ما الذي تعلمه العالم من الكسوفات السابقة

(SeaPRwire) –   كانت السحب تضرب بسرعة على جزيرة برينسيبي البركانية الصغيرة قبالة الساحل الغربي لأفريقيا، ظهر يوم 29 مايو 1919. انتظر آرثر إدينغتون، مدير مرصد كامبريدج في المملكة المتحدة، ظهور الشمس. يمكن لبقايا عاصفة رعدية صباحية أن تُفسد كل شيء.

كانت الجزيرة على وشك أن تشهد مشهدًا نادرًا ومهيبًا لكسوف كلي للشمس. لمدة ست دقائق، أطول كسوف منذ عام 1416، سيحجب القمر سطح الشمس تمامًا، مما يسحب ستارًا من الظلام فوق شريط رفيع من الأرض. سافر إدينغتون إلى مسار الكسوف لمحاولة إثبات إحدى الأفكار الأشد أهمية في عصره: نظرية النسبية العامة لألبرت أينشتاين.

كان إدينغتون، وهو عالم فيزياء، أحد الأشخاص القلائل في ذلك الوقت الذين فهموا النظرية التي اقترحها أينشتاين في عام 1915. لكن العديد من العلماء الآخرين شعروا بالحيرة من الفكرة الغريبة بأن الجاذبية ليست انجذابًا متبادلاً، بل إنها انحناء للزمكان. سيكون الضوء نفسه خاضعًا لهذه الانحناء أيضًا. لذلك سيكون الكسوف هو أفضل طريقة لإثبات ما إذا كانت النظرية صحيحة، لأنه مع حجب ضوء الشمس بواسطة القمر، سيتمكن علماء الفلك من معرفة ما إذا كانت جاذبية الشمس تُحني ضوء النجوم البعيدة خلفها.

استقل فريقان من علماء الفلك السفن البخارية من ليفربول بإنجلترا، في مارس 1919 لمشاهدة الكسوف وقياس النجوم. ذهب إدينغتون وفريقه إلى برينسيبي، وذهب فريق آخر بقيادة فرانك ديسون من مرصد غرينتش إلى سوبارل بالبرازيل.

سيحدث الكسوف الكلي، وهو التعتيم الكامل للشمس، في الساعة 2:13 بالتوقيت المحلي في برينسيبي. قبل لحظات من انزلاق القمر أمام الشمس، بدأت السحب في النهاية في التفرق. للحظة، كانت واضحة تمامًا. التقط إدينغتون ومجموعته على عجل صورًا لعناقيد النجوم الموجودة بالقرب من الشمس في ذلك اليوم، والتي تسمى العناد، والتي توجد في كوكبة الثور. كان علماء الفلك يستخدمون أفضل التقنيات الفلكية في ذلك الوقت، وهي الألواح الفوتوغرافية، والتي هي تعريضات كبيرة تؤخذ على الزجاج بدلاً من الفيلم. ظهرت النجوم على سبع من الألواح، وظهرت “نواتئ” الشمسية، وهي خيوط من الغاز تتدفق من الشمس، على ألواح أخرى.

أراد إدينغتون البقاء في برينسيبي لقياس العناد عندما لا يكون هناك كسوف، لكن إضراب العمال في السفن جعله يغادر مبكرًا. في وقت لاحق، قارن إدينغتون وديسون كلا اللوحين الزجاجيين المأخوذين أثناء الكسوف بألواح زجاجية أخرى ملتقطة للعناقيد في جزء مختلف من السماء، عندما لم يكن هناك كسوف. في الصور المأخوذة من بعثات إدينغتون وديسون، لم تكن النجوم مُحاذية. كان أينشتاين البالغ من العمر 40 عامًا على حق.

صرحت صحيفة نيويورك تايمز: “الأضواء كلها مائلة في السماء”، عندما نُشرت الأوراق العلمية. كان الكسوف هو المفتاح لاكتشاف – مثل الكثير من الكسوفات الشمسية التي أضاءت اكتشافات جديدة حول كوننا من قبل ومنذ ذلك الحين.

لفهم سبب سفر إدينغتون وديسون لمسافات طويلة لمشاهدة الكسوف، نحتاج إلى الحديث عن الجاذبية.

ومنذ أيام إسحاق نيوتن على الأقل، الذي كتب في عام 1687، اعتقد العلماء أن الجاذبية كانت قوة بسيطة للانجذاب المتبادل. اقترح نيوتن أن كل جسم في الكون يجذب كل جسم آخر في الكون، وأن قوة هذا الانجذاب مرتبطة بحجم الأجسام والمسافات بينها. هذا صحيح إلى حد كبير، في الحقيقة، لكنه أكثر دقة من ذلك بقليل.

على نطاق واسع، مثل بين الثقوب السوداء أو مجموعات المجرات، تقل جاذبية نيوتن. كما أنه لا يمكن تفسير حركة الأجسام الكبيرة القريبة من بعضها البعض بدقة، مثل كيفية تأثر مدار عطارد بقربه من الشمس.

حلت نظرية النسبية العامة لألبرت أينشتاين هذه المشاكل. تنص النسبية العامة على أن الجاذبية ليست في الواقع قوة غير مرئية للانجذاب المتبادل، وإنما هي تشويه. بدلًا من نوع من شد الحبال المتبادل، تستجيب الأجسام الكبيرة مثل الشمس والنجوم الأخرى بالنسبة لبعضها البعض لأن الفضاء الذي تتواجد فيه قد تم تغييره. كتلتهم عظيمة لدرجة أنها تُحني نسيج المكان والزمان من حولها.

كان هذا مفهومًا غريبًا، واعتقد العديد من العلماء أن أفكار ومعادلات أينشتاين كانت سخيفة. لكن آخرين اعتقدوا أنها تبدو معقولة. كان أينشتاين وآخرون يعرفون أنه إذا كانت النظرية صحيحة، وأن نسيج الواقع ينحني حول الأجسام الكبيرة، فيجب أن يتبع الضوء نفسه هذا الانحناء. على سبيل المثال، سيبدو ضوء نجم بعيد بعيد أنه ينحني حول جسم كبير أمامه، أقرب إلينا – مثل شمسنا. لكن من الطبيعي أنه من المستحيل دراسة النجوم خلف الشمس لقياس هذا التأثير. أدخل الكسوف.

تعطي نظرية أينشتاين معادلة لكيفية إزاحة جاذبية الشمس لصور النجوم الخلفية. وتتوقع نظرية نيوتن نصف هذه الكمية من الإزاحة فقط.

قام إدينغتون وديسون بقياس عنقود العناد لأنه يحتوي على العديد من النجوم؛ فكلما زاد عدد النجوم المشوهة، كان المقارنة أفضل. واجه كلا الفريقين العلميين عقبات غريبة سياسية وطبيعية في تحقيق الاكتشاف، والتي تم سردها بشكل جميل في كتاب “لا ظل للشك: كسوف عام 1919 الذي أكد نظرية النسبية لأينشتاين”، لعالم الفيزياء دانيال كينفيك. لكن تأكيد أفكار أينشتاين كان يستحق كل هذا العناء. قال إدينغتون ذلك في رسالة إلى والدته: “اللوحة الواحدة الجيدة التي قمت بقياسها أعطت نتائج تتفق مع أينشتاين،” هو، “وأعتقد أنني حصلت على القليل من التأكيد من لوحة ثانية.

لم تكن تجارب إدينغتون وديسون هي المرة الأولى التي يستخدم فيها العلماء الكسوف لإجراء اكتشافات جديدة وعميقة. تعود الفكرة إلى بداية الحضارة الإنسانية.

تُعتبر السجلات الدقيقة للكسوفات القمرية والشمسية أحد أعظم إرث بابل القديمة. كان