هل ما قاله كارل ساغان بأن عدد النجوم في الكون أكثر من عدد حبات الرمال في جميع شواطئ العالم صحيح؟

هذه المعضلة الرياضية ذات الأبعاد الكونية يمكن أن تتبادر إلى ذهنك عندما تكون على شاطئ أو تنظر إلى السماء المظلمة.

"العدد الإجمالي للنجوم في الكون أكبر من عدد جميع حبيبات الرمال على جميع شواطئ كوكب الأرض."

جاء هذا التصريح من عالم الفلك والأستاذ الجامعي الأميركي كارل ساغان في برنامجه التلفزيوني "Cosmos" (نسخته العربية؛ الكون: رحلة شخصية)، الذي حقق نجاحاً كبيراً في الثمانينيات، حسب موقع BBC Mundo الإسباني.

لكن هل هذا صحيح؟ وهل من الممكن حساب عدد النجوم أو حبات الرمال؟

حسناً، سنحاول القيام بذلك في هذا الموضوع، لذا؛ عليك أن تستعد لقراءة بعض الأرقام الكبيرة جداً!

رقم مجرّيٌّ

كان البروفيسور وعالم فلك في جامعة كامبردج، جيري غيلمور، يحصي النجوم في المجرة التي نعيش فيها.. بيتنا الكوني؛ درب التبانة.

يدير البروفيسور مشروعاً في المملكة المتحدة يدعى "غايا" وهي مركبة فضائية أوروبية، تدور حالياً في مدارها لتقوم برصد السماء.

لحساب عدد النجوم الموجودة في جميع أنحاء مجرتنا، استخدم فريق غايا بياناته لبناء نموذج كبير ثلاثي الأبعاد لدرب التبانة.

وقال جيلمور لبي بي سي إن "المجموعة الأولى من البيانات التي جمعتها غايا أظهرت أقل من 2 مليار نجم، لكن هذا لا يمثل سوى 1٪ من النجوم في مجرة ​​درب التبانة".

إذا كان 2 مليار من النجوم يمثل 1 ٪ من المجموع، يمكننا حساب أن هناك حوالي 200،000 مليون (200 مليار) نجم في المجرة كلها.

لكن هذه مجرد مجرة،

إذن كيف يتم حساب عدد النجوم الموجودة في جميع المجرات في الكون؟

لحسن الحظ أن درب التبانة تعدّ مثالاً نموذجياً لأنواع المجرات الأخرى في الكون؛ فمعظم المجرات لها نفس العدد من النجوم مثل درب التبانة، ويقول البروفيسور غيلمور إنه يمكننا استخدام مجرتنا في المتوسط ​​لأنه في الكميات الفلكية، فإن 100.000 مليون (100 مليار) نجم إضافي لن يحدث فرقاً كبيراً، حسب الموقع الإسباني.

الرقم الكونيّ

هذا يعني أنه يمكن أن يكون لدينا فكرة عن العدد الإجمالي للنجوم إذا استطعنا حساب عدد المجرات الموجودة.. وهو شيء يمكن أن يعرفه الفلكيون.

يقول غيلمور "لمعرفة عدد المجرات في الكون، علينا أن نعرف مدى سطوع كل مجرة، وما إذا كانت مثل مجرة درب التبانة أو مختلفة تماماً".

وتابع "للقيام بذلك، نحتاج إلى معرفة المسافات إلى المجرات، وهو شيء يمكننا استخلاصه من الفهم الحديث للطريقة التي يتوسع بها الكون، والذي يعرف باسم قانون هابل".

يلاحظ البروفيسور غيلمور، من خلال استخدام قانون هابل، السرعة التي تبدو بها المجرات أثناء حركتها من أجل حساب سطوعها ومدى بعدها عنّا، وهكذا يمكن تحديد وإحصاء جميع المجرات على غرار درب التبانة.

النتيجة أن هناك حوالي 100،000 مليون (100 مليار) مجرة في الكون.. لكن تذكر أن كل مجرة لديها ما يقرب من 200،000 مليون (200 مليار) نجم.

لذا، للحصول على إجمالي عدد النجوم في الكون، علينا ضرب هذه الأرقام، سيعطي هذا عدداً كبيراً، ربما لم نسمع به من قبل.

الناتج 1 يتبعه اثنان وعشرون صفراً: أي عشرة سكستليون نجماً. وهو عدد كبير بشكل لا يوصف.

الآن، لنتجه إلى الشواطئ

في البداية، نحن بحاجة لمعرفة حجم جميع الشواطئ في العالم؛ سنحتاج لمعرفة طول وعرض وعمق الشواطئ الرملية لكوكب الأرض.

لذلك دعونا نبدأ بالسواحل.. نعم ليست الشواطئ، ولكن السواحل.

هذا شيء لا يمكن للخبراء الاتفاق عليه: السواحل متموجة ومتغيرة الشكل باستمرار، مما يجعل من المستحيل حساب كل التفاصيل بدقة.

ومع ذلك، تحدث مراسل بي بي سي مع رجل أعطاه رقماً.

غينادي دونشيتس، هو باحث في معهد Deltares، الذي يدرس المياه وكيفية إدارتها.

قدّر الباحث، مع فريق من العلماء، طولاً معقولاً لسواحل العالم والأجزاء منها التي تعتبر شواطئ رملية، وهم يرون إن حساب الطول الكلي لسواحل العالم هو في الواقع مهمة تافهة وبسيطة.

قياس السواحل

OpenStreetMap هو مشروع رسم خرائط تعاونية، يساهم فيه أكثر من مليوني شخص في جميع أنحاء العالم، ويقدم هذا المشروع معلومات لإنشاء خريطة شديدة التفصيل.

كما قدمت حكومات الولايات المتحدة وكندا والمملكة المتحدة بيانات هامة.

"باستخدام الخرائط المجانية مثل OpenStreetMap، يمكنك بسهولة حساب البيانات السواحل، وفقاً للبروفيسور دونشيتس.

وأضاف "عندما قمنا بذلك، وصلنا إلى الرقم التقريبي البالغ 1.9 مليون كيلومتر، وإذا قمت بحساب طول الساحل الذي لا يحتوي على مناطق جليدية، فهو يقع على بعد حوالي 1.1 مليون كم، حيث توجد حوالي 300 ألف كيلومتر من الشواطئ الرملية.

لذلك، حصلنا على طول الشواطئ الرملية في العالم: 300،000 كم، ولكن ماذا عن الحجم؟

هذا أكثر تعقيداً؛ فلا يمكن لخريطة ثنائية الأبعاد قياس العمق، ولكن من المقبول أن نقول أن معظم الشواطئ يبلغ عرضها حوالي 50 متراً وعمقها حوالي 25 متراً.

بعد ذلك، للوصول إلى الحجم، نقوم بضرب طول جميع الشواطئ في عرض وعمق الشاطئ المتوسط.

بالأمتار، لدينا 300 مليون للطول، مضروبة بـ 50 للعرض و 25 للعمق. النتيجة هنا 375،000 مليون (375 مليار) متر مكعب من الرمال.

الآن نحن بحاجة فقط إلى ضرب هذا العدد في عدد حبيبات الرمل الموجودة في المتر المكعب.

قام عالم يدعى غاري غرينبرغ بفحص الرمل تحت المجهر، وحسب حجم حبة الرمل الواحدة تبلغ حوالي عشر مليمتر.. هذا يساوي تقريباً سُمك ظفر الإصبع.

باستكمال العمليات الحسابية؛ لدينا هذا 10000 مليون (10 مليارات) حبة رمل في كل متر مكعب.

الآن، نعلم أن هناك 375،000 مليون (375 مليار) متر مكعب من الرمال وأن كل متر مكعب من هذه الأمتار يحتوي على 10،000 مليون (10 مليارات) حبة صغيرة.

لذا بضرب 375 مليار في 10 مليارات، نحصل على إجابة عن الكمية الإجمالية لعدد حبيبات الرمل على شواطئ كوكب الأرض.

نحصل على 3.75 وبجوارها 21 صفراً، أي أقل من 4 سكستليون حبة رمل.

كارل ساغان كان على حق منذ أكثر من 30 عاماً!

هناك حوالي 10 سكستليون نجم في الكون وأقل من 4 سكستليون حبة رمل على الكوكب.

يمكن كتابة هذه البيانات في صورة أرقام كما يلي:

• 10.000.000.000.000.000.000.000.000.000 نجم في الكون.

• 4.000.000.000.000.000.000.000 حبة رمل في جميع شواطئ العالم.

الآن لا شك لدينا أن النجوم تفوق عدد الرمال.

واقرأ أيضاً

هل أنت فيزيائي أو عالم فلك وأحياء أم ربما مهندس طيران؟ نقدم لك هذه الفرصة للعمل في الفضاء

هل يجيب داروين صاحب نظرية التطور على سؤال من أين أتينا؟