عرض المشاركات

الملوثات المائية

*** التلوث الطبيعي، وهو موجود وجوداً دائماً، فالمخلفات العضوية وُجدت في الماء منذ ظهور الكائنات الحية النباتية والحيوانية على سطح الأرض، إذ تأخذ المخلفات الطبيعية الناتجة عن أجسام الكائنات الحية والمواد العضوية الميتة طريقها إلى الماء في كل مرة تتدفق فيها المياه الجارية، وخصوصاً لدى هطول الأمطار فوق التربة والصخور والرواسب المعدنية والفضلات العضوية. ومع ذلك، فربما يكون الإنسان مسئولا في كثير من الحالات عن زيادة التلوث الطبيعي، نتيجة لتعدياته على الغابات وأشكال الغطاء النباتي المختلفة.

*** التلوث الحراري، ويحدث عادة حيثما توجد محطات توليد الطاقة الكهربائية والمصانع التي تستخدم الماء للتبريد، إذ تضيف هذه المنشآت إلى المسطحات المائية ماءً ذا درجة حرارة مرتفعة، وهو ما يسبب في كثير من الأحيان أضراراً للحياة النباتية والحيوانية أكثر مما تسببه المواد الملوثة التي تقذفها المصانع ذاتها، فكل زيادة عن درجة الحرارة الطبيعية في الكتل المائية تخل بالتوازن الطبيعي ضمنها.

*** التلوث البكتيري : ويقصد به وجود ميكروبات في الماء وهي تسبب عدداً من الأمراض المعدية مثل الدوسنتريا والكوليرا والبلهارسيا و غيرها من الأمراض .

*** النفط، ويُعد هو ومشتقاته واحداً من أهم الملوثات المائية المتميزة بانتشارها السريع، فقد يصل إلى مسافة تبعد 700 كم عن منطقة تسربه. ويصدر هذا التلوث عن حوادث ناقلات النفط الخام أو المكرر، كما تُعد المصافي النفطية واحدة من المصادر الهامة لتلوث الماء بالنفط، لأن المصافي تستهلك كمية من الماء، ثم تلقيه في البحار أو الأنهار مع مقدار من النفط. وقد قُدِّرت كمية النفط الملقاة في مياه البحر المتوسط من خمسين مصفاة نقع على شواطئه بنحو 20 ألف طن سنة 1978 وحدها، كما أن الاستثمار في عرض البحر سواء في مرحلة التنقيب أم الإنتاج يشكل مصدراً إضافياً للتلوث بالنفط عن طريق التسرب، وتقدر كمية التسرب من البئر النظيف بنحو 5 بالألف من كمية الإنتاج. كما يتسرب النفط أيضاً أثناء تحميل وتفريغ الناقلات، وتُقدَّر كمية النفط المتسربة سنوياً إلى البحار والمحيطات من مصادر التلوث بالنفط بنحو 10 ملايين طن.

***المخلفات الصناعية، ويُعد تلوث الماء بالمواد الكيميائية الناتجة عن الصناعات المختلفة واحدة من أعقد المشكلات التي تواجه الإنسان. ومن أهم هذه الملوثات الكيميائية المعادن الثقيلة : الرصاص ، الزئبق ، الكادميوم والنحاس والزنك و غيرهم من معادن و مواد .

***المواد المشعة، والتلوث بها واحد من صور التلوث الشديدة الخطورة. فالمواد المشعة تصل إلى المياه نتيجة للتجارب النووية وعمل المفاعلات ومحطات الطاقة الكهروذرية، وبسبب حفظ النفايات المشعة في أعماق البحار والمحيطات، وهو ما يؤدي إلى رفع تركيز هذه المواد في المياه.

*** المبيدات، وهي تصل إلى المياه بكميات كبيرة، فقد رش خلال 35 سنة فقط أكثر من 1.5 مليون طن من مادة DDT. وبيَّنت الدراسات وجود المبيدات، وخاصة المادة الآنفة الذكر، في مناطق مختلفة من بحري البلطيق والشمال وشواطئ إنكلترا وأيسلندا والبرتغال وأسبانيا. وقد أدى تلوث البحر المتوسط والمحيط الأطلسي إلى انخفاض احتياطي الأسماك فيهما.

وجدير بالذكر أن جميع الأبحاث العلمية تثبت أن مياه البحر النظيفة لها أهمية كبيرة على الصحة العامة للإنسان. كما إنها مصدر رئيسي للمعادن وارتفاع نسبة ملوحتها يقتل البكتيريا والطفيليات، إلا أن عمليات التعدي على مياه البحر تشكل خطراً على الكائنات البحرية والإنسانية في النهاية نتيجة التلوث الكيميائي لمخلفات البترول والمصانع المتنوعة. بناء عليه فان هذه الموارد المائية الضئيلة يجب المحافظة عليها بجانب ضرورة دراسة الموارد المائية المتجددة مثل تحلية مياه البحر، تطهير مياه المجاري .

وتمثل المياه بالرغم من أساسياتها للحياة وسيطاً أولياً للأمراض المائية كالكوليرا والبلهارتسينا ...الخ . وتعتبر المياه ملوثة عندما يتغير تركيبها أو تتغير حالتها بحيث تصبح أقل ملائمة لأي استخدام من استخداماتها المتعددة ويشمل ذلك التغيرات في الخواص الفيزيائية أو الكيميائية أو البيولوجية للمياه من خلال عمليات تفريغ مواد سائلة أو صلبة أو غازية فيها أو تغيرات ملموسة في درجة الحرارة وهناك قلق متزايد في الوقت الحاضر بشأن زيادة نسبة العناصر الكيميائية في مياه الشرب والتي من شأنها التسبب بأمراض سرطانية أو تأثيرها المحتمل في تغيير الصفات الوراثية للأبناء نتيجة حدوث تحولات طارئة في الكروموسومات أو المورثات كما يمكن أن يؤدي وجود معادن ثقيلة في مياه البحر إلى تلوث الثروة السمكية وهو ما يمكن أن يؤثر فيما بعد على الإنسان....

إجراءات وقاية الماء من التلوث

و هذه الإجراءات تهدف إلى الإبقاء على المياه في حالة كيميائية لا تسبب الضرر للإنسان والحيوان والنبات. و من هذه الإجراءات:

*** بناء المنشآت اللازمة لمعالجة المياه الصناعية الملوثة، ومياه المخلفات البشرية السائلة، والمياه المستخدمة في المدابغ والمسالخ وغيرها، قبل تصريفها نحو المسطحات المائية النظيفة.

*** مراقبة المسطحات المائية المغلقة، مثل البحيرات وغيرها، لمنع وصول أي رواسب ضارة أو مواد سامة إليها.

*** احاطة المناطق التي تُستخرج منها المياه الجوفية المستخدمة لإمداد التجمعات السكانية بحزام يتناسب مع ضخامة الاستهلاك، على أن تُمنع في حدود هذا الحرم الزراعة أو البناء أو شق الطرق، وزرع هذه المناطق بالأشجار المناسبة.

*** تطوير التشريعات واللوائح الناظمة لاستغلال المياه، ووضع المواصفات الخاصة بالمحافظة على المياه، وإحكام الرقابة على تطبيق هذه اللوائح بدقة وحزم.

*** الاهتمام الخاص بالأحوال البيئية في مياه الأنهار وشبكات الري والصرف والبحيرات والمياه الساحلية، ورصد تلوثها، ووضع الإجراءات اللازمة لحمايتها من التلوث الكيميائي.

*** تدعيم وتوسيع عمل مخابر التحليل الكيميائي والحيوي الخاصة بمراقبة تلوث المياه، وإجراء تحاليل دورية للمياه للوقوف على نوعيتها.

*** نشر الوعي البيئي بين الناس و تعويد الصغار قبل الكبار على المحافظة على المياه من التلوث

الشكر الجزيل لك اختي الكريمة على الموضوع القيم ...
باركك الله وجزاك كل خير

و...

عذرا على التطفل ...

'>

دمت بخير
اخوك -التواق

منتدى علوم البيئة / مزارع الدواجن

« في: أغسطس 15, 2005, 08:42:51 مساءاً »

السلام عليكم ورحمه الله وبركاته

اختي الكريمة رنا ...
باركك الله
وجزاك كل خير على الموضوع القيم ...
دمت بخير
اخوك - التواق للمعرفة

منتدى علوم البيئة / المحميات الطبيعية والمتنزهات القومية

« في: أغسطس 15, 2005, 08:41:05 مساءاً »

السلام عليكم ورحمه الله وبركاته

الاخت العزيزة رنا

اخي الحبيب الاحيائي

اخي الغالي ابو يوسف

اشكر لكم الاهتمام والتعليق ...

اسعدني مروركم الكريم ...

بوركتم جميعا
ودمتم بالف خير
اخوكم - التواق للمعرفة

منتدى علوم البيئة / المحميات الطبيعية والمتنزهات القومية

« في: أغسطس 14, 2005, 07:55:23 مساءاً »

المحميات الطبيعية والمتنزهات القومية وتعريفها عالميا

في عام 252 ق.م أقر إمبراطور الهند " أسوكا " قانونا لحماية الحيوانات والأسماك والإحراج/ وتعد هذه المعلومة أقدم معلومة مؤلفة حول علم يهدف إلى حماية الطبيعة وإيجاد المناطق المحمية، ولكن حتى قبل هذا التاريخ كانت كالمناطق المحمية تقام لأسباب دينية أو لإتاحة الظروف للتكاثر الحيواني لأغراض الصيد.

وفي عام 1084م أمر الملك وليم الأول الإنجليزي بإعداد مسح شامل للأراضي والغابات ومناطق السمك والمناطق الزراعية ومحميات الصيد والمصادر المنتجة للمملكة لوضع خطط مناسبة للتنمية والإدارة.

إن تأسيس وإدارة المناطق المحمية يعد من أهم طرق المحافظة على المصادر الطبيعية في العالم كي نحافظ على وفرتها الآن وفي المستقبل.

تعريف: المفهوم الحديث على الطبيعة هو الصيانة والاستغلال الحكيم والأمثل لمصادر الأرض، ويرتكز هذا المفهوم على عنصرين اثنين هما:

   1- الحماية

   2- التخطيط

وهذان العنصران وردا في الماضي كما أسلفنا، فالحماية وردت من خلال تشريع قانوني في الهند، والمسح الدقيق للتخطيط في إدارة المصادر ورد في بريطانيا.

وتؤكد الاستراتيجية العالمية لحماية الطبيعة أن حماية الطبيعة ومصادرها هي من ضرورات التنمية المستمرة، ويمكن تحقيق هذه الحماية من خلال ما يلي:

المحافظة على النظم البيئية القائمة، لما لها من تأثير مباشر على بقاء الإنسان وتطوره.

المحافظة على التنوع الجيني لأهميته فيما يتعلق بالتكاثر الحيواني والنباتي.

التأكد من أن استغلال الإنسان للأنواع والنظم البيئية هو استغلال غير جائر، مما يسمح لهذه الأنواع بالاستمرار. بناء عليه فإن المناطق المحمية هي ضرورية للمحافظة على المصادر الحية للأسباب التالية:

تتيح تواجد عينات ممثلة لأنواع الأحياء والمحافظة عليها بشكل سليم.

المحافظة على التباين الحيوي والفيزيائي.

المحافظة على التنوع البري الجيني.

أسباب تأسيس مناطق محمية:

إن العاملين في مجال حماية الطبيعة يحاولون التقليل من الخسارة أو النقص في المصادر الحية، وذلك للحفاظ على التباين الحيوي والذي يعتبر بقاؤه أساسيا لاستمرار حصولنا على الفائدة من الأنواع البرية، ولا نستطيع القول بأن جميع الأنواع تتساوى في فائدتها للإنسان، بل أن بعض الأنواع أكثر فائدة من الأخرى وهي تضم:

أنواع النباتات البرية التي لها علاقة بالمحاصيل الغذائية للإنسان.

الحيوانات البرية التي لها صلة قرابة مع الحيوانات الداجنة.

الحيوانات القابلة للتدجين.

الأنواع البرية المنتجة للأغذية.

الأنواع التي يستغلها الإنسان للحصول على الأصباغ والأدوية.

الأنواع المهمة لإطعام الحيوانات الداجنة.

الأنواع التي يعتبر وجودها أساسيا لزيادة المتوفر من أنواع أخرى أو السيطرة على الآفات.

الأنواع التي لها قدرة على تحسين خصائص التربة.

الأنواع الحيوانية المفيدة للأبحاث كنماذج لدراسة الإنسان مثلا.

الأنواع التي لها قدرة كبيرة على تحسين البيئة المحيطة.

الأنواع التي تتحمل ظروفا معينة كالملوحة أو الحرارة أو الجفاف.

إضافة لذلك فقد يعتبر الإنسان بعض الأنواع غير مفيدة في الوقت الحاضر، ولكن أهميتها تبرز في المستقبل مما يوجب حفظ التباين الحيوي ككل مع إعطاء الأولوية للأنواع المهددة، وقد يكون تأسيس مناطق محمية هو جزء من الحل ولكنه بالتأكيد ليس الحل الوحيد.

دور المحميات الطبيعية في التنمية المستمرة:

تساهم المحميات في عملية التنمية المستمرة بالطرق التالية:

المحافظة على استقرار البيئة التي تمثلها هذه المناطق وتقلل تبعاً لذلك من الفياضانات أو الجفاف وتحمي التربة من الانجراف.

ضمان الإنتاج واستمرار التوازن البيئي.

توفير الفرصة للبحث العلمي ومتابعة الأحياء البرية والنظم البيئية ودراسة فهم علاقتها مع تنمية الإنسان.

توفير الفرصة لإحداث واستمرار التنمية في المناطق النائية والاستغلال الأمثل للأراضي الهامشية.

استغلال الفرصة للتوعية البيئية.

تسهيل التنزه والاستجمام والاقتراب من عالم الطبيعة الغني الجمال.

مواصفات وشروط المناطق المؤهلة لأن تكون مناطق محمية:

وجود أي من الشروط والمواصفات التالية يجعل المنطقة مؤهلة لأن تصبح منطقة محمية:

عندما يتوفر في المنطقة نظام بيئي متميز (مجموعات حيوانية مستوطنة في الغابات المطرية).

عندما يوجد في المنطقة نوع متميز سواء بقيمته أو ندرته أو نوع معرض الانقراض.

عندما يوجد في المنطقة تنوع عادي لأنماط الأحياء.

عندما يكون لشكل السطح أو للعوامل الجيوفيزيائية أهمية خاصة كوجود الينابيع، أو مناطق جيولوجية فريدة.

عندما تكون المنطقة بحاجة لإجراءات لحماية العوامل الهيدرولوجية (التربة، الماء والطقس المحلي).

عندما تكون المناطق ذات أهمية للسياحة البيئية (بحيرات، شواطئ، مناطق جبلية، حياة برية).

عندما تشتمل المنطقة على مواقع لها أهمية للبحوث العلمية طويلة الأمد.

عند اشتمال المنطقة على مواقع أثرية.

الأنشطة التي لا تتناقض مع أهداف المحمية:

   لا بد من وجود أعمال ونشاطات في المنطقة المحمية تفرضها الضرورات الإدارية على أن يكون تأثير هذه الأعمال مقبولا ومنسجماً مع الهدف الرئيس لإقامة المحمية، وعلينا أن نأخذ بعين الاعتبار أن بعض المجموعات الحيوية والنظم البيئية هشة لا تحتمل أي تدخل، وبعضها يتأقلم مع التغيير أو التأثير الحاصل في محيطه. وتضم هذه الأعمال أو النشاطات ما يلي:

عمل ممرات خاصة وأبراج مراقبة ومخابئ.

زراعة نباتات غذائية للأنواع أو عمل مجمعات مائية أو وضع مكعبات تحتوي على أملاح ومعادن لتشجيع بعض الحيوانات البرية.

عمل أماكن مفتوحة لإطعام الحيوانات البرية.

السيطرة على أنواع معينة من الحيوانات زادت نستبها بسبب خلل معين في السلسلة الغذائية أو السيطرة على أنواع منافسة لنوع يراد إكثاره.

قطع أو تقليم أو حرق أو السماح بالرعي في مناطق معينة للحفاظ على مرحلة نباتية معينة.

توطين أو إعادة توطين نقل الأحياء البرية (بهدف ضمان نقل الشيفرة الوراثية).

وبالطبع فإن هذه النشاطات هي مجرد أمثلة قليلة على ما يمكن عمله في المناطق المحمية، لكن المهم أن تبقى هذه النشاطات منسجمة ومراعية لأهداف المحمية، وطبقاً لطبيعة المحمية وأهدافها فإنه يسمح بالاستعمالات التالية، (وهي مدرجة حسب ازدياد التأثير على النظام البيئي):

منع دخول الزوار إلا لأغراض إدارة المحمية.

السماح للبحث العملي.

السماح بالزيارة المنظمة في مناطق معينة من المحمية على أن تستعمل الطرق الخاصة.

شق طرق للعامة عبر تلك المناطق.

السماح بوجود مكثف للزوار ولكن دون التأثير على طبيعة المنطقة.

جمع الأخشاب الميتة من قبل السكان المحليين أو جمع العسل أو الثمار أو أية منتجات خشبية دون الإضرار بالطبيعة.

إدارة المناطق المحمية إدارة سليمة للإكثار من الحيوانات القابلة للصيد أو المشاهدة.

الصيد التقليدي المنظم.

السماح ببقاء السكان المحليين الذين كانوا يعيشون ساقاً بتناغم مع البيئة.

صيد الأسماك.



التصنيف العالمي للمناطق المحمية:

محمية طبيعية مغلقة تماماً: لضمان استمرارية التوازن الطبيعي دون تغريض المنطقة لأي تدخل.

متنزه قومي تكون عادة مناطق طبيعية واسعة لحماية المناظر والطبيعة لأهداف تعليمية وترفيهية بحيث لا يسمح باستخدام المصادر الموجودة فيها.

محمية المعلم الطبيعي لحماية معلم معين (الغابة المتحجرة).

محمية الأحياء البرية للتأكيد على استمرارية ووجود البيئة المناسبة التي تضمن استمرارية النوع.

محمية المناطق الأرضية ذات الطابع الجمالي.

محميات المصادر الطبيعية –الحماية العامة لحفظ المصادر للاستعمالات المستقبلية على أساس فهم وتخطيط سليم.

المحميات الإنسانية: السماح لطرق الحياة التقليدية بالاستمرار.

المحميات متعددة الأغراض: تأمين استمرارية الإنتاج من المياه والأخشاب والحياة البرية والرعي.

محميات المحيط الحيوي: المحافظة على المجموعات الحيوية للحاضر والمستقبل ضمن نظام بيئي طبيعي والمحافظة على التنوع الجيني الذي يعتمد عليه التطور.

مواقع التراث العالمي.

الخطة الإدارية للمناطق المحمية: أتينا على ذكر النشاطات الإدارية في عدة مواقع سابقاً كما تم التعرف على بعض الأعمال الإدارية داخل المناطق المحمية، ولفهم تلك الأعمال بشكل أفضل فإنه يجب التعرف على كيفية تحضير الخطط الإدارية والعوامل التي تؤخذ بعين الاعتبار عند تحضير مثل تلك الخطط.

عند تحضير الخطة الإدارية للمحمية عادة ما تتبع الخطوات التالية:

وصف المكان والأحياء الموجودة: وعادة ما يشتمل هذا الوصف على جيولوجية المنطقة والطقس والطبوغرافية والتربة والغطاء النباتي والتوزيع الحيواني، على أن يجري الوصف بشكل دقيق دون تدخل أو تحليل.

تقييم الأهمية: بعد الوصف تبدأ بتحليل المعطيات حيث يتم تقييم لموقع وإبراز أهميته من خلال الوصف السابق.

وضع الأهداف والخيارات للإدارة: بعد تحليل الأهمية للموقع تتضح أسباب حمايته، وتوضع مجموعة من الأهداف يتركز العمل على تحضير مجموعة من الخيارات الممكنة للنشاطات التي تحقق الأهداف الموضوعة.

الخطوط العريضة للوسائل المتبعة: أي وضع ما يسمى بالوصفة لتحقيق النشاطات والأهداف.

تحديد المشاريع: توضع مجموعة من المشاريع المختلفة بشكل مفصل مع جدولة موازنة كاملة لكل مشروع على حدة.

خطة العمل: تشتمل على من سوف ينفذ العمل ومتى؟

  ( بتصرف عن " منشورات جمعية الحياة البرية في فلسطين " )

منتدى علم الفيزياء العام / النسبية النظرية الثورية

« في: أغسطس 14, 2005, 07:44:42 مساءاً »

النسبية النظرية الثورية

لقد كان لإعلان النظرية النسبية اثر عميق في تفكير الإنسان بشكل عام فقد جاء على مرحلتين فكريتين ضخمتين واحدة تقود إلى الأخرى فكانت النسبية الخاصة عام 1905 والنسبية العامة عام 1915 وقد أدت هذه النظرية النسبويه إلى دمج ثلاث أبعاد مكانيه مع بعد زمني في فضاء رباعي الأبعاد ومتعدد الجوانب فأحدث ذلك تغيرا عظيما في الفلسفة ناهيك عن التغيرات الفيزيائية كلنا يعلم تجربة ميكلسون ومورلي هذه التجربة التي احدثة اظطرابا كبير في الفيزياء والدلائل تشير إلى أن اينشتاين كتب النسبية وهو لا يعلم بهذه التجربة وكي نستطيع أن نفهم النسبية نحتاج إلى فهم وجهة الخلاف في هذه التجربة في عام 1886 بدأ ميكلسون ومورلي بتجاربه عن انتشار الضوء وسرعة في الخلاء وكان يعتقد أن يستطيع تعين هذه السرعة عن طريق تعين سرعة الأرض في مدارها حول الشمس بالنسبة للأثير وهو موجود في كل مكان مثل الهواء الذي يحيط بنا ولكن الأثير موجود في كل الكون وكانت نظرية ميكسويل الكهريطيسيه قد أثبت أن الضوء ينتشر في الخلاء على صورة أموج وكانت الأمواج تحتاج إلى وسط افترض الأثير الحامل للضوء فعوم ميكلسون اكتشاف الأثير بأن يقارن سرعة الضوء المتحرك في تجاه حركة الأرض بسرعة حزمة ضوئية تتحرك في اتجاه متعامد مع حركة الأرض وعندئذ لن يبرهن الفرق بين السرعتين على حركة الأرض فحسب بل انه يعطي فعليا سرعة الأرض في مدارها حول الشمس . وقد بينت هذه التجربة على أساس نظري هو أنه إذا وجد الأثير فإن حركة الأرض فيه تولد تيارا أثيريا معاكسا لسرعة الأرض مثلما تولد المركبة تيارا هوائيا يجري معاكسا حركتها فحين تقاس سرعة الضوء على الأرض فإن تأثرها بتيار هوائيا يجري معاكسا حركتها فحين تقاس سرعة الضوء على الأرض فإن تأثرها بتيار الأثير يتوقف على حركة الضوء هل هي موازاة حركة الأرض أو معاكستها أم هي متعامدة مع التيار . وبداء العمل في هذه التجربة التي تمثل بسابحين أحرار في نهر واحد يسبح مع النهر ذهابا وإيابا والأخر يبدأ من نفس النقطة الأولى ويسبح في عرض النهر ذهابا وإيابا ونفس المسافة التي يقطعها الأول يقطعها هو وفي نفس الوقت و يتضح من قانون جمع السرعات انه لا يمكن أن يعود السابحان في نفس الوقت لان السابح العرضي يصل أولا وهذا هو الأمر بالنسبة للضوء أيضا أعدا جهاز يستخدم في نقطة الأصل مرآه وكان هذا الجهاز حساس إلى درجه عالية جدا ولكنه لم يسجل أي فرق في السرعتين وكانت هذه خيبة أمل لهما لأنه ضن انه اخفق في تجربته وأهمل ميكلسون هذه التجربة إلا أن الفيزيائيون علموا أن ألط بيعه تريد أن تعلن عن نفسها وهنا قام لورنتز بإجراء محاولة لتفسير هذه النتيجة أو اللا نتيجة ضمن إطار الفيزياء التقليدية وهذه التحليل رائع جدا ولكنها معقده واهم ما ظهرت به هذه التحاليل هو أن الإليكترون الكروي يتفلطح عندما يتحرك نوعا ما في تجاه حركته بسبب خواص حركته الكهربائية وانه كلما أسرع كلما زاد تفلطحه فكر لورتنز بأن المادة لكونها مؤلفه من إليكترونات تتفلطح إلى حد ما على طول حط حركتها استخدم هذا التفسير في تفسير تجربة ميكلسون ومورلي و أعلن أن الضوء الموازي لحركة الأرض نحو المرآة ذهابا وغيابا يتقلص في خط حركته يساوي بالتحديد الكميه الصحيحة اللازمة لإبطال التأخير الناتج عن تيار الأثير ويعرف هذا الأثر باسم فتزجيرالد- لورنتز في التقلص ولم ُتأخذ هذه الفرضية مأخذ الجد وبقيت كذلك إلى أن فسرها ألبرت أينشتاين عندما أعلن عن ظهور النسبية الخاصة ولم يطور أينشتاين نظرية كي يبحث عن تفسير لهذه التجربة لأنه لم يكن يعلم بها وكان منغمسا في نظرية ميكسول الكهرومغناطيسيه وكي نفهم طبيعة هذه النظرية دعونا نراقب قطار مثلا أو نقذ بعض الأشياء أو نتحرك ثم نحاول من مراقبتنا للأشياء تحديد حركتنا أننا مهما تأنينا في مراقبتها فلن نكتشف أننا على سطح كوكب متحرك أو ساكن لان سلوكنا لا يدل على أي شي ولا يختلف الأمر إذا كنا في مركبة أو قطار أو طائره تتحرك بسرعة ثابتة إذ لن نتمكن من اكتشاف حركتنا المنتظمة (بسرعة ثابتة وفي خط مستقيم) والسبب هو استقلال قوانين نيوتن في الحركة عن حركة المراقب المنتظمة أي لا يمكن أن تتغير هذه القوانين عندما ينتقل المراقب من مرجع إلى مرجع أخر يتحركان بانتظام وقد نقل اينشتاين هذه الفكرة إلى الضوء واقنع نفسه بان الضوء اقدر من قوانين الميكانيكا على كشف حركتنا المنتظمة وهذا يعني انه لا يمكن لمعادلات مكاسويل التي تصف انتشار الضوء علاقة بحركة الراصد لأنها لو كانت متعلقة بحركة الراصد لأمكن للمعادلات أن تفيدنا في تعين حركة الشيء المطلق وكذلك تجربة ميكلسون ومورلي ولذلك رأى اينشتاين أنه يجب أن تكون سرعة الضوء في الخلاء مستقلة عن حركة المنبع الضوئي وهذا يعني ثبات سرعة الضوء وهذه السرعة أصبحت ثابت كوني ولكن لم تستند إليه قوانين نيوتن ومن ثبات سرعة الضوء اتجه اينشتاين إلى تحليل مفهومي المكان والزمان المطلقين كان عليه أن يبرهن بأن تواقت حادثين منفصلين في مكان ليس له معنى مطلق بل يتعلق بحركة المراقب وكي نثبت هذه الفكرة نحتاج إلى شرح تجربه وهي تحتاج إلى خيال وتركيز

لنفرض أن هناك راصدين أحدهما في عربة قطار مفتوحة متحركة بسرعة185000 ميل في الثانية طولها 186000ميل والأخر في عربة قطار ثابتة أيضا مفتوحة وطولها نفس طول الأخرى وكلا الراصدين يريد أن يقيس سرعة الضوء ولنفرض إن عملية القياس تبد؟أ عندما تتطابق بداية العربتين ولنفرض أن إشعاعا ليزريا آتيا من اليمين إلى اليسار وبدأت عملية القياس فما هي النتيجة التي سوف يجدها كلا من الراصدين سيجد الراصد الثابت انه عندما دقت ساعة ثانيه واحدة وصل الضوء إلى طرف العربة الأخرى أي انه سرعة 186000 ميل في الثانية وأيضا سوف يجد الراصد المتحرك نفس السرعة ولو كنت تراقب على الرصيف وأنت لا تعرف سوى قوانين نيوتن سوف يبدوا لك أن الراصد المتحرك مخالف للمنطق ولكي نفسر تصرفه هذا سوف نتجه إلى الطرف الأيمن من العربة ونقول انه عندما بعد ثانيه تكون العربة المتحركة متقدمة على الثانية 18500 ميل وانه يتبقى على الإشعاع هذه المسافة كي يقطعها لذلك نرفض تساوي السر عه ولإزالة الشك والغموض عن هذه التجربة نعيدها ولكن على الراصد الثانية مراقبة جميع الأحداث بما فيها الراصد المتحرك وعربته ونطلق الشعاع من جديد وعندما تصل الميقاتيه إلى ثانيه عند الراصد الثابت نحسب القياسات نجد أن الراصد المتحرك لا يكون على بعد 18500 ميل بل على بعد عُشر هذه المسافة وانه لم يسجل ثانيه بل عُشر الثانية فقط وهكذا يتبين أن الراصد الثابت يرى أن المرجع المكاني- الزماني عند الراصد المتحرك ليس هو نفسه المرجع المتحرك عنده ولهذا تتقلص القضبان المتحركة و تبطئ ميقاتيات الحركة النسبية من مرجع لأخر.إنشاء الله تكون واضحة وهذا الثابت - سرعة الضوء - يعتبر من أهم الثوابت الكونية التي تدخل في بناء هذا الكون وأن القانون الذي لا يحتوي عليه لا يعتبر قانون كامل بل يحتاج إلى أن يستكمل إلى أن يصبح صامد نسباويا ولم يكن اينشتاين أول من ادخل مبدأ الصمود فقد ادخله نيوتن قبله على نظريته وكان مفيد إلى حد بعيد ولنبدأ بتعريف الحادث انطباق جسيم على نقطه في الفراغ (إليكترون مثلا أو فتون ) في لحظه معينه فلكي نحدد حادثا معيناً يجب أن نعرف متى وأين وهذا يعني أن يكون لدينا مرجع مقارنه (مجموعة إحداثيات ) وبما انه نريد موقعه فعلينا أن نعطي ثلاث أعداد على المحاور التي يكونها الفراغ (س, ص, ع ) هذه الإحداثيات المكانية وكي نحدد زمن وقوع الحادث نحتاج إلى إحداثي جديد زمني فيكون مسار الجسيم منحنيا يصل بين هذه الحوادث وبما أن القانون لا يعالج حاله خاصة بل يعالج الطبيعة نفسها فيجب أن يبقى نفسه لكل المراقبين وهذا هو مبدأ الصمود وأكثر ما يميز النسبية أنها تظهر أنه لا المكان وحده مطلق ولا الزمان وحده مطلق ولكن قولنا أن كلا من الزمان والمكان ليس مطلقا لا يعني أن النسبية ليست نظرية الأشياء المطلقة بل أن الحقيقة المطلقة فيها أعلى مستوى مما في فيزياء نيوتن لأنها تمزج المكان بالزمان في - زمكان - متشعب الجوانب ولكي نوضح ذلك نلاحظ أولا أن كلا من المسافة بين حادثين والمدة الزمنية الفاصلة بينهما هي نفسها وفقا لفيزياء نيوتن بالنسبة لجميع المراقبين - أي أن المدة مطلقة والمسافة مطلقة - أما في النظرية النسبية فيجد أن المراقبون المختلفون مسافات مختلفة وأزمنة مختلفة ومع ذلك تعلمنا النسبية أن مزيجا معينا للمكان والزمان الفاصلين بين حادثين يكون واحدا بالنسبة إلى جميع المراقبين وللحصول على مربع هذه الفاصلة الزمكانيه المطلقة بين الحادثين نربع المسافة بين الحادثتين ونطرح منها حاصل ضرب سرعة الضوء في المدة الزمنية بين الحادثين فنحصل على المقدار المطلق .

ويمكن أن يستنتج من الفاصلة الزمنية التي سبق ذكرها كل النتائج الهامة التي تنبثق عنها النظرية النسبية الخاصة مثل تقلص الأطوال المتحركة وتباطؤ الزمن وتزايد الكتلة وتكافؤ الطاقة والكتلة .

و في عام 1916 نشر اينشتاين بحثه عن نظرية النسبية العامة في مجلة علوم أكاديمية كان بحثا نسباويا كان يمثل هذا البحث عشر سنوات قضاها أعظم عقل في القرن العشرين في التفكير الشديد والخارق وهو يمتطي أعلى ذرى إبداع الإنسانية العقلي وكان الدافع لهذه النظرية هو أن نظرية الخاصة تركت المكان والزمان مبتورين ولان اينشتاين يرى أن الطريق إلى الوصول لتوحيد القوى الفيزيائية كان يجب أن تكون نظرية صامدة نسبيا ولان النظرية الخاصة لم تكن كذلك حاول أن يتمها بالعامة لان الخاصة لا تنطبق إلا على ما يدعى (( المراقبون العطاليون أي المراقبون الذي تحرك أحدهم بالنسبة للأخر بمتجه سرعة ثابتة )) وهذه النظرية تبين أن الطبيعة تفضل المرجع العطالي ورأى اينشتاين أن هذا المرجع العطالي عيب في نظرية لأنه كان يؤمن أن جميع المراجع بغض النظر عن حركتها تتكافئ لدى الطبيعة ولابد لها أن تظم الحركة بتسارعات مختلفة لقد بدأ اينشتاين عند بناء نظريته النسبية العامة بملاحظات جداً عامة كلن غاليلية أول من توصل إليها وهي أن جميع الأجسام التي تسقط سقوطاً حراً من ارتفاع تتحرك بتأثير ثقالة الأرض بتسارع واحد مها كانت كتلها كما لاحظ أن جميع الأجسام المتحركة في مرجع متسارع تستجيب إلى هذا التسارع بالطريقة نفسها مهما كانت كتلتها ومن هاتين الملاحظتين اعتمد مبدأ من أهم المبادئ الفيزيائية وهو مبدأ التكافؤ الذي ينص على أنه لا يمكن تمييز قوى العطالة من قوى الثقالة فأصبح هذا المبدأ أساس نظرية النسبية العامة لأنه نفى إمكان تعيين حالة الشيء الحركية بملاحظة قوى العطالة أو اكتشافها سواء أكان مرجعنا متسارع أم لا يمكن أن نتابع تفكير أينشتاين بتجربة فكرية شهيرة وهي تخيل فيها أن مراقبا في مصعد (وكان في هذا المصعد أجسام مشدودة إلى أسفل ) كان في بداية الأمر معلق فوق الأرض ساكناً ففي هذه الحالة سوف تكون جميع التجارب التي يجريها المراقب تتفق تماماً مع تجارب مراقب خارج المصعد على الأرض سوف يستنتجان قوة الثقالة ....الخ دعوانا ننتقل مع المراقب الذي في المصعد بتسارع(9.8 متر /ثانية) متجهين ألى أعلى عكس قوة الثقالة وبنفس تسارع الأجسام على الأرض إذا كان منطقياً مع نفسه سوف يبقى على استنتاجه لأن جميع الأجسام سوف تبقى على نفس تصرفها عندما كان المصعد معلق على الأرض وهذا هو مبدأ التكافؤ فهو يجنب المرء أن يستنتج بأنه موجود في مرجع متسارع لأن كل الآثار الناجمة عن هذا التسارع تماثل الآثار الناجمة عن الثقالة في مرجع ساكن أو يتحرك حركة مستقيمة منتظمة في حقل ثقالي وهكذا يدعم هذا المبدأ نظر اينشتاين بأنه لا يمكن ان فرق بين الحركة المتسارعة والغير متسارعة لأن قوى العطالة الناجمة عن التسارع هي نفسها ناجمة عن الثقالة فلا يستطيع المراقب أن يفرق ومن هنا لا يوجد فرق حول ماذا يرصد المراقب هل يرصد الأجسام المادية من الناحية التحركية أو الحركة أو انتشار الضوء مما أدى باينشتاين إلى استنتاج مهم جداً بشأن سلوك الضوء فحينما تمر حزمة ضوئية عبر المصعد المتسارع في اتجاه عمودي على تسارعة تبدو أنها تسقط نحو أرض المصعد مثلما تسقط الجسيمات المادية لآن أرضه تتحرك حركة متسارعة ولما كان مبدأ التكافؤ ينص على أن لا فرق بين آثار التسارع و الثقالة لذلك توقع اينشتاين أن تسقط الحزمة الضوئية في الحقل الثقالي كما تسقط الجسيمات المادية وقد ثبت هذا التوقع بحذافيره في أثناء كسوف الشمس الذي حدث عام 1919 فقد شوهد أن الحزمة الضوئية تنحرف نحو الشمس عندما تمر بجوارها وكان مقدار الانحراف متفقا مع ما توقعه اينشتاين ونلاحظ أنه لا خلاف بين النظرية العامة والنظرية الخاصة في أنهما مبنيتان على زمكان رباعي الأبعاد والعامة تشمل الخاصة ولكنها تختلف عنها في أن هندسة النسيبة العامة لا إقليدية وهذا الجانب هو الذي يقود إلى مبدأ التكافؤ وكي نفهم الفضاء الا إقليدي دعونا نعود إلى المصعد قليلا .... ونتخيل الآن أن المصعد يسقط سقوط حر نحو الأرض ففي هذه الحالة يسقط المراقب وكل شي داخل المصعد بسرعة واحدة كما أن الشيء المقذوف يتحرك عبر المصعد حركة مستقيمة كما يرها المراقب أي لا يوجد لديه حقل ثقالي أما بالنسبة للمراقب الواقف على الأرض فلا يرى المقذوفات تتحرك حركة مستقيمة و أنما على هيئة قطوع مكافئة لذلك لا وجود للثقالة بالنسبة للمراقب الذي في المصعد بينما موجودة للمراقب الذي على الأرض فكيف نخرج من هذا التناقض لقد رأى اينشتاين أن الحل يمكن في إعادة فهم القوة الثقالية لأن مفهوم نيوتن لها ليس مفهوما مطلقاً ويتغير من مرجع إلى أخر كما حدث في التجربة السابقة ولذلك قام اينشتاين بإعادة قانون نيوتن الأول ليشمل هذا المفهوم وأصبح القانون

(أن الأجسام تتحرك دائما في خطوط مستقيمة سواءً أكانت في حقل ثقالي أم لا ) ولكن يجب إعادة تعريف الخطوط المستقيمة كي ينتهي الأشكال وتشمل خطوطا ليست مستقيمة بالمعنى الأقليدي وقام اينشتاين بذلك وبين كيفية هندسة الزمكان الأقليدية في الفضاء المليء بالكتل وهندسة الاقليدية في الزمكان الخالي من الكتل وأصبح السبب في حركة الأجسام في الحقل الثقالي هو أتباع الأجسام للانحناء الزمكاني وتعد هذه الحركة في الهندسة اللا إقليدية حركة في خطوط مستقيمة لأنها اقصر

مسار في هذه الهندسة وكان لهذه الدراسة التي قدمها عبقري هذا القرن نتائج كثيرة من انحراف حزمة الضوء وظاهرة (مبادرة حضيض الكواكب ) وأيضاً ظاهرة (الإنزياح الاينشتايني نحو الأحمر)

وأيضا تتنبأ هذه الهندسة الناشئة عن وجود أجسام ذات كتل هائلة كالنوم تتوقع بأن يتباطأ الزمن بالقرب من هذه النجوم أضف إلى ذلك تقلص الأطوال وكان أعظم أنجاز حققته النسبية العامة كان في مجال علم الكوسمولوجية علم نشوء الكون فقد طبق اينشتاين نظريته الثقالية على الكون بمجملة وتوصل على نموذج سكوني لا يتوسع و لاينها على نفسه ثم أثبت باحثون إن النظرية تؤدي إلى نموذج لا سكوني متوسع وهكذا ساهمت هذه النظرية في إثراء علم نشوء الكون ...

بتصرف عن " ملف السنة العالمية للفيزياء " ...

صفحات: 1 2 3 [4] 5 6 7 ... 105