التلسكوبات بكافة الأحجام والأنواع

بعد اكتسابك القليل من الفهم للمبادئ البصرية الهامة التي تتحكم بأداء التلسكوب، والمفاضلة بين الأداء وقابلية النقل، يمكننا الآن الاطلاع على أنواع التلسكوب المتاحة. ومن الطبيعي أن تعتقد بوجود تشكيلة غير محدودة بسبب الإعلانات في الصحف الفلكية. ولكن رغم أشكال التلسكوبات وأحجامها المتنوعة، فيمكن تقسيمها إلى ثلاثة أصناف: التلسكوبات الكاسرة للضوء refractors، العاكسة للضوء reflectors، وثنائية الوظيفة الكاسرة-العاكسة catadioptrics.

التلسكوبات الكاسرة للضوء

التلسكوب الكاسر للضوء هو نموذج شائع لما يجب أن تبدو عليه التلسكوبات -أي أنبوب طويل لامع بعدسة كبيرة في المقدمة وعدسة مكبرة في الخلف- وتركز العدسة الأمامية الضوء من أجل تشكيل صورة في الخلف. والعدسة المكبرة هي زجاج مكبر تنظر من خلالها إلى الصورة. وفي العادة، يطلب راصدو القمر والكواكب التلسكوبات الكاسرة عالية الجودة، بما أنهم يقدرون الصورة الواضحة، عالية التباين التي يمكن أن تتعرض لتكبيرٍ عالٍ. وفي الواقع، عندما يكون التلسكوب الكاسر مصنوعاً بإتقان، فبوسعه أن يوفر أفضل الصور التي يمكن الحصول عليها باستخدام أي فتحة عدسة.

مقطع عرضي في تلسكوب كاسر للضوء حديث وقصير الأنبوب. تتراوح أطوال أنابيب هذه التلسكوبات بين 8 إلى 12 ضعف فتحة العدسة، مما يجعلها غير عملية. ولكن يفضل مراقبو القمر والكواكب الصور عالية الدقة التي توفرها مثل هذه الأدوات.

وتتصف التلسكوبات الكاسرة بميزة أخرى تتمثل في كونها أكثر قوة من أي نوع آخر من التلسكوبات، وذلك لأنه من غير المرجح أن يميل اصطفاف عدساتها. ولهذا السبب تعد التلسكوبات الكاسرة مناسبة لمن يريد أداة "ليحملها وينطلق" أو من لا يرغب بالعبث بالبصريات. ولكن هذه الميزات الجيدة تأتي بثمنٍ غالٍ، فعدسة كبيرة جيدة هي حقاً عمل فني يتطلب نوعاً خاصاً من الزجاج ونحتاً يدوياً فردياً. ولهذا السبب، تعد التلسكوبات الكاسرة أغلى أنواع الأدوات مهما كان قياس فتحة العدسة. وأيضاً، قد يكون طول الأنبوب غير عملي في الأشكال الشائعة للتلسكوبات الكاسرة، إذ يمكن أن يصل طول تلسكوب كاسر بفتحة عدسة تبلغ 4 بوصات إلى أربعة أقدام أو أكثر. وبما أن العدسة تقع في أسفل الأنبوب، فمن المتوقع وجود حامل لكي تتمكن من مراقبة الأجرام الموجودة عالياً في السماء. ويجب أن تكون مثل هذه الحوامل الثلاثية متينة لكي تمنع التذبذبات عند الاستطاعات العالية، لذلك قد تكون ثقيلة أو غير عملية، ناهيك عن كونها غالية الثمن.

أما بالنسبة لراصدي الأجرام في أعماق السماء فقد لا تلتقط التلسكوبات الكاسرة ضوءاً كافياً لمشاهدة الأجرام الخافتة، وقد تكون مجالات الرؤية ضيقة. وبالرغم من ذلك، قاد التصميم البصري الحديث إلى صناعة تلسكوبات أقصر وعملية أكثر، ولكن بثمنٍ غالٍ أيضاً.

التلسكوبات العاكسة للضوء

النوع الثاني من التلسكوبات هو التلسكوبات العاكسة للضوء، والتي تستخدم مرآة من أجل تجميع الضوء وتركيزه. ولعل أكثر الأنواع شيوعاً هو التلسكوب العاكس النيوتوني (ابتكره إسحاق نيوتن)، مع وجود مرآة أساسية منحنية مقعرة (لها شكل الطبق) في الجزء السفلي للتلسكوب. وتوجد بالقرب من القمة مرآة قطرية ثانوية صغيرة توجه الضوء من المرآة الأساسية إلى جانب الأنبوب، حيث تقابله عدسة موضوعة بشكل مناسب.   وإذا كنت تريد أفضل فتحة عدسة مقابل نقودك، فسيكون التلسكوب العاكس هو المناسب لك. ويمكن للتلسكوب العاكس المصمم بشكل جيد أن يعطي صوراً واضحة عالية التباين لجميع الأجرام السماوية مقابل جزء صغير من تكلفة التلسكوب الكاسر ذو فتحة عدسة مساوية.

مقطع عرضي في تلسكوب عاكس نيوتوني عادي. وبالنظر إلى القيمة المدفوعة، فإن التلسكوب العاكس هو أفضل تلسكوب يمكنك شراؤه. ولكن قد يقلل التنظيف المتكرر وإعادة تنظيم البصريات من جاذبيتها لدى للبعض

ويتميز أنبوب التلسكوب النيوتوني بأنه أكثر عملية أيضاً. ومن النادر أن يكون طوله أكثر من 8 أضعاف قطر المرآة الأساسية، فهو أقل من ذلك. وهذا يعني أن تلسكوباً نيوتونياً بطول 8 بوصات يمكن أن يخزن بسهولة في أنبوب بطول 4 أقدام، ويتسع في المقعد الخلفي لسيارة صغيرة لنقله إلى الأرياف ذات السماء المظلمة.   وعند جمع هذه الميزة مع مركز الثقل المنخفض للتلسكوب النيوتوني تحت العدسة، فستحصل على أداة توضع على حامل مستقر، مما سيجعل العدسة على ارتفاع مناسب لتوجيهها نحو أي مكان في السماء. ويتمتع التلسكوب العاكس بفائدة أخرى، فهو النوع الوحيد من التلسكوبات الذي يظهر صورة صحيحة بدلاً من صورة المرآة. وهذا أمر هام جداً إذا كنت تحاول مقارنة ما تراه بالعدسة مع خريطة النجوم. ولكي تحصل على أفضل قيمة، عليك التفكير جدياً بنوع من التلسكوبات العاكسة يدعى تلسكوب دوسون، وهو تلسكوب نيوتوني ذو حامل بسيط وعملي. وتوجد في هذه الأدوات الشائعة فتحات عدسة تتراوح ما بين 4 بوصات وما يزيد عن 30 بوصة، وتمثل الأداة الأكثر ملائمة بالنسبة للراصد من أجل المشاهدات الاعتيادية.

نوع آخر من تلسكوبات نيوتن يدعى تلسكوب دوسون Dobsonian موضح هنا، وقد أصبح منتشراً جداً بفضل تكلفته المنخفضة، وسهولة استخدامه، وقابليته للنقل .

على غرار جميع التلسكوبات العاكسة (هناك أنواع أخرى لكننا لن نذكرها، لأنه من النادر رؤيتها بين أيدي الهواة)، سيتطلب التلسكوب النيوتوني عنايةً بين الحين والآخر. وعلى عكس عدسة التلسكوب الكاسر المركبة بإحكام، ربما تنزاح عدسة التلسكوب العاكس عن اصطفافها الصحيح وبالتالي ستحتاج إلى المحاذاة (التعديل) بشكل دوري لضمان مستوى أداء عالٍ، ولا سيما إذا كان التلسكوب يتعرض للنقل باستمرار.   وطبعاً، ليس ذلك بالأمر الصعب بمجرد معرفته بشكلٍ جيد، وقد لا تتطلب مرآة التلسكوب النيوتوني التعديل لعدة أشهر في كل مرة. ولكن بالنسبة لأولئك الذي لا يميلون إلى علوم الميكانيك، فقد تكون الحاجة إلى محاذاة تلسكوب نيوتوني عاكس أمراً محبطاً.  يشير أنبوب التلسكوب العاكس المفتوح إلى أن الغبار والأوساخ تتراكم بشكل أكبر على السطوح البصرية حتى لو قمت بتغطية الأنبوب عند التخزين، وهذا يعني الحاجة إلى التنظيف في بعض الأحيان. وأيضاً قد تحتاج الأسطح المغطاة بالألمنيوم إلى إعادة تغطيتها بهذه الطبقة كل 10 أو 20 سنة، وربما بشكل متكرر أكثر إن كنت تعيش في مدينة جوها ملوث أو بقرب البحر .

المقال منقول من موقع ناسا بالعربي

المصادر skyandtelescop.

مقطع زمني مسرع يخلب الألباب لمذنب [نيووايز⁩ Neowise⁩] من ⁧محطة الفضاء الدولية⁩ ⁦⁩ قبيل الفجر المداري في مرحلة اقترابه من حضيض مداره الشمسي ، أصبح سطوع المذنب في هذه الفترة كافيًا لمشاهدته بالعين المجردة قبيل الفجر.

ماهي القوة النووية الضعيفة ؟

القوة النووية الضعيفة وتحلل جسيم بيتا! تُعد القوة النووية الضعيفة إحدى أربع قوى أساسية تحكم شكل المادة في الكون (القوى الثلاث المتبقية هي الجاذبية، والقوة الكهرومغناطيسية، والقوة النووية الشديدة)، تعمل القوى الثلاث الأخرى على ربط عناصر المادة ببعضها بعضًا، بينما تلعب القوة النووية الضعيفة دورًا مهمًا في تدمير بنيان الأشياء أو تفتيتها. وتحملها بوزونات (Z) و(W).
تُعد القوة النووية الضعيفة، أو التفاعل الضعيف، أقوى من الجاذبية، ولكنها فعالة ضمن مسافات قصيرة جدًا. تؤثر هذه القوة على المستوى دون الذري، وتلعب دورًا هامًا في إمداد النجوم بالطاقة وإنشاء العناصر، وهي -وفق مسرع توماس جيفرسون الوطني- Jefferson National Accelerator Facility (مختبر جيفرسون)، مسؤولة عن وجود أغلب الإشعاع الطبيعي في الكون.
قدّم عالم الفيزياء الإيطالي (إنريكو فيرمي- Enrico Fermi) عام 1933 نظريةً تشرح تحلل ( جسيم بيتا- beta decay)، وهي العملية التي يتغير فيها النيوترون الموجود في النواة إلى بروتون ليُطلق إلكترونًا، وهو ما يعرف بـ (جسيم بيتا).
يكتب المؤرخ الفيزيائي الإيطالي غويلو مالتيسي في مقال (جسيمات الإنسان) الذي نُشر عام 2013 في مجلة Lettera Matematica: «حدد فيرمي نوعًا جديدًا من القوى، المعروفة باسم التفاعل الضعيف والمسؤولة عن التحلل؛ العملية التي تقوم بتحويل النيوترون إلى إلكترون، وبروتون ونيوترينو الذي حُدد لاحقًا أنه نيوترينو مضاد».
اعتقد فيرمي أساسًا -وفقًا لمالتيسي- أن هذا النوع من القوى يتضمن مسافةً صفريةً وقوة جذب تفرض على الجسيمين أن يتلامسا؛ كي تعمل هذه القوة، ومنذ ذلك الحين اُعتُقِد أن القوة النووية الضعيفة هي قوة جاذبة، تعمل ضمن مسافة صغيرة جدًا تُقدر بـ (0.1) من قطر البروتون، وفقًا لموقع (HyperPhysics) الذي أنشأته جامعة ولاية جورجيا.

النموذج المعياري
تُعد القوة النووية الضعيفة جزءًا من النظرية الحاكمة لفيزياء الجسيمات؛ النموذج المعياري هو الذي يصف البنيان الأساسي للمادة باستخدام سلسلة من المعادلات المذهلة، وفقًا لمركز سيرن المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية (The European Organization for Nuclear Research). وفقًا للنموذج المعياري، إن الجسيمات الأولية -تلك التي لا تنقسم إلى أجزاء أصغر- هي حجر الأساس لبناء الكون.
إن إحدى هذه الجزيئات هو الكوارك، ولم يرَ العلماء أية إشارة على وجود أي شيء أصغر من الكوارك، لكنهم يواصلون البحث، وللكواركات ست نكهات، هي: (فوقي، وتحتي، وغريب، وخادع، وسفلي، وعلوي) بترتيب تصاعدي حسب الكتلة.
تشكِّل هذه النكهات بتركيبات مختلفة، أنواعًا متغيرةً جدًا من الجسيمات دون الذرية، وفقًا لمركز بيتسبرغ للحوسبة المتقدمة (Pittsburgh Supercomputing Center).
تتألف كل من البروتونات والنيوترونات -الجزيئات الكبيرة في نواة الذرة- من حزمة من ثلاثة كواركات، ويتألف البروتون من كواركين فوقيين وكوارك تحتي، ويتألف النيوترون من كواركين تحتيين وكوارك فوقي، ويؤدي تغيير تركيبة الكوارك إلى تحويل البروتون إلى نيوترون، ومن ثم تغيير العنصر إلى عنصر مغاير.

إن أحد الأشكال الأخرى للعناصر البدائية هي البوزونات، وتتكون هذه الجزيئات الحاملة للقوة من حزم من الطاقة، وللبوزونات شكلان؛ هما الفوتونات والغلونات، ينتج كل شكل من أشكال القوى جرّاء التبادل بين الجسيمات الحاملة للقوة، إذ تُحمل القوة النووية الشديدة على الغلونات، وتُحمل القوة الكهرومغناطيسية على الفوتونات، ويُعد جزيء الغرافيتون -نظريًا- حاملَ قوة الجاذبية.

بوزونات (Z) و(W)

تُحمل القوة النووية الضعيفة على بوزونات (Z) و(W)، وقد تنبّأ بوجود هذه الجزيئات في ستينيات القرن الماضي (ستيفن واينبرغ)، و(شيلدون سلام)، و(أبدوس جلاشو)، الحائزون على جائزة نوبل، واُكتشِفت عام 1983 في مركز سيرن (CERN).
تتحدد بوزونات (W) المشحونة كهربائيًا بعنصرين؛ بوزون (W) موجب الشحنة، وبوزون (W) سالب الشحنة، تُغير بوزونات (W) شكل الجسيمات، وتُغير القوة النووية الضعيفة تركيب الكوارك عن طريق حقن بوزون مشحون كهربائيًا، ما يؤدي إلى تحول البروتون إلى نيوترون أو العكس، ويُحفز هذا التحول النجومَ على الاحتراق، وفقًا لمركز سيرن (CERN).
يُنشئ الاحتراق عناصرَ أثقل، تُقذَف إلى الفضاء في النهاية على شكل انفجارات مستعرة عظمى؛ لتكوّن أساسيات الكواكب، إضافةً إلى النباتات والبشر، وكل شيء على الأرض.
إن شحنة بوزونات (Z) هي شحنة حِيادية، وتحمل هذه البوزونات تيارًا حياديًا ضعيفًا، يصعب التقاط تفاعلها مع الجزيئات، وقد قادت التجارب للعثور على بوزونات (W) و(Z) إلى نظرية تجمع القوة الكهرومغناطيسية مع القوة النووية الضعيفة؛ لتُوَحِدَها في قوة جامعة تُسمى (كهروضعيفة)، وذلك في ستينيات القرن الماضي.

تتطلب النظرية -مع ذلك- أن تكون الجسيمات الحاملة للطاقة عديمة الوزن، ويعلم العلماء أن البوزونات (W) و(Z) النظرية، يجب أن تكون ثقيلةً؛ لتُؤخذ بعين الاعتبار بالنسبة لمداها القصير، وقد قدّم العلماء، وفقًا لمركز سيرن، طريقةً لحساب كتلة بوزون (W) عن طريق آلية مخفيّة، يُطلق عليها (آلية هيغز-Higgs Mechanism)، التي نتج عنها وجود بوزون هيغز.
لقد أعلن مركز سيرن عام 2012، ملاحظة العلماء، باستخدام أضخم مصادم للذرات في العالم، لجسيم جديد متوافق مع ظهور بوزون هيغز.