مراجعة كتب جديدة في علوم الفضاء والفلك
الثقوب السوداء: مفتاح فهم الكون
المؤلف: برايان كوكس Brian Cox وجيف فورشو Jeff Forshaw
الناشر: هاربر كولينز Harper Collins
السعر: 25£ جنيهاً إسترلينياً.
الغلاف: ورق مُقوَّى
تُعَد الثقوب السوداء من أكثر الأجرام إثارة للاهتمام والإعجاب في كوننا. ففي أي مكان آخر يقلب المكان والزمن دورهما وتنتظرك نهاية الزمن، بغض النظر عن كل ما تفعله؟ هناك عديد من الكتب العلمية الشائعة عن الثقوب السوداء متاحة للقارئ الفضولي، ولكن قليلاً منها هو مثل هذا الكتاب. كتاب الثقوب السوداء ليس قراءة عادية لوقت ما قبل النوم، وستحتاج إلى تركيزك الكامل لمتابعة جميع مخططات بنروز. لكن لا تخف: فعلى الرغم من أنه كتاب دسم، ويستحضر عديداً من الذكريات عن محاضرات النسبية العامة المثيرة للتفكير، إلّا أن المؤلفين يؤديان عملاً جيداً جداً في توجيه القارئ.
يبدأ الكتاب بأساسيات الزمكان، مما يمنحك الأدوات التي ستحتاج إليها للتنقل في طريقك باستخدام هذا النظام الإحداثي الجديد. تُقدَّم مخططات بنروز بكثافة، وستفهم كيفية قراءتها لتفسير ما سيحدث لك إذا ضللت طريقك بالقرب من ثقب أسود أو سقطت فيه، وكذلك ما يحدث في ثقب دودي. يوجد قليل جداً من الرياضيات في الكتاب، ويروي المؤلفان القصة بوتيرة ثابتة ولطيفة تجذب القارئ، وتركز الانتباه على الموضوع بأمثلة ذات صلة.
أفضل جزء في الكتاب هو فصوله الأخيرة، حيث تلتقي الديناميكا الحرارية والمعلومات الكمّيّة لوصف الكون كنموذج ثلاثي الأبعاد. هذا واحد
من أفضل الكتب لوصف أساسيات التصوير التجسيمي وكيف ظهر. يقود المؤلفان القارئ بمهارة ومنطقية إلى ما يبدو أنه نتيجة طبيعية جداً. في الصفحات الأخيرة قد تبدأ بالتساؤل: هل نحن نحيا فعلاً في حاسوب كمّيّ هائل؟
يقدم كتاب الثقوب السوداء قراءة مهمة لأي شخص حريص على فهم جوهر النسبية العامة من دون استخدام معادلات الرياضيات. يربط الكتاب بين التحديات المماثلة التي نواجهها في بناء حاسوب كمّيّ وتطوير النظرية الصحيحة للجاذبية الكمومية. وهكذا نخرج في نهاية الكتاب بتقدير أن ما لدى الثقوب السوداء هو أكثر بكثير مما توقعناه في الأصل، وأننا ربما نعيش في كون هولوغرافي.
كيف نعرف ما نعرفه عن الثقوب السوداء؟
التقط تلسكوب أفق الحدث Event Horizon Telescope حديثاً صوراً للثقب الأسود الهائل في مركز مجرّتنا، وأيضا لذلك الثقب الأسود الأكبر في مجرّة M87. قبل تلسكوب EHT، أمكن الاستدلال على ثقبنا الأسود المركزي من آلية تأثيره في مدارات النجوم القريبة منه. كما اكتُشفت ثقوب سوداء صغيرة، بكتل شمسية قليلة، في الأنظمة النجمية المزدوجة. غير أن أكثر ما يثير اهتمامنا هو الناحية النظرية أكثر: إذ لم تستطع أي أرصاد أن تسبر ما يحدث داخل الثقب الأسود. نحن نطور فهمنا من حساب كيفية عمل قوانين الفيزياء. هذا ليس أمراً تخمينياً كما يبدو: فكثير من الأفكار تتلاءم منطقياً معاً في إطار واحد مقنع. لقد أدى ذلك إلى فكرة الفضاء الناشئ، وإلى الفكرة ذات الصلة بأن العالم هو مجسَّم هولوغرامي.
ما الذي تبقى للاكتشاف؟
لقد بدأنا من فورنا فقط في التعامل مع فيزياء الكم للثقوب السوداء وطبيعة باطن الثقب الأسود. أحد الاحتمالات المثيرة هو محاولة ”بناء فضاء“ في مختبرات الأرض باستخدام التشابك الكمّيّ Quantum entanglement. تتشابه الطريقة التي يظهر بها بناء الفضاء مع الطريقة التي يحاول بها مهندسو فيزياء الكم بناء أجهزة حاسوب كمّيّة Quantum computers تبدو قوة الفضاء مرتبطة بفكرة تسمى تصحيح الخطأ الكمومي Quantum error correction، وهذا أمر أساسي لبناء أجهزة حاسوب كمومية قوية. ربما يرتبط العثور على نظرية الجاذبية الكمومية ارتباطاً وثيقاً بأحد التحديات التكنولوجية الكبيرة في القرن الحادي والعشرين: بناء حاسوب كمّيّ. ونحن نعتقد أن هذا احتمال مثير.
جيف فورشو وبرايان كوكس: عالمان في فيزياء الجسيمات في جامعة مانشستر
*****
لورا نوتال Laura Nuttall: هي زميلة في برنامج قادة المستقبل Future Leaders في جامعة بورتسمث
كتاب المريخ
تحرير: ستيوارت كلارك Stuart Clark
الناشر: Head of Zeus
السعر: £30 جنيهاً إسترلينياً
الغلاف: ورق مُقوَّى
أثار كوكب المريخ اهتمام كثير من الأفراد المبدعين والبلغاء على مر السنين، وألهمهم كتابة قصص آسرة وتوثيق الاكتشافات المثيرة. في كتاب كتاب المريخ The Book of Mars، يجمع ستيوارت كلارك Stuart Clark، الكاتب في علوم الفلك، 80 قطعة كتبت في حقبة القرن ونصف القرن الماضية، تجمع مقتطفات من الروايات والقصص القصيرة عن كوكب المريخ لكتّاب خيال علمي بارزين، إلى جانب تقارير مختلفة من كبار العلماء. الكتاب مقسم بنحو مفصل إلى ستة أقسام موضوعية، وقبل كل قطعة هناك مقدمة موجزة بقلم كلارك. تميل هذه المقدمات إلى التركيز على المؤلفين، وعلى الرغم من غناها بالمعلومات، فقد كان من الممكن أن يستفيد كثيرون من سياق إضافي – على سبيل المثال – من خلال توفير الفرضية العامة للكتاب الذي جاءت منه الفصول المختارة في الأصل، أو شرح ما إذا كان محتوى النصوص العلمية لا يزال يُعتقد أنه صحيح الآن (بالتأكيد، تبدو بعض النصوص العلمية القديمة أقرب إلى الخيال). ومع ذلك فإن مجموعة القطع المضمَّنة، من حيث نوعها وعمرها، قد أثبتت أنها مثيرة جداً للاهتمام، وفي بعض الأحيان غريبة بصورة إيجابية.
ومن الممتع بخاصةٍ تنوع القصص القصيرة المقدمة بدءاً من المأزق المؤثر في قصة رائدة فضاء مريخية The Lady Astronaut of Mars لميري روبينيت كوال Mary Robinette Kowal، إلى البطل الممتع بغرابة في فيلم ناسك المريخ The Hermit of Mars لستيفن بارثولوميو Stephen Bartholomew والتنقيب الآركيولوجي الأخاذ الموصوف في قصة خبير اللغات Omnilingual لهنري بيم بايبر Henry Beam Piper.
يظهر كتاب كتاب المريخ تماماً كيف بهرَنا الكوكب الأحمر، وكيف أنه ما زال يثير إعجابنا ويجعلنا نسعى بقوة إلى استكشافه أكثر. إذا كنت مهتماً بكوكب المريخ سواء من منظور علمي أو خيال علمي فهذا الكتاب لك.
*****
بني وازنياكافيتش Penny Wozniakiewicz: محاضر أول في علوم الفضاء بجامعة كنت
كيف أخذَنا الفيكتوريون إلى القمر
المؤلف: إيوان ريس موروس Iwan Rhys Morus
الناشر: Icon Books
السعر: £25 جنيهاً إسترلينياً
الغلاف: ورق مُقوَّى
إن أحدث كتاب لإيوان ريس موروس هو نافذةٌ على عصر اجتمع فيه الابتكار والعزم ليكشفا عالماً من الاحتمالات. لقد أخذَنا في رحلة إلى تشكيل المجتمعات العلمية، والأدوار التي أدتها الأسماء البارزة في الفيزياء في تقدم الابتكار في العصر الفيكتوري، وشرارة الاختراع التي ساعدت على رسم صورة المستقبل.
يتطرق الكتاب إلى تفاصيل جمة عن تاريخ العصر الفيكتوري، وفي بعض الأحيان يكون رائعاً جداً، على الرغم من تعثر زخْمه عند نقاط أخرى. يبدو أحياناً السؤال المركزي عن الكيفية التي أخذَنا بها الفيكتوريون إلى القمر كأنه قد نُسي، فالفصول القليلة الأولى لا تشير إلى أن الإجابة عن ذلك ستتضح فيما يلي. وفقط عندما نصل إلى فصول حشد المستقبل والرصد، يتجلى مغزى الكتاب؛ وهذا ما يبدو كبداية بطيئة تبدأ في اقتناص اهتمامنا واستعادته.
هناك نقاط يمكن أن يترك فيها السرد عن العالم النخبوي الذي يهيمن عليه الذكور بقوة في علوم العصر الفيكتوري طعماً مزعجاً في النفس، ولكن في الوقت ذاته تقدم القصة تقديراً عميقاً لكيفية تغيُّر المواقف في مجال العلوم.
طريقة كتابة كتاب كيف أخذَنا الفيكتوريون إلى القمر هي رائعة، وهي تجذبنا بسرد تاريخي مفصل إلى درجة أنه من السهل أحياناً أن تضيع في سحرها. وبينما قد يشعر عشاق علم الفلك بأنهم في حاجة إلى المضي قدماً في السرد قبل معالجة مسألة استكشاف القمر بنحو كامل، فإن هذا يُعتبر بالنسبة إلى القارئ الأكثر عمومية تاريخاً رائعاً للابتكار الفيكتوري.
*****
ميليسا بروبي Melissa Brobby: مسؤولة اتصالات في وكالة الفضاء البريطانية.
عندما وُلدت المجرّات أحدث المعلومات
المؤلف: ريتشارد إليس Richard S Ellis
الناشر: مطابع جامعة برنستن
السعر: £25 جنيهاً إسترلينياً
الغلاف: ورق مُقوَّى
لقد مضى البروفيسور إليس في مسيرته المهنية الطويلة من دراسة جامعية في علم الفلك في جامعة يونيفرسيتي كوليدج لندن في ستينات القرن العشرين إلى أن صار أستاذاً للفيزياء الفلكية في المؤسسة ذاتها حالياً. ولكونه عالم فلك مواظباً على الرصد، فقد عمل أو أشرف على عديد من التلسكوبات والمراصد العظيمة في العالم، بدءاً من تلسكوب هيل العاكس، بقطر 200 بوصة على جبل بالومار في سان دييغو، بولاية كاليفورنيا، والتلسكوب الأنغلو – أسترالي في سايدنغ سبرينغ في نيو ساوث ويلز، وتلسكوب إسحق نيوتن في جزر الكناري، إلى تلسكوبي كيك العملاقين بقطرهما البالغ 10 أمتار في جزر هاواي، وغيرها كثير. وفي كتابه الجديد الرائع استغل وقته مع هذه الأدوات كعمود فقري له ليروي قصة أعمال حياته: البحث عن الضوء الآتي من أولى النجوم والمجرّات التي تشكلت في إثر الانفجار الكبير Big bang.
هذا الكتاب، الذي يحمل عنواناً فرعياً هو البحث عن الفجر الكوني، هو مزيج من رواية تاريخية وسيرة ذاتية وتفسير علمي، مُزجت معاً لتأخذنا في جولة عاصفة على التطور الذي شهده علم الفلك منذ منتصف القرن العشرين. لقد سمح هذا لـ إليس وزملائه بتحديد مجرّات مفردة وتوصيف حشود مجرِّية بكاملها على مسافات أكبر مما عُرف في أي وقت مضى، والاستفادة من تأثير ”آلة الزمن الكونية“ التي تفرضها سرعة الضوء المحدودة، للنظر إلى زمن أقدم. تُعد تفسيرات إليس للتحديات العلمية والتكنولوجية المعقدة التي ووجهت على طول الرحلة نموذجاً لكيفية توفير ميزة الاقتراب بوضوح من موضوعات تُحتمل صعوبتها، ولكن الرائع كان هو تلك التفاصيل العرضية التي تجذب الانتباه حقاً. ومن خلال تقديم نظرة ثاقبة نادرة حول كيفية ”صنع“ علوم الفلك الاحترافية فعلياً، فهي ترفع هذا إلى درجة ضرورة القراءة لأي شخص مهتم بأساليب العلم الحديث.
*****
جايلز سبارو Giles Sparrow: مؤلف ومحاضر تواصُل علمي معروف
