يعد الانزياح الأزرق أو الانزياح الأحمر، وصف يستخدمه الفلكيون لكيفية يتحول الضوء نحو أطواله الموجية سواء كانت الموجة طويلة أو قصيرة بالنسبة للأجسام في الفضاء مثل المجرات أو النجوم، حيث أن الانزياح الأحمر يعني أن الأجرام السماوية تبتعد عن مكان الرصد أما الانزياح الأزرق أو الانزياح نحو الأزرق يعني تحرك الأجسام الفضائية نحو مكان الرصد، هذين المصطلحين يعبران عن مفتاح خريطة توسع الكون.
الانزياح الأحمر والأزرق
علماء الفلك يضم العديد من المصطلحات التي من الممكن أن تبدو غريبة نوعاً ما بالنسبة لغير الفلكيين، لقد سمع أغلب الناس تقريباً مصطلحات مثل بارسيك والسنوات الضوئية التي تعبر عن قياسات بعيدة، لكن هناك بعض المصطلحات الأخرى الأكثر تقنية ومن الممكن أن تكون مصطلحات معقدة على الكثير من الناس التي لا تعمل في مجال الفلك أو الأشخاص الذين لا يدرسونه، ومنها مصطلحان الانزياح نحو الأزرق أو الانزياح نحو الأحمر، يستخدم هذان المصطلحين حتى يصفا حركة كائن معين من الكائنات أو الأجرام الفضائية في الفضاء البعيد أو القريب منا.
يشير الانزياح الأحمر مثلاً إلى أن الجرم السماوي يتحرك بعيداً عن المكان الذي يتم رصده منه، وهذا يرجع لأن عملية الرصد أو الرؤية بشكل عام تتم من خلال رؤية الضوء المنبعث من أي جسم، وهذا الضوء يتكون كما نعلم من عدة ألوان من خلال المعرفة بألوان قوس قزح، وفي حالة تحرك الجسم بعيداً عن عين أو عدسة الراصد على الأرض فإن الضوء يتمدد وينزل إلى الجزء الأحمر في طبقات الضوء، وتعرف هذه الظاهرة باسم الانزياح الأحمر.
أما مظاهرة الانزياح نحو الأزرق فهي تعبر عن حركة الجرم السماوي أو الكائن الأخر في الفضاء ناحية الراصد، ويتم تحديد الانزياح الأزرق مثل الانزياح الأحمر من خلال دراسة طيف الضوء المشع من الكائن، والذي يكون مثل بصمة الأصبع، حيث أن لكل كائن أو جرم سماوي طيف ضوء مختلف عن الآخر، ويتم دراسة طيف الضوء المشع من الكائن من خلال تلسكوبات معينة أو باستخدام المطياف حيث يتحرك ناحية اللون الأزرق أو الأحمر حسب حركة الكائن.[2]
طريقة تحديد الانزياح نحو الأزرق
يحدد العلماء الانزياح الأزرق من خلال خاصية حركة الكائن أو الجرم تسمي بـ تأثير دوبلر، وهناك ظواهر أخرى من الممكن أن تكشف أو تعبر عن الانزياح الأزرق، ونأخذ المجرة كمثال على هذا الأمر، فالمجرة ينبع منها إشعاع على شكل ضوء، وأشعة سينية وأشعة فوق البنفسجية وموجات مثل موجات الراديو وأشعة الضوء المرئي وغيرها من الاشعاعات والموجهات، وعند اقتراب هذه الأشعة يتم التقاطها من أي راصد في مجرتنا.
يبدو أن كل فوتون أو حزمة ضوئية ينبعث من المجرة هو منتج من أقرب فوتون سابق، ويرجع هذا إلى تأثير الدوبلر وهو يوضح العلاقة بين الحركة الصحيحة للمجرة أي حركتها في الفضاء، وهذا نتيجة أن قمم الفوتون تظهر حتى تكون أقرب مما هي عليه في الأساس، وهذا يجعل طول موجة الضوء أقصر وفي نفس الوقت تكون ذات تردد أعلى وطاقة أعلي، وهذا وفقاً لما يحدده المراقب.
الانزياح نحو الأزرق ليس شيء من الممكن رؤيته من خلال العين، وإنما هي خاصية لكيفية تأثير الضوء بسبب حركة الكائن، وكما يحدد الفلكيون التحول الأزرق من خلال قياس التحولات الصغيرة في الأطوال الموجية المختلفة للضوء القادم من الكائن، ويقومون بهذا من خلال أداة تقوم بقياس الضوء إلى أطوال موجية مكونة، وعادةً يتم استخدام المطياف كأداة يتم استخدامه لدراسة هذا الضوء، في تجميع البيانات التي يجمعونها في ما يدعى (الطيف)، وإذا كانت المعلومات الضوئية تخبرنا أن الكائن يتحرك نحونا فهذا الأمر سوف يخبرنا أن الكائن الحي يتحرك نحونا فسيظهر من الرسم البياني باتجاه ناحية الطرف الأزرق للطيف الكهرومغناطيسي.[1]
قياس الانزياح الأزرق من النجوم
وعن طريق قياس التحولات الطيفية القادمة من النجوم في درب التبانة، يمكن للفلكيين رسم ليس فقط تحركاتهم فقط بل حركة المجرة كلها أيضاً، فكما تحركت الكائنات بعيداً عنا سوف تظهر باللون الأحمر، ولكن الكائنات أو الأجرام التي تقترب من مكان الرصد تكون ذات لون أزرق، وينطبق هذا الأمر على سبيل المثال على المجرة التي تقترب منا أو التي تبتعد عنا.
الكون بالنسبة للانزياح الأزرق من أهم الظواهر الكونية التي تتضح من خلال التحولات الطيفية، حيث أن حالة الكون في الحاضر او المستقبل أو الماضي هي من الأمور المهمة والمواضيع الساخنة بالنسبة لعلم الفلك والفلكيين بشكل عام، وإحدى الحالات التي تجعلنا نراقب حركة الأجسام الفلكية من حولنا.
في الأصل كان هناك اعتقاد أن الكون لا يتسع أو يتحرك بل أنه يتوقف عند حافة مجرتنا درب التبانة، ولكن في أوائل القرن العشرين قد وجد الفلكي إدوين هابل أن هناك مجرات خارج مجرتنا، وعلى الرغم من أن الفلكيين لاحظوا هذا الأمر سابقاً إلا أنهم ظنوا أن هذا مجرد من جسيمات متفرقة، وليس أنظمة كاملة من النجوم أو أنها مجرات أخري، ومن المعروف الآن أن هناك مليارات من المجرات المنتشرة في كافة أنواع الكون الشاسع، وهذا الأمر ساعد في تغيير فهمنا بشكل كامل، وبعد فترة قصيرة مهد الطريق لتطوير نظرية جديدة حتى نتعرف أكثر عن الكون وتطور الكون وإنشاءه وبما يتعلق بنظرية الانفجار الكبير.
الانزياح الأحمر
يحدث الانزياح الأحمر على شكل ثلاث أنواع على الأقل في هذا الكون بسبب تمدد الكون، ومن حركة المجرات بالنسبة لنا وبالنسبة لبعضها البعض، ومنها مثلاً الانزياح الأحمر التثاقلي، والذي يحدث عندما يحدث إزاحة للضوء بسبب كمية المادة الهائلة داخل المجرة.
ويوجد أيضاً الانزياح نحو الأحمر الأخير هو الشكل الأحدث بالنسبة للثلاثة، ففي سنة 2011 تمكن العلماء من التعرف على هذا الشكل من خلال مقياس حجم الكون، وقد قام علماء الفلك بتحليل إحصائي لفهرس كبير يعرف باسم Sloan Digital Sky Survey.
النوع الثالث أو الشكل الثالث للانزياح الأحمر هو الانزياح الأحمر للجاذبية، ووجد علماء الفيزياء أن هذا الانزياح يحدث بالفعل بالتماشي مع النظرية التي وضعها آينشتاين وهي نظرية النسبية العامة، وقد قال عالم الفيزياء الفلكية راديك فويتيك في جامعة كوبنهاجن: (لدينا قياسات مستقلة للكتل العنقودية في الكون، والتي تساعدنا في حساب التوقعات الخاصة بـ الانزياح نحو الانقلاب على أساس النسبية العامة، وهذا يتفق تماماً مع القياسات الخاصة بهذا التأثير.
تم الكشف على الانزياح نحو الانقلاب الأحمر في سنة 1959، هذا بعد أن اكتشف العلماء حدوثه في ضوء أشعة جاما المنبثقة، من مختبر موجود على الأرض، وهذا قبل عام 2011، ثم تم العثور عليه أيضاً في الأقزام البيضاء القريبة والشمس أو النجوم الميتة التي تبقى حتى بعد توقف النجوم الشمسية عن الاندماج النووي الذي يجعلها مشتعلة، وهذا في الأوقات المتأخرة في حياة النجوم.[3]
تأثير دوبلر
تأثير دوبلر أو ظاهرة دوبلر هو تغير ظاهري للطول الموجي للأمواج او التردد عندما ترصد من قبل الراصد أو المراقب للجسم المتحرك، وهذا التأثير هو المشهد الذي نستطيع من خلاله رصد التغير في الموجات الضوئية القادمة من وإلى أي مصدر، وعلى هذا الأساس يمكننا أن نتعرف على مكان هذا الجسم، ويلعب تأثير دوبلر دور أساسي في التعرف على مكان الأجسام من خلال التعرف على الانزياح الأزرق أو الأحمر.
الانزياح الأحمر والأزرق
علماء الفلك يضم العديد من المصطلحات التي من الممكن أن تبدو غريبة نوعاً ما بالنسبة لغير الفلكيين، لقد سمع أغلب الناس تقريباً مصطلحات مثل بارسيك والسنوات الضوئية التي تعبر عن قياسات بعيدة، لكن هناك بعض المصطلحات الأخرى الأكثر تقنية ومن الممكن أن تكون مصطلحات معقدة على الكثير من الناس التي لا تعمل في مجال الفلك أو الأشخاص الذين لا يدرسونه، ومنها مصطلحان الانزياح نحو الأزرق أو الانزياح نحو الأحمر، يستخدم هذان المصطلحين حتى يصفا حركة كائن معين من الكائنات أو الأجرام الفضائية في الفضاء البعيد أو القريب منا.
يشير الانزياح الأحمر مثلاً إلى أن الجرم السماوي يتحرك بعيداً عن المكان الذي يتم رصده منه، وهذا يرجع لأن عملية الرصد أو الرؤية بشكل عام تتم من خلال رؤية الضوء المنبعث من أي جسم، وهذا الضوء يتكون كما نعلم من عدة ألوان من خلال المعرفة بألوان قوس قزح، وفي حالة تحرك الجسم بعيداً عن عين أو عدسة الراصد على الأرض فإن الضوء يتمدد وينزل إلى الجزء الأحمر في طبقات الضوء، وتعرف هذه الظاهرة باسم الانزياح الأحمر.
أما مظاهرة الانزياح نحو الأزرق فهي تعبر عن حركة الجرم السماوي أو الكائن الأخر في الفضاء ناحية الراصد، ويتم تحديد الانزياح الأزرق مثل الانزياح الأحمر من خلال دراسة طيف الضوء المشع من الكائن، والذي يكون مثل بصمة الأصبع، حيث أن لكل كائن أو جرم سماوي طيف ضوء مختلف عن الآخر، ويتم دراسة طيف الضوء المشع من الكائن من خلال تلسكوبات معينة أو باستخدام المطياف حيث يتحرك ناحية اللون الأزرق أو الأحمر حسب حركة الكائن.[2]
طريقة تحديد الانزياح نحو الأزرق
يحدد العلماء الانزياح الأزرق من خلال خاصية حركة الكائن أو الجرم تسمي بـ تأثير دوبلر، وهناك ظواهر أخرى من الممكن أن تكشف أو تعبر عن الانزياح الأزرق، ونأخذ المجرة كمثال على هذا الأمر، فالمجرة ينبع منها إشعاع على شكل ضوء، وأشعة سينية وأشعة فوق البنفسجية وموجات مثل موجات الراديو وأشعة الضوء المرئي وغيرها من الاشعاعات والموجهات، وعند اقتراب هذه الأشعة يتم التقاطها من أي راصد في مجرتنا.
يبدو أن كل فوتون أو حزمة ضوئية ينبعث من المجرة هو منتج من أقرب فوتون سابق، ويرجع هذا إلى تأثير الدوبلر وهو يوضح العلاقة بين الحركة الصحيحة للمجرة أي حركتها في الفضاء، وهذا نتيجة أن قمم الفوتون تظهر حتى تكون أقرب مما هي عليه في الأساس، وهذا يجعل طول موجة الضوء أقصر وفي نفس الوقت تكون ذات تردد أعلى وطاقة أعلي، وهذا وفقاً لما يحدده المراقب.
الانزياح نحو الأزرق ليس شيء من الممكن رؤيته من خلال العين، وإنما هي خاصية لكيفية تأثير الضوء بسبب حركة الكائن، وكما يحدد الفلكيون التحول الأزرق من خلال قياس التحولات الصغيرة في الأطوال الموجية المختلفة للضوء القادم من الكائن، ويقومون بهذا من خلال أداة تقوم بقياس الضوء إلى أطوال موجية مكونة، وعادةً يتم استخدام المطياف كأداة يتم استخدامه لدراسة هذا الضوء، في تجميع البيانات التي يجمعونها في ما يدعى (الطيف)، وإذا كانت المعلومات الضوئية تخبرنا أن الكائن يتحرك نحونا فهذا الأمر سوف يخبرنا أن الكائن الحي يتحرك نحونا فسيظهر من الرسم البياني باتجاه ناحية الطرف الأزرق للطيف الكهرومغناطيسي.[1]
قياس الانزياح الأزرق من النجوم
وعن طريق قياس التحولات الطيفية القادمة من النجوم في درب التبانة، يمكن للفلكيين رسم ليس فقط تحركاتهم فقط بل حركة المجرة كلها أيضاً، فكما تحركت الكائنات بعيداً عنا سوف تظهر باللون الأحمر، ولكن الكائنات أو الأجرام التي تقترب من مكان الرصد تكون ذات لون أزرق، وينطبق هذا الأمر على سبيل المثال على المجرة التي تقترب منا أو التي تبتعد عنا.
الكون بالنسبة للانزياح الأزرق من أهم الظواهر الكونية التي تتضح من خلال التحولات الطيفية، حيث أن حالة الكون في الحاضر او المستقبل أو الماضي هي من الأمور المهمة والمواضيع الساخنة بالنسبة لعلم الفلك والفلكيين بشكل عام، وإحدى الحالات التي تجعلنا نراقب حركة الأجسام الفلكية من حولنا.
في الأصل كان هناك اعتقاد أن الكون لا يتسع أو يتحرك بل أنه يتوقف عند حافة مجرتنا درب التبانة، ولكن في أوائل القرن العشرين قد وجد الفلكي إدوين هابل أن هناك مجرات خارج مجرتنا، وعلى الرغم من أن الفلكيين لاحظوا هذا الأمر سابقاً إلا أنهم ظنوا أن هذا مجرد من جسيمات متفرقة، وليس أنظمة كاملة من النجوم أو أنها مجرات أخري، ومن المعروف الآن أن هناك مليارات من المجرات المنتشرة في كافة أنواع الكون الشاسع، وهذا الأمر ساعد في تغيير فهمنا بشكل كامل، وبعد فترة قصيرة مهد الطريق لتطوير نظرية جديدة حتى نتعرف أكثر عن الكون وتطور الكون وإنشاءه وبما يتعلق بنظرية الانفجار الكبير.
الانزياح الأحمر
يحدث الانزياح الأحمر على شكل ثلاث أنواع على الأقل في هذا الكون بسبب تمدد الكون، ومن حركة المجرات بالنسبة لنا وبالنسبة لبعضها البعض، ومنها مثلاً الانزياح الأحمر التثاقلي، والذي يحدث عندما يحدث إزاحة للضوء بسبب كمية المادة الهائلة داخل المجرة.
ويوجد أيضاً الانزياح نحو الأحمر الأخير هو الشكل الأحدث بالنسبة للثلاثة، ففي سنة 2011 تمكن العلماء من التعرف على هذا الشكل من خلال مقياس حجم الكون، وقد قام علماء الفلك بتحليل إحصائي لفهرس كبير يعرف باسم Sloan Digital Sky Survey.
النوع الثالث أو الشكل الثالث للانزياح الأحمر هو الانزياح الأحمر للجاذبية، ووجد علماء الفيزياء أن هذا الانزياح يحدث بالفعل بالتماشي مع النظرية التي وضعها آينشتاين وهي نظرية النسبية العامة، وقد قال عالم الفيزياء الفلكية راديك فويتيك في جامعة كوبنهاجن: (لدينا قياسات مستقلة للكتل العنقودية في الكون، والتي تساعدنا في حساب التوقعات الخاصة بـ الانزياح نحو الانقلاب على أساس النسبية العامة، وهذا يتفق تماماً مع القياسات الخاصة بهذا التأثير.
تم الكشف على الانزياح نحو الانقلاب الأحمر في سنة 1959، هذا بعد أن اكتشف العلماء حدوثه في ضوء أشعة جاما المنبثقة، من مختبر موجود على الأرض، وهذا قبل عام 2011، ثم تم العثور عليه أيضاً في الأقزام البيضاء القريبة والشمس أو النجوم الميتة التي تبقى حتى بعد توقف النجوم الشمسية عن الاندماج النووي الذي يجعلها مشتعلة، وهذا في الأوقات المتأخرة في حياة النجوم.[3]
تأثير دوبلر
تأثير دوبلر أو ظاهرة دوبلر هو تغير ظاهري للطول الموجي للأمواج او التردد عندما ترصد من قبل الراصد أو المراقب للجسم المتحرك، وهذا التأثير هو المشهد الذي نستطيع من خلاله رصد التغير في الموجات الضوئية القادمة من وإلى أي مصدر، وعلى هذا الأساس يمكننا أن نتعرف على مكان هذا الجسم، ويلعب تأثير دوبلر دور أساسي في التعرف على مكان الأجسام من خلال التعرف على الانزياح الأزرق أو الأحمر.
