لا يوجد في شكل (1)

مقياس واضح، في حين أن للمجرات حيزا مميزا حتى وإن تفاوتت كالنجوم- نطاقات شدة سطوعها. هل هناك في الفيزياء ما يقيس أبعاد سحب ذات أبعاد مجرية تماما كما فهمنا- منذ إدنجتون وشاندرا سيخار المقياس الطبيعي للنجوم؟ ينبغي أن يحدد علم الكونيات - ولو إلى حد ما - معيارا لأبعاد المجرات، فلم تكن المجرات لتوجد ما لم تسمح الظروف الابتدائية وديناميكيات الكون المتمدد من الناحية الجذبوية - لسحب الغاز المحبوسة بالتكاثف على كل حال، فمن الواضح أن هناك أمرًا ما يحدد أين يقع على سلم مقياس الكتل الحد الفاصل الذي تنتهي عنده المجرات المفردة وتبدأ عنده عناقيد المجرات. لماذا - على سبيل المثال- ليس عنقود المجرات (كوما) تجمعا هلاميا ضخما يحوي 10¹⁴ نجما!

هناك قضية فيزيائية بسيطة تطرح على الأقل جزءًا من الإجابة . افترض حزمة من السحب الغازية مرتبطة معا برباط الجاذبية، غير أنها ذوات كتل وأنصاف أقطار متباينة. هنا معياران للزمن لهما أهميتها في تحديد تطور السحابة الغازية تحت تأثير قوى جذبها الذاتية: أولهما هو ديناميكا زمن السقوط الحر وهو من رتبة وتعتمد قيمته الدقيقة على الشكل الهندسي للتقوض. والثاني هو المقياس الزمنى للابتراد كنتيجة لتسرب الحرارة بالإشعاع (^ن ب)، وهو يعتمد بودغ على درجة حرارة الغاز (^د ع) ، ويمكن صياغته في الصورة   ث الكثافة، ل (د) هى دالة في درجة الحرارة يمكن حسابها من الفيزياء الذرية(شكل  2).

شكل (2)

دالة التبريد لطبقة بلازما رقيقة (بصريا) ذات تركيب ابتدائي في حالة اتزان تأينى ويشمل هذا تأثير الإشعاع الحرارى التباطؤى ((thermal bremsstrahbung على الهيدروجين (يد+) والهيليوم ( هـ (++) ، وعودة اندماج إشعاعي وعودة اندماج إلكترونى ثنائى واستثارة عند مستويات بعينها. (مقتبس من فال إس إم ريس لم. جى (1985) - مجلة الفيزياء الفلكية عند 298، ص 18 شكل رقم (1).

إذا تجاوز ^نب  (زمن الابتراد) ^نء من ديناميكا السقوط الحر) فيمكن أن : تصل سحابة كتلتها ك ونصف قطرها نق إلى شبه اتزان إستاتيكي. أما إذا كانت . ن بدن. فمثل هذا الاتزان فى حكم المستحيل شكل (3) تبرد السحابة إلى ما تحت الدرجة المقومة virial) ويحدث لها تقوض طبقا لنموذجي السقوط الحر أو التشظي ويمكن أن تتقوض السحب وتتشظى على النحو المصور في شكل (1) فقط إذا دخلت في الجزء من مستوى علاقة الكتلة بنصف القطر - الذي كان فيه معدل التبريد أسرع من السقوط الحر.

وتبين الحسابات المبسطة أن هذه الظاهرة تتضمن علاقة تربط نصف القطر باعتباره دالة في الكتلة فى حدود 75 كيلو بارسك، وكتلة حرجة ك ح في 120 ك مر. والسحب ذات الكتلة الأقل من الكتلة الحرجة ك - مستتبعثر، أما حدود 10 فوق ك - فالتشظى مستحيل مالم تتقلص السحابة بحيث ينقص نصف قطرها عن نق ح (شكل 4).

والكتلة ونصف القطر المميزان هذان تحددهما نواميس الفيزياء الذرية التي يلخصها شكل ،(7)، مع ربطه بمتطلبات الاتزان الجذبوى، ويصلحان في كثير من المخططات التي تفسر نشأة الكون - على الأقل - في وضع الحد الأقصى لمقياس المجرات.

وقد ذكر إدينجتون أن فيزيائيا على سطح كوكب محكوم بسحابة يمكنه أن يتنبأ بخصائص المفاعلات الاندماجية التي تحكمها الجاذبية)، تلك التي نسميها بالنجوم. وهذه الاعتبارات البسيطة ذات علاقة بالمجرات حتى على الرغم من أنها غير كافية للتكهن بطبيعتها إن الشرح الوافي لطبيعة المجرات لا بد وأن يتضمن وضعها في السياق الكونى. وهناك أيضا تلك الحقيقة المحيرة، وهي أن معظم كتلتها - ربما 90٪ منها - لا تؤخذ فى الاعتبار ان هذا الجزء الذي لا يؤخذ في الاعتبار ليس فى النجوم ولا فى الغازات التي نراها، وإنما يتخذ هيئة (معتمة) غير معهودة.

نموذجا التقوض لسحابة غاز ذاتية الجاذبية اعتماذا على المعدلات النسبية للتبريد والسقوط الحر. شكل (3)

شكل (4)

يصور هذا الشكل الخطوط العريضة للعلاقة بين الكتلة ونصف القطر السحابة غازية تحت تأثير جاذبيتها الذاتية، يستوى لها مقياس التبريد الزمني ومقياس والزمن الديناميكي وذلك بافتراض أن التبريد ناجم عن العمليات المبينة بشكل (7) فحسب. إن لسحابة ذات كتلة ما، وكان نصف قطرها في الأصل بالغ الكبر سوف تتقلص بكيفية شبه إستاتيكية لأن زمن الابتراد " ب أكبر من الزمن الديناميكي) إلى أن تتقاطع مع الخط الحرج. عندئذ فسوف تنهار طبقا لنموذج السقوط الحر وتنشطى إلى نجوم. وهذا التفسير المبسط (الذي يمكن تعديله كي يستوعب هندسة الأشكال غير الكروية، أو المكون غير الباريوني من الكتلة، وخلاف ذلك يطرح لماذا لا تتكون مجرات ذات كتلة باريونية تتجاوز كثيرا مليون مليون مرة كتلة الشمس وأنصاف أقطار تزيد كثيرا عن مائة ألف بارسك، وذلك بصرف النظر عن التفاصيل الكونية الأخرى. ففوق 10 كي ينبغي أن تنضغط المنظومة حتى تصل كثافتها إلى 01 ذرة لكل سم قبل أن تنخرط في انهيار يتوافق مع نموذج السقوط الحر ، أما دون هذه الكتلة، فلا تتجاوز الكثافة اللازمة ذرة في كل سنتيمتر مكعب إذا ما رغبنا في استقصاء تفاصيل أعمق فيلزمنا معارف أشمل عن الاضطرابات الابتدائية وكذلك عن مدى كفاءة عملية تكون نجم ما في مجرة أولية مبكرة. ملحوظة: ن في الشكل ترمز إلى عدد الذرات.

مواضيع ذات صلة

تاريخ ما قبل المجرات

مكانة افتراضية الانفجار الأعظم الساخن

ما المجرات ؟

الأجرام ذات الانزياح الطيفى العالى صوب الأحمر

إلى أي مدى يصل التجانس في تركيب الكون على المقياس الكوني

تقدير المسافات في الفضاء الكوني

مراحل تطور الانفجار

تاريخ الانفجار العظيم

إشعاع الخلفية الكونية الميكروي

فرضيات ألكسندر فريدمان

نظرية الانفجار العظيم

علم الكون الفيزيائي