وأقلع صاروخ “فالكون 9” تابع لشركة “سبايس إكس” عند الساعة 08,15 يوم الاثنين بتوقيت جرينتش، من قاعدة كاب كانافيرال الأمريكية، حاملًا نظام “إيسز” المكون من ساعتين ذريتين.
وتوجه الصاروخ إلى محطة الفضاء الدولية المتموضعة على ارتفاع 400 كيلومتر، وستضع ذراع آلية نظام “إيسز” خارج المحطة على وحدة كولومبوس، وسيبقى النظام هناك 30 شهرًا لجمع بيانات الساعتين.
اختلاف الزمن في الفضاء
وفي مؤتمر صحفي قبل انطلاق المهمة، قال المسؤول البريطاني عن مشروع “إيسز” ACES في وكالة الفضاء الأوروبية سيمون وينبرج، إن الوقت ضروري لعمل أجهزة الكمبيوتر وأنظمة تحديد المواقع عبر الأقمار الاصطناعية، وهو موجود في “مختلف معادلات الفيزياء”.
ومن المعروف منذ عام 1915 ونظرية النسبية العامة لألبرت أينشتاين تقول إن الزمن ليس هو نفسه في كل مكان، فهو يُبطئ على مقربة من جسم ضخم، إلى درجة التوقف عند حافة ثقب أسود.
وعلى كوكب الأرض، يمر الوقت بشكل أسرع عند قمة برج إيفل منه عند قاعدته، ولكن “أثر أينشتاين” هذا ضئيل جدًا، غير إنه يصبح ملحوظًا عند الابتعاد أكثر في الفضاء.
وعلى ارتفاع 20 ألف كيلومتر، تتقدم الساعات الذرية لأنظمة تحديد المواقع عبر الأقمار الاصطناعية بأربعين ميكروثانية كل يوم مقارنة بتلك الموجودة على كوكب الأرض.
تحسين قياس التحول الجاذبي
ويهدف هذا المشروع إلى تحسين قياس هذا “التحول الجاذبي” بِقَدر منزلتين عشريتين، للوصول إلى دقة تصل إلى “واحد على المليون”، بفضل الساعتين الذريتين لنظام “إيسز” ACES.
وتشكّل الساعة الأولى “فاراو” التي صمّمها المركز الوطني الفرنسي للدراسات الفضائية (CNES)، أنبوبًا مفرغًا من الهواء، يجري فيه تبريد ذرات السيزيوم بالليزر إلى درجة حرارة قريبة من الصفر المطلق (-273 درجة مئوية).
وعند تجميدها بفعل البرد وفي ظل انعدام الوزن، ستحتسب اهتزازاتها عند تردد معين بدقة أكبر من تلك الموجودة على الأرض.
إعادة وضع تعريف الثانية
منذ عام 1967، تُعادل الثانية رسميًا 9,192,631,770 فترة من الموجة الكهرومغناطيسية المنبعثة من ذرة السيزيوم 133 التي تغير حالة الطاقة.
وأوضح فيليب لوران، رئيس أنشطة ACES/PHARAO في مرصد باريس، أن “فاراو” سيعمل كـ”شوكة ضبط” تعيد وضع تعريف الثانية، وستساعده ساعة ذرية، وهي عبارة عن جهاز مازر عاملة بالهيدروجين جرى ابتكارها في سويسرا، على المحافظة على استقراره.
وفي النهاية، لن تنحرف إلا بقدر ثانية واحدة فحسب كل 300 مليون سنة، وقد استغرق هذا الإنجاز التكنولوجي أكثر من 30 سنة من العمل، تخللته تأخيرات وصعوبات كثيرة.
ومنذ ذلك الحين ظهرت على الأرض الساعات الضوئية التي تستخدم ترددات أعلى وأكثر دقة بمئة مرة.
وفي حين أن هذا الجيل الجديد “سيتجاوز الساعات الذرية في المستقبل”، فإنه يظل تكنولوجيا “حديثة نسبيًا” و”لم يجر وضع أي منها في المدار”، بحسب وينبرج الذي عدّ أنّ نظام “إيسز” “فريد من نوعها”.
وستنقل إشارته إلى الأرض عبر موجات دقيقة، وعلى الأرض، ستقارنه 9 محطات (في أوروبا، وبريطانيا، واليابان، والولايات المتحدة) بالوقت الذي تقيسه ساعاته الخاصة.
نافذة جديدة في عالم الفيزياء
وقال لوران إن “الاختلافات ستخضع للتحليل لتحديد ما إذا كانت النتيجة متّسقة مع توقعات نظرية النسبية”.
وإذا لم تكن الحال كذلك، “ستُفتح نافذة جديدة في عالم الفيزياء”. من الذي سيتعين عليه إجراء التعديلات اللازمة لجعل معادلات أينشتاين تتطابق مع الملاحظات؟
وقد يكون ذلك تقدما في السعي إلى ما يطمح إليه الفيزيائيون، وهو التوفيق بين النسبية العامة التي تفسر طريقة عمل الكون، والفيزياء الكمومية التي تحكم اللامتناهي في الصغر، وهما نظريتان تعملان بشكل جيد جدًا، لكنها غير متوافقتين حتى الآن.
