ظاهرة ظل المطر

- ظاهرة ظل المطر، ما هي وكيف تحدث؟



ما هي ظاهرة ظل المطر؟
تُعرف ظاهرة ظل المطر "Rain Shadow" بأنها تحدث عند اعتراض الجبال للرياح الرطبة، إذ تجبرها على الصعود إلى أعلى نحو سفوحها، فيبرد الهواء وتتكثف الرطوبة وتهطل الأمطار في الجهة المقابلة لهبوب الرياح، وعندما تهبط هذه الرياح في الجهة المعاكسة للجبال تتلاشى الغيوم بفعل هبوط الرياح، لتقع الجهة الأخرى تحت تأثير ما يسمى بظاهرة ظل المطر.

صورة توضيحية لظاهرة ظل المطر



تعاني المناطق التي تتأثر بظاهرة ظل المطر بارتفاع درجات الحرارة؛ نظرا لحركة الرياح الهابطة التي تسخن ذاتيا كما أن قلة الرطوبة عامل مساعد على ارتفاع الحرارة ظهرا وانخفاضها بسرعة ليلا.
ويُلاحظ أيضا أن الغطاء النباتي الذي يكون في الجهة المقابلة مباشرة للرياح الرطبة يكون كثيف الخضرة ومليء بالأشجار، أما الجهة الأخرى المعاكسة فتعاني من قلة الغطاء النباتي وربما التصحر.



أمثلة على أماكن حدوث ظاهرة المطر:
ويوجد الكثير من الأمثلة على المدن العربية التي تقع تحث تأثير ظاهرة ظل المطر، وأهمها: العاصمة الأردنية عمان، حيث تصل كمية الأمطار في الأجزاء الغربية منها (المقابلة للرياح الغربية الرطبة القادمة من البحر المتوسط) إلى أكثر من 500 ملم وتكون درجات الحرارة معتدلة، بينما الجهة الشرقية منها والمعاكسة لاتجاه الرياح تصل بها كمية الأمطار إلى أقل من 250 ملم ودرجات حرارة أقل اعتدالا.

وتعتبر جبال لبنان من أبرز الأمثلة على ظاهرة ظل المطر، فالجزء الغربي من جبال لبنان تكسوها الغابات الكثيفة، ولكن الجزء الشرقي منها قليل الغطاء النباتي.

وتدخل أيضا المرتفعات الجنوبية الغربية السعودية ضمن تأثير هذه الظاهرة، مثل منطقة السودا والباحة وغرب عسير وجبال فيفا، حيث تكثر بها الأمطار الغزيرة، بينما الأجزاء الشرقية منها مثل نجران وبيشة تتأثر بأمطار أقل وأجواء أكثر جفافا.

أجمل وأبسط الكتب المترجمة لتبسيط وتقريب ميكانيكا الكم (لغير المختصين)

من أجمل وأبسط الكتب المترجمة لتبسيط وتقريب ميكانيكا الكم (لغير المختصين) وعشاق الكم من طلاب مدارس وجامعات ...
- الكون الأنيق ل برايان غرين 

تحميل

- من الذرة الى الكوارك ل سام تريمان 

تحميل


- القفزة الكمومية ل فريد وولف

تحميل 

الة الزمن

☆••••• "آلة الزمن" •••••☆
---------------------------------------

نجاح علماء في محاكاة عكس اتجاه الزمن باستخدام حاسوب كمومي "نظريًا"!

كشف هائل يتناقض مع قوانين الفيزياء الأساسية، ويمكن أن يغير فهمنا للعمليات التي تحكم الكون. إذ تمكّن الباحثون من العودة بالزمن إلى الخلف في تطور يمثل تقدمًا كبيرًا في فهمنا للحواسيب الكمومية، باستخدام الإلكترونات والعالم الغريب لميكانيكا الكم في تجربة تشبه إعادة كرات البلياردو إلى مكانها بعد ضربها بالعصا.

يرى أي شخص شاهد الحدث أن الحاسوب يبدو كما لو سار بالزمن إلى الوراء. ويتوقع الباحثون «من معهد موسكو للفيزياء والتكنولوجيا-MIPT» وبمساعدة زملائهم في سويسرا والولايات المتحدة - أن تتحسن هذه التقنية لتصبح أكثر موثوقية ودقة مع مرور الوقت.

قال كبير الباحثين الدكتور «غوردي ليسوفيك- Gordey Lesovik» والذي يرأس مختبر فيزياء المعلومات الكميّة في« MIPT»: "لقد أنشأنا محاكاة لحالة تتطور في اتجاه معاكس لاتجاه السهم الديناميكي الحراري للوقت."

ولكي تفهم المشكلة، عليك أن تعرف أن الوقت يمر في اتجاه واحد، إلى الأمام. فالأولاد الصغار يكبرون ولا يصغرون؛ وأكواب الشاي التي تسقط، تتحطم ولكن أبدا لا يُعاد تجميعها تلقائيا ولن تشاهد الزمن يجمعها تلقائيًا. والسبب في هذه الخاصية القاسية وغير المتماثلة للكون، والتي تسمى "سهم الزمن"، هي في الأساس نتيجة للقانون الثاني للديناميكا الحرارية، والذي يفرض أن الأنظمة سوف تميل دائمًا إلى أن تصبح أكثر اختلالًا وفوضى بمرور الوقت.

تتكون "آلة الزمن" الموضحة في مجلة "التقارير العلمية"-إن جاز لنا استخدام تلك التسمية غير العلمية حتى هذه اللحظة- من حاسوب كمّي بدائي مكون من "بتات كمومية" إلكترونية. و«البت الكمومي-qubit» هي وحدة من المعلومات الموصوفة بالـ "واحد" أو "صفر" أو "تراكب" مختلط لكلتا الحالتين.

إن توقفت عند هذا الحد من المقال، فلا شك أنك ستكوّن معلومة مغلوطة عن الموضوع، فالعلم دائمًا معني بالتجربة وتفاصيلها لأنها توضّح الحجم الحقيقي للخبر وهل عكس العلماء الزمن حقًا أم أنها مجرد محاكاة نظريّة بسيطة، وهو ما لا يتنافى مع أهميتها.

في التجربة، تم إطلاق "برنامج للتطور" والذي تسبب في أن تصبح «البتات الكمومية» نمطًا متغيرًا يتزايد تعقيدًا من الأصفار والآحاد. خلال هذه العملية، فُقد النظام تمامًا كما هو متوقع عند ضرب كرات البلياردو بالعصا وانتشارها على الطاولة في بداية اللعبة، ولكن بعد ذلك قام برنامج آخر بتعديل حالة الحاسوب الكمومي بحيث تتطور "للخلف"، أي من الفوضى إلى النظام، هذا يعني أن حالة «البتات الكمومية» قد عادت -نظريًا- إلى نقطة البداية الأصلية، أي قبل ضرب كرات البلياردو بالعصا.

تعمل معظم قوانين الفيزياء في كلا الاتجاهين، في المستقبل والماضي. على سبيل المثال، إذا رأيت مقطع فيديو لكرة البلياردو تضرب أخرى، ثم عُكس ذلك الفيديو، فستكون العمليات الفيزيائية منطقية وسيستحيل على مستوى الفيزياء معرفة الاتجاه الصحيح للحادثة، لكن للكون قاعدة واحدة تسير في اتجاه واحد فقط وهي «القانون الثاني للديناميكا الحرارية»، الذي يصف التطوّر من النظام إلى الاضطراب.

إذا شاهدت مقطع فيديو لشخص يضرب مثلثًا منتظمًا ومرتبًا بشكل مثالي من كرات البلياردو لينشرها في فوضى على الطاولة مثلاً، عندئذٍ يكون من الواضح أن مشاهدة انعكاس العملية، أي عودة الكرات من حالة الانتشار لتنتظم بشكل مرتب بشكل مثالي، أمر غير منطقي. التجربة الجديدة تشبه إعطاء طاولة البلياردو ضربة  محسوبة بدقة هائلة، لتعود الكرات إلى أماكنها لتشكّل هرمًا منتظمًا.

وجد العلماء أنه بالعمل مع اثنين من «البتات الكمومية» فقط، تحقق ما يمكن تسميته نظريًا بـ "انعكاس الزمن" بمعدل نجاح بلغ 85 في المائة، ولكن عندما شاركت ثلاث وحدات من «البتات الكمومية»، زادت الأخطاء، وبلغ معدّل النجاح 50 في المائة.

يتوقع الباحثون القائمون على هذا الاكتشاف خفض معدل الخطأ بتطوير الأجهزة المستخدمة، كما يمكن للتجربة أن تساعد في تطوير الحواسيب الكمومية. إذ يختم الدكتور ليسوفيك قائلًا: "قد يمكننا تحديث الخوارزمية الخاصة بنا واستخدامها لاختبار برامج مكتوبة خصيصًا للحواسيب الكمومية، ومن ثم يمكننا القضاء على الضوضاء والأخطاء."

ولكن ماذا عن غير الفيزيائيين بيننا، هل تقرّبنا الدراسة من صناعة "آلة الزمن" التي طالما حلمنا بها؟ يجيبنا «أنيمش داتا» الأستاذ المشارك في الفيزياء النظرية في جامعة وارويك، بعد إلقاء نظرة على الدراسة قائلًا: "لا"!

وصف «أنيمش داتا» الدراسة بأنها "مثيرة للاهتمام" ، مضيفًا: "إنها مثال على أنواع الأشياء الإبداعية التي يمكن للمرء أن يحاكيها على الحواسيب الكمومية"، وقال: "يمكنك مقارنة هذا بتشغيل فيديو في الاتجاه المعاكس". "يمنحك هذا الشعور بأن العالم يتراجع، لكنه شعور فقط. العالم لا يتغير فعليًا."

علينا الحذر أثناء إيصال العلوم والأخبار لغير المتخصصين، فنشر فكرة "النجاح في صنع آلة الزمن" سيُفقد الكثيرين المصداقية في العلم وسيكسب ميكانيكا الكم والحواسيب الكمومية سمعة سيئة. قد ينتظرنا مستقبل مليء بالمفاجآت مع ميكانيكا الكم والحواسيب الكمومية تحديدًا. ولكن العلم لا يحقق قفزات مفاجئة، فالعلم تدريجي ويُبنى كالجدار، فاللبنات الأولى ضرورية لتحقيق الشكل النهائي للجدار. دعونا نتابع الخبر بكثير من الحرص، وننظر لمستقبل قد يصعب تخيله حاليًا بالتأكيد.
                          المصدر
https://phys.org/news/2019-03-physicists-reverse-quantum.html

تمكن العلماء من قياس وزن مجرة درب التبانة لاول مرة

تمكن العلماء من "قياس وزن" مجرة "درب التبانة" لأول مرة على الإطلاق، بعد محاولات دامت سنوات عديدة نظرا لصعوبة هذه المهمة. وكشف العلماء من خلال نتائج دراسة رائدة، أن وزن مجرة درب التبانة يبلغ ما يقارب 1.5 تريليون شمسنا.

وقالت لورا واتكينز من المرصد الأوروبي الجنوبي الذي يترأس الدراسة: "لا يمكننا الكشف عن المادة المظلمة مباشرة، وهذا ما يؤدي إلى عدم اليقين الحالي بشأن كتلة درب التبانة، نظرا لأنه لا يمكن قياسها بدقة ولا تمكن رؤيتها"، وهذا هو السبب في أن التقديرات السابقة لوزن درب التبانة اختلفت بشدة، حيث تراوحت بين 500 مليار و3 تريليون كتلة الشمس.

لكن تقنية وزن جديدة ثورية ظهرت مؤخرا، تأخذ بعين الاعتبار المادة المظلمة، وهو أمر في غاية الأهمية لأن المادة المظلمة تشكل نحو 90% من كتلة درب التبانة.

وتساوي كتلة شمسية واحدة 2×10 قوة 30 كيلوغراما، لكن وزن مجرة درب التبانة يصل إلى 1.5 تريليون مرة من الكتلة الشمسية،(تساوي كتلة شمسية واحدة كتلة الشمس أو نحو 332.950 مرة كتلة الأرض).

وتمكن العلماء من معرفة هذا العدد الفلكي العالي من خلال قياس سرعة العناقيد الكروية، وهي مجموعات كثيفة من النجوم تدور حول القرص اللولبي لدرب التبانة.

ومن خلال الجمع بين البيانات من تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا ومرصد الفضاء غايا التابع لوكالة الفضاء الأوروبية، كشفت هذه البيانات كيف تتحرك الأجسام عبر درب التبانة، ما سمح للعلماء بإجراء قياسات دقيقة للغاية.

والآن بعد أن عرف العلماء كتلة درب التبانة، فإنه سيكون من السهل إجراء قياسات كونية دقيقة أخرى.

نماذج اسئلة الشهر الاول

فيزياء عاشر

تحميل

فيزياء تاسع

تحميل

علوم سابع

تحميل

علوم سادس

تحميل

احياء عاشر

تحميل

احياء تاسع

تحميل 

ما لا تعرفه عن مبدأ اللايقين لهايزنبرج

جاء اكتشاف هايزنبرك في علم الفيزياء تحديدًا اكتشافه ميكانيكا الكم، فالميكانيكا هي ذلك الفرع من علم الفيزياء الذي يهتم بالقوانين العامة للتحكم في حركة الأشياء المادية. إنه أهم فروع علم الفيزياء، وفي السنوات الأولى من القرن العشرين، أصبحت قوانين الفيزياء المعروفة غير قادرة على تفسير حركة الأشياء الصغيرة كالذرات وجزيئات الذرات، وكان شيئا محيراً ومقلقاً أيضاً حيث كانت تلك القوانين قادرة على تفسير الأشياء الأكبر حجماً من الذرة أما الذرة وما دونها فلم تجد قوانين تفسر حركتها. وفي سنة 1925 قدم فرنر هيزنبرك قوانين جديدة تختلف تماماً عن تلك الصيغ التي قدمها نيوتن قبل ذلك. أما نظرية هايزنبرك - وقد أدخل عليها عدد آخر من العلماء بعض التعديلات - فأصبحت قادرة على تفسير حركة كل لأشياء صغيرها وكبيرها. ومن أهم نتائج نظرية هيزنبرج في تفسير حركة الذرات مبدأ اسمه مبدأ عدم التأكد (مبدأ الشك). هذا المبدأ الذي وضع صيغته سنة 1927. ويعتبر هذا المبدأ من أعظم المبادئ أثراً في تاريخ العلم الحديث حيث أنه يضح حدوداً لقدرة الإنسان على قياس الأشياء.

فهذا المبدأ معناه أنه لا يمكن قياس خاصتين فيزيائيتين (كالمكان والسرعة) لجسيم كمي (كالإلكترون) بلحظة معينة دون وجود قدر من عدم التأكد من أحد الخاصيتين أو كليهما. فإذا عرفنا مكان الإلكترون بلحظة أصبح متسحيلا معرفة سرعته بدقة، لأن إلكترونا متحركا في لحظة من الزمن (خلال فترة زمنية تتناهى إلى الصفر) سيبدو ساكنا. فإذن هناك قدرا لا يمكن معرفته ولا نستطيع أن نكون على يقين منه. أما نتائج هذا المبدأ فشيء هائل حقاً، فإذا كانت القوانين الأساسية للفيزياء تمنع أي عالماً مهما كانت ظروفه مثالية، من أن يحصل على أية معلومات مؤكدة، فمعنى ذلك أنه لا يستطيع أن يتنبأ بحركة أي شيء مستقبلاً. ومعنى هذا المبدأ وتطبيقاً له فإن أي تعديل أو تطوير في وسائلنا في المعرفة لن يمكننا من التغلب على هذه الصعوبة.

ومبدأ عدم اليقين هذا معناه أن علم الفيزياء لا يستطيع أن يفعل أكثر من أن تكون لديه تنبؤات إحصائية فقط. فالعالم الذي يدرس الإشعاع الذي مثلا، يمكنه أن يتنبأ فقط بأن من كل ألف مليون ذرة راديوم مليونان فقط سوف يصدران آشعة جاما في اليوم التالي، كما أنه لا يستطيع التنبؤ أي نوع من ذرات الراديوم سوف يفعل ذلك. ولكن يمكننا القول أنه كلما زادت عدد الذرات كلما زاد عدم التأكد وكلما نقصت كلما زاد التأكد. وكانت هذه النظرية مقلقة لدرجة أن عالماً كبيراً بوزن آينشتاين قد رفضها أول الأمر. وهو الذي قال " إن عقلي لا يستطيع أن يتصور أن الله يلعب النرد بهذا الكون " متناسياً إدراكه الشخصي وإدراك الله، ومع ذلك لم يجد العلماء أمامهم إلا قبول هذه النظرية التي اهتدى إليها هايزنبرك.

  نتائج نظريته الهامة
ومن الواضح أن نظرية الكم هذه لها نتائج أعمق من نظرية النسبية لأينشتاين وكانت لها آثار فلسفية عميقة. ومن نتائج هذه النظرية أننا استخدمنا الميكروسكوب الإلكتروني وآشعة الليزر والترانزستور، كما أن لفيزياء الكم نتائجها العلمية في الفيزياء النووية والطاقة النووية، وهي أساس معلوماتنا عن الطيف الضوئي. كما أنها تستخدم في الفلك وفي الكيمياء كما أننا نعتمد عليها في معرفة خواص الهيليوم السائل والتكوينات الداخلية للنجوم ومغناطيسية الحديد والإشعاع النووي. يذكر أن هناك من اهتموا وساهموا في نظرية الكم في الميكانيكا أمثال : ماكس بلانك، ألبرت أينشتاين، ونيلس بور والعالم الفرنسي لويس دي بروي كما ساهم فيها بعد نشرها عدد آخر من العلماء كالعالم النمساوي إرفين شرودنغر والعالم الإنجليزي بول ديراك، كلاهما قد أضاف تصوراً جديداً إلى ميكانيكا الكمّ بالإضافة إلى تصور هايزنبرغ المبني على ميكانيكا المايتركس، فتصور شرودنغر مبني على معادلة شرودنغر وتصور ديراك المبني على معادلته

مكتبة الكتب الالكترونية بصيغة pdf اكثر من 50 الف كتاب

 مكتبة الكتب الالكترونية

 لغة المكتبة : اللغة العربية .
التسجيل : غير مطلوب.
التخصصات : المكتبة متعددة التخصصات العلمية.
التحميل : مجاني بدون قيود.
لغة الكتب : كل الكتب باللغة العربية .
التحميل من المكتبة .
التحميل بسيط يمكن استخدام القسم الذي تريده ثم الضغط على الكتاب او استخدم زر البحث الرئيسي ثم اضغط على النتيجة التي تناسب بحثك بعدها اضغط على زر التحميل وفقط.

ولزيارة المكتبة : اضغط هنا

توماس أديسون الرجل الذى أضاء العالم عبقري أم لص إختراعات

البعض يراه أعظم المخترعين فى تاريخ البشرية , فهو العبقرى صاحب الألف أختراع والذى أضاء العالم بمصباحه الكهربائى , والبعض الأخر يراه رجل أعمال ذكى ولص اختراعات محترف , عرف كيف يحول الأفكار والاختراعات إلى ألات حقيقية ميدة للبشرية

وبين هذا وذلك يبقى “توماس أدسون” أحد اعظم العقول البشرية على الأطلاق والتى ساهم فى تحقيق البشر لقفزات خارقة نحو الحضارة والعلم

ولد “توماس اديسون” بـ “اوهايو” في عام 1847 ، وكان الطفل السابع والاخير لأبوية ، كما كان ضمن ثلاثة اطفال فقط بقوا علي قيد الحياة في مرحلة الطفولة المبكرة

كبر وترعرع “اديسون” مع اخ واحد واختين ، ولكن اضطر والده “صموئيل اديسون” ان يسافر الي الولايات المتحدة هرباً من اعتقاله ، وذلك لانه ثار علنا ضد الحكم البريطاني عندما كان في كندا مسقط رأسه .

كان” توماس اديسون” طفل فضولي جدا، ويسأل باستمرار ، وكلها تساؤلات عن العالم من حوله ، وفى سن السبع سنوات اصيب “اديسون” بالحمى القرمزية، وهو المرض الذي ربما ساهم في فقدان السمع للمخترع المستقبلي بطريقة تدريجية

بدأ “اديسون” الذهاب الي المدرسة ، ولكنه حضر هناك فقط بضعة اشهر ، ويرجع ذلك الى استاذه الذي كان لا يوافق علي اسئلة “اديسون” الكثيرة والتي كانت مصدر ازعاج له واشار اليه بانه “فاشل ” ، فاستاء “اديسون” كثيرا وركض الي المنزل لكي يحكي لوالدته ما حدث معه ، فقررت ان تسحب ابنها سريعا من المدرسة وقررت انها سوف تقوم بتعليمه في المنزل ، فهي كانت مدرسة سابقة ، وبالفعل بدأت في تقديم اعمال لشكسبير وديكنز الي ابنها ، كما انها قدمت له العديد من الكتب العلمية ، وشجعه والده كثيرا علي فعل ذلك ، فكان يدفع له فلساً لكل كتاب يقرأه ، مما ساعد “اديسون” علي امتصاص الكثير من المعرفة فى سن مبكرة

كتب العلم التي قرأها “اديسون” كانت سبب في انه يستوحي بعض الافكار ، مثل انشاء مختبره الاول في قبو والديه ، فقام بادخار العديد من البنسات لكي يشتري بهم بطاريات ، وانابيب اختبار ، ومواد كيميائية ، وكان سعيد الحظ حيث قامت والدته بدعمه كثيرا ولم تغلق المختبر حتي وان حدث انفجار صغير او تسرب لاي مواد كيميائية

ولكن تجارب “اديسون” لم تنتهي عند هذا الحد ، وانما بدأ مع صديق له في خلق نظام خاص بالتلغراف ، وكانت هذه التجربة تكملة لاختراع “صموئيل مورس” عام 1832 ، ولكنهم لم ينجحوا من المرة الاولي ، فبعد عدة محاولات بائت بالفشل استطاعو ان ينجحوا اخيرا وان يرسلوا ويستقبلوا الاشارات والرسائل علي الجهاز

اقنع “اديسون” البالغ من العمر 12 عاما فقط والديه بالسماح له في الحصول على وظيفة فى السكك الحديدية ، فعمل صبي بائع للصحف للركاب الموجودين بالقطار

وبمجرد بداية الحرب الاهلية الأمريكية عام 1861 ، بدأ “توماس اديسون” في طريقه ليكون رجل اعمال ، فاعماله التجارية اخذت شكل وانطلاقة حقيقية ، فبدأ شراء الصحف لمواكبة احدث الاخبار عن القتال والحرب ، ليحصل بتفكر ذكى على الحق الحصري في بيع هذه الصحف ، هذا العمل البسيط جعل “اديسون” ينطلق للعديد من المشاريع الريادية ، كما انها جعلته يكتشف مواهبة كرجل اعمال , ليعمل بعدها لفترة من الزمن كمشغل تلغراف ولكن لسوء الحظ انه كان يفقد السمع بالتدريج مما اثر علي قدرته على هذا العمل

كان “اديسون” يتوق دائما الي تحد اكبر ، فهو دائما حريص علي تطوير معرفته العلمية ، فعمل اديسون علي دراسة التجارب القائمة علي الكهرباء لتبدأ انطلاقة ” اديسون” فى عالم الاختراعات التى بدأت باختراعه أول ألة تليغراف وليس هذا فقط بل اخترع أيضاً آلة تسجيل الأصوات وكانت لهذه الآلة قصة غريبة، فعندما أخبر مساعديه أنه ينوي اختراع آلة تتكلم سخروا منه ، ولكن بعد 30 ساعة من العمل المتواصل فاجأ “إديسون” العالم باختراع أول آلة تسجل الأصوات وكان هذا غريباً على العالم لدرجة أنهم أطلقوا عليه اسم “الساحر”
كان “إديسون” أول من فكر في اختراع جهاز ينقل الكلام عبر الأسلاك رغم أن العالم اخر سبقه في اختراع أول هاتف، ولكن “اديسون” عام 1879 اخترع الهاتف الكهربي فكان هذا العام بدايةً لتغيير العالم

ولم يمضي الكثير حتى اخترع “إديسون” الاختراع الذي سبب شهرته حتى الآن وهو المصباح الكهربي

بدأت قصة اختراع المصباح الكهربائي حين مرضت والدته مرضاً شديداً، فقرر الطبيب أن يجري لها عملية جراحية فورية ولكن هناك مشكلة لأن الوقت كان ليلاً ولا يوجد ضوء كافي ليرى الطبيب ما يفعل في هذه العملية الدقيقة، لذا اضطر للانتظار حتى شروق الشمس لكي يجري العملية
ومن هنا كانت البداية لاختراع المصباح الكهربي، فأخذ “إديسون” يستمر في محاولاته وإصراره على اختراع المصباح الكهربي لدرجة أنه خاض أكثر من 99 تجربة فاشلة وفي كل مرة عندما تفشل تجربة كان يقول “هذا عظيم .. لقد أثبتنا أن هذه أيضاً وسيلة غير ناجحة للوصول للاختراع الذي أحلم به”

وفعلاً في عام 1879 أنار مصباح إديسون لتشع الوجوه بهجةً بهذا الاختراع العظيم، واستمرت الزجاجة مضيئة 45 ساعة
وانتشر النبأ بالصحف أن الساحر “إديسون” حقق المعجزة والناس ما بين مكذب ومصدق

ولكن الحقيقة ان المصباح الكهربائى كان متواجد بالفعل قبل “اديسون” وعمل عليه اكثر من عالم ومخترع ولكن تكمن عبقرية “اديسون” فى انه طوره وعدله ليكون صالح للاستخدام للانارة بشكل مستمر وفعال

أسس “إديسون” شركة إديسون للإضاءة عام 1882 ليبدأ منذ هذا التريخ فى التحويل التدريجى من مخترع عبقرى إلى رجل أعمال يهدف الى الربح أولاً والسيطرة على مجال الانارة والكهرباء والتى كان الاستثمار الاكبر فى العالم بهذا الوقت

قدمت شركة ” اديسون” فيما بعد المئات من الاختراعات والتى لا يعرف على وجه الدقة هل كلها من اختراع ” اديسون” ومساعدية ام انها من اختراع مخترعين مجهولين سرق “اديسون” اختراعاتهم

وربما من أشهر قصص سرقة “اديسون” للاختراعات قصته مع العبقرى الاخر ” نيكولا تسلا” الملقب بمخترع القرن العشرين

والذى كان شاباً عند لقائة الأول بـ ” أديسون” حيث عمل بشركة ” اديسون” بعد دعوة من ” اديسون” شخصياً للشاب الصربى العبقرى لإقناعه بالسفر والالتقاء شخصياً بأديسون وهو ما حدث بالفعل

كان ” اديسون” مقتنعاً بالكهرباء المتصلة أما هذا الشاب فكان ينتقد المولدات الكهربية الموجودة ويقول بانه يمكن بناء مولدات أفضل , وبالفعل اقترح فكرته على ” اديسون” الذى فرح جدا بها وشجع ” تسلا” على العمل عليه وقال له :

فكرة عظيمة ولكنه تحتاج لسنوات من العمل والنفقات , ابدأ بالعمل على مشروعك ولك منى مكافأة 50 الف دولار

وبعد مرور سنة عمل بها “تسلا” كالمجنون لمدة 18 ساعة يومياً جاء فرحاً إلى ” اديسون” ليخبره بنجاحه ويطلب المكافأة الموعودة

ضحك “اديسون” وقال : أنتم لم تفهموا بعد المجتمع الرأسمالي

ولم يعطه شىء بل زاد راتبه زيادة بسيطة فقط ولم يكتفى بهذا بل بدأ يستغل عمل “تسلا” دون الاشارة أليه

فترك “تسلا” العمل مع “اديسون” وهو محبط واصفاً اياه بأنه رجل اعمال وسياسى وليس بعالم

وربما يكون هناك عشرات أخرون استغلهم ” اديسون” لم يذكرهم التاريخ وذلك بعد ان تحول من مخترع عبقرى إلى رجل اعمال وثرى يسيطر على مفاصل الدولة الامريكية وسياستها

ظل ” إديسون” رجل أعمال نَشِط حتى سنواته الأخيرة , ليتوفى بسبب مضاعفات مرض السكرى فى عام 1931 ليسد الستار على مسيرة أحد أعظم العقول التى خدمت البشرية , فحتى ولو كان ” توماس اديسون” عمل من أجل مجد شخصى وثراء فاحش فقد ألتقت غاية وهدفه مع تقديم الكثير من الخير والحياة الافضل للبشرية , وربما قد كانت هذه الاختراعات فى حاجة ماسة لرجل بقدرات ادارية وطموحات كبرى كاديسون لتخرج للنور لا ان تتظل حبيسة المعامل والمختبرات لسنوات طويلة

بيانات جَديدة تمَّ اكتشافها قَد تُغير كل شيء حَلُم به عُلماء فيزياء الجسيمات .

زوجان من الفوتونات( بالأخضر) أنتجا أثناء المصادمات بمصادم الجسيمات الكبير قد تشير إلى وجود بوزون بكتله 750 جيغاإلكترونفولت.

لطالما أجرى عُلماء فيزياء الجُسَيمات التَجربة تِلو الأخرى في مُصادم الجُسَيمات الكَبير في جنيف بسويسرا للعثور على جُسَيمات مادونَ ذَرية مُحتَمَلة أو ظواهر جَديدة ناهيك عن محاولتهم خَلق المادَّة المُظلمة أو الكَشف عَن أبعاد جَديدة أو ضَغط المادَّة إلى حجم ميكروسكوبي مُماثل للثقوب السوداء. لكنَّ إمكانية وجود جُسَيم ذو شُحنة كَهربائية تُساوي صفر و أثقل بِمِقدار أربع مرات مِن الكوارك الأعلى ــ أثقل جسيم ــ قادر على التحلل إلى زوجين مِن الفوتونات أمر لم يَخطر بِبال أحد قط . لا يُوجَد عالِم فِيزياء نَظَريَّة واحد تَنَبأ بِمِثل هذه الفِكرة , بَل إنَّه حتى لِم يَقَع التَفكير أو الإعداد لأي تَجربة مِن شأنها إماطة اللثام عن جُسَيم مُماثل. ولِهذا عِندما تَمَكَّن فَريقان مُنفَصِلان في الخامس عَشر مِن ديسمبر الماضي مِن إيجاد إشارات لِوجود جُسَيم كهذا, كانت ردَّة فِعل الخُبراء شَبيهة بِردة فِعل الفِيزيائي الأمريكي إسحاق رابي بُعَيد التَوصُّل إلى اكتشاف الميون ــ الجُسَيم الأثقل نِسبيًا مِن الإلكترون ــ سَنة 1973 عِندما قال ” من أمر بذلك؟”.

إذا كان الجُسَيم مَوجودًا فَإن تَبِعات ذلك سَتَكون هائلة لأن وُجُوده لَم يَكُن مُتَوَقَّعًا. مِنَ الوارد أن يَكون هذا أهمَّ اكتشاف في فِيزياء الجُسَيمات مُنذ اكتشاف الكوارك ــ المكون الأوَّلي لِلبروتونات و النِيوترونات ــ الذي تمَّ إثبات وُجُودهِ سَنة 1970 ,ورُبَّما يَكونُ هذا الاكتشاف أهمَّ من اكتشاف الميون نَفسِهِ. حتى الآن الدلائل لا تزال غَير كافية و ضَعيفة , ولكن عندما يَقوم مُصادم الجُسيمات بسَحق البروتونات بَعضها ببَعض فإنَّه يَتَوافق مَع عدد مِن أزواج فوتونات أشعَّة جاما والتي تُساوي مَجموع طاقتها (750 جيجا إلكترون فولت). الحقيقة أن جِهازين مُنفَصلَين قاما بكَشف نَفس مِقدار الطاقة على دَرجة قَريبة من التماثل وهذا يَمنح شيئًا مِن الأمل لكن إشارات مُشوَّهة كَهذه كَثيرا ما تَظهر بَعد التدقيق و التَمحيص على أنَّها مجرَّد تَشويش يَحصل أثناء التَجربة.

وعلى الرغم مِن ذلك فإن الباحثين بِمختَبر مُصادم الجُسيمات في سويسرا نادرًا ما تَكلَّموا عَن شيء عدا هذا الاكتشاف بل إن هناك أكثر مِن وَرَقة علميَّة أصدرها باحثون و عُلماء فيزياء النظريَّة تَهدُف إلى تَفسير هذا الجُسيم. إحدى هذه الفَرضيَّات أن الجُسَيم يُمكن أن يَكون أحد نُظراء (الهيجز بوزون) الأثقل كُتلة مِنه , وَفَرضية أخرى أكثر جَدَلًا تَزعُم أن هذا الجُسَيم هو إحدى أنواع (الغرافيتون) الجُسَيم الذي يَقوم بنَقل قوَّة الجاذبيَّة , وَإن صَحَّت هذه الفَرضية فَإن ذلك يَفتحُ الباب أمام إمكانيَّة وجود أبعاد أخرى للزمكان غَير التي نَعرفها.
البَعض قام بالتَقليل من أهَميَّة هذه التَحليلات و بأنَّها مُجرد مُحاولة لِتَضخيم المسألة , أحد الفيزيائيين أجرى مُقارنة كَمَّية بَين بَعض الاكتشافات الغَير مَسبوقة في الماضي و التي تَضاءل الاهتمام بها فِيما بَعد بَل و قام بِتَوصيف ما يَقوم به عُلماء الفيزياء النظريَّة على أنَّه مُطاردة للسراب مُستشهدًا بِقول ألبرت أينشتاين ” إذا كان الناس يَعرفون ما يَبحثون عنه مُسبقًا فإنَّ هذا لا يُعدُّ بحثًا”.

يُمكن تَفهَّم حَماس عُلماء فيزياء الجُسَيمات لِهذه المَسألة إذا رافَقَهُ بَعض التَحَرُّز. لِسَنوات عَديدة كان هذا المَجال زاخرًا بِاكتشافات مُطابقة لِلنموذَج المعياري الذي قام بِوَضعهِ مَجموعة مِن عُلماء الفيزياء النَظرية و قام بِتَحقيق نَجاحات غَير مَسبوقة. الجيل الحالي مِن الفِيزيائيين الشباب لَم يولدوا بَعد عندما بَدأت أوائل مُسارعات الجُسَيمات بإبراز النَتائج العَظيمة و المُفاجئة. في تلك الأثناء كل الأبحاث التي أجريَت لمُحاولة إيجاد بَديل لِلنموذج المعياري عادت خالية الوفاض سَواًء في مُسارع الجُسيمات الأكبر أو في مُسارعات أخرى أو أجهزة رَصد تَم إنشاؤها تَحت الأرض أو إرسالها في الفضاء بَحثًا عن المادة المظلمة. الاستثناء الوحيد القابل للذكر هو الاكتشاف الذي تمَّ سنة 1998 بِشأن النيوترينو و تَغير حالته طبيعيًا بَين النَكهات الثلاث الأمر الذي لَم يَتَنبَّأ بِهِ النموذَج المعياري و استَحَقَّ بِسَبَبه المُكتَشفون جائزة نوبل لِلفيزياء في السنة الماضية .

زوجان من الفوتونات( بالأخضر) أنتجا أثناء المصادمات بمصادم الجسيمات الكبير قد تشير إلى وجود بوزون بكتله 750 جيغاإلكترونفولت.

يُقدِّم مُصادم الجُسيمات الكبير حاليَّا إمكانية غَير مَسبوقة لِزَعزعة ما كنا نَعرفه. في عام 2015 عاد المُصادم للعمل بَعد تَوقُّف كَبير وَقد وَصَل إلى دَرجة مِن الطاقة لَم نَبلغها مِن قَبل ألا و هي (13 تيرا إلكترون فولت) بَعد أن كان المُستَوى القياسي (8 تيرا إلكترون فولت) و هذا ما جَعَل مِن المُمكن الكَشف عَن مَزيد مِن الجُسَيمات بهذا المُستوى من الطاقة. لكنَّ هذا سَيَكون آخر مُستوى يُمكن أن يَبلغَه الجيل الحالي مِن المُصادمات. والآلات جَديدة إن كان وُجودها مُمكنا سَتَستغرق سَنوات مِن التَصميم و البَحث و البِناء.
الأمر الجَيد أنَّنا لَن نَنتَظر كثيرا لِنَعرف إذا كان هذا الاكتشاف دَليلا على جُسَيم جَديد أم مُجرَّد تَشوُّه إحصائي في القياسات. مُصادم الجُسيمات كان له وَقت مَعقول لِرَصد بَعض المُصادمات القَليلة بهذا المُستوى القياسي للطاقة (13 تيرا إلكترون فولت) وسَيَكون عليه أن يَأخذ قِسطا مِن الراحة أثناء التَوقُّف في الشتاء. في مُقابلة أجريت في جِبال الألب الإيطالية ستبدأ من 12 مارس , مِنَ المُمكن أن يُقدِّم الباحثون تَحاليل جَديدة بشأن البَيانات قَد تَمنَحنا مَفاتيح لِكشف الغُموض. سَتَعود الآلات بالمُصادم إلى العَمل بِشَهر ابريل وَ إذا كانت الإشارات التي تَمَّ رَصدها مُجَرَّد تَشَوه فَإنَّها لَن تَظهر ثانية بِحلُول الصَيف و إلا فإنَّنا مُقبِلون على إعلان هام في الدَورة القادمة مِن المؤتمرات الصحفيَّة .
___________
إعداد: Haythem Stiti
مراجعة: Ahmed W. Salih
.
.
.
مصدر من نيتشر

استطاع الفيزيائيون ربط عقد كمومي لأول مرة!

استطاع فريق دولي من العلماء ابتكار عقد كمي لأول مرة! إنها ثورة في فيزياء الكمّ التي باستطاعتها في يوم من الأيام المساعدة لتقوية الحاسوب الفائق. هذه العُقد ليست شبيهة تمامًا بالتي تفكر بها؛ إنها مصنوعة في سائل فائق الشكل، من مادة كمومية تسمى (مكثف بوز-آينشتاين)، وهي تشبه حلقات الدخان أكثر من كونها عُقدًا تقليدية.

«لعقود، تنبأ الفيزيائيون نظريًّا أنه يمكن الحصول على عُقد في المجالات الكمومية، ولكنْ لا أحد استطاع القيام بهذا». هكذا قال قائد البحث (موكو موتونين). «الآن نرى هذه الكائنات الغريبة، وقد تحمسنا جدًّا لدراسة خصائصها الفريدة، والأهمّ أنّ اكتشافنا يتصل بمجالات بحثية متنوعة تضمّ علم الكونيات، واندماج الطاقة، والحاسوبات الكمومية». إن هذه العُقد تسمى الموجة المنعزلة المعقدة، أو السوليتون المعقد، وهي تشكل جسيمًا يشبه الحلقات التي تدور إلى الأمام بسرعة ثابتة دون تشويه. صُنِع السائل الفائق لأول مرة من سلسلة من النقاط في الفضاء، لها اتجاه معين. وكانت الخدعة في تقنية ربط العقدة هي تغيير هذا الاتجاه باستخدام مجالات مغناطيسية دقيقة، ودقيقة للغاية. لقد قام العلماء بالتجربة وهم خائفون جدًّا من التحريك.

بالرغم من صعوبة فهم هذا العلم، إلا أنّ النتيجة النهائية بسيطة جدَّا؛ عُقد صغيرة تتكون من سلاسل متشابكة من الدوائر التي تشبه حلقات الدخان. هذه العُقد الكمومية طبولوجيًّا مستقرة؛ مما يعني أنها لا تنهار، بل يجب أن تُكسر. إذا فكرت بتماثل الأربطة، فهذه الأنواع من الأربطة المخصوصة لا يمكن سحبها بعيدًا بأصابعك، بل إنه يجب قطعها بالمقص. إنّ ربط العقد يأخذ أقل من ألف جزء من الثانية، فقد قال شريك (موتونين) في البحث؛ (ديفيد هال): «بعد أن تعلمنا كيف نربط أول عقدة كمية، أصبحنا جيِّدين في هذا، فقمنا بربط المئات منها». إنَّ هذا مستوى عالٍ من الأشياء التي ترهق العقل، ومن الممكن أن يكون الوقت طويلًا للحصول على نتائج ضئيلة نشعر بها في حياتنا اليومية.
إنّ الباحثين يؤمنون أنّ هذا الاكتشاف ربما يساعد يومًا ما في بلوغ تطوير الحاسوبات الكمومية؛ حيث البِتَّات الكمومية بالإمكان تضفيرُها بأشكال وأنواع مختلفة من العُقد، اعتمادًا على المهمة المطلوبة.
نُشِر هذا البحث في مجلة (الطبيعة).

________
إعداد: George Eid.

مصدر

أكبر خمس مشاكل في الفيزياء النظرية.

1- مشكلة الجاذبية الكميَّة:-

وهي عمل نظريّة موحَّدة تجمعُ النظرية النسبية العامة والنظرية الكمية، وهي تُعتبرُ بمثابة نظرية الطبيعة حيثُ أنَّ النَّظرية النسبية العامة تتعامل معَ الأحجام الكبيرة وتعتمد بشكلٍ كبيرٍ على الجاذبية, أما النظرية الكمية تتعامل مع الأجسام الصغيرة.

2- المشاكل التأسيسية في ميكانيكا الكم:-

أحد مواضيع فيزياء الكَم هو الآلية الفيزيائية الأساسية التي تقوم عليها فيزياء الكَم. هناك الكثير من التفسيرات في الفيزياء الكمية؛ مثل: تفسير كوبنهاجن الكلاسيكي، وتفسير افرت الجدلي وغيرها من التفسيرات الجدلية. السؤال الذي يظهر هنا والذي تدور حوله هذه التفسيرات: ما هو سبب انهيار دالة الموجة الكميٍّة؟
كما أنَّ الفيزيائيين بإمكانهم حل المعادلات وعمل التجارب وممارسة الفيزياء بدون إجابة الأسئلة التي تدور حول ماذا يحدث على المستوى الأساسي. لذلك لا يريد الفيزيائيين الاقتراب أكثر من اللازم ناحية هذه الأسئلة الغريبة .

3- التوحيد بين الجزيئات والقوى الأساسية:-

هناكَ أربعُ قوىً فيزيائية أساسية، »النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات – Standard Model of « Particle Physics يضم ثلاث قوى فقط؛ وهي : القوة الكهرومغناطيسية، القوة النوويٍّة القوية، والقوة النووية الضعيفة. أما قوة الجاذبية هي القوة الرابعة والغير موجودة في النموذج القياسي. حيث يعمل علماء الفيزياء النظرية على عمل نظرية المجال الموحد للتوحيد بين القوى الأربع .
وبما أن (النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات) يعتبر من نظريات المجال الكمومي، إذًا أي توحّد للأربع قوى يجب أن يتعامل مع الجاذبيّة بالنظريّة الكموميّة مما يعني أن حلّ هذه المشكلة يرتبط بحلّ المشكلة الأولى . بالإضافة إلى أن »النموذج القياسيّ« يُظهر الكثير من الجُسيمات الأولية المختلفة- ثمانية عشر جسيم أولي. حيث أنّ الكثير من الفيزيائين يؤمنون أن »نظريّة الطبيعة الأساسية – Fundamental Theory of Nature « يجب أن تجد طريقة للتوحد بين هذه الجسيمات، بحيث يتم وصفهم بأكثر من تعبير. مثل (نظرية الأوتار String Theory)، وهي نظرية تفترض أنَّ كل الجسيمات هي أساليبٌ اهتزازيّةٌ مختلفة لخيوط الطّاقة الأساسية .

4- مشكلةُ التَّناغُم:-

نموذج الفيزياء النظرية هو رياضي الإطار، يتطلب توافر معايير محددة فيه لعمل التوقعات. في »النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات«، المعايير تتمثّل بالـثمانيةَ عشر جسيم المفترضين من النظرية، مما يعني أن المعايير تم قياسها عن طريق الملاحظة. وبالرغم من ذلك يعتقد العلماء أن المبادئ الأساسية للفيزياء النظرية يجب أن تحدد هذه المعايير، غير معتمدة على القياس. وهذا دفع الكثير من الحماس لعمل (نظرية المجال الموحد – Unified Field Theory)، وأثار سؤال اينشتاين الشهير “هل كانَ للهٍ أي اختيارات أخرى عندما خلقَ الكون؟”. هل خصائصُ وصفاتُ الكون بطبيعتها كوَّنت هيئة الكون، لأن هذه الخصائص لن تعمل إذا كانت الهيئة مختلفة؟
الإجابة على هذا التساؤل تبدو وكأنها تميل بشدة لفكرة أنه يوجد أكثر من كون يمكن أن يكون قد أُنشىء ، وكوننا هو فقط واحد من هذه الأكوان المحتملة.
في هذه الحالة، يصبح السؤال لماذا كوننا له خصائص تبدو متناغمة لتسمح بوجود الحياة. هذا السؤال يسمى »مشكلة التناغم« وقد تشجّع بعض الفيزيائيين لتفسير » مبدأ الإنساني – Anthropic Principle «، والذي يوضح أن كوننا له خصائصه الحالية لأنه إذا كان لديه خصائص مختلفة لما كنا نحن هنا لنسأل هذا السؤال .

5- مشكلة ألغاز الكون المُحيرة:-

لا يزال يوجد عدد من الأساطير في الكون، ولكن الأكثر إزعاجًا للفيزيائيين هي : »المادة المظلمة« و»الطاقة المظلمة«. هذا النوع من المادة والطاقة تم اكتشافها من خلال تأثيرها على الجاذبية، ولكن لم يتم رصدها مباشرةً، لذلك ما زال الفيزيائيون يحاولون شرحَ طبيعتها. كما أنّ بعضَ الفيزيائيين قام بتقديم بعض التفسيرات البديلة للتأثيرات الجانبية، والتي لا تتطلبُ وجودَ شكلٍ جديدٍ للمادةِ والطاقة، ولكنَّ هذه البدائل غير منتشرة لكثير من الفيزيائيين.
_________
مصدر

الكون من الانفجار الكبير حتى الآن!

النظرية المقبولة عالميًا عن أصل كوننا وتطوره هي نظرية الانفجار العظيم، والتي تنص على أن الكون بدأ كنقطة ساخنةٍ جدًا ذات كثافةٍ عاليةٍ منذ حوالي 13.7 مليار سنة مضت إذا كيف كبر حجم كوننا -حيث كان لا يتجاوز مليمتراتٍ قليلةٍ- إلى ما هو عليه الآن؟ فيما يلي تفصيلٌ لما حدث من الانفجار العظيم إلى الآن في عشر خطواتٍ سهلة الفهم:

1)ما زال يوجد الكثير لنتعلمه

على الرغم من الاكتشافات الكثيرة عن كيفية نشأة الكون وتطوره إلا أنه ما يزال هنالك العديد من الأسئلة الملحة التي تحتاج إلى إجابة، «الطاقة المظلمة» و«المادة المظلمة» ما تزالان من أكبر الألغاز، لكن علماء الفلك ما لبثوا يستكشفون الكون آملين بأن يحققوا فهماً أفضل عن نشأته. كون متسارع التمدد والطاقة المظلمة قد تكون مجرد أوهام. صورة بالأشعة السينية وبيانات بصرية من السوبرنوفا (الانفجار النجمي) 1E 0102.2-7219 الضوء القادم من الانفجارات النجمية البعيدة يساعد علماء الفيزياء الفلكية على رسم خريطة للكون وتحديد سرعة تمدده.

2) كون متسارع التوسع

في عشرينيات القرن الماضي قام عالم الفلك «إدوين هابل» باكتشافٍ ثوريٍ حول الكون. باستخدام التلسكوب حديث المنشأ وقتها في مرصد «ماونت ويلسون» في لوس انجلوس؛ اكتشف«هابل» أن الكون لم يكن ساكناً، وإنما في حالة توسع. وبعد عقودٍ من الزمن وفي عام 1988، بعد أن قام التلسكوب ذو الإسهامات الكثيرة والمسمى «تلسكوب هابل الفضائي» نسبةً إلى عالم الفلك المشهور؛ بدراسة الانفجارات النجمية البعيدة التي حدثت من زمنٍ بعيدٍ، اكتشف أن الكون كان يتوسع بشكل أبطأ مما هو الحال اليوم. الاكتشاف كان مفاجئاً لأنه ولزمنٍ طويلٍ كان يُعتقد أن جاذبية مكونات الكون ستبطئ من توسعه أو حتى يمكن لها أن تجعله يتقلص.
والآن يُعتقد أن «الطاقة المظلمة» هي المسؤولة عن القوة التي تدفع ال كون إلى التوسع بسرعة لا تتوقف عن الزيادة، لكنها لم تكتشف بعد ولا تزال محاطةً بالألغاز. وجود هكذا طاقة ٍغريبةٍ والتي يعتقد أنها تكون 73% من كوننا هو أحد أهم المواضيع غير المتفق عليها في علم الفلك. تجمع المجرات يدل على أن الطاقة المظلمة كانت أقوى في الماضي.
هذه الصورة من تلسكوب هابل الفضائي أخذت عام 1689، وتبين توزع المادة المظلمة في مركز تجمع ضخم للمجرات يضم حوالي ألف مجرة وتريليونات النجوم.

3) الأشياء غير المرئية في الكون

في ستينيات وسبعينيات القرن الماضي بدأ علماء الفلك بالاعتقاد أنه توجد كتلةٌ في الكون أكثر مما هو مرئي. قوانين الفيزياء الكلاسيكية تقتضي أن النجوم الواقعة على مشارف المجرات تدور أبطأ من النجوم التي في المركز، لكن «فيرا روبن» (عالمة الفلك من «معهد كارنيج» في واشنطن، راقبت سرعات النجوم في مواقع مختلفةٍ من المجرات) لم تجد أي اختلافٍ في سرعات النجوم مختلفة البعد. في الواقع، هي وجدت أن كل نجوم المجرة تدور حول المركز أسرع أو أبطأ من نفس السرعة.
الكتلة الخفية والغريبة أصبحت معروفةً «بالمادة المظلمة»، ويستدل عليها بالجاذبية التي تطبقها على المادة العادية. إحدى النظريات تدعي أن هذه المادة العجيبة قد تتكون من جسيمات لا تتفاعل مع الضوء أو مع المادة العادية ولذلك من الصعب رصدها. يعتقد أن المادة السوداء تشكل ما يقارب 23% من الكون، في حين أن المادة العادية التي تشتمل على النجوم والكواكب والبشر تشكل 4% فقط.

4) ولادة مجموعتنا الشمسية

يقدر بأن نظامنا الشمسي تشكل بعد 9 مليار سنةٍ من الانفجار العظيم، مما يعني أن عمره هو 4.6 مليار سنة. طبقاً للإحصائيات الحالية فإن الشمس هي واحدة مما يزيد على 100 مليار نجمٍ في مجرتنا درب التبانة وتدور على بعد 2500 سنةٍ ضوئيةٍ من مركز المجرة. العديد من العلماء يعتقدون أن الشمس وبقية النظام الشمسي قد تكونوا من غمامةٍ ضخمةٍ من الغاز والغبار تعرف «بالسديم الشمسي» الذي يدور حول نفسه. وبفعل الجاذبية «انهار» السديم على نفسه فأصبح يدور أسرع وتفلطح متحولًا شكله إلى ما يشبه القرص. خلال هذا الطور أغلب مكونات السديم انجذبت نحو المركز مشكلةً الشمس.

5)المزيد والمزيد من المجرات

يقوم علماء الفلك بتمشيط الكون بحثاً عن أبعد المجرات وأقدمها ليستطيعوا فهم الكون في مراحله الأولى بشكلٍ أفضل. وبشكلٍ مماثلٍ استطاع العلماء بفضل دراسة الإشعاعات الخلفية الكونية المكروية أن يجمعوا المعطيات سويةً للوصول إلى الأحداث التي حدثت سابقاً.وتساعد المعطيات من مهماتٍ سابقةٍ مثل «Wilkinson Microwave Anisotropy Probe» (WMAP) و«مكتشف الإشعاعات الخلفية الراديوية – Cosmic Background Explorer (COBE)»، والتي تم إطلاقها في عام 1989، والمهمات قيد العمل مثل «تلسكوب هابل الفضائي» والذي أُطلق عام 1990؛ تساعد العلماء لمحاولة حل أعقد الألغاز والأسئلة غير المتفق عليها في علم الفلك.

6) الانبثاق من العصور

بعد ما يقارب 400 مليون سنةٍ على الانفجار الكوني بدأ الكون بالخروج من حقبته المظلمة. ودعيت فترة تطور الكون «حقبة إعادة التأين « age of re-ionization-.
كان يعتقد أن هذه المرحلة دامت ما يقارب نصف مليار سنة، ولكن بناءً على المشاهدات الحديثة يعتقد العلماء أن مرحلة التحول هذه كانت أسرع مما ظنوا سابقا.
خلال هذه الفترة انهارت غمامات الغاز كفايةً لتشكل أول النجوم والمجرات. الأشعة فوق البنفسجية الصادرة عن هذه الأحداث ذات الطاقة الهائلة أجلت ودمرت معظم غاز الهدروجين المعتدل المحيط. مرحلة «إعادة التأين»، بالإضافة إلى إزالة غمامات الهدروجين، أدت أيضاً إلى جعل الكون شفافاً للأشعة فوق البنفسجية لأول مرة.

7) ليكن هنالك ضوء

بعد ما يقارب 380000 سنة من الانفجار العظيم بردت المادة كفايةً للسماح للإلكترونات بالاندماج مع النوى ليشكلوا ذراتٍ معتدلةً. ويعرف هذا الطور «بإعادة التركيب». امتصاص الإلكترونات الحرة جعل الكون شفافًا. الضوء المتحرر في ذلك الوقت ما يزال قابلاً للرصد حتى الآن على شكل أشعةٍ خلفيةٍ مكرويةٍ كونيةٍ. وعلى الرغم من أن الكون أصبح شفافًا إلا أن تلك المرحلة تلتها فترة «ظلمة» قبل أن تتشكل النجوم والأجسام المضيئة الأخرى.

8) أسخن من أن يشع

تشكلت العناصر الكيميائية الخفيفة خلال الدقائق الثلاث الأولى بعد بداية تشكل الكون. وبتمدد هذا الأخير انخفضت درجات الحرارة، لتندمج البروتونات والنيترونات سوية مشكلةً «الديتريوم»، وهو أحد نظائر «الهيدروجين». الكثير منه اندمج مشكلًا «الهليوم « . لكن في أول 380000 سنةٍ بعد الانفجار الكبير كانت الحرارة العالية الناشئة عن تشكل الكون قد جعلت الكون أشد سخونةً من أن يسمح للضوء بالانتشار. اندمجت الذرات معاً بقوة كبيرة جعلتها تتفكك إلى بلازما كثيفةٍ مبددةٍ لضوء من النيوترونات والبروتونات والإلكترونات والتي بددت الضوء كالضباب.

9) الاندفاع الأول في نمو الكون

عندما كان الكون صغيرًا جدًا -صغيرًا جدًا بحيث كان عمره حوالي واحد على مئة مليار تريليون تريليون من الثانية!– خضع إلى اندفاعٍ هائلٍ في النمو. خلال هذا الاندفاع والمعروف «بالتضخم « inflation ، تضخم الكون بشكل أسيٍ وتضاعف حجمه 90 مرة على الأقل. أخبر «ديفيد سبرجل»، العالم في الفيزياء الفلكية من «جامعة برينستون» موقع «space.com» قائلا: “الكون كان يتوسع وبينما هو كذلك انخفضت كثافته ودرجة حرارته. بعد التضخم تابع الكون توسعه ولكن بمعدل أبطأ، وبتوسعه هذا برد وتشكلت المادة.

10) كيف بدأ كل هذا ؟

الانفجار العظيم لم يكن انفجارًا في الفضاء كما يظهر من إسم النظرية. بل كان ظهورًا للفراغ في كل مكانٍ في الكون. وقال الباحثون أنه حسب نظرية الانفجار العظيم فإن الكون قد ولد كنقطة حارةٍ جدًا وكثيفةٍ جدًا في الفضاء. علماء الفلك لا يعلمون ما حدث قبل الانفجار العظيم، لكن مع المهمات الفضائية المعقدة ومشاهدات التلسكوبات الأرضية والحسابات الرياضية يحاولون رسم صورةٍ أوضح عن الكون في مرحله الأولى وعن تكونه.
جزءٌ أساسيٌ من هذا البحث هو مراقبة الأشعة الخلفية المكروية والتي تحوي ومضاتٍ وإشعاعاتٍ كهرطيسيةٍ نتجت عن الانفجار العظيم. بقايا الانفجار العظيم هذه تعم الكون وهي مرئية لكواشف الأشعة المكروية والتي تسمح للعلماء بربط الأدلة المتعلقة بالكون في مراحله الأولى مما يعطي صورةً أوضح عن هذا الموضوع. في عام 2001 أطلقت ناسا «مسبار وينكلسون « Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) – لدراسة أوضاع الكون في مراحله الأولى عن طريق قياس الإشعاعات الخلفية الكونية المكروية. استطاع «WMAP» تحديد عمر الكون البالغ 13.7 مليار سنةٍ بالإضافة إلى العديد من الاكتشافات الأخرى.

________
إعداد: Tony Makdisy
مراجعة: محسن الرويضي
مصدر

مُفاعل الاندماج النووي الصيني يُحطِّم رقم بلازما الهيدروجين الخاص بالمُفاعل الألماني.

نشرنا من قبل خبرًا عن إنجاز ثوري لمُفاعل الاندماج النووي الألماني, حيثُ تمكَّن الألمان من تسخين غاز الهيدروجين إلى درجة (80) مليون درجة سيلزيوس, وحافظوا على غمامة من بلازما الهيدروجين لمُدّة رُبع ثانية, وقد كان هذا حدثًا هامًا جدًّا في المُنافسة العالميَّة مُنذُ عِدَّة عُقود للتحكُّم في الاندماج النووي, فَفي حال تمكنَّا من إنتاج البلازما والمُحافظة عليها لمُدَّةٍ كافية، فعِندئذٍ يُمكِن تسخيرها للحصول على طاقة نظيفة وغير محدودة تشبه طاقة الشمس.
حاليًا أعلن فيزيائيون صينيون بأنَّ مُفاعلهُم الخاص للاندماج النووي والذي يُدعى بـ “مُفاعل توكاماك الاندماجي النووي التجريبي المُتقدِّم” (EAST)، قد أَنتجَ بلازما الهيدروجين في درجة حرارة (49.999) مليون درجة سيلزيوس وحافظ عليها لمُدِّة (102) ثانية.

إنَّ الحفاظ على درجات الحرارة الهائلة لفَترةٍ كافية للحصول على طاقة ناتجة من التفاعُل، يُعتَبر المُفتاح للتحكُّم بالاندماج النووي، حيثُ يَسمح ذلك بتموضِع أكثر ثباتًا للحُقول المغناطيسيَّة المُستخدَمة لتحريك البلازما بعيدًا عن جدران آلة الاندماج، وكذلك الأمرُ بالنسبة لمجاميع الجُزيئات عالية الطاقة وطاقة التسخين الناتجة كجُزءٍ من التفاعُل. إنَّ مُشكلة الاندماج النووي هي حاجتُه لدرجات حرارة هائلة، في حينِ أنَّ الانشطار النووي يتطلَّب التسخين لبضع مئات من درجات الحرارة, حيثُ يلزم لآلات الاندماج النووي إعادة تخليق الظروف الموجودة في الشمس، أي ملايين درجات الحرارة.

ذكرَ فريقُ العمل في المُفاعل الألماني أنَّهُ يَلزم الوصول لحرارة (100) مليون درجة سلزيوس لنجاح العملية, وهذا كان هدفَ الفريق الصيني الأسبوع الماضي, لكنَّهُم ثبتوا على درجة حرارة تُقارب الـ (50) مليون درجة، وتمكَّنوا من الحفاظ على البلازما المُتشكِّلة لمُدّة (1000) ثانية أي (17) دقيقة.
إنَّ مصدر المعلومات عن المُفاعل الصيني أتت عن طريق معهد (Hefei) لعِلْم الفيزياء وستبقى هذه المعلومات قابلة للشكِّ، حتى يتمُّ نشر ورقة عِلميَّة موثَّقة تشرحُ تفاصيل وصولهم لتِلك الدرجات العالية من الحرارة وكذلك وقت الحفاظ على البلازما.

يبدو عمومًا أنَّ هنُالك نوعًا من المعركة فيما يخُصُّ آلات الاندماج النووي الحلقية الشكل، ويبدو أنَّ على الألمان أن يعملوا أكثر على وقت حفاظهم على البلازما، في حين أنَّهُ على الصينيين أن يعملوا على درجات الحرارة, كما يبدو أنَّنا بِتْنا على بُعد عِدّة عُقود من الحصول على الاندماج النووي الذي سيلعبُ الدور الأساسي في حلِّ مشاكل الطاقة للبشرية, ويبدو أنَّ التقدُّم في هذا المجال متواصل ومُبشِّر.
ــــــــــــــــــــــــــــ
ترجمة: محمد مهنا
مُراجعة: Mohamed Mamdouh
مصدر

مُفاعل الاندماج النووي الألماني الهائل ينتُج أول بلازما هيدروجين

لقد قام العُلماء الألمان بتشغيل المُفاعل Wendelstein 7-X(W7X) بنجاح، وهو أكبر مُفاعل اندماج نووي من نوعه، وحصلوا على بلازما الهيدروجين لأول مرة السنة الماضية.

لماذا يعتبر هذا مُهمًّا؟ 
يُعتبَر إنتاج بلازما الهيدروجين المُفتاح الأساسي المُسخَّر لإنتاج طاقة نظيفة وغير محدودة عن طريق الاندماج النووي، وهي نفس الطاقة التي تُغذِّي الشمس في مجموعتنا الشمسية. في حال تمكَّن الباحثون من التحكُّم بالاندماج النووي، فإنَّ هذا سيؤدِّي إلى تغيير العالَم تمامًا, لأنّهُ سيؤدِّي لاستبدال الوقود الأُحفوري ومُنشآت الانشطار النووي بمصدر طاقة أرخص وأكثر فعاليَّةً واستدامة. يقول الفيزيائي John Jelonnek، من معهد Karlsruhe للتكنولوجيا، وأحد أعضاء الفريق البحثي: “إنَّهُ مصدرُ طاقة شديد النظافة, بل هو أكثر مصدر طاقة نظيف يُمكِن أن نتمنَّاه, ونحنُ لنفعلُ هذا من أجلنا بل من أجل أطفالنا وأحفادنا”. يعتمد مصدر الطاقة في مُفاعلات الانشطار النووي على المُنشآت النووية الموجودة حاليًا، والتي تولِّد الطاقة عن طريق انشطار نواة الذرة إلى نيوترونات ونويات أصغر, ويعتبر الانشطار النووي فعَّالًا بشكل خارق، حيثُ أنَّ كميَّة الطاقة المُتحرِّرة من وحدة الكتلة أكثر كفاءة بملايين المرَّات مُقارنةً بالفحم, لكن هذه المُفاعلات الانشطارية تحتاج لإدارة مُكلِّفة وحذرة جدًّا لإدارة النفَّايات الإشعاعيَّة الخطيرة.

أمَّا الاندماج النووي من جهة أُخرى فينتجُ كميَّات ضخمة من الطاقة عند اندماج النوى مع بعضها في درجات حرارة عالية بشكلٍ لا يُصدَّق، ولكنَّها لا تنتج أيَّة نفَّايات مُشعَّة أو نواتج ثانويَّة غير مرغوبة. إنَّ الاندماج النووي هو الطريقة التي تُزوِّد بها الشمس بالطاقة مُنذُ ما يُقارِب (4.5) بليون سنة، وهذا يعني أنَّهُ في حال سخَّرنا هذه الطاقة، فإنَّ البشريَّة ستكون قد أمَّنت الطاقة الكافية طول فترة بقائها. هنا تُعتبَر كلمة “في حال” كبيرة جدًّا، لأنَّ العُلماء قد بقوا يعملون على هذه التقنية مُنذُ سِتَّة عُقود، ومازال الباحثون يتعاملون مع الكثير من العَقبات الكبيرة. إنَّ إحدى المشاكل تَكمُن في تحقيق عملية التحكُّم بالاندماج النووي، حيثُ أنَّنا بحاجة لإعادة خلق الظروف الموجودة داخل الشمس، أي بناء آلة قادرة على إنتاج ومُعالجة كُرةً من غاز البلازما بحرارة (100) مليون درجة سيليزيوس. قام الباحثون في معهد “ماكس بلانك” لفيزياء البلازما في ألمانيا في تشرين الثاني (نوفمبر) الماضي، بتشغيل مُفاعلهُم ذي البليون دولار للمرَّة الأُولى، وتمكَّنوا بنجاح من إنتاج نُقطًا شديدة الحرارة من بلازما الهليوم، وكانت تلك هي المرَّة الأُولى التي يتمُّ فيها إنتاج والحفاظ على غاز البلازما.

إنَّ تجرُبة الهليوم كانت عظيمة كدليلٍ على إمكانية نجاح هذا المفهوم الفيزيائي, لكن الهيدروجين يَطلق طاقةً أكبر، إلا أنَّهُ يحتاج لطاقة أكبر لتسخينه, وقد صرَّح الفريق البحثي باستخدام ناجح لإشعاعات الميكروويف بطاقة (2) ميغا واط فقط، وتمكُّنهم من تسخين غاز الهيدروجين إلى حرارة (80) مليون درجة لمدة رُبع ثانية, وقد يبدو هذا وقتًا قصيرًا، ولكن مرَّة أُخرى يُعتبَر ذلك إثباتًا لهذا المفهوم الفيزيائي, ويقول الفريق الفيزيائي أنَّهُ بالإمكان تسخين غاز الهيدروجين لحرارة (100) مليون درجة والحفاظ على البلازما لفترة أطول. إنَّ الأبحاث على بلازما الهيدروجين ستستمرُّ حتى شهر آذار، وعندها سيتمُّ تركيب طبقات عازلة كربونيَّة ومُباعد داخل المُفاعل للتخلص من الشوائب, كما سيتمُّ زيادة طاقة تسخين البلازما بأشعة الميكروويف إلى (20) ميغا واط للسماح للبلازما بالبقاء حتى (30) دقيقة. يقول الفريق أنَّ مُفاعل W-X stellerator لم يُصمَّم حقيقةً لإنتاج الطاقة باستخدام الاندماج النووي، بل إنَّ دوره بكُلِّ بساطة هو إثبات أنَّ هذا مُمكن الحصول.
يقول Hans-stephan Bosch، وهو أحد أعضاء الفريق: “في المرحلة الأخيرة من W-X عام 2019، سيتمُّ استخدام الدوتيريوم، وسيتمُّ إحداث تفاعُل اندماج نووي، ولكن ليس بشكلٍ كافٍ لإطلاق طاقة أعلى من الطاقة المبذولة لإحداث الاندماج”. حاليًا هُناك تنافُس رسمي بين W-X و ITER، وهو مُفاعل الاندماج النووي الضخم الفرنسي، وهو يعمل أيضًا على حجز البلازما لفترة كافية لحصول الاندماج النووي.
________
ترجمة: محمد مهنا
مُراجعة: Mohamed Mamdouh

مصدر

كيف تكون القمر؟!

جعل القمر الحياة كما نعرفها هنا على الأرض ممكنة، لكنه أيضًا مليء بالأسرار. فنحن لا نعرف حتى اليوم أصله تمامًا. المدهش حول القمر هو أنه لطالما كان سلوًا تمتع به العلماء والفلاسفة والفنانون على مر التاريخ. وقد كان غاليليو أول عالم يشير إلى أن القمر لديه مظهر طبيعي مشابه لكوكب الأرض. مع مرور الوقت، افترض علماء آخرون مجموعة متنوعة من النظريات حول ماهية القمر والمصدر الذي جاء منه. وانطلاقًا من معظم الفرضيات الزائفة وصولًا إلى النظرية السائدة الحالية، ناقش العلماء عدة سيناريوهات، قد يفسر كل منها نشأة القمر، ولكن ليس هناك نظرية من بينها تخلو من العيوب.

1. نظرية الانشطار:

في القرن التاسع عشر، اقترح جورج داروين -ابن تشارلز داروين- أن القمر بدا مشابهًا جدًا لكوكب الأرض، لأنه وفي لحظة معينة من تاريخ الأرض، ربما قد دارت بسرعة بحيث أن جزءًا منها نُبذ في الفضاء، مع بقائه مربوطًا بفضل الجاذبية الأرضية. يفترض منظّرو الانشطار أن المحيط الهادي قد يكون الموقع الذي جاءت منه مادة القمر. ومع ذلك، بعد أن تم تحليل صخور القمر وأُدخلت على المعادلة، تم كشف زيف هذه النظرية إلى حد كبير؛ وذلك لأن التراكيب الصخرية القمرية تختلف عن تلك الموجودة في المحيط الهادئ. وباختصار، فإن المحيط الهادي هو أصغر من أن يكون مصدرًا للقمر.

2. نظرية الالتقاط:

تقترح هذه النظرية أن القمر نشأ في أماكن أخرى من مجرة درب التبانة، مستقلة تمامًا عن الأرض. ثم -أثناء مروره بالأرض- حوصر القمر في جاذبية كوكبنا. نقاط الضعف في هذه النظرية هي قولها بأن القمر في نهاية المطاف سيتحرر من جاذبية الأرض، لكونها ستتعدل بشكل كبير عن طريق التقاط القمر. بالإضافة إلى ذلك فإن المكونات الكيميائية في كل من الأرض والقمر تشير أنها شكلت في نفس الوقت تقريبًا.

3. نظرية التراكم المشترك:

وهي تُعرف أيضًا باسم نظرية التكثيف، وهذه النظرية تفترض أن القمر والأرض قد تشكلا معًا عند دورانهما حول ثقب أسود. ومع ذلك، فإن هذه النظرية تهمل تفسير سبب دوران القمر حول الأرض، كما أنها لا تفسر الفرق في الكثافة بين القمر والأرض.

4. فرضية الاصطدام الكبير:

النظرية السائدة هي أن جسمًا بحجم المريخ اصطدم بالأرض الشابة، والتي ما زالت تتشكل قبل نحو (4.5) بليون سنة. وقد أُطلق على جسم الكوكب هذا اسم «ثيا» من قبل العلماء؛ وذلك لأنه في الأساطير الإغريقية كانت ثيا أم إلهة القمر سيلين. عندما ضرب ثيا الأرض، خرج جزء من كوكب خارج الاصطدام، وتصلب في نهاية المطاف ليصبح القمر. هذه النظرية تعتبر أفضل من غيرها وذلك لشرحها أوجه التشابه في التراكيب الكيميائية بين الأرض والقمر، إلا أنها لا تفسر سبب التطابق الكيميائي بين القمر والأرض. وقد اقترح العلماء أن من بين بدائل أخرى، ثيا تشكل من الجليد، أو أن ثيا يمكن أن يكون قد ذاب في الأرض، دون ترك أي أثر منفصل على الأرض أو القمر. أو أن ثيا يشترك في تركيب كيميائي قريب من الأرض. حتى نتمكن من تحديد حجم ثيا، وفي أي زاوية ضرب الأرض، ومما صنع على وجه التحدي ، فإن فرضية الاصطدام العملاق عليها أن تبقى فرضية.
__________________
ترجمة: Simon Hakim
تصميم وتصميم: شريف جورج حوا

مصدر