الزميل : حيدر خالد

الزحزحة نحو الأحمر مفهوم يستخدمه الفلكيون لوصف ظاهرة التمدد او التقلص في موجات الضوء القادمة من الاجرام السماوية .هذا المفهوم يشابه كثيراً ظاهرة مألوفة لنا وهي انضغاط الموجات الصوتية الصادرة من مصدر متحرك يقترب من الراصد ، وكذلك تمدد الموجات الصوتية اذا كان المصدر يتحرك مبتعداً عن الراصد ، حيث تسمى هذه الظاهرة بـ (تأثير دوبلر ) .

كيف يتم رصد زحزحة الضوء وما هي  تطبيقات الظاهرة ؟

من المعروف ان طيف الضوء المار بالغازات الباردة نسبياً والمحيطة بمصدر الإضاءة تكون فيه ما يسمى بخطوط الامتصاص ، حيث تمتص ذرات الغاز الضوء عند تردد معين (لون معين) لتتهيج وتصل الى مستويات طاقة اعلى . تلك الخطوط السوداء في الطيف موضحة في الشكل التالي :

:

او قد يحث العكس ، فقد يمر الضوء بغازات ساخنة تؤدي الى انبعاث خطوط مضيئة تسمى خطوط الانبعاث .

لكل العناصر الموجودة بالطبيعة خطوط امتصاص خاصة بها تقع على اطوال موجية معلومة بالتجربة تكون اشبه بالبصمة الخاصة بها  . في عام 1929 لاحظ ادوين هابل بالاستناد الى مجموعة من اطياف عدة مجرات بعيدة ان خطوط الامتصاص لعناصر محددة تبدوا وكأنها في غير موضعها الصحيح ، فالمجرات التي تتحرك بعيداً عنا عانى طيفها انزياحاً نحو الاحمر بسبب استطالة موجات الضوء القادم منها (اللون الاحمر يمتلك اطول طول موجي بين الوان الطيف)  اما تلك المجرات التي عانى طيفها ازاحة نحو الازرق فهي تتحرك مقتربة منا حيث يعاني الضوء القادم انضغاط طوله الموجي (اللون الأزرق يمتلك اقصر طول موجي بين الوان الطيف )

ان المجرة التي تملك انزياح نحو الاحمر بمقدار 12% تعني انها تبتعد عنا بسرعة 12% من سرعة الضوء , والامر يختلف عند السرع الاكبر من حوالي ثلث سرعة الضوء فالعلاقة بين الازاحة نحو الاحمر وسرعة المجرة يجب ان تعدل وفقاً للنظرية النسبية الخاصة . فقد نرصد زحزحات عالية جداً نحو الاحمر ولكن هذا لا يعني ان المصدر يسير بسرعة اكبر من سرعة الضوء ,  فأذا كان هناك جرم يبتعد عنا بسرعة كبيرة جداً بحيث ان اطواله الموجية قد استطالت بمقدار 200%, عندها ستكون الزحزحة = 2 ولكن هذا لا يعني ان الجرم يسير ضعف سرعة الضوء بل وفقاً للنظرية النسبية الخاصة فأن الزحزحة نحو الاحمر التي تساوي 2 تكون لسرعة 80%  من سرعة الضوء .

تمكن هابل عام 1930 من وضع قانون  ينص على أن سرعة ابتعاد المجرات تتناسب طرديا مع بعدها عنا. حسب العلاقة الرياضية التالي :

V = H * d

حيث أن:

V = سرعة الابتعاد للمجرات

H  = ثابت التناسب لهابل ( 17 كم/ ثا..  لكل مليون سنة ضوئية)

 d= بعد المجرات

وبشكل عام فأن نسبة كبيرة جداً من المجرات اظهرت انزياح نحو الاحمر مما يعزز افتراض تمدد  الكون . وهذا ما ادى الى تغيير كبير في المفهوم الفيزيائي السائد في ذلك الوقت ، فقد ظهرت نظريات جديدة حول نشأة الكون ، فبعدما تم ربط ما توصل اليه هابل مع نظرية النسبية العامة لايشنتاين ، ظهرت مفاهيم جديدة ابرزها كان نظرية الانفجار العظيم .

——————-

ادارة موقع العلوم الحقيقية تقدم شكرها للزميل ( حيدر خالد ) على قيامه بكتابة هذا المنشور ضمن فقرة الترجمة والمساهمة في نشر العلوم .