الكويكبات

الكاتبة: حنين الرفاعي

تخيل ثمرة من البطاطس بها حفر و يبلغ حجمها ما بين عشرات الأمتار و مئات من الكيلومترات و سوف تكون لديك صورة ذهنية واضحة عن الشكل غير المنتظم المعتاد للكويكب تظهر التنويعات الدورية في درجة لمعان الكويكبات المرصودة تلسكوبياً انها تستغرق – في الأغلب – بضع ساعات فقط في الدوران حول محورها و بوجه عام يدور الكويكب حول محوره على نحو متعامد مع طوله نحو كويكب واحد بين 50 كويكباً يكون له -على الأرجح- قمر تابع و تتراوح الأقمار التابعة للكويكبات في حجمها بين أقمار صغيرة نسبياً و أقمار أشبه بحجم الكويكب الرئيسي الذي تتبعه

الكويكبات ليست ملونة ب ألوان قوية زاهية لكن يمكن تصنيفها إلى عدة فئات وفقاً لطيفها الانعكاسي فيوجد ثلاثة انواع رئيسية :

النوع ( إس ) له خصائص الصخر السليكي و من الواضح انه يتكون من نفس المادة التي تتكون منها النيازك الحجرية و هذا النوع يشكل أغلب الكويكبات ب مدارات تبعد عن الشمس مسافة تتراوح بين نحو 2 و 2.6 وحدة فلكية

النوع ( سي ) هو النوع الأكثر شيوعاً و الذي يبعد عن الشمس مسافة تتراوح بين 2.6 و 3.4 وحدات فلكية يتميز بخصائص نيازك الكوندريتات الكربونية

النوع ( دي ) يتمثل في الكويكبات التي تبعد عن الشمس مسافة تزيد على 3.4 وحدات فلكية تكون مظلمة في اغلبها و حمراء اللون بعض الشيء و قد تكون ملونة ببقايا سطح قطراني تشكل من مادة كربونية خلال التعرض الطويل للإشعاع الشمسي و هذه المواد القطرانية عادة ما يشار إليها باسم << الثولينات >>

إما النوع ( إم ) فهو مبعثر في أماكن متفرقة و يكون – على ما يبدو – معدنياً في الأساس و من الواضح انه يرتبط ب المذنبات الحديدية

و بالنسبة ل الكويكبات من النوع ( في ) فعددها قليل و يوجد بازلت على سطحها

أغلب كويكبات المجموعة الشمسية موجودة في <<حزام الكويكبات الأساسي>> و هو منطقة مسطحة تحيط ب الشمس تقع بين مداري المريخ و المشتري و للكويكبات الموجودة في حزام الكويكبات ، الذي يصوره الفنانون عادة كمنطقة مزدحمة بالصخور الطافية في المجموعة الشمسية مع انه يمتد في الواقع على مليارات الأميال على بُعد مسافات متباينة من الشمس ، كتلة اجمالية أقل من 5 بالمئة من كتلة القمر و التي تزيد هي نفسها ب الكاد عن 1 بالمئة من كتلة الأرض يبدو الرقم تافهاً في البداية لكن سريعاً ما تمثل الكويكبات خطراً كونياً طويل الأمد على كوكبنا فالاضطرابات المتراكمة في مداراتها  تؤدي بشكل دوري لوجود مجموعة فرعية قاتلة من الكويكبات ربما يصل عددها إلى عدة آلاف و هي تلك التي تستطيع العبور في نطاق 0.05 وحدة فلكية من كوكب الأرض و التي تكون اقطارها أكبر من 150 متراً و هو الحجم الذي يكفي لأن تمرّ عبر الغلاف الجوي للأرض بسرعة ثابتة و هذه الكويكبات تمثل خطورة كبيرة جداً و عند اصطدام الكويكب بالمحيط يمكن أن يؤدي إلى حدوث تسونامي و إذا اصطدم بالأرض فسيؤدي إلى تشكيل فوهة حجمها يزيد على حجمه و يدمر المنطقة المحيطة به

لقد اكتشفت فوهة أطلق عليها ألتانين قطرها 130 كيلومتراً و عمرها 2.2 مليون سنة و ذلك تحت قاع بحر بلنجهاوزن في أقصى جنوب المحيط الهادئ و من الواضح أن هذه الفوهة تشكلت بفعل كويكب يبلغ قطره عدة كيلومترات هذا الكويكب لم
يبطئ من حركته المحيط فضلاً عن الغلاف الجوي قبل أن يضرب قاع البحر و وفقاً للنماذج الحاسوبية يمكن أن يكون قد أدى التسونامي الناتج إلى تدمير الساحل بمقدار 300 متر فوق مستوى سطح البحر في جنوب تشيلي و 60 متراً فوق مستوى سطح البحر في نيوزيلندا بل إن مقدار الماء و الغبار اللذين صعدا إلى الغلاف الجوي ربما أدّيا إلى تغير المناخ الأمر الذي  اضطر أسلافنا إلى الهجرة خارج قارة أفريقيا في هذا التوقيت تقريباً

و أحدث تصادم بين كوكب الأرض و الكويكب << القاتل للديناصورات>> الذي يبلغ قطره 10 كيلومترات حدث منذ 65 مليون عام ما أدى إلى تشكيل فوهة << تشيكسولوب >> المطمورة الآن تحت الرواسب في شبه جزيرة يوكاتان في المكسيك أدى هذا التصادم إلى حدوث اضطراب بيئي عالمي يعتقد – على نطاق واسع – أنه سبب حدوث انقراض جماعي عندما استأصل نحو 75% من أنواع الكائنات على سطح الأرض لحسن الحظ أن كوارث ضخمة كهذه نادرة الحدوث لكن الكويكب الذي يبلغ قطره كيلومتراً واحداً لديه القدرة على تدمير سواحل على بعد 3 آلاف كيلومتراً من نقطة الاصطدام

اضطلع تجمّع شبه رسمي يضم عدداً من المراصد يطلق عليه << سبيسجارد>> بمهمة تحديد مواقع الكويكبات الكامنة المخاطر و تصنيفها و هذا أمر مهم لأنه على العكس من معظم أنواع الكوارث الطبيعية التي لا نستطيع أن نفعل حيالها شيئاً سوى تخفيف آثارها قد يكون من الممكن منع حدوث اصطدام لكويكب كامن المخاطر بكوكبنا الأرضي و لتحقيق فإنه من الضروري تغير سرعة الكويكب الكامن المخاطر أو اتجاه سيره و كلما تم ذلك في وقت مبكر كان التغير المطلوب أصغر

ثمة طرق عديدة للقيام بهذا وهي تتراوح بين طريقة إجبارية تتمثل في تركيب محرك صاروخي في الكويكب و حيلة أكثر ذكاءً تتمثل في تغليف جانب من الكويكب بمادة عاكسة ليقوم ضغط الإشعاع الشمسي بالمهمة

استخدام قنبلة نووية لتدمير الكويكب كامن المخاطر قبل وصوله إلى الأرض ليس فكرة ذكية لأنه إذا لم تضمن أن تكون جميع الشضايا صغيرة جداً لدرجة تمنعها من اختراق الغلاف الجوي فإنك قد تجعل المشكلة أكثر سوءاً عن طريق التسبب في اصطدامات متعددة

ثمة جانب إيجابي في الكويكبات يتمثل في أنها يمكن أن تكون مصادر قيّمة للمواد الخام فكويكب من النوع ( إم ) – يبلغ قطره كيلومتراً واحداً – يحتوي على نيكل و حديد يفوق الاستهلاك العالمي السنوي لهذين المعدنين و أبرز مثال على ذلك الكويكب <<سايك>> الضخم الذي يحتوي على كميات من هذين المعدنين يمكن أن يغطي الاستهلاك لملايين السنين كما تحتوي الكويكبات لاسيما تلك التي من النوع ( إم ) على معادن ثمينة مثل البلاتينيوم

تكلفة بدء التعدين في أول كويكب يمكن أن تكون باهظة للغاية لكن العوائد المحتملة ستكون ضخمة أيضاً

المراجع

الكواكب:مقدمة قصيرة جداً/ديفيد إيه روذري/2010

البدايات /نيل ديجراس تايسون & دونالد جولد سميث/2004

 

التدقيق اللغوي : أروى الزهراني

التدقيق العلمي : محمد محمود

الإعلانات

الشهب و النيازك والمذنبات.

الشهب و النيازك و المذنبات

كثُرَ الجدلُ حولَ الشهبِ و النيازكِ والمذنباتِ ، و تباينت الآراءُ حولَها من حيثُ أصلُها و كيف تكونت و هل جميعُها متشابهةٌ من حيثُ التكوينُ وهل هي مختلفةٌ من ناحيةِ التسميةِ ؟ و هل يوجدُ فرقٌ بينَهم ؟ قد تحدُثُ شبهَةٌ لبعضِهم حولَ الشهبِ والمذنبِ ويظنُّ بعضُهم أنها مثلُ التكوينِ ولكن تختلفُ من ناحيةِ المُسمى.

 

أولاً: الشهبُ:

ماهي الشهب ؟ وكيف تتكون ؟ ومن أين أتت ؟

الشهبُ: مفرَدُها شهابٌ وهي عبارةٌ عن أضواء تتكون عندما تصطدم النيازكُ بالغِلافِ الجوي لكوكبِ الأرضِ ، و بالطبعِ نظراً لقوةِ الجاذبية الأرضية و بالذات عند دخولِها الغلافَ الجويَّ تتسارعُ سرعةُ الشهبِ مما يؤدي إلى احتراقِها في الغلافِ الجوي بفعل بعضِ المركباتِ الكيميائية الموجودة في الغلاف الجوي أو الشهابِ نفسه .

 

hqdefault

شهب البرشويات و تبلغ ذروتها في شهر اغسطس تحديداً و تلك الشهب هي عبارة عن بقايا مذنب .

تكونت هذه الشهبُ منذ القِدَم في بداية تكون نظامِنا الشمسي حيث تتفتتُ بعضُالأقمارِ و الكواكب  أو بعض المذنباتِ مُخَلِّفةً وراءها جُسيماتٍ صخريةً سواءً كبيرة او صغيرة و بعض مكوناتها الحديد و بعض العناصر الثقيلة مثل النيكل .

وتأتي هذه الشهُبُ من خِلالِ دورانِ الأرضِ حولَ الشمسِ حتى تصطدِمَ بمُخَلَّفاتِ مُذَنَّبٍ سابقٍ سَلَكَ أو قَطَعَ مدارَ الأرضِ أو جسيماتٍ عشوائيَّةٍ كانت مُخلَّفاتٍ في نظامِنا الشمسي و عند اصطدامِها بكوكبِ الأرضِ تنتُجُ عنها تلكَ الشُّهُبُ التي نراها ليلاً ، وتكون ذروتُها في شهر يوليو و أغسطس.

 

 

 

 

ثانياً: النَّيازك:

ماهي النيازكُ ؟ و مِمَّ تتكونُ ؟ وما علاقَتُها بالشهب ؟

كما ذكرنا سابقاً قد تصطدمُ بالأرضِ جُسيماتٌ لِتُكَوُّنَ شعاعاً ضوئياً في الغلافِ الجوي لكوكب الأرضِفتُكَوِّنَ لنا مايُسمى بالشُّهُبِ ، ولكن هل تحترقُ جميعُها بالغلاف الجوي؟ بالطبع لا ؛ فبعضُها يَرتطمُ بالأرضِ و ذلك مايُسمَّى بالنيزكِ أو بالشهابِ الساقِطِ أو الحجرِ النيزكي ،ولا تختلفُ مكوناتُ النيزكِ عن الشُّهُبِ كثيراً فكلاهُما يحمِلُ بعضَ المُركَّباتِ الكيميائية التي ذكرناها

14102345_936263199833578_8777151046632166170_n

إحدى الاحجاز النيزكية التي سقطت في صحراء ليبيا و قد تُباع هذه النيازك بملايين الدولارات.

nayzec-1

سابقاً ولكنَّ الفرقَأنه إذا احترق إحداهُمابالغلاف الجوي فإنه يسمى شِهاباً ‘ وأماإذا ارتطم بالأرض فإنه يسمى نيزكاً.

11135-3

احد في الفوهات التي نتجت عن ارتطام نيزك مسبباً هذا الدمار الكبير في إحدى براري روسيا . 

ثالثاً: المذنباتُ:

ما أصلُ المذنبات ؟ ما هي مكوِناتُها ؟ وهل تختلفُ عمّا ذكرناهُ سابِقاً ؟

بناءً على ماذكرناهُ سابِقاً قد لا يُفرِّقُ بعضُهم بين الشهب و المذنبات و قد يعتبره بعضُهم الآخر ربما مثلَ التكوينِ من حيثُ الأصلُ و المنشأُ و ربما حتى المكونات.

المذنبُ عِبارةعن جسم جليديٍّ صغيرٍ مكوناتُهُ الجليدُ-الماءُ النقي H2O”” و يدور في النظام الشمسي و يظهرُ المذنبُ بشكلٍ أوضح عندَما يكونُ قريباً من الشمس حيثُإنه كلما اقترب من الشمس تعرَّضَ للحرارةِ بشكلٍ أكبَرَ مما يؤدي إلي زيادة سخونَةِ المكونة على سطح المذنب و يبدأ بظهور وميض ضوئي ابيض واضح و إذا كان حجمه أكبر يظهر الذيل و ربما يمتد لكيلوات المترات في السماء .

طبعاً تأتي هذه المذنبات عن طريق نظامنا الشمسي من حزام كايبر و يقع ذلك الحزامُ خلفَ بلوتو مباشرةً و هناك بقايا النظام الشمسي و مخلفاتُه ،و عمر هذه المخلفاتِ مع عمر تكوُّن النظام الشمسي تصطدمُ الجسيماتُ الموجودةُ في حزام كايبر ببعضها بعضاً مما يجعل تلك الجسيماتِ تنطلق بسرعة بفعل الاصطدام القوي الذي حدث بين الجسمين حيث يجعلهما ينطلقان في الاتجاهات الأخرى ويزداد تسارعُ هذه الأجسام بفعل جاذبية الشمس و تجعلها تدور بسرعة أكبرَ و إذا اقتربت من الشمس ينعكس ضوءُ الشمسِ عليها مما يجعلها واضحةً للعيان .

تختلف المذنباتُ عن النيازكِ من حيث التكوينُ و ربما حتى الأضرار التي تتركها ورائها و كما ذكرنا سابقاً العناصر الموجودة في النيازك تختلف كلياً عن المذنب ، وقد تحمل بعضُ المذنبات الماءَ النقي وبعضَ مكوناتِ الحياة و المركباتِ العضوية مثل الهيدروكربونات البسيطة و هي باكورة الحياة . أما بالنسبة للأضرارفلا تشكِّلُ النيازكُأضراراً كبيرةً مثلَ ماتشكلهُ المذنباتُ، و عادةً ماتسقط ُهذه النيازكُ في المناطقِ النائيةِ في الكرة الأرضية ، إلا أنه قد سقط مذنبٌ قبل ملايين السنين على كوكب الأرض و أنهى حياةَ الديناصورات تلك هي الأضرار التي قد يخلفها ورائه المذنب .

Lspn_comet_halley.jpg

 مذنب هالي في 8 مارس 1986

إذاً قد تبيَّن لنا الاختلافُ و الفرقُ الشاسِعُ بين كل المذكور أعلاه حيث إن المذنبات عبارةٌ عن أجسامٍ جليدية وتحمل الماء الصافي وبعض المواد العضوية التي تعتبر أساس الحياة على وجه الأرض وأما بالنسبة للنيازك والشهب فهي عبارةٌ عن مخلفات مذنبات وبعض الكواكب التي كانت قد تنشأ في النظام الشمسي و إذا سقط الشهاب على وجه الأرض أصبح نيزكاً.

 

 

محمد محمود

@MohammedDTP

التدقيق اللغوي : أ. السيد عبدالله كامل القرشي

المصادر :

برنامج الكون – نيل ديغراس تايسون

دليل المسافر بين الكواكب – بلوتو ما بعده

المجلس الفيزيائية الفلكية

ستيفن هوكينغ

 

ستيفن هوكينغ , العالم الجليل الذي من بعد وفاته آثار جدل واسع و الثقوب السوداء و المادة المظلمة كانت تعزي أهل كوكب الأرض على فقدان هذا العالم الجليل الذي ترك بصمة مخلدة في سطور التاريخ من بعد رحيله و من خلال هذا المقال سنستعرض معظم انجازاته و أهمها التي تركها خلفه و التي كانت ولا زالت ذو نفع للبشرية .

لقد كان ستيفن هوكينع من رغم إعاقته فذاً عبقرياً و من رغم انه رجل معقد إلا أن تمكن بالتحليق في السماء بعقله و عبقريته و كذلك قدم خدمات جليلة عززت من تطوير الفيزياء الحديثة و قد ساهم هذا التطور في تطور البشرية أجمع .

طبعاً ولد ستيفن هوكينغ في 8 يناير من عام 1942 في أكسفورد و من رغم الحالة المادية التي كانت تعاني منها أسرة هوكينغ إلا أنه تمكن من أن يدرس في جامعة أكسفورد و حصل على درجة الشرف الأولى في الفيزياء و أكمل دراسته في جامعة كامبريدج وتمكن من الحصول على الدكتوراه في علوم الكونيات و له نظريات كثيرة في علوم الكونيات من ضمنها العلاقة بين الثقوب السوداء والديناميكا الحرارية و أبحاث ودراسات عن البعد الرابع وهو الزمن .

قدم العالم الجليل ستيفن هوكينغ انجازات ستظل باقية تخدم البشرية و ضمن اكتشافاته , تصدر الثقوب السوداء أشعة و أطلق عليها إشعاع هوكينغ و كذلك أثبت رياضياً عن طريق النظرية النسبية لأينشتاين أن النجوم المنهارة على نفسها بسبب الجاذبية في حالة تفردية و ذلك يعني انه حدث لنقطة بداية زمن و كذلك طور من نظرية التمدد الكوني أو اللاحدود للكون و التي غيرت من بعض أساسيات نظرية الانفجار العظيم و إن الكون في توسع مستمر و بناءً على ذلك وضح كيفية نشوء الكون و بداياته و عدم تعارض هذه الأفكار مع فكرة أن الكون نظام منتظم و مغلق .

و ألف كتاب خصص فيه شرح البعد الرابع و هو الزمن ” تاريخ موجز الزمان ” حيث بسط نظريات الزمن و النظريات الكونية بشكل مفهوم و واضح و سهلاً لعامة الناس , ومن أشهر مؤلفاته التي بسط بها معظم نظريات الكون ” التصميم العظيم” حيث وضح طريقة تمدد الكون من الأساسيات البسيطة إلى الأشياء المعقدة .

هل اكتفى ستيفن هوكينغ بعلوم الكونيات و الفيزياء فحسب ؟

كان ستيفن هوكينغ مهتم بالفلسفة و علاقتها بالعلم كذلك و من أشهر أسئلته ” ماذا كان خلف الانفجار العظيم ؟” و من الذي تسبب به ؟ و ما علاقته بالكون أصلا ؟

هوكينغ مع احتمالية وجود كائنات عاقلة خارج نطاق الأرض :

كان يرجح هوكينغ بوجود كائنات فضائية أو كائنات عاقلة غير البشر في كواكب أخرى و ربما في أكوان أخرى و ربما أبعاد أخرى .

صارع ستيفن هوكينغ المرض لفترة طويلة مع مرضه النادر و من بعد العلم و العطاء الذي قدمه للبشرية توفي ستيفن هوكينغ في يوم الأربعاء المصادف لـ 14 مارس 2018 عن عمر يناهز 76 عاماً و من بعد وفاته توفى العلم معه .

 

هوامش :

كيف يستطيع هوكينغ التحدث من خلال جهازه ؟

أصيب هوكينغ بمرض نادر و شبيه بمرض العصبون الحركي حيث يشل جسمه بالكامل الا أن من حسن حظه لم تشل العضلات و الحبال الصوتية مما تم تركيب له جهاز ذكي به مفردات يختار إحدى تلك المفردات و بعض الأمور ألتي تسهل مخارج الحروف و يقوم الجهاز بترجمة حديثه مما يجعله مسموعاً للناس .

 

الكاتب : محمد محمود

@mohammeddtp

 

التدقيق اللغوي : أ.حمود

المصادر :

الله , الكون وما عداهما‬ – مقابلة نادرة مع كارل ساجان , ستيفن هوكنج و آرثر سي كلارك – https://www.youtube.com/watch?v=XsiRPlsZ5X4

التصميم العظيم – ستيفن هوكينغ

تاريخ موجز الزمان – ستيفن هوكينغ

الثقوب السوداء و الأكوان الناشئة- ستيفن هوكينغ

جورج و الانفجار العظيم – ستيفن هوكينغ

 

الشفق القطبي.

الشفق القطبي 

المقدمة:

عند تأملك للسماء ليلًا بحثًا عن النجوم، تحديدًا إذا كنت من الذين يقطنون الدول القريبة من القطب الشمالي أو الجنوبي،

 سيلفت انتباهك منظرٌ جميل أو ربما تشاهد صورًا له على الإنترنت وفي مواقع التواصل الاجتماعي، ستكون متعجبًا وربما ستصاب بالخوف والريبة نظرًا لأنك للمرة الأولى تشاهد ذلك في حياتك، 

نعم يا صديقي القارئ، فذلك ما يُعرَف بالشفق القطبي.

-فماهو الشفق القطبي ؟ 

-وما سبب تكونه؟

 -ولماذا تكثر مشاهدته في القطبين: الشمالي والجنوبي؟

-ماهو الشفق القطبي ؟

صورة للشفق القطبي في ألاسكا .

الشفق القطبي هو: 

عبارة عن أضواء وألوان ممزوجةٌ ببعضها البعض،

 تتواجد في القطبين، الشمالي والجنوبي للكرة الأرضية وهو من الظواهر الجميلة التي تثير العجب لدى من يلاحظها وتضيف البهجة له.

-كيف يتكون الشفق القطبي؟

 

طبعًا كما ذكرنا ومن المعروف بأن تحدث ظاهرة الشفق القطبي في كِلا القطبين للكرة الأرضية وهما القطب الشمالي والجنوبي، ويحدث عن طريق جسيمات تخرج من الشمس وعادةً يحدث بسبب العواصف الشمسية والتي تنتقل معها الجسيمات القادمة من الشمس وهذه الجسيمات عبارة عن أيونات موجبة وإلكترونات تصطدم بالغلاف المغناطيسي للأرض لتكون هذه الظاهرة محدثةً الشفق القطبي .

صورة توضيحية عن كيفية دخول الرياح الشمسية .

لماذا تحدث الظاهرة عادة ً في القطب الشمالي والجنوبي ؟

اكتشف العالمان “الياس وميس وبعدهما هيرمان فريتز” منطقة الشفق القطبي وهي عبارة عن: دائرة، إحداها موجود بالقطب الشمالي والأخرى بالجنوبي ونصف قطرها يبلغ 2500 كلم من القطب المغناطيسي ولا تتواجد هذه الدوائر في أماكن أخرى من الأرض .

طبعاً الدول الجنوبية مثل أستراليا والأرجنتين وتشيلي بمقدورهم 

رصده أو القاطنين في ألاسكا أو شمال روسيا .

صورة للشفق القطبي في النرويج .

هل تتواجد ظاهرة الشفق القطبي خارج كوكب الأرض ؟

هو تساؤلٌ راود الأذهان،

ويتساءل أصحاب الفضول العلمي 

هل تحدث ظاهرة الشفق القطبي خارج كوكبنا ؟

بالطبع تحدث فلكل كوكب حقلٌ مغناطيسيّ أو غلافٌ مغناطيسي تصطدم به الرياح الشمسية والجسيمات كما ذكرنا سابقًا محدثةً هذه الظاهرة الجميلة وستبين لنا الصور ذلك .

الشفق القطبي في كوكب زحل .

الشفق القطبي في كوكب المشتري .

الخاتمة :

عرفنا يا عزيزي القارئ ماهية الشفق القطبي 

وكيف تحدث الظاهرة، 

وهي عبارة عن اصطدام الجسيمات والرياح الشمسية بالحقل المغناطيسي للأرض ليكوّن لنا مزيجًا جميلًا من الألوان، 

وتحدث دائمًا في القطبين بسبب وجود منطقة الشفق القطبي ولا تتواجد في أي مكانٍ آخر في الأرض.

 وتوصلنا كذلك إلى أن الكواكب تحدث عليها ظاهرة الشفق القطبي أيضًا وتبدو أكثر جمالاً .

 

المصادر:-

ناشيونال جيوغرافيك – ألغاز السماء.

قناة الكون – الشفق القطبي .

فيديو من تصوير محطة الفضاء الدولية للشفق القطبي https://www.youtube.com/watch?v=l6ahFFFQBZY .

البرنامج الوثائقي للدكتور نيل ديغراس تايسون – الكون.

 

الكاتب : محمد محمود

‏@MohammedDTP

تدقيق: عتاب النوتكية- سمية مؤذنة

مراجعة: حمود السعدي- أروى الزهراني

الثقوب السوداء

الكاتب: محمد محمود

التدقيق العلمي: عمار محسن / التدقيق اللغوي: عتاب النوتكية و عمر ياسين

مراجعة: حمود السعدي وأروى الزهراني

ماهية الثقوب السوداء، وكيفية اكتشافها وأسباب وجودها؟

كَثُر الحديث عن الثقوب السوداء، وأثار موضوعها فضول الكثرة من الناس، وتزايدت التساؤلات عنها كذلك..
ومن خلال هذا المقال سنتطرق لعدة نقاط توضح ماهية الثقوب السوداء، وأماكن وجودها وكيف تم إيجادها.. ولكن قبل أن نتعمق، هل يمكن للفرد أن يرى الثقب الأسود سواءً بالعين المجردة أو التليسكوب؟

بالطبع لا؛ لأنه حتى بأحدث جهاز تليسكوب على وجه الأرض، لا يمكن رصده!  إلا أنه يمكن رصد آثاره ومخلفاته التي يتركها في الكون.

فما هو الثقب الأسود؟

هو نقطة كثافة جسمٍ كتلته مضغوطة، ويرتبط فيه الزمن بالمكان، بشكلٍ غريب وبلا انتهاء، وللثقوب السوداء قوة جذبٍ عالية، فكلما زادت الكتلة، زادت قوة الجذب.. وقوة الجذب كبيرةٌ فيها، للحد الذي تكون فيه حتى جسيمات الضوء لا تستطيع الإفلات منها إلا في حالات معينة.

bh1
صورة تقريبية للثقب الأسود

كيف يتكون الثقب الأسود؟
مثلما للإنسان مراحل عمرية في حياته، فللنجوم مراحل عمرية كذلك، ولكن تختلف طريقة موتها على حسب كتلة النجم، فعندما نتحدث عن نجمٍ تساوي كتلته ملايين الشموس،
فبالتأكيد سيتحول إلى ثقبٍ أسود!
ولكن متى يحدث ذلك؟
عندما ينتهي وقود النجم -وهو الهيدروجين- يبدأ النجم بالضغط على مركزه ويبدأ بالانهيار على نفسه في حالة نفاد وقوده؛ ليتسبب بانفجارٍ كونيّ عظيم يسمى” بالمستعر الأعظم” (supernova)، وطاقة الانفجار تساوي الملايين وربما مليارات القنابل الهيدروجينية، ويتحول النجم إلى ما يسمى بـ”نجمٍ نيتروني” أو نجمٍ نبّاض، وتكون البروتونات والإلكترونات مندمجة فيه ومكونة لنيترونات -و هي ذات كثافة عالية-، ويبدأ بالانهيار مجدداً على نفسه ليضغط كتلته و تصبح كثافته شديدة مكونًا ثقبًا أسودًا، وهو أغرب شيءٍ في الكون!
وتتحول النجوم التي تبلغ كتلتها 1.4 كتلة شمسية، إلى ثقوب سوداء، ولو كانت كتلتها أقل من ذلك فستتحول إلى قزمٍ أبيض.
bh2
صورة للنجم النيتروني أو النباض

ما هي الأدلة التي يستند إليها العلماء في إثبات وجود الثقوب السوداء؟
في ستينات القرن الماضي،  قام العالم “بكليين” بتوجيه تلسكوبات الأرض إلى مركز المجرة وتم رصد حركة النجوم في مركز مجرتنا درب التبانة، وكانت حركتها غريبة حول النقطة التي تدور حولها، وبعض الآثار والمخلفات النجمية التي تصبح متروكة خلفها، وأن ما يحدث في مركز المجرة ليس نجمٌ عاديًا بل هو ثقبٌ أسود!

bh3
صورة لإحدى النجوم الموجودة في مركز مجرتنا، وبالذات للجسم ذو الكتلة الكبيرة، واعتقدوا أنهُ ثقبًا أسود فائق الضخامة

لُوحظ بأن هناك حركة غير طبيعية في مركز مجرتنا!
حيث كانت حركة النجوم بطيئة وكلما اقتربت من الجسم القاطن في المركز تزداد سرعتها إلى أن تصل لأقرب نقطة حتى تقفز للجانب الآخر بسرعة عالية.. وحتى مخلفات البلازما والنجوم، فهي ليست ناتجة عن انفجارات فحسب بل بعضها نتج عن سحب الثقب الأسود للنجوم مما يجعلها تتبعثر في أرجاء الكون. هي الطاقة والبلازما وتكون درجة حرارة هذه الطاقة والبلازما، بالملايين وربما بالمليارات بالوحدة السليزية.
bh4

صورة تخيلية للثقب الأسود والمادة المُلتمة حوله:

هل للثقوب السوداء أنواع ؟
بالطبع، فالثقوب السوداء عديدة، من صغيرة الكتلة إلى فائقة الضخامة، وعادةً ما تتواجد في مراكز المجرات. وفي مركز مجرتنا توجد إحدى تلك الثقوب فائقة الضخامة باستثناء الثقوب المتوسطة والصغيرة المنتشرة في أرجاء المجرة أو الكون. ويعتمد نوع الثقب الأسود على كتلته، فيوجد منها الصغير و متوسط الكتلة والذي يكون بين 4 و 15 كتلة شمسية، بينما فائق الضخامة، تساوي كتلته الملايين حتى البلايين من الكتل الشمسية.

 

1.ما هو الكويزار؟
أو كما يسمى النجم الزائف، ويعتبره بعض العلماء نوعاً من أنواع الثقوب السوداء، وبعضهم قد يراه نجماً نيترونياً عادياً، ولكن يتم دراسة سلوك النجم حول الجسم الذي يدور حوله وكذلك ملاحظة الطاقة الهائلة وقوة الجذب العالية، مما يجعلهم يتنبؤون بوجود ثقبٍ أسود؛ بسبب الحقل المغناطيسي الشديد، والكميات الضخمة من الأشعة المبعوثة مثل: الأشعة السينية، وفوق البنفسجية.

bh5

صورة لإحدى الكوازارات المرصودة وتم التقاطها بالأشعة تحت الحمراء.

وأخيراً، تم إطلاق مشروع لاستكشاف الثقوب السوداء! حيث سيتم إرسال مسبارٍ فضائيّ خارج نطاق الأرض وتلسكوبات مخصصة لدراسة الثقوب السوداء في مجرتنا، وبالذات في الثقب القاطن في مركز مجرتنا، وحتى الموجودة في المجرات الأخرى، وإجراء الدراسات عليه؛
لمحاولة معرفة كيف نشأ، ودراسة عمرها الإفتراضي.
لكن الثقب الأسود لم يزل لغزاً يحير العلماء، ولهذه اللحظة يعتبر نظرية علمية لم تُثبِت وجوده بعد!

المصادر:

كتاب تاريخ موجز الزمن، ستيفن هوكينغ، ١٩٨٨م

وثائقي وحش درب التبانة، ناشيونال جيوغرافيك أبو ظبي، لا يوجد

وثائقي رحلة إلى حافة الكون، ناشيونال جيوغرافيك أبو ظبي، لا يوجد

ثقبٌ دوديّ على الأرض وآخر في الفضاء..

بقلم: شهد

لنتأمل قليلًا في الأرض التي نحنُ فيها، ونتأمل في التربة الخصبة، سنجد العديد من الثقوب التي يصنعها مهندسو الطبيعة (الحشرات) على أرضنا الزرقاء بأشكالها المختلفة وهندستها العبقرية، سنرى طُرقًا تأخذنا من مكان الى آخر، بواسطة ثقب.

 

-هذا عن الأرض..

فماذا عن الفضاء؟

 

توجد في فضائنا الجميل والفسيح نظرية تسمى بـ (الثقوب الدودية) والتي تنقلك من مكان إلى آخر في الكون.

 

– الثقوب الدودية هي: ممر نظري “افتراضي”  موجود في (الزمكان): وهو عبارة عن دمج للمفهومين معاً ضمن استمرارية معينة: الأبعاد المكانية الثلاث، الارتفاع، العرض، العمق بالإضافة إلى البعد الرابع “الزمن”، وبالإمكان السفر بشكل مختصر من مكان في الكون إلى آخر قد يكون كونان مختلفان أو مجرتان وغيرهما في وقت قصير نسبيًا بواسطة الثقب الدودي..

في عام ١٩٣٥ استخدم الفيزيائيان: البرت اينشتاين وناثان روزن نظرية النسبية العامة؛ لأنها تتنبأ فعليًا بوجود الثقوب الدودية، استخدما النظرية النسبية العامة لاقتراح نظرية (جسور أو ممرات) في نسيج الزمكان للتنقل بشكل أسرع وبشكل مختصر عبر الزمن أو المكان أو الارتفاع أو الولوج إلى داخل النسيج الزمكاني، وذلك عن طريق تحدب وتقوس الزمكان في بعض الأماكن (نسبيًا).

لنعود للنسبية العامة، فقد أعطتنا القليل من الحلول، أو بعض الأفكار على حدٍ سواء.. فالنظرية العامة تسمح بوجود الثقوب الدودية! فيما يكون أحد أطراف الثقبين من ممر واحد هو عبارة عن (ثقب أسود): الثقوب السوداء تتشكل من انهيار نجم ميت وذات جاذبية عالية وكتلة عالية جدًا.

 

وذلك ينتج بسبب الأجرام ذات الكتل الكبيرة (كالثقوب السوداء) ويوجد كتلتان متماثلتان بعد طي الزمكان سيتشكل لدينا ثقب دودي، وهذه طريقة نشأته الافتراضية، سميّت باسم جسور اينشتاين-روزن أو الثقوب الدودية ولكن هي لم يكتشف وجودها فعليًا إلى الآن ولكن ربما يتم التقاط الكتلة السالبة لثقب دودي بنفس الطريقة التي تؤثر فيها جاذبيته على الضوء الذي يعبر من خلاله.

عند وصفنا للثقوب، نستطيع القول بأن لكل ثقب فمًا، وعلى الأغلب أشكالها دائرية، وما يصل بينهما طريق كالحنجرة مستطيلة الشكل وشريطية، فبذلك يمكنها الالتفاف أو بطريقة أخرى عبارة عن أنبوبة رقيقة ذات فتحتين في الطرفين.

لنعود للنسبية العامة، فقد أعطتنا القليل من الحلول، أو بعض الأفكار على حدٍ سواء..

 

فالنظرية العامة تسمح بوجود الثقوب الدودية! فيما يكون أحد أطراف الثقبين من ممر واحد هو عبارة عن (ثقب أسود): الثقوب السوداء تتشكل من انهيار نجم ميت وذات جاذبية عالية وكتلة عالية جدًا.

كما أن للثقوب الدودية خمسة أنواع:

١- ثقوب أقليدية:

تتعامل مع فيزياء الجزيئات

٢- ثقوب لورنز:

تتعامل مع الفيزياء الكلاسيكية والنسبية العامة.

٣- ثقوب زمكانية:

وهذا النوع موجود فقط في كون واحد.

٤-ثقوب سوارزشيلد:

ثقب دودي افتراضي ويقوم على فكرة الربط بين كون وكون.

٥-ثقوب دودية مغناطيسية.

 

-بعد وصفنا لشكل الثقوب الدودية من الخارج كيف يا ترى تكون من الداخل؟

 

لنفسح قليلًا لمجال الخيال الذي بداخلنا:

هناك العديد من الكتب والأفلام الخيالية التي تحاكي نظرية الثقب الدودي ولو بشكل بسيط، التنقل عبر الزمن، المكان إلخ…

 

يمكننا تخيّل ذلك، يمكننا رؤية ذلك بعدما نغمض أعيننا ونتأمل.. يمكننا السفر إلى المجرة الجارة بسرعة فائقة، ولكن!

 

واقعية هذا السفر معقدة جدًا! رغم تطور العلم والفلك والحساب لم نشاهد ثقبًا دوديًا قط، والمشكلة الأخرى هي أنها صغيرة الحجم، فقد تكون ميكروسوبية، ولكن مع تمدد الكون واتساعه قد تكبر وتكبر مع الوقت.

 

والمشكلة الأخرى والتي قد تكون الأعظم، هو استقرارها!

هل الثقوب الدودية تصمد ؟

أو هل هي قوية كفاية بنقل المعلومات؟

الثقوب التي تنبأ فيها اينشتاين وروزن في الحقيقة ومع الأسف غير صالحة للسفر؛ لأنها ستنهار بسرعة، ولكن قد توجد مادة غريبة قد تكون بداخلها مصنعة طبيعيًا أو صناعيًا، قد تجعل الثقب مفتوحًا لوقت أطول مما يسمح للمسافرين العبور من وإلى الثقب..

 

تقنيات العلم حاليًا ليست كافية لتحصيل عددٍ منها أو رؤيتها أو تأكيدها، ولكن نستطيع تخيّلها، بينما ما زال يستمر العلماء باستكشاف هذه النظرية التي تسمح بالتنقل عبر الفضاء..

 

 

تدقيق علمي: عمار محسن

تدقيق لغوي: سمية مؤذنة، عتاب النوتكية, حمود السعدي، أروى الزهراني.

 

 

المصادر:

https://www.space.com/20881-wormholes.html

– كتاب : كون اينشتاين / ميشيو كاكو

– كتاب : فيزياء المستحيل / ميشيو كاكو

– كتاب : افكار واراء / البرت اينشتاين

معضلات وألغاز علمية

بقلم/ نواف المطيري

تدقيق/ عمار محسن

مراجعة: حمود السعدي/ أروى الزهراني.

 

المادة المظلمة، هي مادة اُفترضت لتفسير جزء كبير من كتلة الكون،

لا تُرى بشكل مباشر باستخدام التلسكوبات؛ حيث من الواضح أنها لا تبعث ولا تمتص الضوء أو أي إشعاع كهرومغناطيسي آخر على أي مستوى.

والطاقة والمادة المظلمتين ليست جسيمات بل ظاهرتين؛ لانخفاض ضغط الجسيمات.

واستنادًا إلى النموذج القياسي لعلم الكونيات، فإن مجموع الطاقة-الكتلة-  في الكون المعروف يحتوي على المادة العادية بنسبة 4.9٪، والمادة المظلمة بنسبة 26.88٪ والطاقة المظلمة بنسبة 68.3٪ وهكذا، فإن المادة المظلمة تشكل 84.55٪ من مجمل المادة في الكون، بينما الطاقة المظلمة بالإضافة إلى المادة المظلمة تشكل 95.1٪ من المحتوى الكلي للكون.

لكن يبقى السؤال:  كيف علمنا بوجودها؟

١- نحن نعلم بوجودها؛ لأننا وجدنا عند استخدام قانون كبلر الثالث:

أن كتلة المجرة المرصودة من الغازات والنجوم أقل بكثير من الكتلة التي حصلنا عليها عند استخدام القانون؛ حيث وُجد أن كتلة المجرة تبلغ عشرة أضعاف الكتلة المرصودة.

وللمعلومية: في فيزياء الكم، وفِي عالم الجسيمات فأنت تؤمن بأن هنالك ظواهر فعلاً موجودة، وتحدث وهذا؛ لأن نتائج الحساب في المعادلات تبين لك أنه لابد من أن هذه الظواهر حقيقية.

٢-  جاذبيتها: نحن نعلم أن الأجسام التي تكون قريبة من مركز المجرة أو مركز النجم تدور أسرع من البعيدة وفقا لقانون V=rw، ولكن الحقيقة: أن الأجسام سواءً القريبة أو البعيدة تدور بنفس السرعة تقريبًا وهذا؛ بسبب تأثير جاذبية المادة المظلمة.

لهذا افترضها العالِم جان أورت عام 1932؛ بهدف حساب السرعات المدارية للنجوم، وأيضًا في عام 1933م كان الفلكي فريتز زفيكي (Fritz Zwicky) يدرس عنقود كوما المجري، ولاحظ أن كمية المادة اللازمة لإنتاج السرعة المدارية الخاصة بالمجرات هناك لا تنسجم مع المادة التي تمت رؤيتها وكشفها، ومنذ ذلك الوقت تم إجراء الكثير من المراقبات، التي أدت إلى الحصول على مميزات مشابهة، واستخدم العلماء المراقبات في تحديد الكمون الثقالي اللازم؛ لشرح ما يخص كمية المادة اللازمة لإنتاج السرعة المدارية الخاصة بالمجرات هناك بأنها لا تنسجم مع المادة كما سبق، وكل ذلك أدى إلى كمية معتبرة من المادة ومفقودة كما حصل مع مراقبات زفيكي.

فهم المعادلات التي تحكم حركة تلك الكواكب الدائرية ليس بالصعب، لدينا معادلة في أحد طرفيها قانون الحركة الدائرية وفي الطرف الآخر قانون نيوتن الشهير وهو قانون الجذب العام، لنأخذ مثالا بسيطا قبل البدء في شرح تأثير المادة المظلمة، حركة الكواكب في مجموعتنا الشمسية؛ حيث سرعة الكواكب القريبة من الشمس تكون أسرع من حركة الكواكب البعيدة عنها.

من المفترض أن هذا هو ما يحدث في المجرة،

فقام العلماء بتطبيق هذا القانون على المجرة ولكن حدث ما لم يكن بالحسبان !!

انظر إلى الصورة:

الخط الأحمر في الصورة يمثل تنبؤات سرعة الكواكب حسب قانون الجذب العام أي: أن كل السرعات تزداد كلما اقتربنا من مركز المجرة، وتقل تدريجيًا كلما ابتعدت عن المركز لكن ما يحدث هو النقيض تماما، يمثل الخط الأبيض السرعات الفعلية لحركة الكواكب المدارية حول مركز المجرة، ففي البداية كان كلا الخطين على توافق، لكن يبدأ الشذوذ إذا ابتعدنا عن المركز لماذا؟ كيف؟

في عام 2013 وجدوا أن فرضية المادة المظلمة ( Dark Matter ) تفسر المعطيات بشكل جيد، هناك مادة غير مرئية تحيط بشكل كبير معظم المجرات والكواكب، ولها كتلة وستزيد قوة شد النجوم نحو المركز، ويظهر أثرها في المسافات الكبيرة بين النجوم وبين المجرات، وما زال العمل قائما على تخليقها تجريبيا في مصادم الهيدرونات LHC.

قائمة المراجع :

(Rotation Curves, unknown, unknown)

1/http://www.astro.cornell.edu/academics/courses/astro201/rotation_curves.htm

(The nature of dark matter, unknown, June 2011)

2/https://imagine.gsfc.nasa.gov/science/questions/dark_matter2.html