحابة غازيّة اسطوانية الشكل تدور بسرعة مذهلة تبلغ ٢,١ مليون ميل في الساعة [٩,١ مليون كلم/سا].» وهي تبعد نحو ٥٠ مليون سنة ضوئية وتقع في قلب مجرة M87. ويقال ان كتلتها تبلغ كتلة بليونين الى ثلاثة بلايين نجم بحجم شمسنا انما مضغوطة في حيِّز يبلغ حجمه حجم مجموعتنا الشمسية! ويحسب العلماء انّ للاسطوانة الغازيَّة درجة حرارة تبلغ ٠٠٠,١٨ درجة فهرنهايت (٠٠٠,١٠° م). والتفسير الوحيد المتوفر لهذه الظاهرة هو قوة الجاذبية الهائلة لثقب اسود ضخم تدور حوله الاسطوانة.
ونقل هابل ايضا صورا ممتازة للمذنَّب شومَيكر-ليڤي ٩ وهو في طريقه الى الدمار الذاتي نحو كوكب المشتري حيث تحطمت اجزاؤه في تموز ١٩٩٤. وصور المجرات التي يرسلها مقراب هابل الفضائي هي من الوضوح بحيث قال احد العلماء عن عمل التصليح: «تغيير بسيط في مرآة، قفزة عملاقة لعلم الفلك.» والآن، استنادا الى العلمية الاميركية، «يتمتع هابل باستبانة resolution افضل ١٠ مرات على الاقل من استبانة ايّ جهاز موجود على الارض، ولذلك بإمكانه ان يرى بوضوح في ارجاء مساحة من الفضاء اكبر بـ ٠٠٠,١ مرة [من المقاريب الاخرى].»
ويجعل هابل بعض واضعي النظريات يعيدون النظر في افكارهم بشأن عمر الكون. وقد واجهتهم في الواقع مفارقة نتيجة لِما صار مفهوما في الوقت الحاضر. فاستنادا الى الكاتب العلمي ويلفُرد في نيويورك تايمز، ان احدث الادلة التي يوفِّرها مقراب هابل الفضائي تزوِّد «برهانا قويا على ان الكون قد يكون اصغر سنا بكثير مما قدَّر العلماء سابقا. فعمره قد لا يتعدّى ٨ بلايين سنة،» بالمقارنة مع التقديرات السابقة التي تصل الى ٢٠ بليون سنة. والمشكلة هنا هي انه «يُقدَّر بشكل موثوق به ان عمر بعض النجوم يبلغ ١٦ بليون سنة.» فلا عجب انه، كما يقول، «يبدو ان الكون يستمر في إذهال علماء الكون بمفاجآته، فاضحا معرفتهم المحدودة جدا.» ويضيف: «ان اولئك الذين يتخذون الكون مجالا لدراستهم يجب ان يتقبلوا الاحتمال انه رغم كل ذكائهم وعبقريتهم، سيبقى الكثير من الاجوبة النهائية بعيدا عن متناولهم.»
يجب ان يتعلم الانسان التواضع الذي تعلَّمه ايوب عندما سأله يهوه من العاصفة: «هل تربط انت عقد الثريا او تفك ربط الجبار. أتُخرج المنازل في اوقاتها وتهدي النعش مع بناته. هل عرفت سنن السموات.» — ايوب ٣٨:٣١-٣٣.
ماذا عن المستقبل؟
يعِدُ مقراب هابل بكشف امور كثيرة في المستقبل القريب. كتب احد رواد الفضاء: «بوجود مقراب هابل الفضائي سنرى اشكال مجرات كثيرة في جوار الكوازارات [منابع راديوية شبه نجمية، وهي الاجسام الاكثر تألُّقا في الكون].» وحول فهم اصل المجرات، يقول ريتشارد ألّيس من جامعة كَيمبريدج في انكلترا: «نحن على وشك دخول حقبة مثيرة جدا.»
سيستمر الفضول البشري في حفز البحث عن المعرفة المتعلقة بالكون، بدايته، والقصد منه. ويجب ان توقظ معرفة كهذه في قلوبنا توقيرا لخالق الكون الواسع، الذي قال: «ارفعوا الى العلاء عيونكم وانظروا مَن خلق هذه. مَن الذي يُخرج بعدد جندها يدعو كلها بأسماء. لكثرة القوة وكونه شديد القدرة لا يُفقد احد.» — اشعياء ٤٠:٢٦؛ مزمور ١٤٧:٤.
[الحاشيتان]
a لماذا دُعي بمقراب هابل؟ لقد سُمِّي باسم الفلكي الاميركي الشهير ادوين پوويل هابل (١٨٨٩-١٩٥٣) الذي منح العلماء فهما افضل لِما يُعرف الآن بالمجرات. وما هو شكله؟ للمقراب الطائر حجم يعادل تقريبا حجم عربة صهريجية للسكك الحديدية او حجم بناء من اربعة طوابق، فطوله يبلغ نحو ٤٤ قدما (١٣ م)، قطره ١٤ قدما (٤ م) ووزنه عند اطلاقه كان اكثر بقليل من ١٢ طنا.
b من المتعارف عليه ان الثقوب السوداء هي مناطق في الفضاء انهار فيها نجم او اكثر و «تبلغ فيها قوى الجاذبية حدًّا هائلا بحيث تمنع انفلات حتى الجسيمات التي تتحرك بسرعة الضوء [٠٠٠,١٨٦ ميل في الثانية (٠٠٠,٣٠٠ كلم في الثانية)].» وهكذا «لا يمكن ان ينفلت ايّ ضوء، مادة، او اشارة من ايّ نوع كان.» — دائرة المعارف العالمية لعلم الفلك.
[الرسم/الصورة في الصفحتين ١٦، ١٧]
(اطلب النص في شكله المنسَّق في المطبوعة)
أ: المرآة الرئيسية
ب: المرآة الثانوية
ج: استُبدِلت اربعة جيروسكوپات تُستعمل لتوجيه المقراب
د: استُبدِل لوح شمسي متضرر
ه: رُكِّبت كاميرا جديدة للمجال الواسع/التصوير الدقيق
و: البديل المحوري ذو الاجهزة البصرية المصحِّحة في المقراب الفضائي يعوِّض عن خلل المرآة
ز: استُبدِلت الاجهزة الالكترونية التي تضبط وضع اللوحين الشمسيين
[الصورة في الصفحة ١٦]
اعلى اليسار: الصورة التي التقطها مقراب هابل الفضائي للمجرة M100 قبل تصليحه
[مصدر الصورة]
NASA photo
[الصورة في الصفحة ١٦]
اعلى الوسط: تركيب الكاميرا الجديدة للتصوير الدقيق
[مصدر الصورة]
NASA photo
[الصورة في الصفحة ١٦]
اعلى اليمين: الصورة التي التقطها مقراب هابل الفضائي للمجرة M100 بعد تصليحه
[مصدر الصورة]
NASA photo
[مصدر الصورة في الصفحة ١٥]
NASA photo