سبق القرآن الكريم في علوم الفلك وهندسة الفضاء الحلقة الخامسة : النجوم ودورة حياتها

[night fury]

سبق القرآن الكريم في علوم الفلك وهندسة الفضاء الحلقة الخامسة : النجوم ودورة حياتها​

النجوم شأنها شأن أي بقية المخلوقات تولد، تكبر، تشب، تشيب، تهرم، ثم تموت كما يوضح مخطط سبرنغ – رسل المبين أدناه والشكل الذي يليه. وفي مجرتنا معدل الولادات السنوية للنجوم 3 نجم/عام، وتتراوح أعمار النجوم المرصودة بين حديثي الولادة (بضعة أعوام)، وبين الكهول المعمرة التي ولدت مع المجرات إثر انقضاء قرابة مليار عام على لحظة الانفجار الكبير وولادة الزمن، إذ يبلغ عمرها حوالي 12 مليار عام. وتموت النجوم بأشكال عديدة حسب كتلتها وكما سنفصل لاحقاً، ولكن النجم يموت عموماً عند نفاذ وقوده من الهيدروجين والهيليوم. شمسنا مع مجموعتها تكونت قبل 4,5 مليار عام، وبقي من وقودها الهيدروجيني ما يجعل عمرها التقديري المتبقي حوالي 5 مليار عام في المنتصف تقريباً إلا إذا حصل حدث كوني غير جميع التقديرات العلمية المرصودة،  وَالشَّمْسُ تَجْرِي لِمُسْتَقَرٍّ لَهَا ذَلِكَ تَقْدِيرُ الْعَزِيزِ الْعَلِيمَِ، (يّـس:38)(1).
النجوم شأنها شأن أي بقية المخلوقات تولد، تكبر، تشب، تشيب، تهرم، ثم تموت كما يوضح مخطط سبرنغ – رسل المبين أدناه والشكل الذي يليه. وفي مجرتنا معدل الولادات السنوية للنجوم 3 نجم/عام، وتتراوح أعمار النجوم المرصودة بين حديثي الولادة (بضعة أعوام)، وبين الكهول المعمرة التي ولدت مع المجرات إثر انقضاء قرابة مليار عام على لحظة الانفجار الكبير وولادة الزمن، إذ يبلغ عمرها حوالي 12 مليار عام. وتموت النجوم بأشكال عديدة حسب كتلتها وكما سنفصل لاحقاً، ولكن النجم يموت عموماً عند نفاذ وقوده من الهيدروجين والهيليوم. شمسنا مع مجموعتها تكونت قبل 4,5 مليار عام، وبقي من وقودها الهيدروجيني ما يجعل عمرها التقديري المتبقي حوالي 5 مليار عام في المنتصف تقريباً إلا إذا حصل حدث كوني غير جميع التقديرات العلمية المرصودة،  وَالشَّمْسُ تَجْرِي لِمُسْتَقَرٍّ لَهَا ذَلِكَ تَقْدِيرُ الْعَزِيزِ الْعَلِيمَِ، (يّـس:38)(1).
يعتبر مخطط هيرتزسبرنغ- راسل (Hertzsprung- Russel) أحد أهم الأساليب في دراسة الأنواع النجمية وتطورها، وهو مخطط بياني للمعان المطلق بدلالة الأصناف الطيفية أو اللون أو الحرارة. وكما موضح في الشكل فإن معظم النجوم تقع ضمن حزام يبدأ من قمة اليسار (نجوم ساطعة شديدة السخونة)، وينتهي في قاع اليمين(نجوم باردة معتمة) ويعرف هذا الحزام بحزام التتابع الرئيس.

الشكل (1): مخطط سبرنغ - رسل الذي يلخص حياة النجوم

الشكل (2): مراحل تكون النجم من الولادة حتى الممات –لاحظ العملاق الأحمر وانتفاخ النجم خلاله ثم القزم الأبيض، وكذلك النوفا، ومن ثم الثقب الأسود​

وفي هذا المخطط البياني تقع أنواع من النجوم على يمين حزام التتابع الرئيس، وأنواع أخرى على يساره، تعكس مراحل تطور النجم. وتبدأ قصة النجم بميلاده وهو جزء من سحابة سديمية يأخذ شكل دوامة دوارة بكثافة عالية. وتأخذ هذه الدوامة بالانكماش حول مركز الجاذبية الخاصة بها، وتزداد قوة التجاذب بين مكوناتها بمجرد أن تصبح تلك المكونات مركزة وأكثر تقارباً من بعضها البعض. وبازدياد انكماش كتلة الغاز تزداد قوة الجذب أكثر فأكثر، وتنضغط في حجم أصغر، ويتولد جراء ذلك ضغط كبير على أجزاءها الداخلية، ثم ارتفاع في درجة حرارتها، ثم اندماج نووي أولي لبعض ذرات الهيدروجين فيها متحولة إلى هيليوم مع إطلاق طاقة هائلة متحررة على شكل إشعاعات مختلفة. ولما كان هذا الجسم الأحمر الضخم الذي تشكل بانكماش كتلة من سحابة الغاز لم يصبح نجماً بعد، لذا يعرف باسم النجم الرائد (Protostar)، وموقعه على يمين حزام التتابع الرئيس المبين بالشكل، لأن درجة حرارته منخفضة (لونه أحمر) وإضاءته أشد من التتابع الرئيس في اللون نفسه. ثم يستمر النجم الرائد بالانكماش ببطء في البداية مع تسارع في عملية الانكماش وزيادة الحرارة ليدخل ضمن حزام التتابع الرئيس مولداً طاقة بتحويل الهيدروجين إلى هيليوم، حيث يمضي هناك أطول فترة من حياته، وتسمى هذه المرحلة بمرحلة النضج في التطور النجمي.
بعد عدة ملايين من السنين يرتحل النجم من التتابع الرئيس بعد استهلاكه لمعظم هيدروجينه. ويتعرض إلى الانكماش والتضاغط لفترة قصيرة بعد خروجه ليولد ارتفاع في درجة حرارة المركز، وتتفاعل بعض ذرات الهيدروجين المتقوقعة حول نواة النجم. وتبث هذه الطاقة إلى الفضاء مع ازدياد التألق للنجم، ثم سرعان ما يخبت ويضعف، إذ تصبح الضغوط باتجاه الخارج أكبر من قوى التجاذب إلى الداخل أو المركز، وهذا يؤدي إلى تمدد النجم وانخفاض حرارته السطحية، ووقوع معظم الطاقة التي يبثها على الطرف الأحمر من الطيف المرئي، حيث يبدو النجم ضخماً بهيئة عملاق أحمر أو فوق عملاق حسب كتليه الأصلية. وبعد تلك المرحلة يتعرض النجم للانكماش - على أغلب ظن العلماء - لتدني كمية وقوده ليتحرك إلى موقع في التتابع الرئيس بعد أن يكون قد مر بمرحلة النجم المتغير. ثم يستمر باستهلاك وقوده وانكماشه، ليخرج من جديد من التتابع الرئيس نحو أسفل التتابع متقلصاً حجمه إلى أن يصبح بهيئة نجم قزم أبيض، الذي يمكن أن يتعرض لانفجار يطيح بطبقته الخارجية متحولاً إلى نجم جديد يدعى نوفا (Nova) أو لانفجار ضخم يصيب النجم بكامله يدعى سوبرنوفا(Super Nova) وحسب كتلة النجم، أو يتابع تبريده حتى يصبح قاتماً معتماً ولينتهي عند مرحلة القزم الأبيض ثم القزم الأسود، وقد يتحول إلى ثقب أسود إن كان حجم النجم الأصلي مهيأ لذلك.
إذن النوفا والسوبرنوفا هما نوعين من الانفجارات النجمية تحدث في النجوم التي تكون قد قطعت شوطاً كبيراً من حياتها وتطورها مع حرارة هائلة في داخلها قد تصل إلى مئات الملايين من الدرجات المئوية، وتؤدي هذه الانفجارات إلى الإطاحة بجزء من النجم أو النجم كله لتتناثر أشلاءه في الكون السحيق. فأما النوفا فهو انفجار يطيح بالجزء الخارجي من النجم دون النواة، وأما السوبرنوفا فهو نجم متفجر فائق التوهج يبدي تألقاً كبيراً يعدل تألق مجرة بأكملها، ويعادل انفجاره قوة انفجار بلايين – نعم بلايين- القنابل الهيدروجينية المرعبة.
تحدث مثل تلك الانفجارات في النجوم التي تزيد كتلتها عن كتلة الشمس بعدة مرات ( من 6-7 أو أكثر على أغلب الأقوال) بعد أن تكون قد استهلكت كامل وقودها الهيدروجيني – أي حالة الأقزام البيضاء وما دونها -، حيث تتقلص المادة النجمية لدرجة كبيرة متضاغطة على بعضها لتصبح ذات كثافة هائلة تجعل السنتيميتر المكعب الواحد يزن آلاف الأطنان مما يجعل جاذبيته المركزية ضخمة جداً، وبفعل هذا التضاغط تزداد درجة الحرارة للمركز بشكل كبير لتصل إلى 600 مليون درجة مئوية، مما يؤدي إلى تشكل الكثير من العناصر الثقيلة كالمعادن ومنها المعادن الثقيلة مثل مجموعة الحديد ( حديد- كوبلت – نيكل ). هذا الأمر يجعل النجم تحت قوتين تعملان على انهياره وتفجره، الأولى قوة التجاذب الشديد نحو المركز التي تقدر بتريليون طن على البوصة المربعة الواحدة تعمل على صنع الانهيار الداخلي، والثانية قوة الضغط للخارج بسبب التمدد الحراري نتيجة للحرارة الهائلة تعمل على تفتت النجم وتشتيته في الفضاء. ينتج عن هذا الانفجار تحرر طاقة هائلة تقذف بمادة النجم بعيداً مصدرة ضياءاً شديداً مع تشكيل سحب من الغازات والغبار الذي ربما يكون سبباً في نشأة نجوم وكواكب جديدة، وهذا دليل آخر على مبدأ الخلق والإعادة التي نص عليها القرآن الكريم وكما سنبين لاحقاً.. ثم تتكاثف المادة المركزية بعد الانفجار في هيئة نجم حار جداً لا يزيد قطره عن 16 كم مشكلاً ما يعرف بالنجم النيوتروني. أو قد لا يبقى من الانفجار سوى هوة لا قرار لها تبتلع النجوم التي حولها لتمثل ما يعرف بالثقوب السوداء(2).
إن الطاقة التي تولدها النجوم ومنها شمسنا هائلة جداً، وتنتشر على شكل إشعاع وحرارة، وعندما تستنفذ النجوم وقودها من الهيدروجين والهيليوم يطرأ عليها تنكس إلكتروني ونيوتروني، وتتحول إلى قزم أبيض، أي أن نمط الموت للنجم يحدده الكتلة الخاصة بذلك النجم، فإذا كانت هذه الكتلة أقل من حد شندراسيخار الذي هو (1,44 ) من كتلة شمسنا، ينتكس النجم إلكترونياً ونيوترونياً متحولاً إلى قزم أبيض بارد أو نجم نيوتروني يزن السنتيمتر المكعب الواحد منه عشرات الأطنان. أما إذا كانت الكتلة أكبر من حد شندراسيخار وأقل من 6-7 أمثال كتلة شمسنا، فإن النجم ينتكس نيوترونياً متحولاً إلى نجم نيوتروني يزن السنتيمتر المكعب الواحد منه ملايين الأطنان، وتسقط قطعة النقود على سطحه بسرعة تزيد على نصف سرعة الضوء (أي أكبر من 150000كلم/ ثا). أما إذا تجاوزت كتلة النجم 7 أضعاف كتلة شمسنا فإن النجم يمر بمرحلة النجم المستعر الفائق (Super Nova) الذي تزيد شدة سطوعه أحياناً على سطوع مجرة بأكملها، فبل أن ينتهي إلى نجم نيوتروني أيضاً. ويظهر المستعر الفائق في مجرتنا كل 30 عاماً تقريباً. ومن هذا يتبين أن الثقوب السوداء، الأقزام البيضاء والبنية، والنجوم النيوترونية تعتبر مقابر وشواهد قبور للنجوم المنطفئة الميتة(3).
يعرف ثابت هابل (Hubble’s Constant) المشتق من قانون هابل (نسبة إلى العالم الفلكي الأمريكي إدوين هابل (Edwin Hubble) 1889-1935م.) بأنه السرعة الظاهرية لابتعاد أو هروب مجرة معينة بفعل بقايا قوة الانفجار الأعظم عن بقية المجرات الأخرى. إن سرعة الابتعاد أو الهروب هذه تتناسب مع بعد المجرة المدروسة عن مجرة درب التبانة. وكلما كانت المسافة التي تفصل بين مجرتنا وبين المجرة المدروسة أكبر، كلما كانت سرعة الابتعاد أعظم، فسرعة ابتعاد أو هروب المجرة التي يمكن قياسها بانزياح الطيف المرئي للضوء من البنفسجي الأزرق إلى الأحمر أو ما يعرف بفعل دوبلر – فيزاو (Fizeau-Doppler)، تتناسب طردياً مع المسافة التي تفصلها عن درب التبانة. وبالنظر إلى أن المجرات قد تكونت أصلاً – كما سنفصل في الفقرة القادمة- نتيجة تحول الطاقة إلى مادة بالانفجار الأعظم، فإنه يمكن حساب عمر الكون بناء على ثابت هابل هذا. ولأنه لم يكن بالأمكان في الماضي قياس سرعة تباعد المجرات أو هروبها بدقة كافية، فلقد تأرجح ثابت هابل بين 50-55 وإلى حد 300كيلومتر لكل مليون فرسخ نجمي (أو ميغا فرسخ نجمي)، وتراوح عمر الكون ما بين 10- 20 بليون عام. وفي عام 1998م حدد هذا الثابت بمقدار (77+8) ميغافرسخ نجمي، وعلى هذا الأساس حدد عمر الكون ما بين 12-13 مليار عام. ولقد تم مؤخراً تقدير عمر الكون باستعمال ثلاثة معالم هي: ثابت هابل، الكثافة الكتلية للكون، والثابت الكوني، وقد اتضح أن عمر الكون يتراوح بين 11,8-15 مليار عام، أي أن عمر الكون هو 13,4 ± 1،6 مليار عام(4).
ونتيجة للتطور الموجه للقوى الأربعة ( النووية القوية، النووية الضعيفة، الجذب، الكهرومغناطيسية) تكونت الجزيئات والتراكيب الجزيئية للعناصر والمواد في الأجسام الحية وغير الحية، وحدوث التفاعلات البيولوجية في الأجسام الحية. فمن القوى أو الروابط التكافؤية القوية نسبياً كالقوة الرابطة بين الصوديوم والكلور في ملح الطعام، إلى القوة اللا تكافؤية ضعيفة الترابط والمسؤولة عن تشكل البنية ثلاثية الأبعاد للجزيئات البيولوجية (الروابط الهيدروجينية، الكهربية الساكنة، التساهمية، المكارهة للماء أو القطبية، وقوى فان درفالس)، أصبح لدينا بفعل الضرورة لا المصادفة –كما يعتقد البعض خاطئاً – حياة ذكية، شكل الإنسان ذروتها، فكان بحق خليفة الله على الأرض.
هذه القوى الأربعة، ولدت تدريجياً أثناء تبرد الكون، وكانت قبل الانفجار العظيم قوة واحدة متفردة ذات بنية غشائية حويصلية وترية لها أحد عشر بعداً. وفي اللحظة صفر من عمر الكون ولد الزمن وولدت معه القوى الأربعة الحاكمة لنواميس الكون.. إن القوى الطبيعية الأربعة هي إرادة الله تعالى الباقية الخالدة مع الزمن، لا يصيبها التبدل ولا التغيير، فهي من أهم سنن ونواميس الله تعالى في الكون، وقد ولدت مع ولادة الكون، وستظل معه حتى يرث الله تعالى الأرض والسماوات وما فيهما: ( سُنَّةَ اللَّهِ فِي الَّذِينَ خَلَوْا مِنْ قَبْلُ وَلَنْ تَجِدَ لِسُنَّةِ اللَّهِ تَبْدِيلاً) ، (الأحزاب:62).. ( سُنَّةَ اللَّهِ الَّتِي قَدْ خَلَتْ مِنْ قَبْلُ وَلَنْ تَجِدَ لِسُنَّةِ اللَّهِ تَبْدِيلاً)، (الفتح:23).. (فَلَنْ تَجِدَ لِسُنَّتِ اللَّهِ تَبْدِيلاً وَلَنْ تَجِدَ لِسُنَّتِ اللَّهِ تَحْوِيلاً)، (فاطر: من الآية43)(5).. انظر الأشكال أدناه.
وهكذا دورة حياة الكون خلق وإعادة وموت وحياة، وكل شيء يفنى إلا وجهه الكريم، يقول تعالى:
(يَوْمَ نَطْوِي السَّمَاءَ كَطَيِّ السِّجِلِّ لِلْكُتُبِ كَمَا بَدَأْنَا أَوَّلَ خَلْقٍ نُعِيدُهُ وَعْداً عَلَيْنَا إِنَّا كُنَّا فَاعِلِينَ) (الانبياء:104).. (أَوَلَمْ يَرَوْا أَنَّ اللَّهَ الَّذِي خَلَقَ السَّمَاوَاتِ وَالْأَرْضَ قَادِرٌ عَلَى أَنْ يَخْلُقَ مِثْلَهُمْ وَجَعَلَ لَهُمْ أَجَلاً لا رَيْبَ فِيهِ فَأَبَى الظَّالِمُونَ إِلَّا كُفُوراً) (الاسراء:99)..(أَوَلَيْسَ الَّذِي خَلَقَ السَّمَاوَاتِ وَالْأَرْضَ بِقَادِرٍ عَلَى أَنْ يَخْلُقَ مِثْلَهُمْ بَلَى وَهُوَ الْخَلَّاقُ الْعَلِيمُ) (يّـس:81) .. (الَّذِي خَلَقَ الْمَوْتَ وَالْحَيَاةَ لِيَبْلُوَكُمْ أَيُّكُمْ أَحْسَنُ عَمَلاً وَهُوَ الْعَزِيزُ الْغَفُورُ) (الملك:2).. (وَلا تَدْعُ مَعَ اللَّهِ إِلَهاً آخَرَ لا إِلَهَ إِلَّا هُوَ كُلُّ شَيْءٍ هَالِكٌ إِلَّا وَجْهَهُ لَهُ الْحُكْمُ وَإِلَيْهِ تُرْجَعُونَ) (القصص:88).. (وَيَبْقَى وَجْهُ رَبِّكَ ذُو الْجَلالِ وَالْأِكْرَامِ) (الرحمن:27)(6)(7).

الشكل (3): صور التقطت من مرقاب هابل للفترة ما بين الأعوام 1992- 2001م
للمستعرات Nova وفوق المستعرات Super Nova

الشكل (4): صورة توضح مرحلة تكون نجم يبعد 7000 سنة ضوئية عنا

الشكل (5): صور التقطها مرقاب هابل لمجرة (NGC 2366) تحوي نجم يتشكل

الشكل (6) صور التقطها مرقاب هابل لمجرات تحوي نجوم من نوع كوازارات

الشكل (7): صور التقطها مرقاب هابل لمجرات تحوي نجوم من نوع الثقوب السوداء

الشكل (8): فوق المستعرات وهي تلك النجوم العملاقة التي تحوي طاقة هائلة تمكنها من تشكيل المواد فهي مفاعلات نووية هائلة الحجم والطاقة لا تمثل نسبة مفاعلاتنا النووية الأرضية إليها سوى كمثل النقطة إلى البحر المحيط
- عن معرض هابل للصور على الشبكة العالمية-

الشكل (9): اشكال نجمية مختلفة
-عن معرض هابل للصور على الشبكة العالمية-

الشكل (10): المجرات وتجمع مليارات النجوم وتوابعها... ما قدروا الله حق قدره
- عن معرض هابل للصور على الشبكة العالمية-​

عندما تنظر لأي نجم حولك فإنك لا ترى حقيقة النجم بل ترى ما وصلك من شعاعه الذي خرج منه من قبل زمن معين يعتمد على بعده عنك، أي إنك ترى موقعه الذي خلفه وراءه بينما وصل لموقعه الجديد أو قل مواقعه الجديدة التي لا تراها إلا بعد زمن لاحق كما في الشكل (11)، وهذا يثبت أن :

1. أن للزمن أثر في رؤيتنا للأشياء.
2. أن خطوط الزمان والمكان (الزمكان) غير مستقيمة بل تنحني تبعاً للمسافات عن موقع الحدث التي يصلنا أثره بسرعة الضوء.
3. تحدب ضوء النجم المارة عبر حافات الشمس.
4. أن تلك الآثار أو المواقع للنجوم هي مرآة لواقع ماضي بالنسبة للنجم وهو حاضر بالنسبة لنا.
5. أن الزمن له هندسة معقدة في كوننا وأن حقيقته ليست مجردة مطلقة بل هي دالة رياضية-شعورية لها دلالاتها التي يجب التوقف عندها كثيراً.

ومن هنا أخي الكريم يمكنك أن تتلمس عظمة قول الله تعالى في سورة الواقعة:
(فَلا أُقْسِمُ بِمَوَاقِعِ النُّجُومِ (75) وَإِنَّهُ لَقَسَمٌ لَوْ تَعْلَمُونَ عَظِيمٌ (76))، (الواقعة). فقول الله تعالى بهذا القسم الذي وصف بالعظيم (مواقع النجوم) ولم يقل (النجوم) مع انها عظيمة الشأن أيضاً إلا أن أثر مواقعها في حقيقة نظرتنا للكون أعظم شأناً. أليس ذلك سبق قرآني مبهر من عدة نواحي:

• سبق علمي تحدث عن نسبية الزمن قبل نسبية آينشتاين العامة والخاصة بأكثر من 1400 عام.
• سبق لحقيقة هندسة الزمن وخصوصاً زمن الحياة المعاشة من قبل المخاطبين بتلك الآية، وأنه نسبي، وبالتالي لماذا لا نصدق بأن نسبية هذا الزمن ليست مقتصرة على حال تغير مواقع النجوم نسبة إلى مكانها الحقيقي(8).

الشكل (11):حسب نظرية النسبية العامة لآينشتاين فإن موقع النجم يرى للرائي في الزمن الحاضر وهو لا يمثل إلا موقعه الماضي بينما النجم قد تحرك لمواقع جديدة لا نراها في لحظتها الحاضرة وإنما قد نراها مستقبلاً بعد أن تكون قد تحركت لمواقع جديدة وهكذا. لاحظ تحدب وانحراف ضوء النجم الذي يمر بحافة الشمس والذي تمت مراقبته أثناء حصول الكسوف الكلي
​