Ndugu yetu mpendwa,
Vitabu vya kosmolojia vinaelezea sifa zote za kipindi baada ya hatua sita za kwanza za uumbaji, zikifananisha na sifa za ulimwengu kama ulivyo leo. Materia ilikuwa tayari imeumbika na mwingiliano wa atomi kwa joto la juu ulikuwa umeanza. Kuundwa kwa atomi kulisaidia kuundwa kwa molekuli; kuungana kwa molekuli kulijaza ulimwengu na idadi kubwa ya vitu, na chini ya hali ya kimwili inayofaa, miili ya mbinguni ilianza kuumbika; jua, dunia, na sayari ziliundwa. Sifa ya kawaida ya kipindi hiki ni… Chini ya joto hili, ulimwengu wote haukuwa giza kama sasa, bali ulikuwa unang’aa sana.
Kadiri dutu la gesi lilipozidi kuongezeka na kupoa kwa muda, thamani za msongamano ziliongezeka, na sayari tunazozijua zikaanza kuumbika kutoka kwa dutu iliyokuwa ikizidi kuwa ngumu. Inakadiriwa kuwa ulimwengu ulikuwa bado katika hali ya wingu la gesi la hidrojeni na heliamu, hata baada ya miaka 700,000 ya kwanza. Lakini ulimwengu haukukunjamana hadi kufikia hatua moja na kuwa galaksi moja; badala yake, mabilioni ya vituo vya galaksi viliundwa. Sasa, ni nini kilichosababisha ulimwengu kubaki katika hali ya wingu la gesi? Au kwa nini haukukunjamana hadi kufikia hatua moja?
Kwa miaka mingi, kosmolojia imekuwa ikijiuliza swali hili, na mnamo 1973, mwanafizikia wa kinadharia na mtaalamu wa mashimo meusi, Roger Penrose, alijaribu kuhesabu nguvu ya uumbaji wa kwanza. Alikutana na chembe ndogo ndogo, ndogo kuliko protoni iliyoundwa na Big Bang. Hizi hazikuundwa kutokana na kuanguka kwa nyota kama shimo jeusi, bali ziliundwa wakati wa uumbaji wa kwanza. Hizi chembe nyeusi, ingawa ni ndogo kuliko atomi, hufanya kama shimo jeusi, zikimeza chochote kinachokuja mbele yao. Lakini imegundulika kuwa zinaacha alama nyuma.
Mawingu ya hidrojeni na heliamu yalionekana kukusanyika kuzunguka vituo hivi vya mvuto mkubwa, na hivyo kuunda kiini cha mabilioni ya galaksi. Ulimwengu ulikuwa ukifunguka na kuanza kuchukua umbo kutoka kwa mchanganyiko wa kikosmiki, wingu la gesi, katika hali ya karibu. Wakati ulimwengu ulikuwa ukichukua umbo, Kurani pia ilitangaza mabadiliko haya makubwa yaliyokuwa yakimpa umbo na sura:
Kama viumbe hai, nyota pia hupitia hatua za utoto, ujana, na ukomavu, kisha hatimaye kuzeeka na kufa. Kati ya galaksi, kuna mawingu ya gesi na vumbi, ambayo ndiyo malighafi ya nyota. Katika galaksi yetu, Milky Way, gesi na vumbi hivi hupatikana kwa wingi zaidi katika mikono ya ond inayotoka katikati ya galaksi.
Athari ya kinachoitwa “uzay” husababisha jambo la nyota kuungana na kuongezeka kwa msongamano katika mawingu makubwa na maumbo ya duara. Katika hatua za mwanzo za kuundwa kwa nyota, mawingu yaliyosongamana ni ya muundo mwembamba sana kiasi kwamba hayana nguvu ya mvuto. Kwa hiyo, bado haijaelezewa kikamilifu jinsi mawingu ya gesi na vumbi yanavyoweza kuungana na kuongezeka kwa msongamano.
Wingu linalokusanyika na kuongezeka, huanza kupata joto kutokana na migongano inayoongezeka kadiri linavyoshinikizwa katika mchakato unaochukua mamilioni ya miaka. Migongano hii hatimaye husababisha wingu kuwaka na kung’aa. Awali, hutoa mionzi kama vile infrared na mawimbi ya redio.
Wakati nyota inazaliwa, sehemu ya nje ya kundi la gesi huporomoka polepole sana; sehemu za katikati huporomoka kwa kasi. Wingu linapozidi kuongezeka, litaanza kutoa mwanga zaidi, hatimaye kung’aa ndani ya vazi la vumbi jeusi lililolizunguka. Wakati nyota inapoanza kung’aa, diski huundwa kuzunguka nyota iliyozaliwa. Juu na chini ya diski hii, upepo mkali wa gesi moto unaotoka kwa pande tofauti huondoa sehemu kubwa ya wingu la gesi asili lililokuwa likizuia kuonekana kwa nyota iliyozaliwa. Hivyo, nyota huanza kuonekana katika uwanja wa maono wa darubini za kawaida. Baada ya nyota kuonekana na kufikia umri fulani, nishati inayozalishwa katikati yake huzuia nyota isiporomoke zaidi. Nishati hii hutoa shinikizo la kutosha kusimamisha kuporomoka kwa maada na kujaribu kutoroka. Hivyo, nyota hufikia usawa.
Kwa darubini za kawaida, hatuwezi kuona nyota zinazozaliwa katika mawingu ya gesi ya nyota. Hii ni kwa sababu gesi na vumbi katika mawingu ya nyota, kwa ukubwa sawa na chembe za moshi wa sigara, hufyonza mwanga unaopita kupitia wingu. Kwa hivyo, tunaona mawingu kama silueti nyeusi dhidi ya nyota. Kuzaliwa kwa nyota kunaweza kuchunguzwa tu kwa darubini za infrared. Darubini ya infrared iliyoboreshwa iliwekwa kwa mara ya kwanza kwenye satelaiti iliyozinduliwa mwaka 1983. Darubini hii iligundua maelfu ya nyota wachanga waliofichwa katika kina cha mawingu ya nyota.
Ili wingu la gesi lililokolea liweze kuwa nyota, lazima liwe na ukubwa fulani. Ikiwa mawingu ya gesi yanayoungana hayatoshi, tutakutana na uundaji tofauti. Wakati huu, hatutashuhudia kuzaliwa kwa nyota, bali kwa sayari. Hivyo ndivyo mfumo wa nyota na sayari zake unavyoundwa: kwa upande mmoja, nyota zinaundwa, na kwa upande mwingine, mawingu madogo ya gesi yanayozunguka nyota hizo huunda sayari.
Katika ulimwengu, kuna nyota ndogo kama moja ya kumi ya ukubwa wa Jua, na pia nyota kubwa mara mia ya ukubwa wa Jua. Ikilinganishwa na Jua, nyota zinaweza kuainishwa kama ifuatavyo: nyota ndogo zenye mwanga hafifu kuliko Jua na joto la uso wa 3,000 °C, nyota za ukubwa wa kati kama Jua zenye joto la uso wa 6,000 °C, na nyota kubwa zenye joto la uso wa 30,000 °C au zaidi.
Kinyume na inavyodhaniwa, nyota zenye masi kubwa zina maisha mafupi. Hii ni kwa sababu kiini cha nyota hizi ni mnene na moto zaidi, na hivyo mmenyuko wa nyuklia ni mkali zaidi. Kwa hiyo, zina uso unaong’aa zaidi. Nyota yenye masi kubwa hutumia mafuta yake ya nyuklia haraka, na hivyo hutumia mafuta yake yote kwa haraka zaidi. Nyota yenye masi ndogo, ingawa ina mafuta kidogo, hutumia mafuta hayo kidogo kidogo na kuishi maisha marefu zaidi.
Tunajua kuwa kuna uhusiano rahisi kati ya shinikizo na joto la gesi. Tunapopasha gesi katika chombo kilichofungwa, shinikizo lake huongezeka, na tunapopunguza joto, shinikizo pia hupungua. Kwa hivyo, tukifikiria joto la mamilioni ya nyuzi katika kituo cha nyota, tunaweza kukisia shinikizo kubwa lililopo. Tunajua kuwa joto hili huzalishwa na athari za nyuklia. Kila nyota iko chini ya ushawishi wa nguvu ya mvuto ambayo inasogeza na kubana atomi za elementi zake. Kadiri ukubwa wa nyota unavyoongezeka, ndivyo nguvu ya mvuto inavyoongezeka. Nguvu hii, inayoelekea ndani, inalinganishwa na nguvu ya mlipuko wa nyuklia unaoelekea nje. Mchakato muhimu zaidi unaotoa uhai na kuendeleza maisha ya nyota ni ubadilishaji wa hidrojeni kuwa heliamu kupitia mchakato wa muungano (fusion). Lakini mapema au baadaye, mafuta hupungua na reaktor huanza kusita. Katika hali hii, usaidizi wa shinikizo unahatarishwa na nyota huanza kupoteza vita yake ya muda mrefu dhidi ya mvuto wa kimaumbile.
Nyota hupitia mabadiliko yanayolingana na ukubwa wao kadiri wanavyomaliza mafuta yao. Namba 1.44 inalingana na ukubwa wa Jua, na nyota ndogo kuliko mara 1.44 ya ukubwa wa Jua hatimaye huwa; zile kubwa zaidi huwa, na kisha kuwa. Ikiwa ukubwa wa nyota ni mkubwa kuliko mara 1.44 ya ukubwa wa Jua, nyota hizo kubwa hazibaki kama nyota kibete. Joto na msongamano wa ndani huongezeka zaidi, na mafuta yaliyobadilika kuwa chuma, nikeli, kromiamu, na kobalti hayawezi kuwaka tena. Joto na shinikizo huunganisha elektroni na protoni na kuzibadilisha kuwa neutroni. Kiini cha chuma kiko katika umbo la mpira wenye kipenyo cha kilomita 100. Na nyota hupasuka kwa kutoa mwanga mara bilioni moja kwa joto kali. Hii ni mlipuko wa supernova. Mlipuko huo huanzisha wimbi la mshtuko na mtiririko wa neutrino. Nyenzo iliyolipuka hutawanywa angani kama mawingu ya gesi.
Kimsingi, sisi, kwa mwili wetu wa kimwili, tulikuwa sehemu ya nyota fulani zamani. Huenda nyota hiyo ilikuwa kubwa kuliko Jua letu, na ilikuwepo muda mfupi baada ya kuumbwa kwa ulimwengu, yaani, katika miaka mia chache ya kwanza.
Wakati huo, ulimwengu ulikuwa karibu kabisa na hidrojeni. Mfumo wa jua na Dunia, ambayo sisi ni sehemu yake, pia ilijengwa juu ya elementi hii. Hidrojeni ilikuwa mama wa kila kitu, na kila kitu kilichokuwa ulimwenguni kilitokana na atomi hii rahisi ya hidrojeni. Kisha, kwa mabilioni ya miaka, hidrojeni ilichakatwa katika tanuri ya nyuklia na kubadilishwa kuwa heliamu. Hivyo, maisha yamepita. Wakati mafuta katika tangi yalipoanza kuisha, kifo kilionekana upeo wa macho. Kwanza, mikazo ilianza. Wakati tanuri ilipoanza kuzima, masi ya nyota kubwa ilianguka. Kuanguka huko kulianzisha athari mpya za nyuklia kwa kuongeza shinikizo. Hivyo, mfululizo wa elementi, kutoka kaboni hadi chuma, uliundwa.
Maisha ya mabilioni ya miaka yalikoma kwa muda wa sekunde chache. Chembe za atomu katika kiini cha nyota ziliyeyuka na kubadilika kuwa neutroni kwa sekunde chache tu, huku sehemu za karibu na uso zikipulizwa angani kwa kasi ya kilomita milioni kumi kwa sekunde. Ulikuwa ni wakati wa kutisha ambapo joto la mabilioni ya nyuzi lilitolewa na mwangaza ukafikia ule wa jua bilioni moja. Wakati huo huo, elementi nzito kuliko chuma pia ziliundwa.
Nishati kubwa iliyotolewa huongeza joto kwenye tabaka za nje za nyota, kiasi kwamba kwa muda mfupi, athari mpya za muunganisho wa nyuklia zinaweza kutokea, athari ambazo huchukua nishati badala ya kuitoa. Katika tanuru hii, pamoja na chuma, elementi nzito nyingine kama vile dhahabu, risasi na urani pia huzalishwa. Elementi hizi, pamoja na elementi nyepesi kama vile kaboni na oksijeni ambazo tayari zimeshatengenezwa, hutawanywa angani na kuchanganywa na mabaki ya milipuko mingi ya supernova. Katika enzi zinazofuata, vizazi vipya vya nyota na sayari huundwa kwa elementi hizi nzito.
Kwa sayari yetu, elementi kama kaboni, oksijeni, dhahabu, shaba, fedha, na hatimaye uumbaji wa uhai, zimeletwa na matukio ya kimbingu ya ajabu na makubwa yanayoitwa ‘supernova’. Kaboni na oksijeni, ambazo ni chanzo cha uhai, pete za fedha na dhahabu tunazovaa, mabamba ya risasi kwenye paa zetu, kiini cha vijiti vya mafuta ya urani katika mitambo yetu ya nyuklia, ni maumivu ya kifo ya nyota zilizokufa zamani kabla ya kuwepo kwa Jua letu.
Kama inavyoonekana, mlipuko wa supernova una jukumu la kusababisha usambazaji wa jambo kutoka sehemu moja hadi nyingine katika ulimwengu. Mabaki ya nyota yaliyosambaratika kutokana na mlipuko huo hukusanyika katika pembe nyingine za ulimwengu, na kuunda nyota mpya au mifumo ya nyota. Jua, sayari zilizomo katika mfumo wa jua, na bila shaka Dunia yetu, zilitokana na mlipuko wa supernova uliotokea zamani sana. Katika ulimwengu huu usio na mipaka ambapo mwanadamu ataundwa kama matunda, mabadiliko haya ya jambo na hatua kwa hatua kuelekea lengo fulani, yanaonyesha waziwazi mwingiliano wa Elimu, Nguvu na Uamuzi, na rehema na ukarimu.
Salamu na dua…
Uislamu kwa njia ya maswali
