الرسائل

46

منتدى علوم الأرض / الظواهر الجيولوجية الناتجة عن عملية التجوية

« في: سبتمبر 23, 2008, 11:45:40 مساءاً »

ولا لابد أن نعرف عملية التجوية :

عدد من العمليات السطحية محصلتها هي تهيئة الصخور لعملية النقل ويتم ذلك بتفتيت الصخور أو تحللها وذوبانها على سطح الأرض أو بالقرب منه بواسطة العوامل الجوية السائدة في الغلاف الجوي والغلاف المائي ، ومن أهم الظواهر الناتجة عنها :

1 - ظاهرة تقشر الصخور Exfoliation

تعتبر ظاهرة تقشر الصخور إحدى نتائج أحد عوامل التجوية الميكانيكية ألا وهو العامل الحراري أو تعرض أسطح الصخور لفعل التسخين والتبريد المتواليين في المناطق الحارة فعندما تتعرض أسطح الصخور لحرارة مرتفعه شديدة تبعا لسقوط أشعة الشمس القوية عليها أثناء النهار مثلا , ثم تتعرض للبرودة السريعة أثناء الليل (كما يحدث في المناطق الصحراوية الحارة الجافة التي تتميز بارتفاع كل من المدى الحراري والنوعي فيها ) ينتج عن ذلك تكوين الفوالق والشقوق واتساع فتحاتها خاصة على طول الأجزاء الضعيفة جيولوجيا في الصخر.
وباستمرار حدوث هذه العملية يوما بعد يوم يتجزأ الصخر ويتفتت إلى مفتتات صغيرة, ويطلق على هذه العملية أحيانا تعبير التجوية بفعل التغير الحراري.
وقد يساعد عملية التجوية بفعل التغير الحراري سقوط أمطار غزيرة أو حدوث سيول تعمل هي الأخرى على تقسيم الصخر على طول الشقوق والمفاصل, كما تنقل المفتتات الصخرية من المناطق التي اشتقت منها وإرسالها إلى مناطق أخري قد تبعد عدة أميال عن المركز الأصلي للصخور.
ونتيجة لتوالي حدوث فعل التسخين والتبريد على أسطح الصخر يتفتت الصخر على شكل قشور صخرية يتآكل فيها الصخر من أعلى إلى أسفل بالتدريج وتعرف هذه العملية باسم تقشر الصخور, ويشتد أثر هذه العملية الأخيرة عندما يتميز مناخ المنطقة بارتفاع المدى الحراري اليومي والفصلي.
وعندما يكون هذا الصخر غير متجانس مثل الجرانيت الذي يتكون من مجموعة من المعادن فانه يتشقق على هيئة حلقات دائرية أما إذا كان الصخر متجانسا كالحجر الجيري الذي يتكون من معدن واحد وهو الكالسايت فانه يتشقق أفقيا.
وعند حدوث عملية تقشير الصخر في تكوينات صخرية كبيرة السمك قد ينتج عن ذلك صخور بيضاوية الشكل ضخمة الحجم يطلق عليها تعبير الصخور المستديرة أو القباب البيضاوية الناتجة عن فعل تقشير الصخور.



ظاهرة تقشر الصخور

 

2- ركام السفوح

وهو الحطام الصخري الذي يتراكم أسفل المنحدرات الجبلية نتيجة النقل بالجاذبية للفتات الصخرية الناتجة عن عملية التجوية الفيزيائية ، وتتميز هذه الفتات بحدة زواياه والتي من الممكن عند التحامها مع بعضها البعض أن تكون صخورا صلبة تعرف باسم البريشيا .



 - حقول الجلاميد :

وهي مساحات واسعة تنتشر فوقها جلاميد مستديرة يرجع السبب في تكوينها إلى التجوية الفيزيائية والكيميائية .



 - تكوين التربة:

أن من أهم نواتج التجوية هو تكوين التربة . والتربة هي الطبقة السطحية الخارجية المفتتة التي تحتوي على خليط من المعادن والفتات الصخرية إضافة إلى الهواء والماء ومواد عضوية متحللة .



يتبع

47

منتدى الاحياء العام / أرجل البعوض المعجزة

« في: سبتمبر 23, 2008, 11:24:50 مساءاً »

الاطوار غير الكاملة للبعوض :

تعيش اطوار البعوض الغير كاملة في الماء فتضع الأنثى بيضها على الماء وبعد فترة يفقس وتخرج منه يرقات الطور الاول التى تتغذى وتنمو وتتسلخ الى يرقات الطور الثاني وهكذا .... حتى الطور الرابع وبين هذه الأطوار ثلاث انسلاخات تتحول في نهايتها إلى غذ راء تنطلق منها البعوضة الكاملة من خلال شق طولي على نلهر الرأس الصدري .

البيض :

يختلف البيض في الأجناس المختلفة :

كيولكس : تضع الأنثى بيضها على شكل قارب مكون من عدد كبير من البيض (250_500 ) بيضه ملتصقا ببعضه بمادة غروية . والقارب مقمر من أعلا ويوجد فيه البيض فى وضع رأس بالنسبة لسطح الماء وطرف البضة المدبب يقع في الجهة الظهرية لقارب البيض .

أيدس : يوضع البيض مفردا على سطح الماء أو ملتصقا بجدار الوعاء المستوى للماء في حالة (ايدس اجبيتي ) والمياة مغزلية الشكل لونها بنى غامق أو أسود وكثيرا ما يوجد على جدارها أشكال هندسية ثابتة ،

أنوفيلس : يوضع البيض مفردا كذلك وتشبه البيضة القارب فهي عريضة من الوسط ومدببة نوعا من الطرفين ولكل بيضة عوامتان توجدان في الثلث الأوسط للبيضة والعوامة مقسمة إلى عدد من الغرف الصغيرة الممتلئة بالهواء.



 البي㸜 جسم صغير طوله حوالي نصف مللميتر .

- عادة ما يضع البعوض بيضه في الليل ، وتضع أنثى البعوض بيضها كل ثلاث ليال خلال فترة حياتها

- البيض لا يقاوم الجفاف الشديد لمدة سبعة أيام وخصوصا الانوفليس


بعوضة الكيولكس وهي تضع البيض

 

2 / اليرقة :



تعيش اليرقات عموما من 7- 14 يوما ويعتمد ذلك على درجة حرارة الماء

- تكرر ا䃜يرقة صعودها إلى سطح الماء لأخذ الأكسجين  وذلك من خلال أنبوب للتنفس يدعى السيفون وهناك نوع من اليرقات يعتمد في تنفسه على النباتات حيث يمتلك سيفون قادر على ثقب جذور النباتات مثل

Coquillettidia linealis  و Mansonia uniformis  و Mansonia septempunctata

- تتغذى اليرقات على الطحالب والكائنات الحية العالقة في الماء وهناك انواع من اليرقات تتعدى بالتغذي على اليرقات الاخرى وهذا نوع منها  , شاهد سلسله صور ليرقة ايدس تتغذى على يرقه اخرى , وايضا هنا صور فيديو  حجم الملف 1.35

- يختلف لون اليرقة حسب البيئة التي تعيش فيها

- تمر اليرقة بأربعة مراحل ، تغير اليرقة جلدها في كل مرة ويصل طول اليرقة في المرحلة الأخيرة 1/2 بوصة تقريبا شاهد صوره ليرقة وعذراء انوفليس في جميع مراحلها

ينقسم جسم اليرقة إلى ثلاثة أقسام

الرأس ، الصدر ، البطن

(أ) – الرأس :

الرأس : كامل النموبه زوج من العيون المركبة التي تتحول الى عينا البعوضة البالغة مستقبلاً وزوج من العيون الابسط تركيبا وهي عينا البرقة وتقع خلف العينان المركبتان .

ويتكون قرن الاستشعار في اليرقة من عقلة واحدة مدببة الطرف نوعاً وتنتهى بشعرات وأشواك حسية كما يوجد زوج من الملامس الفكية يتكون كل من عقلة واحدة ويوجد في مقدمة الرأس زوج من غسلات الشعر الكثيفة تشبه كل خصلة الفراشات وتسمى الفراشات الغذائية التي تستخدمها اليرقة لجميع الغذاء اما اجزاء الفم قارضة حيث يوجد زوجان من الفكوك التي تتحرك حركة افقية .

الشعرات ألهامة على الرأس:

أ_شعرة قن الاستشعار وهى اما شعرة بسيطة أو خصلة من الشعر وقد تقع في الناحية الانسية أو _ الناحية الوحشية من قرن الاستشعار .

ب_الشعرات البوذية وتوجد في يرقات الانوفيل عند الطرف الامامى للرأس وهى ثلاث ازواج انسية أو داخلية ووحشية  أو خارجية متقاربتان أو متباعد تان كما قد تكون الشعرات البوذية بسيطة أو متفرعة

ج_الشفرات الجبيهية : وهى ثلاث ازواج من الشعر توجد في وسط الرأس وهى متفرعة من الجانبين في الانوفيلينى وبسيطة أو متفرعة من منبتها في كيوليسينى .



ب) – الصدر :

يتكون من ثلاث حلقات مندمجة ولا يحمل زوائد أو أرجل .

الشعرات الهامة على الصدر :

توجد شعرات كثيرة على صدر يرقات كيوليسيني الا أنها عديمة الاهمية ولا تستخدم في تميز الاناواع ، اما يرقات أنوفيلينى فالشعرات الاتية كبيرة الاهمية :

أ_شعرات الكتف : وتوجد في الناحية الظهرية في الجزء الامامي من الصدر على جانبي الخط الاوسط الطولي لليرقة وعدد هذه الشعرات ثلاثة في كل جانب داخلي ووسطى وخارجية والاخيرة بسيطة عادة والداخلية والوسطى متفرعتان وقد يكون لهما قواعد كيتينية سميكة .

ب_شعرة الدليل : وتوجد في الناحية الظهرية على جانبي الصدر وقرب منتصف وهى شعرة كبيرة واضحة  متفرعة تستخدم لتحديد مكان العشعرة الداخلية الصدرية .

ج_الشعرة الداخلية الصدرية : وتقع خلف شعرة الدليل وتتكون الشعرة الداخلية من وريقات مفلطحة تتجمع في قاعدة واحدة كراحة اليد .

د_الشعرات البلورية : وتقع على الناحية البطنية من الصدر قرب الحافة الخلفية وعددها ثلاثة ازواج وهي الشعرات البلورية الامامية والشعرات البلورية الوسطى والشعرات البلورية الخلفية وتخرج كل مجموعة من درجة على الناحية البطنية للصدر تنتهي بشوكة أو مخلب وتتكون كل مجموعة من شعرتان طويلتان وشعرة أو اكثر من الشعرات القصيرة وتستخدم العرتان الطويلتان للصدر الاوسط والخلفي في تمييز الانواع فقد تكونا بسيطتين أو متفرعتين أو واحدة بسيطة والأخرى متفرعة .



(ج) البطن :

يتكون من تسع حلقات واضحة وتمتا يرقات الكيوليسني بوجود أنبوبة تنفس أو ممكن يخرج من الحلقة الثامنة ويخترق المص زوج من القصبات الهوائية اللذان يتحدان قرب نهاية المص ويوجد صمامات يغلقان الفتحة التنفسية عند هبوط اليرقة تحت سطح الماء أما في يرقات أنوفيليني فتوجد فتحتان تنفسيتان على الحلقة الثامنة للبطن مباشرة ويوجد حول الفتحتين مجموع من الصفائح التي تبرز خارج سطح الماء عند تنفس اليرقة وتحمل معظم درجات حلقات البطن في يرقات الانوفيل صفائح كيتينية كبيرة تسمى الصفائح الظهرية الامامية ويوجد خلفها صفائح مستديرة تقع في منتصف الحلقات تسمى الصفائح الظهرية الاضافية ويوجد في يرقات كيوليسني  على جانبي الحلقة الثامنة مجموعات من الاشواك الصغيرة تسمى كل مجموعة بالمشط وقد تكون منظمة في صف واحد او متناثرة في عدة صفوف كما يوجد على المص صفان من  الاشواك تسمى البكتن أما في يرقات الانوفيل فالمشط غير موجود والبكتن عبارة عن صفيحتين مثلثلتين تقعان على جانبي فتحتي التنفس وكل صفيحة مزودة بعدد ثابت من الاسنان عند قاعدتها . وتغطن الحلقة التاسعة في يرقات البعوض عموماً جزئياً أو كلية صفيحة كيتينية سميكة تعرف بالسرج وتنتهي هذه الحلقة بزوجين من الزوائد أو الخياشيم الشرجية كما تحمل هذه الحلقة عددا من الشعرات على الناحية الظهرية تستخدمها اليرقة احيانا في التعلق كما في بعض يرقات الانوفيل وتسمة شعرات التعلق ويوجد عدد من خصلات الشعر على الناحية البطنية لهذه الحلقة تسمى الفرشاة البطنية تستخدمها اليرقة في الحركة .

شعرات البطن الهامة :

الشعرات الرحية البطنية : وتوجد في يرقات الانوفيل فقط على جانبي كل حلقة من حلقات البطن السبع الاولى فقد لا يوجد أحيانا على الحلقة الاولى والثانية ولكل شعرة مجموعة من الوريقات المخالطة تتجمع في جزء قاعدة وتستخدمها اليرقة في الطفو على سطح الماء. ويختلف شكل الوريقات في الانواع المختلفة فقد تكون مسننة ولها جزء خيطي طرفي أو قد تكون مسننة تدريجياً وفي بعض الانواع تكون غير مسننة اطلاقاً .

شعرات الممص : وتوجد في يرقات كيوليسيني وهذه أما زوج واحد أو اكثر وتستخدم في تميز الاجناس والانواع.

يرقة انوفليس جيرجنس                يرقة  كيولكس بيبيانس

 

3 / العذراء  " الشرنقة  أو الخادرة "  :

تمتاز عذراء البعوض بأنها واوية الشكل وهي عذراء مكبلة يتكون جسمها من منطقتين فقط المنطقة الامامية وهي الرأس الصدري وهي ليست مقسمة الى حلقات والمنطقة الخلفية وهي البطن وتتكون من تسع حلقات . وفي الرأس الصدري يمكن رؤية  أرجل وعينا وقرنا استشعار البعوضة المقبلة خلال جلد العذراء الشبه شفافة _ والعذراء لاتتغذى فليس لها فتحة فم ولكنها تتنفس خلال زوج من أنابيب التنفسي على جانبي الرأس الصدري في الناحية الظهرية وتبرز فوق سطح الماء .

الـــبطن : محني ومكون من ثمان حلقات واضحة وحلقة تاسعة صغيرة مشقوقة وتحمل الحلقة الثامنة زوج من المجاديف العريضة تستخدمها العذراء في الحركة . ولكل مجداف عرق سميك في منتصفة ويوجد على حلقات البطن شعرات تستخدمها أحيانا في تمييز الانواع وأهمها :

أ_زوج من الشعرات المتفرعة على الناحية الظهرية في الحلقة الاولى للبطن وهي تشبه  الشعرة الرامية في الشكل (الا أن فرعها غير مفلطحة ) وتقوم بنفس الوظيفة .

ب_زوج من الشعرات على جانبي الحافة الخلفية لحلقات البطن من الناحية الظهرية وهذه الشعرات أمــــــــــــا سميكة ومدببة كالشوكة أو لينة كالشعرات العادية .

شاهد سلسله لصور ذكر صاعد من طور العذراء

48

منتدى الاحياء العام / أرجل البعوض المعجزة

« في: سبتمبر 23, 2008, 11:00:08 مساءاً »

جسم البعوضة

جسم البعوضة
يتكون جسم البعوضة من ثلاثة أجزاء هي: 1- الرأس، 2- الصدر، 3- البطن. وجدار الجسم في البعوض رقيق ومرن، ويكسوه كما يكسو الأجنحة أيضًا وبر ناعم وحراشف رقيقة. ومعظم أنواع البعوض سوداء اللون أو بنية أو رمادية. وفي العديد من الأنواع، علامات بيضاء أو فاتحة من جهة الظهر أو الأرجل أو الأجنحة. وهناك أنواع قليلة ذات ألوان زرقاء، أو خضراء براقة، تبدو وكأنها تلمع بأضواء نحاسية أو ذهبية.


الرأس. للبعوضة رأس كبير ومستدير يلتصق بالصدر بوساطة عنق قصير ودقيق. وتحتل معظم مساحة الرأس عينان مركبتان ضخمتان تتكونان ـ كما في بقية الحشرات الأخرى ـ من آلاف من العدسات السُداسية. وتأخذ كل عدسة اتجاهاً يختلف قليلاً عن بقية العدسات التي تعمل بصورة مستقلة. ولا تستطيع البعوضة تركيز عيونها لترى الأشياء بوضوح، ولكنها تلمح أية حركة بسرعة. وتكون العيون دائمًا مفتوحة حتى وإن كانت في حالة استرخاء.


رأس البعوضة
تسمع البعوضة وتشم بوساطة قرني استشعار ينموان في وسط رأسها بين عينيها. وهما في الأنثى طويلان ومكسوان بوبر ناعم. وكذلك، فإن قرني الاستشعار في الذكر طويلان أيضًا، ولكنهما مكسوان بشعر يكسبهما منظرًا ريشيًا.

فم البعوضة يبدو كقمْع (إناء مخروطيّ الشَّكل)، ويوجد أعرض جزء فيه قريبًا من الرأس، كما يمتد جزء أنبوبي الشكل يسمى الخرطوم إلى أسفل. وهي تستعمل خرطومها في اللسع، وتستخدمه أيضًا لامتصاص السوائل التي تعد غذاءها الوحيد، فإن ذكور أنواع عديدة من البعوض وإناثها تمتصّ عصارات النباتات.



كيف تلسع البعوضة. تغرس البعوضة القليمات الحادة التي تخفيها في خرطومها في جلد الضحية. وعندما تدفع الحشرة القليمات داخل الجسم تنثني وتدخل الأوعية الدموية. وتنزلق الشفة السفلى بعيدًا عن الطريق.
كيف تلسع البعوضة. الأنثى فقط هي التي تلسع. وإناث بعض الأنواع فقط هي التي تهاجم الناس والحيوانات، حيث تمتص دم الفريسة الذي تحتاج إليه لنمو بيضها داخل أجسامها.

وفي الحقيقة، لا تستطيع البعوضة أن تلسع، وذلك لأنها لا تستطيع فتح فكيها. ولكنها تغرز في جلد فريستها ستة أجزاء شبيهة بالإبر تسمى القُليمات توجد وسط الخرطوم. وتُغطِّي الشفة السفلى للبعوض هذه القليمات. وعند غرس القليمات ودخولها في الجلد، تنحني الشفة السُفلى وتنزلق لأعلى مبتعدة عن الطريق، ثم ينساب اللعاب داخل الجسم، عبر قنوات تكوِّنها القليمات، ويمنع اللعاب تجلط الدم، مما يجعل البعوضة تمتصه بسهولة. ولدى أغلب الناس حساسية ضد لعاب البعوض. ونتيجة لذلك، تنشأ دمامل مثيرة للحك على الجلد تسمى دمامل لسعة البعوض. وعندما تمتص البعوضة كفايتها من الدم، تسحب القليمات ببطء من الجسم، ثم تنزلق الشفة السفلى لتأخذ وضعها السابق فوق القليمات، ثم تطير. وتتفاوت كميات الدم التي تمتصها البعوضة كثيرًًا من بعوضة لأخرى. فقد يمتص بعض البعوض دمًا أكثر من وزنه مرة ونصف المرة، في كل مرة يتغذى فيها.


الصدر. للبعوضة صدر مثلث الشكل إلى حد ما، جزؤه العريض لأعلى وجزؤه الضيق لأسفل. وفي بعض أنواع البعوض، تُشكل الحراشف المفلطحة الرقيقة، ذات الألوان المتعددة، أنماطا مختلفة على الجزء العلوي من الصدر. وتُستعمل تلك الأنماط في تمييز الأنواع المختلفة. ومن تلك الأنواع، نوع ينقل الحُمَّى الصفراء، لديه نمط من الحراشف البيضاء على قاعدة من الحراشف داكنة اللون تشبه حدوة الحصان.

وتلتصق بجدار الصدر من الداخل عضلات قوية تقوم بتحريك أرجل وأجنحة البعوضة. وللبعوضة أرجل طويلة ورقيقة، ولكل رجل خمسة مفاصل رئيسية. وفي طرف كل رجل، يوجد زوج من المخالب يساعدها على التعلق بالسطوح المستوية، مثل الجدران والسقوف. وتستعمل أرجلها الست عند المشي، ولكنها تقف ـ عادة ـ على أربع فقط. وهناك كثير من أنواع البعوض يقف بثبات على الأرجل الأربع الأمامية. وتحتفظ بعض الأنواع برجليها الخلفيتين في وضع مستقيم تقريبًا خلف الجسم، بينما يثني بعضها الآخر الرجلين الخلفيتين فوق الظهر. وهناك حراشف بيضاء على هيئة حلقات توجد حول أرجل بعض أنواع البعوض.

وخلافًا لمعظم الحشرات الأخرى ذوات الأجنحة الأربعة، فإنَّ للبعوضة جناحين فقط، وهما رقيقان بحيث تظهر العروق بوضوح خلالهما. ولا تحمل العروق الدم إلى الأجنحة فقط، ولكنها تدعم وتقوي تلك الأجنحة. وتغطي العروق وأطراف الأجنحة حراشف رقيقة تتساقط مثل الغبار إذا مسها أي شيء، ولبعض أنواع البعوض حراشف ذات ألوان جميلة.

وعوضًا عن الأجنحة الخلفية الموجودة في معظم الحشرات الأخرى، يوجد لدى البعوضة زائدتان سميكتان لهما طرفان منتفخان يُسمَّى كل منهما دبوس التوازن، وهما يمنحان البعوضة الشعور بالتوازن. ويهتز دبوسا التوازن اهتزاز الأجنحة نفسها عند طيران الحشرة.

وترتفع البعوضة في الهواء عندما تضرب بجناحيها، ولكنّها لا تقفز ولا تجري لكي ترتفع في الهواء. وفي أثناء وجودها في الهواء، يمكنها الاندفاع نحو أي اتجاه بسهولة ويسر، كذلك فإن دبوسي التوازن يساعدان الحشرة على التوازن في أثناء الطيران. ويتعين على البعوضة أن تضرب بأجنحتها باستمرار مادامت في الهواء، لأنها لا تحلّق أثناء الطيران، أو عند الهبوط، كما تفعل الفراشات والعثات ومعظم الحشرات الطائرة الأخرى. بل تظل تضرب بأجنحتها حتى تلامس أرجلها الموقع الذي تريد الهبوط فيه.


البطن. بطن البعوضة طويل ونحيل يشبه الأنبوب إلى حد ما. ولبعض أنواع البعوض بطون ذات نهاية مدببة، ولبعضها الآخر بطون ذات نهاية مستديرة. والتفاوت في شكل البطن يساعد على التمييز بين الأنواع المختلفة.

وتتنفَّس البعوضة عبر ثقوب هوائية تُسمى الثغور التنفسية توجد على جانبي الجسم، وعددها ثمانية أزواج في منطقة البطن، وزوجان في منطقة الصدر. ويدخل الهواء عن طريق الثغور التنفسية، وتحمله شبكة من الأنابيب تسمى القصبات الهوائية، وتوزعه على كل أجزاء جسم البعوضة.

49

منتدى علم الفيزياء العام / الفيزيــــــــــاء النووية

« في: سبتمبر 22, 2008, 08:33:27 مساءاً »

يتبع

50

منتدى علم الفيزياء العام / الفيزيــــــــــاء النووية

« في: سبتمبر 22, 2008, 08:31:43 مساءاً »

القنبلة النيوترونية



قنبلة نيترونية لحظة وقوعها






نفس القنبلة بعد أجزاء من الثانية





القنبلة النيوترونية (تسمى أيضا رأس الحرب الإشعاعي المتطور)و تسمي ايضا القنبلة النظيفة فلا تدمر المنشأت و لكنها تبيد جميع الكائنات الحية عبارة عن احد انواع الأسلحة النووية والتي تم اختراعها من قبل عالم في الفيزياء من الولايات المتحدة واسمه ساميول كوهين Samuel Cohen وهو من العلماء الذين شاركوا في صنع القنابل ذو الأنشطار المصوب التي القيت احدها على هيروشيما في اغسطس 1945. وهناك مزاعم ان كوهين اشرف على صنع 700 قنبلة نيوترونية في عهد الرئيس الأمريكي السابق رونالد ريغان وهناك مزاعم ان الصين بواسطة اجهزة مخابراتها تمكنت من الأستيلاء على الخطوط العريضة لصنع القنبلة النيوترونية.الميزة الرئيسية لهذه القنبلة هي دقة تدميرها للهدف حيث تلحق اضرار طفيفة في المناطق المجاورة للهدف الرئيسي.

القنبلة النيوترونية هي قنبلة من نوع الأسلحة النووية الأندماجية وهو شبيه بالقنابل الهيدروجينية حيث يتولد كميات هائلة من النيوترونات نتيجة لعملية الأتحاد النووي عندما تتحد انوية خفيفة الكتلة لتكوين عناصر أثقل من ناحية الكتلة ويسمح لهذه الكمية الهائلة من النيوترونات من الأبعاث خلال صفائح القنبلة وتكون الصفيحة المغلفة للقنبلة مصنوعا عادة من مادة الکروم Chromium او النيكل Nickel وبهذا تكمن القوة التدميرية لهذه القنبلة في الكم الهائل من الطاقة الحركية الناتجة من عدد هائل من النيوترونات التي تشكلت بتحفيز خارجي بواسطة اتحاد مصطنع بين انوية مواد خفيفة الكتلة مثل التريتيم Tritium .

بالاضافة إلى استعمال القنبلة النيوترونية كاحد الأسلحة النووية فان لها استخدامات اخرى في المعارك التقليدية حيث يمكن استعمالها كصواريخ ضد الدبابات و المصفحات العسكرية التي يصعب اختراقها بالاسلحة التقليدية وبامكان قذيفة نيوترونية اختراق اكثر الدبابات حصانة بسهولة من على بعد 10 كم حتى وان لم تصب القذيفة هدفها فان انفجارها سيولد جرعة عالية جدا من الأشعاع النووي كفيلة بقتل من يتعرض لها خلال 24 ساعة.









3-الأسلحة النووية التجميعية:



كرة من البلوتونيم محاط باداة لتسليط النيوترونات عليه لايصالة إلى حالة الكتلة الحرجة



الأسلحة النووية التجميعية هي احد انواع الأسلحة النووية التي تتم صناعتها بخطوتين ، تكمن فكرة هذا النوع من السلاح في خلق مايسمى الكتلة الفوق حرجة ويتم هذا بدمج كتلتين تعتباران ذو كتلة دون الحرجة ولغرض عملية الدمج هذه يسلط ضغط هائل على الكتلتين لدمجهما في كتلة واحدة تعتبر فوق الحرجة وينشأ من عملية الدمج هذه كميات هائلة من الطاقة الحركية.


بعد استكمال مرحلة الكتلة فوق الحرجة تاتي الخطوة الثانية وهي اشعال الفتيلة التى اما تكون على شكل تصويب طلقة من اليورانيوم كما هو الحال في القنابل ذو الأنشطار المصوب Gun-type Fission Weapon او تفجير قنبلة تقليدة في وسط المادة ذو الكتلة فوق الحرجة كما هو الحال في قنابل الأنشطار ذو الأنضغاط الداخلي


القنابل ذات الإنشطار المصوب:


قنبلة الولد الصغير


تصميم يوضح قنبلة الولد الصغير التي هي قنبلة ذو اشطار مصوب


القنابل ذو الأنشطار المصوب عبارة عن احد انواع الأسلحة النووية وبالتحديد من نوع الأسلحة النووية التجميعية وهذه النوعية من القنابل هي التي اسقاطها على مدينة هيروشيما وسميت القنبلة بقنبلة الولد الصغير. هذه النوعية من القنابل تعتمد على عملية الأنشطار النووي بالأضافة إلى فكرة قنابل الكتلة الحرجة . حيث يتم اطلاق رصاصة مصنوعة من اليورانيوم لايصال عنصر معين إلى مرحلة من التحمل حيث تستمر عمليات الأنشطار النووي حتى بدون تسليط نيوترونات خارجية عليه والتي تسمى بحالة الكتلة الفوق حرجة. احد مساوئ هذه القنبلة هي انها تتطلب كميات كبيرة من اليورانيوم-235ويتطلب بناء القنبلة وقتا كبيرا.

في قنبلة الولد الصغير كانت الطلقة المستخدمة لتحفيز الأنشطار النووي و الوصول إلى مرحلة الكتلة فوق الحرجة عبارة عن 24 كغم من اليورانيوم-235 وكان طول الطلقة 16 سم وعرضها 10 سم واطلقت هذه الطلقة عبر برميل كان وزنه 450 كغم وطوله 180 سم وكانت سرعة الطلقة 300 متر في الثانية وعندما اصابت الطلقة هدفها المصنوع من اليورانيوم-235 ادى هذا إلى تحفيز سلسلة من عمليات الأنشطار النووي وبلغت قوة القنبلة 15 كيلوطن من مادة تي إن تي .




قنابل الإنشطار ذات الانضغاط الداخلي:




قنبلة الولد السمين

51

منتدى علم الفيزياء العام / الفيزيــــــــــاء النووية

« في: سبتمبر 22, 2008, 08:25:31 مساءاً »

الفيزياء:

لفظ اشتق من اليونانية فيزيكوس φυσικη (طبيعي)، والكلمة مشتقة من الجذر فيزيس φύσις (طبيعة). الفيزياء هو علم الطبيعة , فبدءا من الكوارك البالغ الصغر إلى الكون العظيم الممتد , تحاول الفيزياء صياغة قوانين رياضية تحكم هذا العالم المادي الطبيعي و سبر أغوار تركيب المادة و مكوناتها الأساسية , و القوى الأساسية التي تتبادلها الجسيمات و الأجسام المادية , إضافة إلى نتائج هذه القوى. أحيانا في الفيزياء الحديثة تضاف لهذه المجالات دراسة قوانين التناظر و الانحفاظ , مثل قوانين حفظ الطاقة و الزخم و الشحنة الكهربائية. و لأجل هذا يدرس الفيزيائيون مجالا واسعا من الظواهر الفيزيائية تمتد من المجالات الصغيرة المدى إلى المجالات الواسعة المدى , و من الجسيمات دون الذرية التي تتكون منها جميع المادة الباريونية في الفضاء المادي سواء ضمن السرعات العادية أو قريبا من فيزياء الجسيمات) إلى درساة سلوك الأجسام الفيزيائية في العالم الكلاسيكي إلى دراسة حركة النجومسرعة الضوء و أخيرا دراسة الكون بمجمله).




الفيزياء النووية Nuclear physics :

تعد الفيزياء النووية جزء من الفيزياء و الذي يهتم بدراسة نواة الذرة من حيث سبر الجسيمات الأولية في قلب النواة "البروتونات والنترونات " وتفاعلها فيما بينها بالاضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة.
إن ثلاثة قوى من القوى الرئيسية الأربعة في الطبيعة تلعب دوراً أساسياً في النواة ، هذه القوى هي : النووية الشديدة و الضعيفة بالاضافة إلى القوة الكهرومغناطيسية. فالنواة تملك أسباب تماسكها بفضل القوة النووية الشديدة والتي تتم غالبا ً بتبادل بيونات ولكن التنافر الكهرمغناطيسي بين الشحنات الموجبة في النواة " البروتونات " يعمل على ابعادها عن بعضها البعض وفقاً لقانون كولون.
الانشطار النوويNuclear fission:


هي عملية انشطار نواة ذرة ما إلى قسمين او اكثر ويتحول بهذه العملية مادة معينة إلى مادة اخرى وينتج عن عملية الأنشطار هذه نيوترونات و فوتونات حرة( بالاخص اشعة گاما) ودقائق نووية مثل دقائق ألفا alpha particles ودقائق بيتا beta particles. يؤدي انشطار العناصر الثقيلة إلى تكوين كميات ضخمة من الطاقة المتحركة.
تستعمل عملية الأنشطار النووي لتزويد الوقود لمولدات الطاقة النووية وتحفيز انفجار الأسلحة النووية واذا امكن اخضاع عنصر ثقيل إلى سلسلة من الأنشطارات النووية فان ذلك سيؤدي إلى تكوين ما يسمى بالوقود النووي ويتم تحفيز هذه السلسلة المتاعقبة من الأنشطارات النووية في المفاعلات النووية ويعتبر اليورانيوم-235 و البلوتونيوم - 239 من اكثر انواع الوقود النووي استعمالا. تبلغ كمية الطاقة الناتجة من كمية معينة من الوقود النووي ملايين اضعاف الطاقة الناتجة من نفس الكمية من البنزين.


تفاصيل عملية الأنشطار النووي:


يختلف الانشطار النووي عن عملية التحلل الإشعاعي من ناحية انه يمكن السيطرة على عملية الأنشطار النووي خارجيا. تقوم النيوترونات الحرة الناتجة من كل عملية انشطار إلى تحفيز انشطارات اخرى التي بالتالى تؤدي إلى تكوين نيوترونات حرة اخرى وتستمر هذه السلسلة من الفعاليات مؤدية إلى إنتاج كميات هائلة من الطاقة.

يطلق على نظائر عناصر كيميائية لها القدرة على تحمل هذه السلسلة الطويلة من الأنشطارات النووية اسم الوقود النووي. من أكثر أنواع الوقود النووي استعمالا هي اليورانيوم ذو كتلة ذرية رقم 235 (يورانيوم-235) و بلوتونيوم ذو كتلة ذرية رقم 239 (بلوتونيوم-239) ، هذين العنصرين ينشطران بصورة بطيئة جدا تحت الظروف الطبيعية التي تسمى ب الانشطار التلقائي spontaneous fission وتاخذ هذة العملية التلقائية مايقارب 550 مليون سنة على أقل تقدير ولكن عملية الانشطار هذه يتم تحفيزها والإسراع بها في المفاعلات النووية.

تنتج عادة عن سلسلة من الأنشطارات في المواد المذكورة اعلاه طاقة حركية هائلة تقدر بحوالي المئات من الكترون فولت(e.v) وللتوضيح فان 0.03 الكترون فولت قادر على تدفئة منزل صغير . يرجع السبب الرئيسي في تفضيل اليورانيوم لاجراء عملية الأنشطار النووي عليه لغرض تصنيع الأسلحة النووية إلى كون النظير 235 لليورانيوم او مايسمى يورانيوم-235 خفيف الكتلة ويمكن تحفيز انشطاره بسهولة بواسطة تسليط حزمة من النيوترون عليه وبعد الأنشطار يتولد 2.5 نيوترون وهذه الكمية من النيوترون كافية لاستمرار عمليات انشطار متسلسلة و متعاقبة.




اندماج نووي:


الاندماج النووي هو التفاعلات الذريه الناتجة من تفاعل اليورانيوم المخصب وذلك بإطلاقه نحو ذرات الهيدروجين. أو هو تفاعل أنوية العناصر المتفاعلة مع بعضها البعض مما يؤدي إلى تكوين نواة جديدة أثقل مما يؤدي إلى انتاج عنصر جديد. ومن اهم امثلة الاندماج النووي هو اندماج ذرات الهيدروجين لتكوين ذرات الهيليوم ولعل افضل مثال لهذه التفاعلات هي التفاعلات الشمسية والتي تتطلق كمية كبيرة جدا من الطاقةو إن الطاقة التي تنتجها عملية الإندماج النووي أكبر بكثير من الطاقة التي ينتجها الإنشطار النووي.


مفاعل نووي:


المفاعلات النووية عبارة عن منشآت ضخمة يتم فيها السيطرة على عملية الأنشطار النووي حيث يتم الأحتفاظ بالأجواء المناسبة لأستمرار عملية الأنشطار النووي دون وقوع انفجارات اثناء الأنشطارات المتسلسلة. تستخدم المفاعلات النووية لأغراض خلق الطاقة الكهربائية و تصنيع الأسلحة النووية و ازالة الأملاح والمعادن الأخرى من الماء للحصول على الماء النقي و تحويل عناصر كيميائية معينة إلى عناصر اخرى و خلق نظائر عناصر كيميائية ذات فعالية اشعاعية واغراض اخرى.

يعتبر أنريكو فيرمي عالم في الفيزياء من ايطاليا والذي حاز على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1938 و غادر ايطاليا بعد صعود الفاشية على سدة الحكم واستقر في نيويورك في الولايات المتحدة من اوائل من اقترحوا بناء مفاعل نووي حيث اشرف مع زميله ليو زيلارد Leó Szilárd الذي كان يهوديا من مواليد هنغاريا على بناء أول مفاعل نووي في العالم عام 1942 وكان الغرض الرئيسي من هذا المفاعل هو تصنيع الأسلحة النووية. في عام 1951 تم وللمرة الأولى انتاج الطاقة الكهربائية من مفاعل أيداهو في الولايات المتحدة.

يتوقع بعض الخبراء نقصا في الطاقة الكهربائية في المستقبل البعيد نتيجة ظاهرة انحباس حراري سببتها أنشطة بشرية مثل تكرير النفط ومحطات الطاقة وعادم السيارات وغيرها من الأسباب وهناك اعتقاد سائد ان الطاقة النووية هو السبيل الأمثل لسد هذا النقص في المستقبل.





مواد نووية:

وقود نووي - مادة مخصبة - يورانيوم - يورانيوم منشط - يورانيوم مخصب - بلوتونيوم


يورانيوم:


اليورانيوم (Uranium) هو أحد العناصر الكيميائية المشعة الموجودة في الجدول الدوري، ويرمز له بحرف U. عدده الذري هو 92، ومن أبرز صفاته: ثقيل، أبيض فضي، سام، فلزي. أهم نظائره 235 الذي يستخدم في المفاعلات النووية وتصنع منه القنابل الذرية والهيدروجينية الاندماجية والانشطارية، وكذلك 238 الذي يستخدم في الدراسات والتشخيص ويستعمل أيضاً في تحسين الزراعة والعلاج الكيماوي.


تخصيب اليورانيوم:


عملية تخصيب اليورانيوم Uranium enrichement عبارة عن عزل نظائر عناصر كيميائية محددة Isotope separation من عنصر ما لغرض زيادة تركيز نظائر اخرى للحصول على مادة تعتبر مشبعة بالنظير المطلوب على سبيل المثال عزل نظائر معينة من اليورانيوم الطبيعي للحصول على اليورانيوم المخصب و اليورانيوم المنضب . وتتم عملية التخصيب على مراحل حيث يتم في كل مرحلة عزل كميات اكبر من النظائر الغير مرغوبة حيث يزداد العنصر تخصيبا بعد كل مرحلة لحد الوصول إلى نسبة النقاء المطلوبة.

على سبيل المثال اليورانيوم المخصب عبارة عن يورانيوم تمت زيادة نسبة نظائر اليورانيوم-235 فيه وازالة النظائر الأخرى. وعملية التخصيب هذه صعبة و مكلفة وتكمن الصعوبة ان النظائر الذي يراد ازالتها من اليورانيوم شبيهة جدا من ناحية الوزن للنظائر الذي يرغب بالابقاء عليها و تخصيبها ويتم عملية التخصيب باستخدام الحرارة عبر سائل او غاز لتساهم في عملية عزل النظائر الغير المرغوبة وهناك طرق اخرى اكثر تعقيدا كاستعمال الليزر أو الأشعة الكهرومغناطيسية.


وقود نووي:


الوقود النووي تركيب من التراكيب الخمسة للمفاعل النووي ويستخدم اليورانيوم بكمية تكفي لحدوث التفاعل المتسلسل ويكون على شكل كرات صغيرة من اكسيد اليورانيوم زيدت فيه نسبة نظير اليورانيوم235 الى 3% عن الموجود في الطبيعة والتي تبلغ 0,7% بالنسبة لباقي نظائر اليورانيوم ويوضع الوقود في أنابيب واقية مصنوعة من إحدى سبائك الزركونيوم.

سلاح نووي:



السحابة الناتجة من اسقاط قنبلة نووية على ناكاساكى فى اليابان 1945 وكانت ارتفاع السحابة 18كم


السلاح النووي عبارة عن سلاح يعتمد في قوته التدميرية على عملية الإنشطار النووي؛ ونتيجة لعملية الإنشطار هذه تكون قوة انفجار قنبلة نووية صغيرة أكبر بكثير من قوة انفجار أضخم القنابل التقليدية حيث أن بإمكان قنبلة نووية واحدة تدمير أو إلحاق أضرار فادحة بمدينة بكاملها. فُجرت أول قنبلة نووية للاختبار في 16 يوليو 1945 في منطقة تدعى صحراء ألاموغوردو Alamogordo تقع في ولاية نيو مكسيكو New Mexico في الولايات المتحدة وسميت القنبلة باسم القنبلة (أ) A-bomb وكان هذا الاختبار بمثابة ثورة في عالم المواد المتفجرة التي كانت قبل اختراع القنبلة النووية تعتمد في قوتها على الإحتراق السريع لمواد كيميائية الذي يؤدي إلى نشوء طاقة معتمدة فقط على الإلكترونات الموجودة في المدار الخارجي للذرة؛ على عكس القنبلة النووية التي تستمد طاقتها من نواة الذرة مستندة على عملية الإنشطار النووي وبهذه العملية فان شكلاً دائرياً صغيراً بحجم كف اليد يمكن أن يسبب انفجاراً تصل قوته إلى قوة انفجار يحدثه 20,000 طن من مادة تي إن تي.
القنبلة (أ) A-bomb تم تطويرها وتصنيعها واختبارها من قبل ماسمي بمشروع مانهاتنالحرب العالمية الثانية وكان المشروع يضم ابرز علماء الفيزياء في الولايات المتحدة مثل أنريكو فيرمي Enrico Fermi و روبرت أوبنهايمر J. Robert Oppenheimer والكيميائي هارولد أوري Harold Urey. بعد الحرب العالمية الثانية قامت هيئة الطاقة النووية في الولايات المتحدةالقنابل الهيدروجينية وتدريجيا بدأ إنتاج قنابل نووية أصغر حجما بكثير من القنابل النووية الأولية التي كانت ضخمة الحجم وبدأت عملية تركيب رؤوس نووية على الصواريخ التقليدية التي يمكن اطلاقها من على منصات متحركة أو من على سطح البحر وحتى من تحت أعماق المحيطات. Manhattan Project التي كانت عبارة عن مؤسسة امريكية ضخمة تشكلت في عام 1942 في خضم بإجراء أبحاث على
اُستُعمِلَت القنبلة الذرية مرتين في تاريخ الحروب؛ وكانتا كلتاهما أثناء الحرب العالمية الثانية عندما قامت الولايات المتحدة بإسقاط قنبلة ذرية على مدينة هيروشيما في 6 اغسطس 1945 وقنبلة ذرية اخرى على مدينة ناكاساكي بعد 3 أيام، أي في 9 اغسطس 1945 وكلا المدينتين تقعان في اليابان. وقد أدى إسقاط هاتين القنبلتين إلى قتل 120,000 شخص في نفس اللحظة، ومايقارب ضعف هذا العدد بعد سنوات. وكانت الأغلبية العظمى من الضحايا في هذين المدينتين من المدنيين. انتقدت الكثير من الدول الضربة النووية على هيروشيما و ناكاساكي إلا أن الولايات المتحدة ارتأت انها احسن طريقة لتجنب اأعداد أكبر من القتلى إن استمرت الحرب العالمية الثانية فترة أطول.
بعد الضربة النووية على هيروشيما و ناكاساكي وحتى وقتنا الحاضر؛ وقع مايقارب 2000 انفجارا نوويا كانت بمجملها انفجارات تجريبية واختبارات قامت بها الدول السبع التي أعلنت عن امتلاكها لأسلحة نووية وهي الولايات المتحدة والاتحاد السوفيتي (روسيا حالياً) وفرنسا والمملكة المتحدة والصين وباكستانوالهند. هناك عدد من الدول التي قد تمتلك اسلحة نووية ولكنها لم تعلن عنها مثل إسرائيل وكوريا الشماليةوأوكرانيا، واتُهِمَت إيران مؤخراً من قبل عدد من الحكومات بأنها إحدى الدول ذات القدرة النووية. يُستخدم السلاح النووي في وقتنا الحاضر كوسيلة ضغط سياسية وكوسيلة دفاعية استراتيجية، وتستعمل القدرة النووية أيضا استعمالات غير عسكرية للطاقة النووية.

أنواع الأسلحة النووية:

هناك ثلاثة انواع رئيسية من الأسلحة النووية وهي:
الأسلحة النووية الإنشطارية Fission Weapons وتشمل الأنواع الفرعية: قنابل الكتلة الحرجة Critical Mass ، قنابل المواد المخصبة Enriched Materials.
الأسلحة النووية الإندماجية Fusion Weapons ومن أهم أنواعها: القنابل الهيدروجينية Hydrogen Bombs والقنبلة النيوترونية Neutron Bomb. التي تعرف ايضا بالقنابل النووية الحرارية Thermonuclear Bombs
الأسلحة النووية التجميعية Combination Methods، وتشمل الأنواع الفرعية: القنابل ذات الإنشطار المصوب Gun-type Fission Weapon ، قنابل الإنشطار ذات الانضغاط الداخلي Implosion Method
1- الأسلحة النووية الإنشطارية


الأسلحة النووية الأنشطارية هي احد انواع الأسلحة النووية التي تكمن قوتها في عملية الأنشطار النووي لعنصر ثقيل مثل اليورانيوم ذو كتلة ذرية رقم 235 (يورانيوم-235) و بلوتونيوم ذو كتلة ذرية رقم 239 (بلوتونيوم-239) حيث تحفز هذه العناصر التقيلة على الأنشطار بواسطة تسليط حزمة من النيوترونات على نواتها والتي تؤدي إلى انشطارها إلى عدة اجزاء وكل جزء مكون بعد الأنشطار الأولي تمتلك من النيوترونات الخاصة بها ماتكفي لتحفيز انشطار اخر وتستمر هذه السلسلة من الأنشطارات التي تتم اجراءها عادة في المفاعلات النووية وكل عملية انشطار يؤدي إلى خلق كميات كبيرة من الطاقة الحركية.
ترجع بداية هذه الفكرة إلى العالم الفيزيائي ألبرت أينشتاين حيث قام في عام 1905 بنشر فكرة النظرية النسبية الخاصة ، وحسب هذه النظرية فان الطاقة تساوي كتلة المادة مضروبا في مربع سرعة الضوء E = mc2 وحسب هذه المعادلة الشهيرة فان كمية قليلة من الكتلة تكون مساوية إلى كمية هائلة من الطاقة تي إن تي ولتوضيح اكثر فان هذه المعادلة تعني ان اي جسم له كتلة يكون له طاقةاالأسلحة النووية فبقياس كتل الانوية لذرات عناصر مختلفة يمكن تقدير الطاقة الموجودة فيها بمجرد ضربها في سرعة الضوء التي هي عدد ثابت (1,079,252,848.8 كم في الساعة او تقريبا 300,000 كم في الثانية). فعلى سبيل المثال يمكن تحويل كغم واحد من المادة كاملة إلى طاقة مساوية إلى الطاقة الناتجة من تفجير 22 ميغاطن من مادة حتى اذا كان الجسم في حالة ثبات, هذه المعادلة كانت العامل الرئيسي الذي تمحور حوله فكرة
في عام 1938 تمكن عالم من المانيا اسمه Otto Hahn من انشطار ذرة يورانيوم إلى جزئين عن طريق تسليط حزمة من النيوترونات عليه وبعد هذه التجربة اصبحت فكرة الأسلحة النووية في متناول اليد. ويعتبر قنابل المواد المخصبة و قنابل الكتلة الحرجة اهم انواع الأسلحة النووية الأنشطارية

قنابل الكتلة الحرجة


كرة من البلوتونيم محاط باداة لتسليط النيوترونات عليه لايصالة إلى حالة الكتلة الحرجة



قنابل الكتلة الحرجة عبارة عن نوع من الأسلحة النووية وبالتحديد يعتبر من انواع الأسلحة النووية الأنشطارية ويعود فكرة اختراعها إلى عالم في الفيزياء من ايطاليا اسمه أنريكو فيرمي Enrico Fermi والذي حاز على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1938 وقد غادر فيرمي ايطاليا بعد صعود الفاشية على سدة الحكم في ايطاليا و استقر في نيويورك في الولايات المتحدة إلى ان توفى فيها عام 1954.
لتوضيح مفهوم الكتلة الحرجة تصور ان هناك كرة بحجم قبضة اليد مصنوع من مادة يورانيوم-235 ، بعد تحفيز اولي لعملية الأنشطار النووي بواسطة تسليط حزمة من النيوترون على الكرة سيتولد 2.5 نيترون جراء هذا الأنشطار الأول لنواة ذرة يورانيوم-235 وهذا يكون كافيا لبدأ انشطار ثاني في كل الأجزاء المتكونة من الأنشطار الأول واثناء هذه السلسلة المتعاقبة من الأنشطارات في نواة الذرات يفقد الكثير من النيوترونات المتكونة إلى سطح الشكل الكروي ولكن كمية النيوترونات المتكونة في الداخل كافية لادامة عمليات الأنشطار وهنا يأتي دور الكتلة الحرجة التي يمكن تعريفها بالحد الأدنى من كتلة مادة معينة كافية لتحمل سلسلات متعاقبة من الأنشطارات .
اذا كان العنصر المستخدم في عملية الأنشطار النووي ذو كتلة يتطلب تسليطا مستمرا بالنيوترونات لتحفيز الأنشطار الأولي للنواة فان هذه الكتلة تسمى الكتلة دون الحرجة.
اذا كان العنصر المستخدم في عملية الأنشطار النووي ذو كتلة قادرة على تحمل سلسلات متعاقبة من الأنشطار النووي حتى بدون اي تحفيز خارجي بواسطة تسليط نيوترونات خارجية فيطلق على هذه الحالة الكتلة الفوق حرجة . وهذه الكتلة الفوق حرجة اذا تم استعمالها كقنبلة نووية فيجب ان يتم تجميعها بسرعة لان سلسلة الأنشطارات المتعاقبة سوف تستغرق مجرد ثواني وستكون الطاقة الحركية الناتجة من الضخامة مما يؤدي إلى انفجار القنبلة بسرعة فائقة.
يعتبر 15 جم من اليورانيوم-235 او 10 غم من البلوتونيوم-239 في حالة كونهما بشكل كروي ومحاطين بمصدر يسلط عليهما النيوترونات كتلة كافية للوصول إلى مرحلة الكتلة الحرجة. للكتلة الحرجة تناسب عكسي مع كثافة العنصر و تعتمد على شكل العنصر المستخدم و نقاءه وطول فترة تسليط النيوترونات عليه.

قنابل المواد المخصبة


اطنان من اليورانيوم الطبيعي يتم تخصيبها تحت الماء للتحكم في سرعة الأنشطار النووي لحيلولة دون وقوع انفجارات اثناء التخصيب


قنابل المواد المخصبة عبارة عن نوع من الأسلحة النووية ويعتبر تحديدا من نوع الأسلحة النووية الأنشطارية ويتم تصنيعها على الأغلب من تخصيب مادتي اليورانيوم-235 او البلوتونيوم-239 ويعتبر الحصول على هذه المواد المخصبة من اصعب الخطوات في بناء ترسانة نووية فعلى سبيل المثال خصصت الولايات المتحدة 90% من الميزانية الأجمالية لبدايات مشروعها النووي للحصول على اليورانيوم المخصب. ويعتقد ان الهند تمتلك هذا النوع من القنابل.
عملية التخصيب عبارة عن عزل نظائر عناصر كيميائية محددة Isotope separation من عنصر ما لغرض زيادة تركيز نظائر اخرى للحصول على مادة تعتبر مشبعة بالنظير المطلوب على سبيل المثال عزل نظائر معينة من اليورانيوم الطبيعي للحصول على اليورانيوم المخصب و اليورانيوم المنضب. وتتم عملية التخصيب على مراحل حيث يتم في كل مرحلة عزل كميات اكبر من النظائر الغير مرغوبة حيث يزداد العنصر تخصيبا بعد كل مرحلة لحد الوصول إلى نسبة النقاء المطلوبة.
على سبيل المثال اليورانيوم المخصب عبارة عن يورانيوم تمت زيادة نسبة نظائر اليورانيوم-235 فيه وازالة النظائر الأخرى. وعملية التخصيب هذه صعبة و مكلفة وتكمن الصعوبة ان النظائر الذي يراد ازالتها من اليورانيوم شبيهة جدا من ناحية الوزن للنظائر الذي يرغب بالابقاء عليها و تخصيبها ويتم عملية التخصيب باستخدام الحرارة عبر سائل او غاز لتساهم في عملية عزل النظائر الغير المرغوبة وهناك طرق اخرى اكثر تعقيدا كاستعمال الليزر او الأشعة الكهرومغناطيسية.(وهذا تم شرحه من قبل)
وتبلغ نسبة اليورانيوم-235 الذي يراد تخصيبه من اجمالي ذرة اليورانيوم الطبيعي نسبة 0.7% فقط ولكن هذا الجزء هو المرغوب فيه لكونه اخف من ناحية الكتلة من الأجزاء الأخرى من اليورانيوم الطبيعي . الجزء المتبقي من اليورانيوم الطبيعي بعد استخلاص جزء اليورانيوم-235 يسمى اليورانيوم-238 . تم تخصيب اليورانيوم لأول مرة في الولايات المتحدة بعد الحرب العالمية الثانية حيث تم بناء 3 من المفاعلات النووية في ولايات تينيسي و أوهايو و كنتاكي وكانت الطريقة المستعملة عبارة عن ضخ كميات كبيرة من اليورانيوم على شكل غاز يورانيوم هيكسافلوريد uranium hexafluoride إلى حواجز ضخمة تحوي على ملايين الثقوب الصغيرة جدا وبهذه الطريقة يتم انتشار اليورانيوم-235 (وهو الجزء المطلوب) بسرعة اكبر نسبة إلى اليورانيوم-238 (وهو الجزء الغير مرغوب فيه لكونه اثقل من حيث الكتلة) وتم استغلال الفرق في سرعة الأنتشار وجمع كميات هائلة من اليورانيوم-235 وتمتلك الولايات المتحدة يورانيوم مخصب من النوع العالي الخصوبة بنسبة 90%.
هناك ثلاث مستويات من اليورانيوم المخصب:
اليورانيوم ذو الخصوبة العالية Highly enriched uranium وتحتوي على 20% من اليورانيوم-235
اليورانيوم ذو الخصوبة الواطئة Low-enriched uranium وتحتوي على اقل من 20% من اليورانيوم-235
اليورانيوم ذو الخصوبة المحدودة Slightly enriched uranium وتحتوي على 0.9% إلى 2% من اليورانيوم-235 .
2-الأسلحة النووية الإندماجية:





الأسلحة النووية الاندماجية منذ نشوء فكرة خلق كميات هائلة من الطاقة خلال عملية الانشطار النووي. أدرك العلماء أن خلق نفس الكمية الهائلة من الطاقة ممكنة من الناحية النظرية والعملية بإجراء عملية معاكسة تماما لعملية الانشطار النووي ألا وهي فكرة اندماج نواتين لذرتين خفيفتي الكتلة في عمليات اندماج متسلسلة تسمى بعملية الاندماج النووي وكانت ذرة الهيدروجين هو الاختيار الأنسب لكونها خفيفة الكتلة

هناك 3 نظائر للهيدروجين، وهي الديتيريم deuterium والتريتيم tritium والبروتيم protium، وعندما يتحد الديتيريم مع التريتيم يتكون نتيجة لهذا الاندماج ذرة هيليوم (He)ويتكون أثناء هذه العملية طاقة حركية هائلة ولكنها أقل بالمقارنة بعملية الانشطار النووي وتتطلب هذه العمليات الاندماجية كميات كبيرة من الحرارة تصل إلى ملايين الدرجات المئوية ولهذا السبب يطلق تسمية القنابل النووية الحرارية على هذا النوع من الأسلحة النووية.

يمكن تعريف السلاح النووي الاندماجي بأحد أنواع الأسلحة النووية التي تكمن مصدر قوتها مع عملية الاندماج النووي عندما تتحد أنوية خفيفة الكتلة مثل عنصر الديتريوم Deuterium وعنصراللثيوم (Li)لتكوين عناصر أثقل من ناحية الكتلة حيث تتم تحفيز سلسلة من عمليات الاتحاد بين هذين العنصرين وتنتج من هذه السلسلة من عمليات الاندماج كميات كبيرة من الطاقة الحركية. ويطلق على القنابل المصنعة بهذه الطريقة اسم القنابل الهيدروجينية H-bombs أو القنابل النووية الحرارية Thermonuclear Bombs لأن سلسلة الاندماج المحفزة بين أنوية هذه العناصر الخفيفة تتطلب كميات كبيرة من الحرارة وتعتبر القنبلة النيوترونية والهيدروجينية من أهم انواع الأسلحة النووية الاندماجية.


جربت هذه النوعية من القنابل لأول مرة عام 1951 م في الولايات المتحدة وكانت هناك مزاعم متبادلة بين الولايات المتحدة والاتحاد السوفيتي حول من توصل إلى تفجير أول القنابل من هذا الطراز حيث تزعم الولايات المتحدة أنها فجرت القنبلة الأولى تجريبيا في 1 نوفمبر 1952 م ثم تلاها الاتحاد السوفيتي في 1 مارس 1954 م وقد خلق الانفجار التجريبي السوفيتي ضجة إعلامية لم يحظى بها الانفجار التجريبي الأمريكي حيث تشكلت سحابة إشعاعية ضخمة فوق سفينة صيد يابانية كانت على بعد 160 كم من موقع الانفجار وقام العلماء اليابانيون بتحليل الغبار على ملابس الصيادين بعد عودتهم وانتشر بعد ذلك خبر امتلاك الاتحاد السوفيتي لهذا النوع من الأسلحة النووية.


القنبلة الهيدروجينية:


قنبلة هيدروجينية أثناء انفجارها


القنابل الهيدروجينية عبارة عن أحد أنواع الأسلحة النووية وبالتحديد يعتبر من نوع الأسلحة النووية الأندماجية ويعرف أيضا باسم H-bomb أو القنبلة النووية الحرارية. تصنع هذه القنابل بواسطة تحفيز عملية الأندماج النووي بين نظائر عناصر كيميائية لعنصر الهيدروجين وبالأخص النظيرين التريتيوم (Tritium) والديتيريوم (Deuterium) حيث ينتج من اتحاد هذين النظيرين للهيدروجين ذرة هيليوم مع نيوترون إضافي ويكون الهيليوم الناتج من هذه العملية أثقل كتلة من الهيليوم الطبيعي ويبلغ القوة الأنفجارية لهذا النوع من القنابل مايقارب انفجار 1 مليون طن من مادة تي إن تي. وتسريع هذا الاتحاد يتطلب كميات هائلة من الحرارة لذلك جاءت التسمية القنابل النووية الحرارية. ينتج عن انفجار القنبلة الهيدروجينية حرارة شديدة واهتزاز هائل ورياح عاتية شديدة السرعة وانبعاث هائل لأشعة جاما.


لا يزال هناك جدل حول من توصل أول مرة إلى اختراع هذا النوع من القنابل. حيث أنه في فترة زمنية متقاربة جدا في عام 1955 م زعم أندريه ساخروف (Andrei Sakharo) من الاتحاد السوفيتيوإدوارد تيلر (Edward Teller) مع ستانيسلو أولام (Stanislaw Ulam) من الولايات المتحدة باختراعهم لأول قنبلة هيدروجينية.

52

منتدى علم الفيزياء العام / الفيزيــــــــــاء النووية

« في: سبتمبر 22, 2008, 08:20:50 مساءاً »

أمبير:
الأمبير (بالإنجليزية: Ampere) هو وحدة قياس التيار الكهريائي. يرمز للأمبير بالعربية بالحرف أ (وباللاتينية بالحرف A أو amp) وقد سمي تخليدا للعالم الفيزيائي أندري ماري أمبير. وهو من وحدات



القياس الدولية.
والأمبير هو التيار الثابت الذي يرسب الفضة بمعدل 1,118 مليغرام قي الثانية عند إمراره خلال محلول نترات الفضة قي الماء.
1 أمبير = 1 واط / 1 فولت.حسب قانون أوم, 1 أمبير = 1 فولت / 1 أوم.
إديسون:
توماس ألفا أديسون (1847 – 1931م) مخترع أمريكي ولد في مدينة ميلان بولاية أوهايونيوجرسي سنة 1931م الأمريكية، ولم يتعلم في مدارس الدولة إلا ثلاثة أشهر فقط، فقد وجده ناظر المدرسة طفلا بليدا متخلفا عقليا! وظهرت عبقريته في الاختراع وإقامة مشغله الخاص حيث أظهر سيرته المدهشة كمخترع، ومن اختراعاته مسجلات الإقتراع والبارق الطابع والهاتف الناقل الفحمي والمكرفون والفونوغراف أو الفرامافون واعظم اختراعاته المصباح الكهربي، والكثير وأنتج في السنوات الأخيرة من حياته الصور المتحركة الناطقة، وعمل خلال الحرب العالمية الأولى لصالح الحكومة الأمريكية، وقد سجل أديسون باسمه أكثر من ألف اختراع وهو عدد لا يصدقه العقل، وتزوج أديسون



مرتين وقد ماتت زوجته وهي صغيرة، وكان له ثلاثة أولاد من كل زوجة
اختراعاته

عمل موظف لإرسال البرقيات في محطة للسكك الحديدية مما ساعده عمله هذا لاختراع أول آلة تلغرافية ترسل آلياً, تقدم أديسون في عمله وأنتقل إلى ولاية بوسطن و ولاية ماسوشوستس, وأسس مختبره هناك في عام 1876م واخترع آلة برقية آلية تستخدام خط واحد في إرسال العديد من البرقيات عبر خط واحد ثم أخترع ال[كرامفون]] الذي يقوم بتسجيل الصوت ميكانيكياً على أسطوانة من المعدن، وبعدها بسنتين قام باختراعه العظيم المصباح الكهربائي. في عام 1887م نقل مختبره إلى ويست أورنج في ولاية نيو جيرسي, وفي عام 1888م قام باختراع kinetoscope وهو أول جهاز لعمل الأفلام، كما قام باختراع بطارية تخزين قاعدية، في عام 1913م أنتج أول فيلم سينمائي صوتي.
في [[حرب عالمية اولي|الحرب العالمية الأولى اخترع نظام لتوليد البنزين ومشتقاته من النباتات. خلال هذه الفترة عين مستشار لرئيس الولايات المتحدة الأمريكية.
الاوسمة والميداليات التي حصل عليها
منح وسام ألبرت للجمعية الملكية من فنون بريطانيا العظمى.
في 1928م استلم الميدالية الذهبية من الكونجرس.
أقواله

يقول أديسون ( أن أمي هي التي صنعتني, لأنها كانت تحترمني وتثق في, أشعرتني أنى أهم شخص في الوجود, فأصبح وجودي ضروريا من اجلها وعاهدت نفسي أن لا اخذلها كما لم تخذلني قط ).

ملاحظة / قيل أن أديسون قبل اختراعة للمصباح الكهربائي قد حاول أكثر من 900 محاولة لهذا الاختراع العظيم و لم يسمها محاولات فاشلة بل أسماها تجارب لم تنجح .. و لنا هنا أن نتعلم من هذا المخترع الصبر و الثقة بالنفس و التفاؤل

53

منتدى علم الفيزياء العام / الفيزيــــــــــاء النووية

« في: سبتمبر 22, 2008, 08:18:02 مساءاً »

بسم الله الرحمن الرحيم

سأبدأ ان شاء الله بذكر نبذات مختصرة عن بعض علماء الفيزياء الذين وضعوا بصمة فى هذا العلم الواسع

فيزيائيون

إسحاق نيوتن
اينشتاين
غاليليو
أرخميدس
علي مشرفة
أحمد زويل
بول ديراك
طومسون
نيلز بور
ماكس بلانك
هايزنبرغ
راذرفورد
أمبير
إديسون
إسحاق نيوتن:
ولــد في
لينكنشاير، إنجلترا
4 يناير 1643 (25 ديسمبر 1642 بالتقويم القيصري) توفي في31 مارس 1727 (20 مارس 1727 بالتقويم القيصري) لندن، إنجلترا
نيوتن كان الأول في برهنة أن الحركة الأرضية وحركة الأجرام السماوية تُحكم من قبل القوانين الطبيعية ويرتبط اسم العالم نيوتن بالثورة العلمية. يرجع الفضل لنيوتن بتزويد القوانين الرياضية لأثبات نظريات كيبلر والمتعلقة بحركة الكواكب.





قام بالتوسع في إثباتاته وتطرّق إلى أن مدار المذنّبات ليس بالضرورة بيضاويا!!!
ويرجع الفضل لنيوتن في إثباته أن الضوء الأبيض هو مزيج من أضواء متعددة وأن الضوء يتكون من جسيمات صغيرة.




اينشتاين:
ألبرت أينشتاين (Albert Einstein) (عاش ما بين 14 آذار (مارس) 1879 إلى 18 نيسان (أبريل) 1955). عالم في الفيزياء النظرية، ولد في ألمانيا، وحصل على الجنسيتين السويسرية و الأمريكية، يهودي الأصل غير متدين. يشتهر آينشتاين بانه واضع النسبية الخاصة و العامة الشهيرتين اللتان حققتا له شهرة إعلامية منقطعة النظير بين جميع الفيزيائيين. حاز في العام 1921 على جائزة نوبل في الفيزياء. بعد تأسيس دولة إسرائيل عرض على آينشتاين تولي منصب رئيس الدولة ( و هو منصب فخري ليس له الكثير من الصلاحيات ) لكنه رفض مفضلا عدم الانخراط في سياسة إسرائيل و قدم عرضا من عدة نقاط للتعايش بين العرب و اليهود في فلسطين . الوثيقة التي أرسلها أينشتاين تدل أنه كان بعيدا تماما عن معرفة الأمور السياسية و تعقيداتها و بعيد عن أي معرفة بالأفكار الصهيونية التي تقوم عليها إسرائيل .
جرأة العالم أينشتاين في شبابه حالت بينه وبين الحصول على عمل مناسبٍ في سلك التدريس، لكن وبمساعدة والد أحد زملاء مقاعد الدراسة حصل على وظيفة فاحص (مُختبِر) في مكتب تسجيل براءات الاختراع السويسري في العام 1902. تزوج أينشتاين من صديقته "ميلِفا" في 6 كانون الثاني (يناير) 1903 ورُزق بمولودٍ ذكر حمل اسم "هانز" في 14 من أيار (مايو) عام 1904. وفي هذه الأثناء، أصبح عمل أينشتاين في مكتب التسجيل السويسري دائماً، وقام بالتحضير لرسالة الدكتوراه في نفس الفترة، وتمكن من الحصول على شهادة الدكتوراه في العام 1905 من جامعة زيورخ، وكان موضوع الرسالة يدور حول أبعاد الجزيئات. وفي العام نفسه، كتب أينشتاين 4 مقالاتٍ علميةٍ دون الرجوع للكثير من المراجع العلمية أو التشاور مع زملائه الأكاديميين، وتعتبر هذه المقالات العلمية اللبنة الأولى للفيزياء الحديثة التي نعرفها اليوم.
درس أينشتاين في الورقة الأولى ما يُعرف باسم الحركة البراونية Brownian motion، فقدم العديد من التنبُّؤات حول حركة الجسيمات الموزعة بصورةٍ عشوائية في السائل. عرف أينشتاين "بأبي النسبية"، تلك النظرية التي هزت العالم من الجانب العلمي، إلا أن جائزة نوبل مُنحت له في مجال آخر (المفعول الكهرضوئي) وهو ما كان موضوع الورقة الثانية. والعجيب في الأوراق العلمية الأربعة التي كتبها أينشتاين هو تناوله لفكرةٍ ما من الفيزياء النظرية ومطابقتها مع العواقب المنطقية لتلك الفكرة والتوصل إلى نتائج تجريبية نظرية مما أبهر وحير العلماء آنذاك.
ورقة أينشتاين العلمية الثالثة كانت عن "النظرية النسبية الخاصة". فتناولت الورقة الزمان، والمكان، والكتلة، والطاقة. وأسهمت نظرية أينشتاين بإزالة الغموض الذي نجم عن التجربة الشهيرة التي أجراها الأمريكيان الفيزيائي "ألبرت ميكلسون والكيميائي إدوارد مورلي" أواخر القرن التاسع عشر في عام 1887، فقد أثبت أينشتاين أن موجات الضوء تستطيع أن تنتشر في الخلاء دون الحاجة لوجود وسط أو مجال، على خلاف الموجات الأخرى المعروفة التي تحتاج إلى وسط تنتشر فيه كالهواء أو الماء؛ وأن سرعة الضوء هي سرعة ثابتة وليست نسبية مع حركة المراقب (الملاحظ). تجدر الإشارة إلى أن نظرية أينشتاين تلك تناقضت بشكل كلّي مع استنتاجات "إسحاق نيوتن". ذهل العالم بنظرية أينشتاين النسبية الخاصة لأن الحقيقة المطلقة المتعلقة بالزمان والمكان والأبعاد أصبحت مرفوضة. جاءت تسمية النظرية بالخاصة للتفريق بينها وبين نظرية أينشتاين اللاحقة التي سُمِّيت بالنسبية العامة.

مختارات من أقوال أينشتاين
أهم شيء أن لا تتوقف عن التساؤل.
أجمل إحساس هو الغموض، إنه مصدر الفن والعلوم.
كل ما هو عظيم وملهم صنعه إنسان عَمِل بحرية.
من لم يخطئ، لم يجرب شيئاً جديداً.
العلم شيءٌ رائعٌ، إذا لم تكن تعتاش منه.
سر الإبداع هو أن تعرف كيف تخفي مصادرك.
العلم ليس سوى إعادة ترتيبٍ لتفكيرك اليومي.
لا يمكننا حل مشكلةٍ باستخدام العقلية نفسها التي أنشأتها.
الثقافة هي ما يبقى بعد أن تنسى كل ما تعلمته في المدرسة.
المعادلات أهم بالنسبة لي، السياسة للحاضر والمعادلة للأبدية.
إذا كان أ= النجاح . فإن أ = ب +ج + ص. حيث ب=العمل. ج=اللعب. ص=إبقاء فمك مغلقاً.

غاليليو:
جاليليو جاليلي عالم فلكي وفيلسوف وفيزيائي، ولد في بيزا في إيطاليا في 15 فبراير 1564 ومات في 8 يونيو 1642
هو أول من طبق طرق التجريبية في البحوث العلمية. أدخل غاليليو مفهوم القصور الذاتي ، وبحث في الحركة النسبية ، وقوانين سقوط الأجسام ، وحركة الجسم على المستوى المائل والحركة عند رمي شيء في زاوية مع الأفق واستخدام البندول في قياس الزمن. كان الأول في تاريخ البشرية الذي وجه التلسكوبالسماء وكشف عن مجموعة من النجوم الجديدة. أثبت أن المجرة تتكون من عديد كبير من النجوم. واكتشف الكواكب الدائرة حول المشتري والبقع الشمسية ودوران الشمس ، وبحث في تركيب سطح القمر.

أرخميدس(أرشيميدس):
أرخميدس،(أرخيميدس Αρχιμήδης باليونانية) ولد في عام 287ق.م، في سيراقوسة، يعتبر أحد أهم مفكّرين العصر القديم ، نظرتنا إلى الفيزياء مستندة على النموذج الذي طوّر من قبل أرخميدس.



مقتل أرخميدس


حدد النسبة بين محيط الدائرة و قطرها، والنسبة بين الكرة والدائرة المرسومة عليها.
إخترع برغي القلاووظ و البرغي الأجوف الذي يرفع الماء من مستوى منخفض إلى مستوى أعلى.




برغي أرخميدس

أخترع العجلات المسننة والكرة المتحركة و أكتشف نظرية العتلة حيث قيل أنه كان يعتقد بأنه يمكن أن يرفع الأرض لو وجد ما يركزها عليه.
أكتشف قانون الوزن النوعي، حين طلب منه هيرون ملك سيراقوسة أن يتاكد من نوعية ذهب تاجه بدون أن ينزع من التاج شيئا. إكتشف أثناء جلوسه في حوض الحمام أن كل جسم يغمس في الماء يفقد من وزنه بقدر ثقل الماء الذي يزيحه حجمه. خرج من الحمام عريان وهو يصيح (أوريكا أوريكا) أي وجدتها وجدتها.
في عام 212 ق.م دخل الرومان سيراقوسه، كان أرخميدس مشغولا بحل مسألة رياضية، دخل عليه جندي و وجده مكبا على العمل، فرجاه أرخميدس أن يرجئه حتى يحل المسألة، لكن الجندي ضربه بسيفه وقتله.

علي مشرفة:
علي مصطفى مشرفة (11 يوليو 1898- 15 يناير 1950 م) عالم فيزياء مصري ، وأول عميد مصري لكلية العلوم. و كان أول مصري يحصل على درجة دكتوراة العلوم D.Sc من إنجلترا و منح لقب أستاذ من جامعة القاهرة و هو دون الثلاثين من عمره. كان يتابع أبحاثه العالم أينشتاين صاحب نظرية النسبية و وصفه بواحد من أعظم علماء الفيزياء.

ويعد أحد القلائل الذين عرفوا سر تفتت الذرة وأحد العلماء الذين ناهضوا استخدامها في صنع أسلحة في الحروب ، كما كان أول من أضاف فكرة جديدة، وهي إمكانية صنع مثل هذه القنبلة من الهيدروجين ، إلا أنه لم يكن يتمنى أن تصنع القنبلة الهيدروجينية أبداً، وهو ما حدث بالفعل بعد وفاته بسنوات في الولايات المتحدة الأمريكية وروسيا.


وتقدر أبحاثه المتميزة في نظريات الكم والذرة والإشعاع والميكانيكا والديناميكا بنحو 15 بحثًا ، وقد بلغت مسودات أبحاثه العلمية قبل وفاته حوالي 200 مسودة، وكان من الممكن جداً أن يحصل بهذه الأبحاث على جائزة نوبل في الفيزياء الرياضية وهو ما لم يحدث للأسف ، إلا أن ذلك لم يقلل من شأنه كعالم له اسهاماته وأبحاثه المتميزة.
دارت أبحاث الدكتور مشرفة حول تطبيقه الشروط الكمية بصورة معدلة تسمح بإيجاد تفسير لظاهرتي شتارك وزيمان.
كذلك.. كان الدكتور مشرفة أول من قام ببحوث علمية حول إيجاد مقياس للفراغ؛ حيث كانت هندسة الفراغ المبنية على نظرية "أينشين" تتعرض فقط لحركة الجسيم المتحرك في مجال الجاذبية.
ولقد أضاف نظريات جديدة في تفسير الإشعاع الصادر من الشمس؛ إلا أن نظرية الدكتور مشرفة في الإشعاع والسرعة عدت من أهم نظرياته وسببًا في شهرته وعالميته؛ حيث أثبت الدكتور مشرفة أن المادة إشعاع في أصلها، ويمكن اعتبارهما صورتين لشيء واحد يتحول إحداهما للآخر.. ولقد مهدت هذه النظرية العالم ليحول المواد الذرية إلى إشعاعات.

الدكتور علي مصطفى مشرفة هو أول عالم مصري يحصل على درجة الدكتوراه في العلوم من إنجلتراجامعة القاهرة وهو دون الثلاثين من عمره. يذكر أن ألبرت آينشتاين قد نعاه عند موته قائلا : "لا أصدق ان مشرفة قد مات ، انه ما زال حيا بيننا من خلال أبحاثه" و يقال أيضا ان آينشتاين قال أن مشرفة كان أحد من ساعده بأبحاثه على تطوير نظرية النسبية العامة .

"نقلا عن موقع ويكيبديا"


أحمد زويل:
أحمد حسن زويل كيميائي مصري / أمريكي، حصل على جائزة نوبل في الكيمياء لعام 1999.ولد الدكتور أحمد زويل في 26 فبراير سنة 1946م في مدينة دمنهور بمصر. تلقى تعليمه الأولي في نفس المدينة ثم إنتقل مع الأسرة إلى مدينة دسوق حيت أتم تعليمه حتى المرحلة الثانوية. في سنة 1963م إلتحق أحمد زويل بكلية العلوم بجامعة الإسكندرية و حصل على بكالوريوس العلوم من قسم الكمياء سنة 1967م، ثم نال بعد ذلك شهادة الماجيستر من نفس الجامعة.
عمل زويل كمتدرب في شركة "شل" في الإسكندرية وأكمل دراساته العليا بعد ذلك في الولايات المتحدة الأمريكية، حيث نال درجة الدكتوراه من جامعة بنسلفانيا. بعد ذلك، إنتقل الدكتور زويل إلى جامعة بركلي بولاية كاليفورنيا وانضم لفريق الأبحات هناك. وفي سنة 1976م عُين زويل في معهد كالفورنيا التقني كأستاذ مساعد في الكيمياء الفيزيائية. في سنة 1982م تولى الدكتور زويل منصب أستاذ أول للكمياء في معهد لينوس باولينج.
من أبرز إنجازات العالم المصري أحمد زويل هو إختراعه لكاميرا لها القدرة على رصد حركة الجزيئات عند نشوئها و عند التحام بعضها ببعض. كما أن له العديد من براءات الاختراع للعديد من الأجهزة العلمية. و من أهم منجزاته هو أنه أصبح عضواً في الأكاديمية الأمريكية للعلوم في سن الثلاثة و الأربعين، علماً أن هذه الأكاديمية لا تقبل أي عالماً بل تقبل أذكى العلماء و شرط أن يتخطى عمرهم الخامسة و الخمسين عاماً.
الجوائز التي حصل عليها

حصل على جائزة ألكسندر فون همبلدون من ألمانيا الغربية و هي أكبر جائزة علمية هناك، كما حصل على جائزة باك وتيني من نيويورك. فاز زويل عام 1998م بجائزة بنجامين فرانكلينعلى عمله في دراسة التفاعل الكيمائي في زمن متناهي الصغر (Femto-Second) يسمى femtochemistry.

وفي عام 1999م حصل على جائزة نوبل للكيمياء لإنجازاته في نفس المجال. يعتبر ثالث مصري يحصل على جائزة نوبل بعد أنور السادات الذي حصل على جائزة نوبل للسلام 1978م, نجيب محفوظ1988م ومما يذكر أيضا أن محمد البرادعي هو الأخر من فاز بجائزة نوبل للسلام بعد أحمد زويل وهذا في عام 2005 الذي حصل على الجائزة في مجال الأدب






بول ديراك:
باول أدريان ديراك Paul Adrien Maurice Dirac ولد في 8 أغسطس من سنة 1902 في بريستول و توفي في 20 أكتوبر 1984 في تالاهاسي و هو فزيائي بريطاني و أحد مؤسسي الفيزياء الكوانتية. قام بتطوير نظرية فزيائية أعم تشمل في صلبها نظريات هايزنبارغ و شرودنغر كحالات خاصة. إعتمد على أعمال باولي لإشتقاق معادلة ديراك. تنبئ بوجود البوزيترونات الشيء الذي تم تأكيده سنة 1932. سنة 1933 تحصل مع شرودنغر على جائزة نوبل للفيزياء. في الرياضيات كان له أعمال كثيرة منها دالة ديراك أو ما يسمى ب دالة دلتا




طومسون:
جوزيف جون طومسون عالم إنجليزي ولد عام 1856 م بالقرب من مدينة مانشستر اﻹنجليزية، و تفوق في دراسته منذ الصغر حتى أنه التحق بكلية الهندسة بجامعة فيكتوريا وهو في الرابعة عشر من عمره، ثم حصل على منحة من جامعة كامبريدج حيث تخصص في حقل الفيزياء



النظرية.
ثم اتجه طومسون للعمل في معمل كافنديش العريق، وفي عام 1884 م تم تعيينه رئيساً لمعمل كافنديش وهو في الثامنة والعشرين من عمره، و قد ترأس المعمل لمدة 34 عاما حتى خلفه تلميذه النيوزلنديارنست رذرفورد.
ويعتبر اكتشافه للإلكترون أفضل بحوثه على اﻹطلاق وأكثرها شهرةً وتأثيراً، حيث قادته تجاربه على أشعة المهبط ( أوأشعة الكاثود) إلى اكتشاف الخواص اﻷساسية للإلكترون. حيث قام بتعريض غاز مخلخل لتيار كهربي فرق جهده حوالي 10,000 فولت تحت ضغط منخفض يتراوح من 0.001 إلى 0.0001 مم/زئبق فلاحظ انطلاق أشعة من الكاثود(المهبط)إلي الآنود (المصعد) وهي أشعة غير منظورة لكنها تحدث توهج على جدار أنبوبة التفريغ، و أثبت أن أشعة المهبط ليست أشعة ولكنها سيل متصل من الجسيمات سالبة الشحنة تتأثر بالمجالين الكهربي والمغناطيسي وتنحرف طبقاً لشحنتهما. كما تمكن من حساب كتلة تلك الجسيمات وسرعتها، لذا فقد اشتهر بلقب ""أبو الإلكترون"".
حصل طومسون على جائزة نوبل عام 1906 م لاكتشافه الإلكترون، ثم ترك العمل في معمل كافنديشالحرب العالمية اﻷولى و ترأس كلية ترينيتي في كامبريدج، وظل هناك حتى توفي 1940 م عن عمر يناهز الرابعة والثمانين.






نيلز بور:

نيلز (هنريك ديفيد ) بور (7 أكتوبر 1885 - 18 نوفمبر 1962 ) فيزيائي دانماركييهودي لامع أسهم بشكل بارز في صياغة نماذج لفهم البنية الذريةإضافة إلى ميكانيك الكم و خصوصا تفسيره الذي ينادي بقبول الطبيعة الاحتمالية التي يطرحها ميكانيك الكم ، يعرف هذا التفسير بتفسير كوبنهاغن، كما انه رئيس لجنة الطاقة الذرية الدنماركية و رئيس معهد كوبنهاغن للعلوم الطبيعية النظرية ، حصل عام 1922 على جائزة نوبل في نموذجه للذرة الذي بيّن فيه أن النواة في المركز و من حولها تدور الإلكترونات في مسالك دائرية كالنظام الشمسي.







ماكس بلانك:

ولد بلانك في مدينة كيل بألمانيا سنة 1858 . درس في جامعات برلين و ميونيخ. و حصل على الدكتوراه في الفيزياء مع مرتبة الشرف الاولى من جامعة ميونيخ و كان في العشرين من عمره. و بعد قليل اشتغل بالتدريس في جامعة ميونيخ ثم في جامعة كيل. و في سنة 1889 اصبح استاذا



في جامعة برلين.

و ظل كذلك حتى اعتزل في سنة 1928 في سن السبعين.
و بلانك مثل عدد كبير من العلماء، قد اهتم بدراسة الاشعاع الذى يصدر عن الاجسام السوداء حين يتم تسخينها. (و تعريف الشىء الاسود تماما هو الذى لا يصدر اى اشعاع . انما يمتص كل ما يسقط عليه من ضوء) و استطاع عدد من علماء الفيزياء ان يسجلوا الاشعاع الصادر عن الاجسام السوداء . و ذلك قبل
ان يفكر بلانك في حل هذه المشكلة.

و أول انجاز قام به بلانك هو اكتشاف المعادلة الجبرية المعقدة التى تسجل حركة الاشعاع الصادر عن الجسم الاسود. و هذه
النظرية التى اكتشفها و التى لا تزال تستخدم في الفيزياء النظرية حتى اليوم تلخص ما انتهى اليه علماء الفيزياء في تجاربهم المعملية ، و لكن هناك مشكلة : و هى ان قوانين الفيزياء تكشف لنا عن معادلة اخرى او صيغة اخرى للاشعاعات الصادرة عن الاجسام السوداء.
و قد فكر بلانك كثيرا في هذه المشكلة ، ثم خرج لنا بنظرية جديدة تماما / و هى ان الطاقة المشعة انما تنبعث على شكل وحدات قد اطلق على كل واحد منها اسم " الكم" . وفقا لهذه النظرية فان كمية الاشعة الصادرة تتوقف على طول الموجة او على اللون مثلا.
و أصبحت نظرية بلانك تسمى فيما بعد بنظرية "ثابت بلانك" "Plank constant" . و هى نظرية مختلفة تماما عن كل النظريات السائدة في هذا النجال.
و استطاع بلانك بعد ذلك ان يعرف بالضبط مقدار الطاقة التى يشعها الجسم الكامل السواد.
و في بادىء الامر اعتقد العلماء ان ما اهتدى اليه بلانك ليس الا اسطورة رياضية. حتى هو نفسه كان يرى هذا الرأى ، و لكن بعد وقت قصير ثبت علميا ان نظرية الكم هذه يمكن استخدامها في علوم اخرى / و في ظاهرات اخرى غير الاجسام المكتملة السواد. و قد استعان ايشتين في سنة 1905 بهذه النظرية في شرح اثر الصورة الضوئية و استعان بها نيلس بور في سنة 1913 في تفسير بناء النواة وفى سنة 1918 عندما فاز ماكس بلانك بجائزة نوبل . كان قد ثبت تماما ان نظريته صحيحة 100% و انها ذات اهمية بالغة لعلوم الفيزياؤ النظرية.
و أعظم انجازات القرن العشرين هو تطور علم "ميكانيكا الكم" ، بل انه اكثر خطورة من نظرية النسبية التى اكتشفها اينشتين. فنظرية "ثابت بلانك" كان لها دور خطير في نظريات الاشعاع ، و في كثير من النظريات الفيزيائية . و كان لها أثر كبير في نظرية بناء النواة، و في مبدأ عدم اليقين عند هيزنبرج ، و في كثير من النظريات العلمية. و بلانك هو أبو ميكانيكا الكم . و ان كان دوره متواضعا في التطورات و التعديلات التى ادخلت على نظريته. و من الخطأ ان نقلل من شأن بلانك بسبب ذلك ..
فهو الذى حرر العقول العلمية من النظريات القديمة الجامدة ، مما شجع العلماء من بعده على اكتشاف نظرية أكثر اتساقا من نظريته.




هايزنبرغ:
فيرنر كارل هايزنبرغ(5 ديسمبر 1901 - 1 فبراير 1976) (الإنجليزية:Werner Karl Heisenberg) كان فيزيائي ألماني و حائز على جائزة نوبل للعام 1932



إكتشف أحد أهم مباديء الفيزياء الحديثة و هو مبدأ عدم اليقين لهايزنبرغ.

راذرفورد:
ولد العالم النيوزلندي إرنست رذرفورد في مدينة نيلسون عام 1871 و تلقى تعليمه هناك، ثم



التحق بجامعة ويلنجتون و تخصص في الرياضيات و الفيزياء.
نال بعد ذلك منحة دراسية من جامعة كامبريدج في انجلترا، ثم انتقل للعمل في معمل كافيندش العريق تحت إشراف العالم الكبير جوزيف طومسون مكتشف الإلكترون، و هناك اهتم بدراسة الأشعة الصادرة من عنصر الراديوم.
ثم انتقل إلى كندا للعمل في جامعة ماك جيل و توصل إلى مكونات الإشعاع الصادر من الراديوم، و بين أنه يتكون من ثلاثة مكونات:
أشعة ألفا"Alpha": و هي جسيمات موجبة الشحنة قصيرة المدى تتكون من أنوية ذرة الهيليوم (أي 2 بروتون و 2 نيوترون) تنبعث من الجسم المشع أثناء تحلل ذراته.
أشعة بيتا"Beta": و هي جسيمات سالبة الشحنة و مداها أكبر من أشعة ألفا. و تتألف جسيمات بيتا من إلكترونات سريعة - تقارب سرعتها سرعة الضوء- تنبعث من نواة الذرة تنتج من تحلل نيوترونات النواة و هي ليست الإلكترونات الخارجية التي تدور حول النواة.
أشعة جاما"Gama": و هي موجات كهرومغناطيسية تنبعث من الجسم المشع ذات تردد عالٍِِِ و مدى كبير جداَ و لها قدرة على النفاذ في المواد لدرجة أنها تحتاج إلى بضعة أمتار من الخرسانة لإيقافها.
وبتلك الاكتشافات الكبيرة، فإن رذرفورد يعتبر واضع أساس نظرية النشاط الإشعاعي.
غادر رذرفورد كندا ليعود مجددا إلى انجلترا و ينتقل إلى جامعة مانشستر عام 1907. و هناك قام باستكمال بحوثه على المواد المشعة حيث قام بسلسلة من التجارب لدراسة التصادم بين أشعة ألفا و العناصر المختلفة، و أدت تلك التجارب إلى معرفة مكونات الذرة و وضع نموذج رذرفورد الذري الذي شرح فيه تصوراَ عاما لشكل الذرة و بين أنها تتكون من نواة موجبة الشحنة و إلكترونات خارجية تدور حولها.
ثم في عام 1919 بدأ رذرفورد سلسلة أخرى من التجارب قذف فيها أنوية ذرات العناصر بجسيمات ألفا مما حولها لعناصر أخرى نتيجة تغير التركيب الذري لها. حصل ارنست رذرفورد على جائزة نوبل في الكيمياء عام 1908 لجهوده في مجال النشاط الإشعاعي، كما حصل على لقب "فارس" عام 1914 كما عين رئيسا لمعمل كافنديش خلفا للعالم جوزيف طومسون، و حصل على لقب "بارون" عام 1931 تقديراَ لإسهاماته العظيمة.

54

منتدى علوم الأرض / ارتفاع حرارة الأرض

« في: سبتمبر 21, 2008, 02:01:04 مساءاً »

إذا كان هناك اختلاف بين العلماء على أسباب ارتفاع حرارة الأرض فإنهم يتفقون جميعا على أن حرارة الأرض في ارتفاع مستمر، وهذا ما أثبتته قياسات درجات الحرارة خلال السنوات الثلاثين الماضية. وارتفاع حرارة الأرض أمر خطير للغاية لأنه يُؤدي إلى نتائج كارثية، فاستمرار تلك الزيادة في درجة حرارة الأرض يُؤدي إلى ذوبان جبال الجليد في القطبين وبالتالي ارتفاع مستوى البحر ما ينتج عنه إغراق المناطق الساحلية، وكل ذلك يُحدث تغيرات كبيرة في مناخ الأرض تتفاوت بين الأعاصير، موجات الجفاف، الفيضانات والحرائق...

 

سأبدأ بتعريف لتأثير الدفيئة، والذي هو ظاهرة طبيعية تحدث في كل لحظة:

     جو الأرض في الحالة الطبيعية يكون دافئا بقدر 24 درجة مئوية في المتوسط وسبب هذا هو وجود غازات في الغلاف الجوي تقوم بامتصاص الأشعة تحت الحمراء التي تنعكس عن الأرض بعد أن تستقبلها من الشمس، وهذه ظاهرة طبيعية بحتة، بدونها ستكون درجة حرارة الأرض ناقص 17 درجة مئوية في المتوسط، وبالتالي فإن حدوث هذا التأثير ضروري جدا لحياة جل كائنات الأرض.

 

كيف يعمل تأثير الدفيئة وما الغازات المسببة له؟

     تصل إلى الأرض حوالي 50% من أشعة الشمس فتُدفئ سطحها، ثم يقوم سطح الأرض و الطبقة السفلية للغلاف الجوي بإعادة قذف الطاقة على شكل أشعة تحت الحمراء. تقوم حينها غازات معينة موجودة في الغلاف الجوي بامتصاص تلك الأشعة، وتمتاز هذه الغازات بقابليتها العالية لامتصاص الأشعة تحت الحمراء والتي هي المنتج لدفئ، ومن هذه الغازات هناك: بخار الماء - ثاني أكسيد الكربون.

 



لماذا ارتفعت حرارة الأرض عن معدلها الطبيعي؟

الجواب البسيط على هذا السؤال هو: نحن البشر المخربون، ولكن من جهة أخرى يرى بعض العلماء غير ذلك وسنرى ذلك في السطور القادمة.

 

أسباب زيادة حرارة الأرض قد تكون كثيرة ومتعددة لكن آراء العلماء حولها تنقسم إلى ثلاثة آراء:

1 - البشر (التقدم الصناعي)

2 - الطبيعة ( حالة دورية )

3 - الشمس ( نشاطات زائدة في الشمس )

 

♀ البشر والتقدم الصناعي:
     إن التقدم الصناعي والاعتماد على أنواع الوقود المختلفة مثل البترول، الفحم والغاز الطبيعي، كمصدر أساسي للطاقة، ومع احتراق كل هذا الوقود لإنتاج الطاقة واستخدام مركبات الكربون والكلور والفلور(CFC) في الصناعة بكثرة، هو أحد أهم ما يجعل حرارة الأرض ترتفع، فكل تلك الاحتراقات تُؤدي إلى تزايد انبعاث غازات الدفيئة بكميات كبيرة تفوق حاجة الغلاف الجوي للحفاظ على درجة حرارة الأرض في مستوياتها الطبيعية. وتُؤدي زيادة الغازات المسبب للدفيئة بزيادة حرارة الأرض طبعا.
 

وأهم مسببات زيادة غازات الدفيئة هي:
- غازات المصانع بشكل عام.

- محطات الطاقة: معظم محطات الطاقة تستخدم الفحم والنفط لتوليد الكهرباء، وحرق الفحم والنفط يولد غازات الدفيئة.
- القمامة وروث الحيوانات: ينبعث من هذه الأشياء غاز الميثان وهو من أكثر الغازات امتصاصا للحرارة حيث يفوق ما يمتصه ثاني أكسيد الكربون ب21 مرة.

- استخراج الفحم من الأرض ينتج عنه غاز الميثان أيضا.
- السيارات: احتراق وقود السيارات ينتج عنه ثاني أكسيد الكربون وهو الغازات المسببة للدفيئة.
 

     ويرى المؤيدون لفكرة أن زيادة ظاهرة الاحتباس الحراري هي المسببة لارتفاع درجة حرارة الأرض أن زيادة نسب غازات الصوبة الخضراء في الغلاف الجوي تؤدي إلى احتباس كمية أكبر من الأشعة الشمسية، وبالتالي يجب أن تؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة سطح الأرض بصورة أعلى من معدلها الطبيعي، لذلك قاموا بتصميم برامج كمبيوتر تقوم بمضاهاة نظام المناخ على سطح الأرض، وأهم المؤثرات التي تؤثر فيه، ثم يقومون دوريًّا بتغذيتها بالبيانات الخاصة بالزيادة في نسب انبعاث غازات الصوبة الخضراء، وبآخر ما تم رصده من آثار نتجت عن ارتفاع درجة حرارة الأرض عن معدلها الطبيعي، لتقوم تلك البرامج بحساب احتمالات الزيادة المتوقعة في درجة حرارة سطح الأرض نتيجة لزيادة نسب الانبعاثات في المستقبل، ويطالب مؤيدو هذه الفكرة بالخفض السريع والفعال لنسب انبعاث غازات الصوبة الخضراء وأهمها ثاني أكسيد الكربون الذي يمثل نسبة 63% من هذه الغازات، وذلك عن طريق زيادة استخدام الطاقة النظيفة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح في إنتاج وقود نظيف بدلا من استخدام الوقود الحفري، حيث إن نسب استخدام تلك الطاقات النظيفة لا يتعدى 2% من إجمالي الطاقات المستخدمة حاليا، وهذا يستدعي تغييرًا جذريًّا في نمط الحياة التي تعودها الإنسان.
 دورة الطبيعة:

     يقول أصحاب هذا الرأي (وهم قلة) أن الارتفاع الموجود حاليا هو أمر طبيعي في الأرض ويُعللون ذلك بفكرة وجود ارتفاع في درجة حرارة الأرض في بداية عام 1900 والذي استمر حتى منتصف الأربعينيات، ثم بدأت درجة حرارة سطح الأرض في الانخفاض بين منتصف الأربعينيات ومنتصف السبعينيات حتى بدأ البعض يُروج لفكرة قرب حدوث عصر جليدي. ثم بدأت درجة الحرارة في الأرض بالارتفاع مجددا في الثمانينيات وحتى الآن والذي يرى معارضو هذا أن سببه ليس دورة طبيعية وإنما هو زيادة ظاهرة الاحتباس الحراري.

 

     وكثيرون من أصحاب هذا الرأي يرون أنه لا داعي للتأكد مِن تسبب زيادة الاحتباس الحراري في ارتفاع درجة حرارة الأرض، وأهم الأسباب التي تدعوهم إلى ذلك هو التقصير الواضح في قدرات برامج الكمبيوتر التي تُستخدَم للتنبؤ باحتمالات التغيرات المناخية المستقبلية في مضاهاة نظام المناخ للكرة الأرضية، وذلك لشدة تعقيد المؤثرات التي يخضع لها هذا النظام، حتى إنها تفوق قدرات أسرع وأفضل أجهزة الكمبيوتر، كما أن المعرفة العلمية بتداخل تأثير تلك المؤثرات ما زالت ضئيلة مما يصعب معه أو قد يستحيل التنبؤ بالتغيرات المناخية طويلة الأمد.

 

☼ زيادة النشاط الشمسي:

     يوجد الآن حركة جديدة تنادي بأن السبب الرئيسي في زيادة درجة حرارة الأرض هو الرياح الشمسية، حيث تؤدي تلك الرياح الشمسية بمساعدة المجال المغناطيسي للشمس إلى الحد من كمية الأشعة الكونية التي تخترق الغلاف الجوي للأرض، والتي تحتوي على جزيئات عالية الطاقة تقوم بالاصطدام بجزيئات الهواء، لتنتج جزيئات جديدة تعد النواة لأنواع معينة من السحب التي تساعد على تبريد سطح الأرض، وبالتالي فإن وجود هذا النشاط الشمسي يعني نقص كمية الأشعة الكونية، أي نقص السحب التي تساعد على تبريد سطح الأرض وبالتالي ارتفاع درجة حرارة سطح الأرض.


     ويرى أصحاب هذه الفكرة أنه أكثر منطقية وأبسط تبريرًا لارتفاع درجة حرارة الأرض، وأنه عند انخفاض هذا النشاط الشمسي المؤقت ستعود درجة حرارة الأرض إلى طبيعتها، بالتالي يرون ضرورة توفير المبالغ الطائلة التي تُنفق على البحث عن وسائل لتخفيض نسب انبعاث ثاني أكسيد الكربون، حيث إنهم مهما قاموا بتخفيض نسبه فلن يغير هذا من الأمر شيئا طالما استمر النشاط الشمسي، حيث إن الإنسان مهما زاد نشاطه على سطح هذا الكوكب فلن يكون ذا تأثير على النظام الكوني الضخم الذي يتضمن النظام المناخي للأرض، لذلك من الأفضل استخدام تلك الأموال في تنقية هواء المدن المزدحمة من الغازات السامة، أو تنقية مياه الشرب لشعوب العالم الثالث.

    

     أختم بما بدأت به وهو أن ارتفاع درجة حرارة الأرض في العقد الأخير أمر واقع مهما كانت أسبابه، سواء كان الاحتباس الحراري أو هي الرياح الشمسية، أم أنه لا يوجد ارتفاع غير طبيعي في درجة حرارة الأرض وإنما هي دورة الطبيعة. لكن هذا لا يعني أن نستمر في زيادة انبعاث الغازات والنفايات... التي قد تزيد من المشكلة والتي تُلوث كوكبنا بشكل عام.

55

منتدى علم الطب / فوائد النوم في الظلام

« في: سبتمبر 21, 2008, 01:54:23 مساءاً »

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته شكرا لك اخي انيس على هذه المعلومات المفيدة

56

منتدى علوم الفلك / توسع الكون

« في: سبتمبر 21, 2008, 01:49:36 مساءاً »

مقدمة

     لم تتغير نظرة الإنسان إلى الكون بشكل جذري إلا في  القرن العشرين. فقد كان الفلكيون يعتقدون حتى أوائل القرن الماضي بأن الكون كله هو فقط مجرة درب التبانة و أن كل ما يرصدونه من أجسام هي نجوم و سدم تقع في حدود مجرتنا. و لكن علم دراسة الكون شهد تطورات عديدة حصلت بشكل اساسي بفضل التقدم في الفيزياء و الرياضيات و المعلوماتية بحيث تم اثبات الحسابات التي تخص نشوء الكون بأرصاد فلكية لم تترك مجالا للشك بأن العلم يتقدم أكثر فأكثر نحو كشف أسرار قصة ولادة الكون.

التوسع الكوني

     كان تصنيف السدم قد ابتدأ في القرن الثامن عشر مع الفلكي الفرنسي ميسييه المهووس بالمذنبات. و قد صنف هذا الفلكي، الذي كان يبحث عن مذنبات جديدة، السدم و المجرات و العديد من التجمعات النجمية ذات المظهر السديمي على أنها  من طبيعة واحدة. ولكن أن أجهزة الرصد لم تكن آنذاك تكفي كي يميز الفلكيون بين تلك الأجسام السماوية. و لكن أحد الأغنياء الانكليز (اللورد روس) استطاع  بواسطة أكبر تلسكوب في القرن التاسع عشر بقطر 1.8 م، أن يكشف أن لأحد السدم شكلاً مختلفا هو أقرب لأن يكون شكلا حلزونيا (51 M). و من ثم أكدت أرصاد فلكية عديدة هذه الحقيقة.
 


وهنا ظهر السؤال التالي الذي أخذ يطرح نفسه بشكل مستمر: هل هذا السديم و ما يشابهه موجود في مجرتنا أم في خارجها؟ و إذا كنا اليوم لا نتخيل مثل هذا السؤال فإن الإجابة عليه قد استغرقت سنين عديدة و نقاشات حادة جدا بين فلكيين شهيرين في أوائل القرن العشرين. فقد أخذ بعض الفلكيين بزعامة كورتيس Curtis جانب وجود تلك السدم خارج المجرة و وقف آخرون بزعامة شابلي Shapely إلى جانب أنها ضمن المجرة. و هذا ما أدى لاشتعال حرب في المؤتمرات و المجلات العلمية تم فيها تبادل العديد من الشتائم الكبيرة جداً من مثل: إن فلاناً غير دقيق، أو أن فلانا يكتب بعض الاشياء بشكل متسرع.... غير أن تلك المناوشات العلمية لم تنته بكسب أحد الطرفين لأن كل منهما كان قد ارتكب أخطاء كبيرة في تقديراته.

 

     لم تنته تلك المعارك العلمية إلا مع أرصاد هابل في العشرينات من القرن الماضي. فقد اكتشف هابل في مجرة المرأة المسلسلة ( و كان يعتقد بأنه سديما ضمن مجرتنا) نجوما تدعى المتغيرات القيفاوية (يستخدم الفلكيون هذه النجوم المتغيرة لقياس المسافات الكونية من خلال قياس قدرها الظاهري الذي يتغير خلال فترة محددة). و باستخدام هذه الميزة و ارتباطها بالقدر المطلق لتلك النجوم  يتكمن الفلكيون من تحديد بعدها عنا و بالتالي تحديد السديم الموجودة فيه. و بحساب بعد مجرة المرأة المسلسة واكتشاف أنها على ذلك البعد الذي وجده هابل لايمكن أن تخضع لجاذبية مجرة درب التبانة تم حسم  الجدال في هذا الأمر و أصبحت مجرتنا مجرد مجرة مثلها مثل غيرها في الكون.

 

     ولكن هابل لم يكتف بذلك بل استمر بأرصاده و حساباته و بدأ يستخدم طرقا أخرى لقياس مسافات المجرات عنا فوجد أن العديد منها يبتعد عنا بسرعات تزداد كلما كانت المجرات أبعد. و هذا ما جعله يخلص إلى استنتاج تناسب السرعة التي تبتعد بها تلك المجرات مع بعد هذه المجرات عنا. و هكذا خلص في عام 1929 إلى القانون الذي يعرف باسمه و الذي يربط بعد المجرة عنا بمقدار عددي يسمى اصطلاحا بثابت هابل 0 V0= H0 d(و الذي يستحسن أن نسميه بعامل هابل لأنه ليس ثابتا ابدا و لم ينفك يتغير منذ أن أعلنه هابل و هو حتى الآن غير محدد القيمة بدقة). و نتيحة لعمل هابل بشكل كبير جدا فقد تمكن من حساب سرعات العديد من المجرات و هذا أدى فيما بعد إلى نتائج علمية هامة.

 

إدوين هابل (1889 - 1953)

يفيدنا قانون هابل بأن المجرات (و هي خارج مجرة درب التبانة) تبتعد بسرعة تزداد كلما ازداد بعد تلك المجرات عن مجرتنا، و ذلك يدل على أن الكون غير ساكن بل إنه كون متحرك وبشكل أدق كون متوسع. والحق يقال أن هذا  لم يحدث ثورة علمية،  فقد طرحت أفكار عديدة في هذا المضمار قبل ذلك بزمن طويل.
ولكن ما الذي نستخلصه من قانون هابل هذا ؟ إن أول ردة فعل لنا يمكن أن تكون بأننا يمكن أن نؤكد (خطأً مر ة أخرى) أن مجرتنا هي مركز الكون أو بشكل أكثر دقة مركز التوسع الكوني. و بما أن سرعة التوسع الكوني تزداد مع ازدياد بعد المجرة عنا فإن هذا يعني أن الكون يتوسع في جوار مجرتنا بشكل بطيء بينما يتوسع بشكل سريع جدا في أطراف الكون المرئي؟؟؟

 

     ولكن ردود الأفعال في معظم الأحيان تكون خاطئة و كذلك هي الحال هنا. فهاتين النتيجتين التلقائيتين خاطئتان لدرجة كبيرة. لنقارن مع ما نعرفه في حياتنا اليومية: لنأخذ المدينة أ كمركز لقياس المسافات عن مدن مثل ب و د. بفرض أن بعد ب عن أ هو 200 كم و أن بعد د هو 600 كم. لنفترض الآن أن الأرض أخذت في التوسع بسرعة و بمعدل منتظمين بحيث يتضاعف حجمها في كل ساعة. و على ذلك فإن المسافة بين أ و ب ستصبح بعد ساعة 400 كم و بين أ و د 1200 كم. و على هذا الأساس فإن أحد هواة الفلك في المدينة أ سوف يحسب بأن المدينة ب تبتعد بسرعة قدرها 200 كم/سا، أما المدينة د فسوف تبتعد بسرعة 600 كم/سا خلال الساعة الاولى.

 

     إذاً هناك تناسب بين سرعة التوسع و مسافة الجسم الذي يبتعد عنا، هذا من جهة، و من جهة أخرى فإن أحد فلكيي ب يمكنه أن يحسب (بافتراض أن ب هي مركز التوسع) و بنفس الطريقة بأن أ قد ابتعدت عنه أيضا بسرعة 200 كم/سا و كذلك يحسب من في مدينة د و يجد 600 كم/سا لسرعة ابتعاد أ... و في الساعة الثانية سيحسب من في أ ان ب تبتعد عنه بسرعة 400 كم/سا أما د فتبتعد بسرعة 1200 كم/سا و في الساعة الثالثة.... و هكذا  كلما تقدم الزمن كلما ازداد معدل التوسع الارضي و كلما حسبنا ان سرعة الابتعاد تتضاعف. و بالطبع سيجد من في ب و د نتائج مماثلة، أي أن أ ليست مركز التوسع الأرضي و كذلك ليست ب أو د. و شيء آخر فإن معدل التوسع هو نفسه بالنسبة لكل الأرض...

 

     وكذلك هي الحال في الكون : نرى من الأرض (أو مجرة درب التبانة) بأن المجرات البعيدة تبتعد عنا بسرعات تزداد كلما ازداد بعدها عنا ... و لكن إذا ناقشنا الأمر من منظور المثال السابق فإننا سنخلص إلى مايلي:

1-    إن توسع الكون يتم بنفس المعدل و في كل الاتجاهات و هو متجانس.

2-    إن أية نقطة تشترك في التوسع الكوني ترى كل النقاط الأخرى تتوسع مبتعدة عنها بسرعة تزداد مع ازدياد المسافة بشكل يتفق مع قانون هابل.

 

الإنحراف نحو الاحمر

     ولكن نظرية النسبية العامة ترى التوسع في الفضاء من منظور كثافة المادة فتربط بين توسع الكون و كثافة المادة الموجودة فيه. فباعتبار أن الكون في حالة توسع، فإنه من المنطقي الاعتقاد بأنه كان فيما مضى أشد كثافة مما هو عليه الآن و نتيجة لذلك فإن توسعه في مراحل عمره الأولى لم يكن بنفس معدل توسعه حاليا. و علاوة على ذلك فإن التوسع يجعل المسافات التي تفصلنا عن المجرات متغيرة أيضا مع الزمن، و هذا يعني بأنه عندما نتحدث عن التوسع فإننا يجب أن نحدد بدقةعامل هابل (أو ثابت هابل) 0V0= H0 d .
 

     وإذا اتبعنا الأسلوب الذي استعمله هابل في حساب مسافات تلك المجرات التي تبتعد فإننا نتحدث عن ما يتعارف عليه الفلكيون بالانحراف نحو الأحمر (و هو نسبة طول موجة ضوء معين مرصودة في الكون إلى طول موجة هذا الضوء في المخبر)  فنقول بأن المجرات القريبة التي تتأثر بالتوسع الكوني لها انحراف نحو الأحمر أقل من الواحد في حين أن المجرات (أو الكوازارات) الموجودة في أطراف الكون لها انحراف أكبر من الواحد قد يصل إلى 5 و ربما أكثر. و هنا نذكر بأن لأية مجرة حركتان: الأولى خاصة بها و الثانية هي التي يسببها التوسع الكوني.
 

ألبيرت أينشتاين (1879 - 1955)

و هذا التوسع الكوني هو الذي يسبب انحراف الضوء الوارد إلينا من المجرات إلى الأمواج الطويلة أي إلى جهة اللون الأحمر. أو بطريقة أخرى فإن التطاول الذي يحصل في الكون يجعل كل شئ يتطاول بما في ذلك الامواج الكهرطيسية و بالتالي فهو الذي يزيد طول الأمواج و لذلك فإن طول الموجة الواردة إلينا من مجرة تخضع للتوسع الكوني سيكون أطول من طول الموجة ذاتها لو رصدناها في المخبر فمن الممكن مثلا أن نرصد في الكون موجة في مجال الاشعاعات الراديوية السنتيمترية بينما هي في  الاصل (أو في المخبر) في مجال الضوء الازرق التي هي في المخبر من مرتبة الميكرون.

 

الإنفجار العظيم "البيغ بانغ"

     ويجدر بنا أن نذكر هنا بأن التوسع( أو التطاول) الكوني لا تأثير له على أبعاد الأجسام الموجودة في الكون. فعلى مقياس صغير ( مثل مجرتنا أو حتى مجموعتنا المحلية التي تضم اضافة الى درب التبانة مجرة المرأة المسلسلة و حوالي عشرة مجرات اخرى) تفوق شدة قوى تلاحم الأجسام شدة قوى التوسع الكوني و أكبر مثال على ذلك هو المجموعة الشمسية. فمنذ ولادتها توسع الكون بمقدار الضعفين أما مجموعتنا الشمسية فقد بقيت على ما هي فلم يزدد حجم الأرض و لم يتطاول مدارها و ... و أثر التوسع الكوني لا يلاحظ إلا على مقياس المسافات بين المجرات و الأكداس المجرية فمثلا مجرة المرأة المسلسلة و مجرتنا و بقية المجرات المكونة للتجمع المحلي الذي تنتمي إليه مجرتنا، لها أيضا حركة جماعية نتيجة التوسع الكوني. و ضمن هذا التجمع هناك حركة خاصة ناتجة عن الجاذبية ضمن المجموعة المحلية: فمجرة المرأة  المسلسلة تسقط باتجاه مجرتنا (أو العكس إذا أردنا) بسرعة 300 كم/ثا ...و هذه الحركة ضمن المجموعة المجرية لا علاقة لها بالتوسع الكوني. و لكن بما أن المسافات التي تفصل بين المجرات كبيرة جدا فإن الاصطدام لن يتم قبل مليارات من السنين.  


وهكذا هو مفهوم الزمن على الصعيد الفلكي حيث يجب أن ننظر إلى الأزمنة بمنظار  ملايين أو مليارات السنين كي نلحظ تغيرا. فإذا أخذنا هذه الواحدة الزمنية و نظرنا الى التوسع الكوني بمنظور عكسي ... أي كما لو أن ما يحدث في هذا الكون فيلم سينمائي أردنا عرضه بشكل معاكس... سوف نرى أن كل هذه المجرات التي تبتعد عن بعضها تعود و تقترب من بعضها بعضا و أكثر فأكثر إلى أن تجتمع كلها في نقطة واحدة انبثقت منها كل هذه الأجسام التي تملأ الكون اليوم... و هذا على الأقل ما تؤكده النظريات العلمية حتى قبل الوصول إلى تلك النقطة بزمن قصير جدا. إذ تدل النظريات الفلكية و الفيزيائية على أن الكون كان في بدايته متركزا في نقطة واحدة أدى توسعها الهائل و المفاجئ إلى تشكل الكون كما هو عليه اليوم (و لذلك يصطلح عليه بأنه انفجار و للطرافة فإن الذي أطلق عبارة الانفجار الكبير أو البيغ بانغ هو أحد ألد أعداء هذه النظرية و لكن ذلك لم يمنع المجتمع العلمي من تبني هذه التسمية لنظرية التوسع الكوني). و لنستعرض بشكل مختصر أهم مراحل نشوء الكون وفق نظرية الانفجار الكبير او البيغ بانغ.

 

     والحق يقال أن جذور هذه النظرية تمتد إلى أوائل القرن العشرين حيث صيغت من أعمال العديد من الفيزيائيين و الرياضيين إذ أنه و إن كان الفلكيون هم من كشفوا تجريبيا توسع الكون إلا أن الفيزيائيين هم الذين وضعوا الأسس الرياضية له. و قد كان فريدمان أول من استخدم معادلات نظرية النسبية بشكل صحيح لدراسة التوسع الكوني فتوصل إلى معادلات لها حلان ينتج عن الأول كون يتوسع بشكل أزلي، و الحل الثاني يرى أن التوسع الكوني سيتوقف عاجلا أو آجلا ليحل محله تقلص كوني شامل. و ربما يستحسن هنا أن نذكر بأنه يمكن تشبيه التوسع الكوني بانتفاخ قالب كاتو وضعنا فيه بعض حبات الزبيب. فعندما ينتفخ قالب الكاتو في الفرن سوف تبتعد حبات الزبيب عن بعضها لأن قالب الكاتو ينتفخ (أو يتوسع). أي ليست حبات الزبيب هي التي تبتعد و إنما انتفاخ القالب هو الذي يجعل حبات الزبيب تبتعد عن بعضها. و هكذا هي حالة الاكداس المجرية و المجرات في الكون.



ولكن تشبيه قالب الكاتو يخفي أيضا شيئا آخر فعند وضع القالب في الفرن يكون عجينا و حجمه صغيرا، و لكن مع انتفاخه فإنه يشغل حجما أكبر، و ذلك مع الاحتفاظ بنفس الوزن (طبعا لا نغفل وزن الأبخرة المنطلقة أثناء عملية الطبخ). و بالنظر إلى هذه الظاهرة نكتشف بأن مادة العجين التي كانت تشغل حيزا صغيرا صارت تشغل حيزا أكبر (و بالنسبة للكون أكبر بكثير)، و هذا يعني نقصان الكثافة. أي أن الكون الذي يتوسع باستمرار تنقص كثافته شيئا فشيئا منذ بداية ولادته. ففي اللحظة التي ولد فيها الكون كان حجمه لا يتعدى حجم نقطة واحدة تحتوي كل ما في الكون أي أن الكثافة كبيرة جدا (بل هي لا نهائية). و في اللحظة التي ابتدأت فيها ولادة الكون ابتدأ التوسع و أخذت الكثافة تنقص شيئا فشيئا. و لمزيد من التفصيل سوف نستعرض بعد قليل المراحل التي مر بها الكون منذ ولادته مع التذكير بأن ما يلي هو في إطار نظرية علمية تعتبر أن ولادة الكون هي اللحظة التي ولد فيها الزمن أيضا (وهذا يعني أنه لا يصح أن نسأل عما قبل ولادة الزمن لأن ما قبل الزمن أو ما قبل الكون سؤال ليس له معنى من وجهة نظر هذه النظرية العلمية). شيء آخر يتعلق بهذه النظرية العلمية هو قصورها حتى الآن عن الوصول بالفهم إلى ما حصل في اللحظة صفر (أو الزمن صفر) . إذ ما يمكن الوصول إليه حتى الآن هو في حدود ما تصل إليه الفيزياء الحالية من فهم أو ما يعرف بحدود بلانك: ذلك أن العلم غير قادر –اليوم- على فهم ما يجري عندما تكون الأبعاد أصغر من حدود بلانك ( وهي   3210 K للحرارة و 10 35-  متر للمسافة و 10 -43 ثانية  للزمن) و قادر على أن يفهم ما هو أكبر من هذه الحدود ( ولكن لنكن متفائلين، فكل ما تم في هذا الإطار لا يتعدى عمره 70 سنة فقط).

 

     ِشئ آخر، قلنا قبل قليل بأن هذا الوصف هو لأطوار التوسع الكوني السريع، و هذا أمر نسبي فكلمة حدث سريع مثلاً تحتمل المبالغة على نحو: أسرع و أسرع  كما كلمة قصير: أقصر وأقصر ... و ذلك طبعا وفقا للمجال الذي نحن فيه. فإذا كنا نتحدث عن شئ سريع كالتعبير عن جسم يتحرك بسرعة مثلا في مجال الفيزياء، فيستحسن حينها استخدام الثانية كواحدة للزمن و المتر (أو السنتيمتر) للمسافة فنقول مثلا : 20 م/ثا للدلالة على سرعة 72 كم/سا. أما إن كنا نتحدث عن أمر سريع في مجال التاريخ فنستخدم السنة و في المجال الفلكي نستخدم ملايين السنين للتعبير عن أحداث سريعة. و الامر ذاته بالنسبة لواحدات أخرى في مجالات أخرى: فبالنسبة للمسافات نستخدم في الفيزياء السنتيمتر و في المجالات الهندسية نستخدم المتر أو الكيلومتر، أما في الفلك فإننا نستخدم البارسك ( و هو يعادل 3.26 سنة ضوئية) كواحدة لقياس المسافات أو الواحدة الفلكية (وهي المسافة التي تفصل الأرض عن الشمس) و يستخدم البعض السنة الضوئية...

وصف باختصار المراحل الاولى من التوسع الكوني مبتدئين من  اللحظة 0.02 ثا بعد بداية التوسع للتبسيط:

الزمن بعد البيغ بانغ
 الحــدث
 الشروط الفيزيائية
 
0.02 ثانية
 كان الكون أشبه ما يكون بخليط (حساء) من المادة و الإشعاع في حالة توازن حراري رغم التوسع السريع جداً.
 درجة الحرارة

1110 K
 
 0.2 ثانية
 التوسع ما يزال سريعا جدا. تتشكل البروتونات و من ثم تتفكك إلى نترونات و التفاعلات العكسية هي أيضا سريعة. و لكن نسبة النترونات إلى البروتونات بدأت تجنح إلى الاستقرار.
  

3 × 1010 K
 
 2.3 ثانية
 نتيجة للتوسع أصبح للنوترينو مسافة حرة للحركة أكبر (مجال حركة حرة) فأخذت تنفصل عن الإلكترونات و البوزيترونات وأشعة γ . في هذه المرحلة أصبح تفاني الإلكترونات و البوزيترونات أسهل من تشكلها. اختفى التوازن بين عدد البروتونات و النترونات.
  1010  K
 
 

26 ثانية
 بدأت الإلكترونات و البوزيترونات الحرة تصبح أكثر ندرة. أصبح الكون أكثر برودة من أجل بدايات التشكل النووي .
  

3 × 910K  
 
  230 ثانية
 الحرارة منخفضة إلى الحد الذي يسمح بتشكل الدويتروم و يصبح أكثر استقرارا. مما يتيح تشكل الهليوم He3 و T3  و He4 .هذه النوى المتشكلة مستقرة. يترافق ذلك مع تناقص النترونات بشكل مستمر (فمثلا عند درجة الحرارة 1010   K كان هناك مقابل كل 1000 بروتون هناك  220 نترون و عند درجة الحرارة  910 K  أصبح هناك 172 نترون مقابل 1051 بروتون).

و هكذا حتى استنفاذ البروتونات وتوقف تشكل الهليوم. و هكذا نفسر نسبة وجود الهيدروجين و الهليوم و العناصر الأخرى في الكون.
  910K
 
2560 ثانية

43 دقيقة
 انتهى التشكل النووي في هذه الفترة ... و لكن هناك عدد قليل جدا من البروتونات. يتتابع التوسع و لا يحدث شيء مهم إلى أن .....
 3 × 810 K
 
1110 ثانية

 3000 سنة
 ... يحصل الانتقال من كون تسيطر عليه الإشعاعات إلى كون تسيطر عليه المادة.
 48000  K
 
 2 × 1310  ثانية

 700000 سنة
 انفصال الفوتونات عن المادة بسبب ازدياد مجال حركة الفوتونات ... تشكل الإلكترونات-أيونات و هذا ما يجعل الكون شفافا.

و هذه هي بداية الفترة التي أخذت فيها البنى الكونية بالتشكل بسبب الاختلافات في الكثافة. و الجاذبية التي تكبر في الأماكن ذات الكثافة العالية تزيد من تشكل هذه البنى: مجرات، نجوم....  
  

 

3000 K
 

 

 تفسر نظرية التوسع الكوني هذه بشكل جيد بعض خصائص الكون الحالية: التوسع الكوني، الاشعاع الكوني المستحاثي، نسبة 4He، ... . و لكن هناك أشياء في الكون (بعض خصائصه) ماتزال غير مفهومة حتى الآن في إطار هذه النظرية و يمكن أن نعتبرها نقاط ضعف.

·        فمثلا فيما يخص الاشعاع الكوني المستحاثي: أينما نظرنا في الكون نجد أن خصائصه الفيزيائية هي نفسها. فلماذا نجد له الخواص الفيزيائية ذاتها؟ نذكر هنا أن الكون أصبح شفافا بعد 2 × 1310 ثانية (بعد تقريبا 610 سنة)؛ فلكي يصبح الإشعاع الكوني بهذا التماثل (نسبة الفروق في درجة الحرارة أينما نظرنا إلى درجة حرارته تساوي تقريبا 10 5- K  أي تكاد تكون معدومة) يجب أن يكون الكون قد مر في فترةٍ تبادلت فيها كل مناطقه  بعضا من الطاقة. لا تنجح هنا نظرية البيغ بانغ الأساسية، في التنبؤ بأبعاد الكون بشكل صحيح في اللحظات الأولى بعد ولادته، في تفسير هذا التوحد في خواص اشعاع العمق الكوني المستحاثي.

·        شيء آخر: تدل الأرصاد على المستوى الكوني على أن الكون مستوٍ، و لكن التوسع الكوني هو عامل يزيد في الابتعاد عن الاستواء مع الزمن.

·        تنبأت النظرية بوجود المادة المضادة، فأين ذهبت هذه المادة؟ إذ أنه حسب هذه النظرية: المادة و المادة المضادة متناظرتان تماما و قد تم رصد المادة المضادة في المخبر. و لكن الأرصاد حتى الآن و إلى مسافات كونية كبيرة 20 ميغا بارسك (1 بارسك=3.26 سنة ضوئية) تدل على غياب المادة المضادة، فأين هي؟

 

هناك حاليا تفسيران ممكنان:

1-      نعزو اختفاء المادة المضادة إلى مجموعة من المعطيات الكونية البدائية الخاصة.

2-      نحاول إيجاد سلسلة من الأحداث التي يجب أن تقود بشكل أكيد إلى الكون الذي نرصده اليوم و بغض النظر عن شروط أو معطيات بدائية خاصة أوصلت الكون إلى ما هو عليه الآن.

لذلك يجب أن نعود إلى الوراء كثيرا في عمر الكون، و لكن إلى أي حد نستطيع الوصول؟

على المقاييس البدائية للكون، لايمكن دراسة الشروط الفيزيائية إلا بواسطة ميكانيك الكم. في تلك الظروف يجب ان تكون الجاذبية و ميكانيك الكم متوافقان (و لكن حتى الان ماتزال هناك العديد من الاختلافات بين نظرية النسبية العامة و ميكانيك الكم):

1-      نصف قطر احتواء المادة كي تصبح ثقبا أسودا.

2-      نصف قطر التوضع الأدنى.

فهل يمكن أن نجد سلسلة من الأحداث التي يجب أن تقود بطريقة مؤكدة إلى الكون الذي نعرفه اليوم؟

     تأتي نظرية التضخم الكوني لتفسر هذه التشوهات: نظرية التضخم هي نظرية فيزيائية تتنبأ بأن الكون كان في البداية أكثر حرارة بكثير مما ترى نظرية البيغ بانغ الأساسية و أنه قد تعرض لفترة توسع كوني هائل في اللحظات الأولى (ما بين 10 34- و 10 32- ثا) في بداية ولادته. و قبل ان نستعرض النظرية التضخمية يستحسن أن نوافق قليلا بين نظرية النسبية و ميكانيك الكم.

 

     يمكن أن نستنتج من نظرية النسبية العامة القاعدة الكونية التالية: كلما كانت الكتلة الحجمية الكونية مرتفعة كلما ازداد معدل التوسع الكوني، و إذا انخفضت هذه الكتلة الحجمية انخفض معدل التوسع الكوني. و نذكر من تشبيه قالب الكاتو بأن التوسع و الكتلة الحجمية مرتبطان، فعندما يكون القالب صغيرا تكون كتلته الحجمية كبيرة و عندما ينتفخ الكاتو و يصبح حجمه كبيرا دون ان تزداد كتلته، و تنقص كتلته الحجمية. فإذا عدنا مثلا إلى لحظة كان فيها الكون مضغوطا ألف مرة أكثر مما هو عليه اليوم، فإننا سنجد بأن حجم الكون كان: 1000 × 1000 ×1000 = مليار، أي أن حجم الكون كان أصغر مليار مرة مما هو عليه اليوم. و بنفس المبدأ يمكن أن نعود إلى فترات كان فيها الكون أكثر انضغاطا. و في تلك الشروط القصوى تختلف المفاهيم الفيزيائية عما نعرفه اليوم، فالفوتون الذي لا كتلة له اليوم، تصبح له كتلة. لماذا؟ لأنه في كون أكثر انضغاطا بالف مرة، سيكون طول موجة الفوتون أقصر بالف مرة أي أن كتلته ستكون أكبر بألف مرة. و هكذا نجد بأنه فعلا في هذه الفترة كانت كتلة فوتونات إشعاع العمق الكوني (التي تعتبر كتلتها اليوم مهملة مقارنة بكتلة الكون) كانت في تلك الفترة معادلة لكتلة الكون بكامله. و مع نهاية الفترة التي كان فيها الكون الكون أكثر انضغاطا بألف مرة، أصبحت الغلبة للمادة بعد أن كانت للفوتونات أي في الفترات التي كان فيها الكون أكثر انضغاطا من ألف مرة.

 

     ولكن هذا يعني أن كتلة الفوتونات هي التي كانت تتحكم بالكتلة الحجمية للكون في اللحظات الاولى من ولادته. و على ذلك يمكن أن نحسب انطلاقا من درجة حرارة إشعاع العمق الكوني مرورا بما تحدثنا عنه الآن أن درجة حرارة هذا الإشعاع كانت 10 26  K عندما كان حجم  الكون أصغر بـ 10 26- مرة من حجمه الحالي و هذا ما حصل بعد 10 33- ثا بعد البيغ بانغ. و الآن يمكن أن نستعرض باختصار الخطوط الرئيسية للنظرية التضخمية.

 

النظرية التضخمية

     تشير نظرية البيغ بانغ التضخمية إلى أن الكون ابتدأ حياته بكثافة عالية جدا (كثافة المادة أكثر من10 93 كغ/م3 فور ولادته)، و معدل  توسع مرتفع جدا 10 61  (نانومتر/سنة)/كم و هذا المعدل يقابل بلغة مفهومة 100 مليون مليار سنة ضوئية في كل ثانية و لكل نانومتر من أبعاد الكون أو بشكل آخر تضخم الكون خلال هذه الفترة 10 150 مرة. و هذا المعدل المرتفع جدا لو تتابع لأدى لانحلال الكون خلال الجزء الثاني من الثانية. و لكن هذا التوسع السريع جدا رافقه انخفاض درجة الحرارة و الكتلة الحجمية مما أتاح للكثافة الكونية أن تنخفض إلى معدل أصبحت معه ولادة الكون بالشكل الذي نراه اليوم ممكنة. هذا الانخفاض هو الذي أدى  إلى هذا التوسع الكوني اللامعقول، بحيث أصبح هناك في الكون تناسب بين التوسع و الكثافة لضبط هذا التوسع و التخفيف من حدته: تنخفض الكتلة الحجمية بفعل التوسع الكوني و هذا الانخفاض في الكتلة الحجمية يجعل معدل التوسع أكثر انخفاضا.

 

     وتشير النظرية إلى أنه في فترة التضخم من 3310- ثا إلى 3210- ثا لم يكن في الكون سوى نوع واحد من الجسيمات يخضع لقانون فيزيائي واحد تتوحد من خلاله القوى الكونية الأربعة (الجاذبية، القوية، الضعيفة و الإلكتروكهرطيسية). و في تلك الفترة التي كانت فيها القوى الكونية متحدة كانت الشروط الفيزيائية غريبة جدا عما نعرفه نحن. إذ تدل الحسابات (كما دلت بأن للفوتونات كتلة كبيرة في الأزمنة الأولى لولادة الكون) بان هناك كتلة للفراغ بل و هي كبيرة جدا 7310 كغ/م3 ثم تناقصت إلى ان أصبحت حاليا معدومة. ففي اللحظة 3310- ثا بعد البيغ بانغ وصل الأمر بالتوسع الكوني إلى الحد الذي جعل فيه الكتلة الحجمية للفراغ تطغى على المادة. و هنا حصلت ظاهرة غريبة (أيضا): فمع أن الكون يتوسع فإن الكتلة الحجمية الكونية لا تنقص. حيث تدل الحسابات على أنه مع توسع الفراغ ذو الكتلة إلا أن كتلته الحجمية لا تنقص عن 7310- كغ/م3. أي أن الذي يحصل في النتيجة هو ازدياد الفراغ لا أكثر.

 

     ومع انتهاء فترة التضخم أخذت القوى الكونية تتمايز إلى القوى الأربعة التي نعرفها اليوم و يتتابع التوسع الكوني كما هو وفق النظرية التقليدية. و سيبقى التوسع الكوني الحالي على ما هو طالما بقيت كتلة الفراغ مهملة.

     وهكذا فسرت النظرية التضخمية العديد من الأمور التي كانت عالقة أو غير مفهومة في النظرية بنسختها التقليدية. فمثلا بالنسبة لنقاط ضعف النظرية الاساسية الثلاث التي طرحناها منذ قليل، تجيب النظرية التضخمية:

1-      بأن المادة كانت كلها محتواة في حيز صغير بحيث أمكن لجميع الجزيئات تبادل الطاقة في اللحظة 3410- ثانية.

2-      التضخم الكوني يسطح الكون تماما كما يفعل التوسع بسطح كرة.

3-      بالنسبة للمادة المضادة يمكن أن نجد الحل في الفيزياء الجزيئية التي تحاول شرح الأمر من خلال النظر في مسألة توحد القوى الكونية

     وهذه هي باختصار نظرية  البيغ بانغ الاساسية و النظرية التضخمية اللتان تتكاملان لتفسير نشوء الكون و تطوره إلى ماهو عليه اليوم.... بقي أن نأمل أن يتوصل العلم إلى إزاحة الستار عن الغموض الذي يحيط باللحظات الاولى لولادة الكون و الزمن صفر....و هذا ما يتطلب زمنا طويــــــــــــــــــــــــــــــــــلا جدا.

57

منتدى علم الكيمياء / الكيمياء الحيوية

« في: سبتمبر 21, 2008, 01:29:13 مساءاً »

احد العلماء المسلمين البارزين الزهراوي

نبذة عن الكيمياء الحيوية

   الكيمياء الحيوية هو علم يدرس كافة التحولات الكيميائية و الحيوية في جسم الإنسان من هضم و امتصاص و تحولات الطاقة و أيضا يدرس الأمراض و الأدوية و الطرق العلاجية بالإضافة إلى الفيروسات و الميكروبات و كيفية تفاعلها في الجسم ، ببساطة هو علم و اسع و شامل لكل ما تريد معرفته عن دواخل الجسم البشري بشكل خاص و للكائنات الحية عموما.
 

أقسام الكيمياء الحيوية

إن هذا العلم متشعب و متفرع و له علاقة بعلوم أخري كثيرة منها :

* التحاليل الطبية
* الأدوية
* الأمراض
* هضم المواد داخل جسم الإنسان
* الأنزيمات
* كيمياء الطاقة
* كيمياء نباتات و عملية التمثيل الضوئي
* سوائل الجسم
* الهرمونات
*الفيتامينات
* السموم
* التغذية
* مناعة الجسم
* التطبيقية
* الكيمياء الحيوية الوراثية

أبحاث

دراسات عن إسترجاع وإعادة تكرير زيوت التزييت المستعملة اسم البحث
 
محمد فرحات على + عبد الله جعفر الحمدان اسم الباحث
جامعه الملك فهد للبترول و المعادن الجهة

إستهدف هذا المشروع بشكل عام تطوير الزيوت المستعملة بهدف إعادة إستعمالها. وتضمنت أهداف المشروع الخاصة، إحصاء مصادر الزيوت المستعملة وتقييم جودتها ، وتطوير طرق فعالة لإعادة تكرير الزيوت المستعملة ، وإيجاد متطلبات لمواصفات الزيوت المستعملة والمرتجعة، وتطوير برنامج معاينة الخدمة لمحركات السيارات ، ودراسة الإمكانية الإقتصادية لبعض طرق إعادة التكرير التجارية. جمعت عينات الزيوت المستعملة من أماكن تغييرها وكانت العينات تمثل الزيوت المستعملة في ظروف القيادة لكل من فصلي الشتاء والصيف. عرضت الخصائص الطبيعية والكيميائية للمقارنة بينها وقد أظهرت هذه العينات التوافق الكبير إلى حد ما ، ماعدا كمية الرصاص الناتج من تخفيف الوقود بالمحرك والمعتمد على ظروف التشغيل وعمر المحرك. طبقت الطرق الخمس التالية لإسترجاع الزيوت المستعملة من أجل الحصول على زيت مسترجع بالحجم المختبرى :

1 - طريقة الطفلة - الحامض.

2 - طريقة المعالجة بالصودا الكاوية.

3 - طريقة الكحول الأليفاتى - الحامض .

4 - طريقة الطفلة - التقطير لمكتب المناجم الأمريكية.

5- طريقة المحلول المروق لمكتب المناجم الأمريكية. وتم إستخدام كل طريقة على حده لإنتاج كمية من الزيت تكفى للفحوصات المخبرية وذلك لتقدير الجودة النوعية لهذه الزيوت ، كما طور برنامج معاينة الخدمة للمحرك حيث أخذت عينات الزيوت من محركات السيارات حسب جدول زمنى يعتمد على عدد ساعات التشغيل أو الأميال المقطوعة. وقد فحصت هذه العينات في المختبر بأسرع وقت وأختيرت الفحوص المناسبة لهذا البرنامج. وقد وجد أن 42 مليون جالون زيت مرتجع سنوياً تعمل على تشغيل 500,000 سيارة. وقد أختبرت الطرق التقنية لكل من مينكن ، موهاوك (Meinken, Mohawk) وكذلك كى.تى.آى (KTI) من أجل دراسة الجدوى الإقتصادية والتقنية لإسترجاع الزيوت المستعملة وقد تم تحليل مكسب كل طريقة وقورنت نتائجها .

 

دراسات بيوكيميائية لتأثير بعض أنواع عسل النحل على سرطان الكبد اسم البحث
 
وداد مخضور وارد البشري اسم الباحث
وزارة التربية والتعليم - شئون تعليم البنات الجهة

يهدف البحث لدراسة التأثيرات البيوكيميائية المختلفة للأنواع الثلاثة المختارة من عسل النحل على حالة سرطان الكبد الناشئ عن أفلاتوكسينB1 ويتضمن هذا البحث:- اختيار ثلاثة أنواع من عسل النحل وهي:- عسل نبات السدر، عسل نبات البرسيم الحجازي، عسل نبات الحبة السوداء. الجزء الأول:- تقسم فئران التجارب البيضاء إلى اربعة مجموعات كل مجموعة تحتوي على 30 فأراً. تعطي المجموعات الثلاث الأولى كل واحدة منها نوع من أنواع العسل السابقة الذكر. أما المجموعة الرابعة فتترك طبيعية ويستمر ذلك لمدة 14يوم نبدأ بعدها بالحقن بمادة أفلاتوكسين B1 لإحداث مرض سرطان الكبد لدى جميع الفئران، وتترك بعدها مريض لمدة سبعة أيام. يتم جمع عينات الدم والكبد على مراحل مختلفة من التجارب لعمل التقديرات البيوكيميائية المختارة ومن ثم مقارنتها ومناقشة النتائج استناداً للدراسات السابقة. الجزء الثاني:- تقسم فئران التجارب البيضاء إلى أربعة مجموعات تحتوي كل مجموعة على 30 فأراً، تحقن جميعها بأفلاتوكسين B1 لإصابتها بسرطان الكبد، تترك المجموعة الرابعة مريضة حتى نهاية التجربة، بينما تترك المجموعات الثلاث الأولى مريضة لمدة سبعة أيام ثم تبدأ المعالجة بخليط العسل للمجموعة الأولى أما المجموعة الثانية تعالج بخليط العسل والدواء الخاص بعلاج سرطان الكبد ( أندوكسان -أستا )، والمجموعة الثالثة تعالج بالدواء فقط وتستمر المعالجة لمدة 14 يوم. يتم جمع عينات الدم والكبد على مراحل مختلفة من التجارب لإجراء التقديرات الكية لبعض المركبات البيوكيميائية في الدم من ثم مقارنة النتائج ومناقشتها على ضوء مدى التحسن في الحالة المرضية واستناداً للدراسات السابقة.

 

دراسات بيوكيميائية لتأثيرات بعض مضادات الأكسدة على مرضى السكر اسم البحث
 
نجلاء عثمان اياز اسم الباحث
وزارة التربية والتعليم - شئون تعليم البنات الجهة

يهدف البحث لدراسة التأثيرات البيوكيميائية المختلفة للأنواع الأربعة المختارة من مضادات الأكسدة على حالة مرضى السكر الناشئ عنالحقن بمادة الألوكسان في فئران التجارب. يتضمن هذا البحث :

1- إختيار أربعة أنواع مناسبة من مضادات الأكسدة وهي فيتامين E ، فيتامين C ، الزنك ، السيلينيوم.

2- يقسم الجزء العملي الى جزئين رئيسيين :

الجزء الأول : تقسم الى خمسة مجموعات كل واحدة بها ثلاثون فأراً الأربعة مجموعات الأولى تعطي كل واحدة أحد مضادات الأكسدة المشار اليها بالأعلى والخامسة تترك طبيعة كمجموعة ضابطة وذلك لمدة أربعة عشر يوماً ثم تحقن الفئران في الخمسة مجموعات جميعها بالألوكسان وتترك كذلك لمدة سبعة أيام أخرى ويتم جمع عينات الدم والكبد لعمل التحاليل اللازمة على ثلاثة مراحل المرحلة الأولى بعد سبعة أيام من بدء التجربة والمرحلة الثانية بعد أربعة عشر يوماً من بدء التجربة والمرحلة الثالثة عند نهاية التجربة أي بعد واحد وعشرون يوماً من البدء.

الجزء الثاني : يشمل أربعة مجموعات كل مجموعة ثلاثون فأراً ، جميع فئران المجموعات تحقن بالالوكسان عند بداية التجربة وتترك كذلك لمدة سبعة أيام ثم تبدأ المعالجة للثلاثة مجموعات / الأولى / بخليط من مضادات الأكسدة السابق الإشارة إليها / والثانية/ بخليط من مضادات الأكسدة مع الدواء المختار / والثالثة / تعالج بالدواء فقط / أما الرابعة/ فتترك مريضة حتى نهاية التجربة . يتم جمع عينات الدم والكبد لعمل التحاليل اللازمة على ثلاثة مراحل.

 

دور الهرمونات والسيتوكينز والدهون فوق المؤكسدة في تدهور تحمل الجلوكوز في الحمل اسم البحث
 
ساره احمد محمد الزهراني اسم الباحث
جامعه الملك عبد العزيز الجهة

داء سكري الحمل مرض شائع وذو مضاعفات متعددة ويتصادف وجوده في 3-5% أثناء الحمل. وهذا النوع يسبب زيادة المضاعفات الخطيرة أثناء الحمل مع زيادة معدل المرضى والوفيات في المواليد. تهدف هذه الرسالة الى البحث عن دور هرمون السمنة (Leotin) والعامل النخري الورمي (TNFa) والعاملين انترلوكين 1 ، 6 (Interleukines 1 &6) والدهون فوق المؤكسدة (Lipid peroxide) والثيول الكلي (Total thiol) في تطور مقاومة الأنسولين أثناء فترة الحمل في السيدات المصابة بداء سكري الحمل مع حساب مقاومة الأنسولين (Insulin resistance) ونسبة عمل خلايا بيتا (Beta cell function%) . وقد تم أيضاً دراسة بعض المقاييس الأخرى الت لها علاقة بارتفاع سكر الدم في فترة الحمل مثل حساب كتلة الجسم (BMI) وضغط الدم(Bp). استخدم في هذه الدراسة (83) من السيدات الحوامل في عمر حملي مابين 20-34 أسبوعاً ، وقد قسموا الى ثلاث مجموعات وفقاً لنتائج اختبار تحمل الجلوكوز (OGTT) : 32 سيدة مصابة بداء سكري الحمل و20 سيدة حامل مصابة بضعف تحمل الجلوكوز و31 سيدة حامل ذات تحمل جلوكوز طبيعي. وكانت أهم نتائج الدراسة : لوحظ ارتفاع مستوى الجلوكوز لدى السيدات المصابات بداء سكري الحمل وانخفاض مستوى هرمون السمنة مقارنة مع السيدات ذوات تحمل جلوكوز طبيعي والحوامل المصابات بضعف تحمل الجلوكوز ، بينما لم يسجل أي إختلاف إحصائي في مستوى الأنسولين بين المجموعات الثلاثة ، أيضاً لوحظ انخفاض في نسبة عمل خلايا بيتا مع إرتفاع الأنسولين في السيدات المصابات بداء سكري الحمل مقارنة مع السيدات ذوات تحمل جلوكوز طبيعي والحوامل المصابات بضعف تحمل الجلوكوز. بينما لم يسجل وجود إختلاف في مستويات العوامل الخلوية الإلتهابية وهي العامل النخري الورمي والعاملين انترلوكين 1 ، 6 بين المجموعات الثلاثة. أيضاً لوحظ في السيدات المصابات بداء سكري الحمل والمجموعة المصابة بضعف تحمل الجلوكوز أعلى مستوى من الدهون فوق المؤكسدة مقارنة مع الحوامل ذات تحمل جلوكوز طبيعي. بينما لم يسجل أي إختلاف في مستوى الثيول الكلي في المجموعات الثلاثة. عند تقسيم المجموعات الى مجموعتين : مجموعة حوامل ذات تحمل جلوكوز غير طبيعي وتشمل الحوامل المصابات بضعف تحمل الجلوكوز ومجموعة أخرى تشمل على حوامل ذوات تحمل جلوكوز طبيعي وجد نفس النتائج السابقة. بينما لم يسجل أي إختلاف للمواد السابقة في المجموعتين عند تقسيمهم وفقاً للعمر الحملي الى مجموعة في الثلاث الشهور الوسطى (Second trimester ) ومجموعة في الثلاث شهور الأخيرة (Third trimester) . نستخلص من هذه الدراسة أن أسباب سكري الحمل متعددة وقد وجد أن هرمون السمنة وإجهاد الأكسدة ربما تكون عوامل في تطور مقاومة الأنسولين في داء سكري الحمل ، بينما العوامل الخلوية الالتهابية ربما تلعب دور في تطور مقاومة الأنسولين في الحمل خصوصاً في الحوامل البدينات.

 

تقدير المعادن السامة في عينات مختلفة من عصير الفواكة المعلب بواسطة البلازما مزدوجة الحث / مطياف الكتلة اسم البحث
 
امل محمد عبد العزيز المحيميد اسم الباحث
جامعه الملك سعود الجهة

تهدف هذه الرسالة الى استخدام طريقة البلازما مزدوجة الحث - مطياف الكتلة ICP-MS لتقدير تراكيز بعض المعادن السامة مثل عنصر النيكل Ni والكروم Cr والكوبلت Co والفضة Ag والليثيوم Li والزرنيخ As والحديد Fe والانتمون Sb والقصدير Sn والنحاس Cu والخارصين Zn والرصاص Pb والفانديوم V والباريوم Ba وذلك في عينات مختلفة من عصير الفواكه المعلب. كما تحتوي الرسالة على دراسة أثر فترة التخزين في درجات حرارة مختلفة على نسب المعادن في العصائر المعلبة. وتحتوي الرسالة على ثلاثة فصول هي : الفصل الأول : يحتوي على مقدمة نظرية تضمنت المكونات المعدنية لعلب العصير وكذلك التأثير البيئي والصحي للعناصر المراد تقديرها بالإضافة الى مسح تاريخي لطرق تقدير العناصر في مثل تلك العينات. كما يتضمن هذا الفصل شرح ووصف لطريقة البلازما مزدوجة الحث مطياف الكتلة ICP/MS والتي استخدمت كطريقة حساسة ومتطورة لتقدير المعادن في عينات العصير المعلب المختلفة. وفي نهاية هذا الفصل تم توضيح الهدف من هذه الدراسة والمراجع التي إعتمد عليها في البحث. الفصل الثاني : يناقش هذا الفصل خلال أجزائه المختلفة الوصف الدقيق للطرق العملية لمعالجة عينات العصير بالإضافة الى ذكر وتوضيح مفصل للمواد الكيميائية والأدوات التي تم إستخدامها وكذلك تحضير المحاليل القياسية للمعادن المراد تحليلها. كما يناقش وصفاً لطريقة تشغيل جهاز ICP/MS المستخدم لقياس التركيز. كذلك اشتمل هذا الفصل على وصف لخطوات طريقة العمل التي اقترحت لمعالجة عينات العصير المختلفة وخطوات إختيار الظروف المناسبة لتطبيقها مع إجراء التجارب العملية للدراسات الإحصائية للتأكد من صحة ودقة هذه الطريقة مع ذكر المراجع التي إعتمد عليها. الفصل الثالث: تضمن هذا الفصل النتائج المتحصل عليها بعد تطبيق طريقة العمل المقترحة لتقدير المعادن ومناقشتها. ولقد تم جدولة النتائج التي تخص المعادن بعد رسم المنحنيات المتحصل عليها. وكذلك تم عرض نتائج الدراسات الإحصائية التي أكدت مدى صحة ودقة الطريقة كما تم مقارنة تلك النتائج المتحصل عليها للمعادن مع نتائج دراسات سابقة وطرق أخرى. وقد وجد أن متوسط تركيز جميع هذه العناصر يقع ضمن الحدود المسموح بها من قبل المواصفات العالمية والهيئة العربية السعودية للمواصفات والمقاييس. كما أن عملية التخزين عند درجات حرارة مختلفة تؤدي الى زيادة في تركيز المعادن في المنتج إلا أن متوسط تركيز العناصر بعد التخزين لمدة شهر لم تتجاوز الحدود المسموح بها من قبل الهيئة السعودية للمواصفات والمقاييس. كما أن تواجد بعض العناصر بتراكيز مرتفعة يعزي الى دخولها في تركيب العلبة المعدنية المستخدمة في الحفظ. وفي هذا الفصل تم عرض خلاصة لهذه الدراسة مع إعطاء بعض التوصيات اللازمة بالإضافة الى المراجع التي إعتمد عليها.


تقدير نسبة الأحماض الدهنية (أوميغا-6) الى (أوميغا-3) في الدم لدى النساء اسم البحث
 
رشا عبد الرشيد منصوري اسم الباحث
جامعه الملك عبد العزيز الجهة

برهنت الدراسات الحديثة على إرتفاع كمية الأحماض الدهنية (أوميغا-6) ونقص الأحماض الدهنية (أوميغا-3) في الطعام وذلك نتيجة عمليات الزراعة ومعالجة الأغذية الحديثة. وقد لوحظ أن تغير نسبة الأحماض الدهنية (أميغا-6) الى (أميغا-3) في الدم متلازم مع إنتشار أمراض عديدة ، مثل السرطان ، أمراض القلب والشرايين ، داء السكري ، السكتة الدماغية ، والتهاب المفاصل. وبما أنه لاتوجد أي دراسة علمية على مستوى المملكة تشير الى نسبة (أوميغا-6) الى (أوميغا-3) فإن الهدف من هذا البحث هو تحديد هذه النسبة في النساء السعوديات مابين سن 20 و 70 سنة.

--------------------انتهت.

الكيمياء الحيوية للجميع  
   الكاتب:
 
http://www.biochemistry4all.com/index.php?display=Sections
  
   المصدر:

58

منتدى علم الكيمياء / أبو عبد الله جابر بن حيان بن عبد الله الأزدي

« في: سبتمبر 21, 2008, 01:25:21 مساءاً »

نسبه ونشأته

هو أبو عبد الله  جابر بن حيان بن عبد الله الأزدي ، ولد  على أشهر الروايات في سنة 101هـ (721م)[1][1]
وقيل أيضاً 117هـ (737م)[2][2] وقد اختلفت الروايات على تحديد أصله وكذلك مكان مولده فمن المؤرخين من يقول بأنه من مواليد الكوفة على الفرات ، ومنهم من يقول أن أصله من مدينة حران من أعمال بلاد ما بين النهرين ويوجد حتى من  يقول أن أصله يونانياً أو أسبانياً . ولعل هذا الانتساب ناتج عن تشابه في الأسماء فجابر المنسوب إلى الأندلس هو عالم فلكي عربي ولد في إشبيلية وعاش في القرن الثاني عشر  الميلادي . ولكن معظم المصادر تشير إلى أنه ولد في مدينة طوس[3][3]  من أعمال خراسان .

هاجر والده حيان بن عبد الله الأزدي من اليمن إلى الكوفة في أواخر عصر بني أمية ، وعمل في الكوفة صيدلياً وبقي يمارس هذه المهنة مدة طويلة ( ولعل مهنة والده كانت سبباً في بدايات جابر في الكيمياء وذلك لارتباط العلمين ) وعندما ظهرت دعوة العباسيين ساندهم حيان ، فأرسلوه إلى خراسان لنشر دعوتهم ، وهناك ولد النابغة جابر بن حيان المؤسس الحقيقي لعلم الكيمياء .

وعندها شعر الأمويون خطر نشاط حيان بن عبد الله الأزدي في بلاد فارس  فألقوا القبض عليه وقتلوه . ولهذا اضطرت عائلة حيان الأزدي أن تعود إلى قبيلة الأزد في اليمن . وهناك ترعرع جابر بن حيان الأزدي . وعندما سيطر العباسيين على الموقف سنة (132هـ)  في الكوفة واستتب الأمن ، رجعت عائلة جابر بن حيان    إلى الكوفة . وتعلم هناك ثم اتصل بالعباسيين وقد أكرموه اعترافاً بفضل أبيه عليهم وكان أيضاً صاحب البرامكة . وتوفي جابر وقد جاوز التسعين من عمره  في الكوفة بعد فر إليها من العباسيين بعد نكبة البرامكة وذلك سنـة 197هـ (813م )[4][4] وقيل  أيضا ً 195 هـ ( 810م )[5][5].

وقد وصف بأنه كان طويل القامة ، كثيف اللحية  مشتهراً بالإيمان والورع  وقد أطلق عليه العديد من الألقاب  ومن هذه الألقاب " الأستاذ الكبير " و " شيخ الكيميائيين المسلمين " و " أبو الكيمياء " و " القديس السامي التصوف " و " ملك الهند "  .

تعلمه

حينما استقر جابر بن حيان في الكوفة بعد عودة عائلته من اليمن ، انضم إلى حلقات الإمام جعفر الصادق ولذا نجد أن جابر بن حيان تلقى علومه الشرعية و اللغوية  والكيميائية على يد الإمام جعفر الصادق . وذكر أنه  درس  أيضاً  على يد الحميري . ومعظم مؤرخي العلوم يعتبرون جابر بن حيان تلقى علومه من مصدرين :-

الأول :- من أستاذه الحقيقي الإمام جعفر الصادق[6][6] .

الثاني :- من مؤلفات ومصنفات خالد بن يزيد بن معاوية[7][7] .

فعن طريق هذه المصادر تلقى علومه ونبغ في مجال الكيمياء وأصبح بحق  أبو الكيمياء فقد وضع الأسس لبداية للكيمياء الحديثة . وسوف نتحدث  لاحقاٌ عن  منهجه وإنجازاته العلمية. وسنتطرق قبل ذلك إلى إعطاء نبذة عن الكيمياء القديمة.

الكيماء في عصره

بدأت الكيمياء خرافية تستند على الأساطير البالية ، حيث سيطرت فكرة تحويل المعادن الرخيصة إلى معادن نفيسة . وذلك لأن العلماء في الحضارات ما قبل الحضارة الإسلامية كانوا يعتقدون المعادن المنطرقة مثل الذهب والفضة والنحاس والحديث والرصاص  والقصدير من نوع واحد ، وأن تباينها نابع من الحرارة والبرودة و الجفاف  والرطوبة الكامنة فيها وهي أعراض متغيرة  ( نسبة إلى نظرية العناصر الأربعة ،  النار و الهواء و الماء والتراب)، لذا يمكن تحويل هذه المعادن من بعضها البعض بواسطة مادة ثالثة وهي الإكسير .

ومن هذا المنطلق تخيل بعض علماء الحضارات السابقة للحضارة الإسلامية أنه بالإمكان ابتكار إكسير الحياة أو حجر الحكمة الذي يزيل علل الحياة ويطيل العمر .

فعلم الكيمياء مر بحقبة من الزمن سادتها الخرافات و الشعوذة ولكن علماء العرب المسلمين  هم  الذي حرروها  من ذلك الضجيج الفاسد الذي لا يعتمد على علم ، بل كان مصدرها الشيطان والبلبلة .

وبالفعل تأثر بعض العلماء العرب و المسلمين  الأوائل كجابر بن حيان و أبو بكر الرازي [8][8] بنظرية العناصر الأربعة التي ورثها علماء العرب والمسلمين من اليونان . لكنهما قاما بدراسة علمية دقيقة لها ؛ أدت هذه الدراسة إلى وضع وتطبيق المنهج العلمي التجريبي في حقل العلوم التجريبية .

فمحاولة معرفة مدى صحة نظرية العناصر الأربعة ساعدت علماء العرب  والمسلمين في الوقوف على عدد كبير جداً من المواد الكيماوية ، وكذلك معرفة بعض التفاعلات الكيماوية , لذا  إلى علماء المسلمين يرجع الفضل في تطوير اكتشاف بعض العمليات الكيميائية البسيطة مثل :

التقطير[9][9] – التسامي[10][10] – الترشيح [11][11]– التبلور[12][12] - الملغمة    [13][13] – التكسيد[14][14]

وبهذه العمليات البسيطة استطاع جهابذة العلم في مجال علم الكيمياء اختراع آلات متنوعة للتجارب العلمية التي قادت علماء العصر الحديث إلى غزو الفضاء.

منهجه العلمي

بنى جابر بن حيان معلوماته الكيميائية على  التجارب والاستقراء و الاستنتاج العلمي  ، لذا فإنه بحق صاحب المنهج العلمي. فنلاحظ أن جابر آمن إيماناً  عميقاً  بأهمية إجراء التجارب كسبيل علمي دقيق للوقوف على الحقائق ، بعد أن تخلى عن منهج  التأمل العقيم المنقطع الصلة بالواقع المشاهد .

فلقد نادى جابر بن حيان بأعلى صوته أن دراسة العلوم الطبيعية أساسها التجربة ، لذا نجد أن علماء المسلمين  نهجوا منهج جابر بن حيان وحذوا حذوه وذلك ليس في مجال الكيمياء وحسب وإنما في العلوم الأخرى . فجابر أول من أدخل التجربة العلمية المخبرية  في منهج البحث العلمي الذي أرسى قواعده ؛ وقد كان جابر ينصح طلابه  بالقول المأثور عنه :" و أول واجب أن تعمل وتجري تجارب ،لأن من لا يعمل  ويجري التجارب  لا يصل إلى أدنى مراتب الإتقان . فعليك بالتجربة  لتصل إلى المعرفة  " . فقد درس جابر بكل إمعان المنهج العلمي عند علماء اليونان، فوجده يرتكز على التحليلات الفكرية الغامضة . لذا نلاحظ أن جابر بن حيان اعتمد على المنهج العلمي الذي يخضع للتجربة المخبرية والبرهان الحسي ، وذلك مع الاحتفاظ بالنظريات التي تعتبر عصب البحث العلمي ، فقد ألزم نفسه بأسلوب من البحث النظري  والسلوك العملي ، يضم تحته كلا المنهجين الاستدلالي و الاستقرائي ، والذي هو في النهاية الأسلوب العلمي في المعنى الحديث . فجابر يطرح منهجه  قائلاً : "يجب أن تعلم أنا نذكر في هذه الكتب ، خواص ما رأيناه فقط دون ما سمعناه أو قيل لنا أو قرأناه. بعد أن امتحناه وجربناه ، فما صح أوردناه وما بطل  رفضناه ، ومما استخرجناه نحن أيضاً وقايسناه  على هؤلاء القوم " . وإضافة لهذا نرى جابر يجمع بين الامتحان التجريبي أو العمل المعملي  والفرض العقلي الذي تأتي التجربة لتأييده أو رفضه أو تكذيبه و هو ما يعتبر  لب المنهج التجريبي  فيقول : "قد عملته بيدي وبعقلي من قبل  وبحثت عنه حتى صح و امتحنته فما كذب ". فالتجربة وحدها لا تكفي لتصنع عالماً ، بل لا بد من أن يسبقها الفرض العلمي الذي يصنعه العالم ، ثم التجربة بعدئذٍ هي المحك ، و يقول جابر أيضاً: " إياك أن تجرب أو تعمل حتى تعلم ويحق أن تعرف الباب من أوله إلى أخره بجميع تقنيته وعلله ، ثم تقصد لتجرب فيكون بالتجربة كمال العلم ".

ابتكاراته العلمية

لقد جذبت نظرية العناصر الأربعة لأرسطوطاليس  ( 384 ق.م- 322ق.م) انتباه جابر بن حيان لذا فقد تناولها  جابر بن حيان بالدراسة والبحث العميق باعتبارها أول لبنة قامت عليها الكيمياء .

وقد قام جابر  بالكثير من العمليات المخبرية  كالتبخر ، والتكليس ، والتصعيد ، والتقطير ، والتكثيف ، والترشيح ، و الإذابة ، والصهر ، والبلورة .

ومن العمليات  التي قام بها جابر :-

1- تحضير " الملح القلوي " أو حجر البوتاس  الكاوي :- يتناول جزئين اثنين من الرماد  وجزءاً  واحداً من الحجر الجيري  أو الكلس الحي ، ويتم وضع الكل على مرشح مع الماء . وبعد ذلك يلجأ إلى تبخير السائل عبر جهاز الترشيح و لذي يتحول إلى ترسب صلب مشكلاً الملح القلوي المراد تحضيره.

2- تحضير ملح الأمونيا :- يسهل الحصول على هذا الملح ، ما يقول جابر ، باللجوء إلى التسخين  بواسطة وعاء للتسامي  الغازي  ، لمزيج  يحوي جزئين  اثنين من السائل البولي  البشري مع جزء من الملح العادي " كلوريد الصوديوم " ، بالإضافة إلى جزء ونصف  الجزء من الفحم الدخاني الأسود . وكان دور الفحم الناعم تجزئة المزيج بشكل أفضل .

3-  تحضير ملح البول : يحضر هذا الملح من بقايا السائل البولي بعد تحلله وشوائه في أتون ، وبعدها يحل في الماء لعزله بالتبلور فيما بعد ، وهكذا يكون ملح البول الذي حضره جابر ، الترسبات الملحية للبول  ويعني ذلك مزيجاً من الأملاح القلوية المحتوية على الفوسفور بشكل ملح الفوسفات . وفيما بعد يتم تحويل ملح البول إلى مركب الأمونيا الذي يتم الحصول  عليه بتسخين السائل البولي  مع الكلس الحي  أو الحجر الجيري .

وقد أكتشف جابر الصودا الكاوية أو " القطرون "  NaOH". وهو أول من حضر ماء الذهب ، وأول من أدخل طريقة فصل الذهب عن الفضة بالحل بواسطة الأحماض ، وهي الطريقة السائدة إلى يومنا هذا ، وماء الذهب أو الماء الملكي  وهو عبارة عن حمض النتريك " HNO3 "  إلى جانب حمض الهيدروكلوريك "HCl" ،  إذ يستحيل على أي من الحمضين منفرداً حل لذهب . ويكون جابر بن حيان أول من أكتشف حمضي النتريك و الهيدروكلوريك . وأكتشف إضافة على هذين العنصرين  حمض الكبريتيك  " H2SO4" . وهو أول من عرف أنه عند خلط محلول الطعام مع محلول نترات لفضة ينتج راسب أبيض ، وهذا الراسب هو كلوريد الفضة . ولا حظ أيضاً أن النحاس يكسب اللهب لوناً أخضراً ، واللهب يكسب النحاس اللون الأزرق ، وشرح بالتفصيل كيفية تحضير الزرنيخ  ، والأنتيمون ، وتنقية المعادن وصبغ الأقمشة .كما زاد جابر عنصرين جديدين إلى العناصر الأربعة لدى اليونانيين  وهما الكبريت والزئبق ثم زاد الكيميائيين العرب بعد ذلك عنصراً سابعاً وهو الملح . و اكتشف أن الشب يساعد على تثبيت الألوان ، كما أنه صنع ورقاً غير قابل للاحتراق .وحضر أيضاً نوعاً من الطلاء يقي الثياب من البلل ، وآخر يمنع الحديد من الصدأ .  كما أن جابر هو أول من استعمل  الموازين الحساسة ، والأوزان المتناهية في الدقة في تجاربه العلمية ، ولقد بلور جابر بن حيان  نظرية أن الاتحاد الكيميائي باتصال ذرات العناصر المتفاعلة مع بعضها البعض وأخذ على كمثل الزئبق والكبريت  عندما يتحدا يكونان مادة جديدة . علماً أن هاتين المادتين  لم تفقدا ماهيتهما ، بل أنهما تجزئا إلى دقائق صغيرة  و امتزجت هذه الأجزاء صغيرة ببعضها البعض  وتكونت المادة الناتجة متجانسة التركيب . وبذلك يكون جابر بن حيان سابقاً دالتون  العالم الإنجليزي ( 1766م- 1844 م) بأكثر  من ألف سنة .

نتاجه العلمي

إذا جئنا لمؤلفات جابر بن حيان ، نكون قد جئنا إلى الأثر الكبير الذي خلفه جابر بعد وفاته وهذا الذي أجج الحساد من الغرب و أدى إلى عدة ردود أفعال من جانبهم :-

1- بعضهم ادعى بوجود شخصية اسمها جابر اللاتيني  نسبوا لها بعض مؤلفات جابر الموجودة باللغة اللاتينية .

2-  البعض الآخر قال  بأن تلاميذ جابر هم الذين قاموا بتأليف هذه الكتب  ثم نسبوها إليه .

3- والبعض الذين عمى الحسد أعينهم قالوا بأن جابر هذا لا وجود له .

وكل هذه الادعاءات لا تقوم على دليل سوى البغض والحسد للعلماء العرب والمسلمين .

وقد ذكر أبن النديم المئات من المؤلفات والمصنفات لجابر بن حيان و نذكر من كتبه :

1- كتاب الرحمة : وتطرق فيه إلى تحويل المعادن إلى ذهب .

2- كتاب السموم ودفع مضارها :- وقسمه  خمسة فصول تبحث في أسماء السموم وأنواعها و تأثيراتها المختلفة على الإنسان والحيوان ، وعلامات التسمم  و المبادرة إلى علاجها و الاحتراس من السموم ، وقد  قسم السموم  فيه إلى حيوانية كسموم الأفاعي والعقارب  وغيرها ، ونباتية كالأفيون والحنظل ، و حجرية كالزئبق و الزرنيخ  و الزاج .

3- كتاب " استقصاءات المعلم" .

4- كتاب " نهاية الإتقان " .

5- الوصية الجابرية  .

6- الكيمياء الجابرية :- ويشتمل على  مجموعات من مكتشفاته المهمة  ، وأهمها :-    

1-   الماء القوي أو الماء الملكي .

2-   " سم السليماني " المعروف اليوم باسم كلوريد الزئبق .

3-           حجر جهنم ( قابل للانصهار وشفاف كالبلور ) .

4-   الراسب الأحمر  ، ونحصل عليه عن طريق  أخذ مقدار  رطل من الزئبق ومقدار رطلين من الزاج  ورطل  واحد من الحجر الصخري ، ونعامل هذا المزيج بواسطة النار ، فنحصل على مركب لماع أحمر .

5-   المستحلب الكبريتي .

  

7- كتاب  المائة واثني عشر :- ويضم 112 رسالة عن صناعة الكيمياء عامة مع إشارات إلى كيميائيين قدماء .

8- كتاب السبعين  : ويضم سبعين رسالة فيها عرض  منظم لجهود مؤلفها  في الكيمياء .

9- كتاب الموازين : ويضم  144 رسالة تعرض الأسس النظرية  والفلسفية للكيمياء والعلوم عامة  .

10-    كتاب الخمسمائة : ويضم خمسمائة رسالة تعالج بتفصيل بعض المسائل التي وردت موجزة في كتاب الموازين .

11-  كتاب الميزان .

12-  كتاب الخواص الكبير.

13-  كتاب الزئبق .

14-  الشمس كتاب الذهب

15 - كتاب الخواص .

16- كتاب الأحجار كتاب الموازين .

17-  كتاب الوصية .

18-  كتاب الخالص .

19-  الأسرار.

20-  القمر كتاب الفضة .

21-  كتاب إخراج ما في القوة إلى الفعل .

22-  كتاب صندوق الحكمة .

23-  كتاب خواص إكسير الذهب .

24-  رسالة في الكيمياء .

25-   كتاب المماثلة والمقابلة .

26-   كتاب الأحجار :- ويقع في أربعة أجزاء.

27-  الحدود.

ولقد قضى جابر بن حيان معظم حياته في طلب العلم ، وتعليم علم الكيمياء فأنجب تلامذة  يمتازون بالذكاء بالقدرة على الإنتاج  مثل الرازي ، و ابن سينا ، و الفارابي  وغيرهم من الجهابذة .

خاتمة

و خلاصة القول أن جابر بن حيان كان سابقاً عصره بقرون ولولا ما كان منه من نتاج علمي ضخم  لما وصل العالم إلى التقدم  الذي يعيشه .فهذه الصنعة ( أي الكيمياء ) هي صنعة جابر  وقد قال فيه أحد المفكرين الغربيين  " إن فضل جابر على الكيمياء ، كفضل أبقراط في الطب ، و أرسطو طاليس في علم  المنطق ، و إقليدس في علم الهندسة ، و .."

ونختم بحثنا بقول من أقوال هذا العالم الفذ.
 

من أقوال جابر
لجابر بن حيان أقوال مشهورة في علاقة الطالب بالأستاذ  ، جاء فيها :-

" .. أما ما يجب للأستاذ على التلميذ  فهو أن يكون التلميذ ليناً ، مقبلاً لجميع أقواله  من جميع جوانبه ، لا يعترض في أمر من الأمور ، فإن ذخائر الأستاذ العلم  ، ولا يظهرها التلميذ إلا عند السكون إليه ، ولست أريد بطاعة التلميذ للأستاذ أن  تكون طاعته في شؤون الحياة  الجارية ، بل أريدها طاعة في قبول العلم ".

" .. و أما ما يجب للتلميذ على الأستاذ فهو أن يمتحن الأستاذ توجيه المتعلم ، أي جوهر المتعلم الذي طبع عليه ، ومقدار ما فيه  من القبول والإصغاء ، وقدرته على القبول . وكلما احتمل الزيادة زاده ، مع امتحانه فيما كان قد تعلمه .." .

المراجع

1-  موسوعة علماء الكيمياء .

2-  روائع الحضارة العربية والإسلامية في العلوم .

3-  الموسوعة العالمية العربية .

4-  موسوعة المكتشفين والمخترعين .

5-  مقدمة ابن خلدون .

6-  مآثر العلماء .

7-   تاريخ العلوم عند العرب .


--------------------------------------------------------------------------------

[1][1] روائع الحضارة الإسلامية / الدكتور علي عبد الله الدفاع ،

[2][2] تأريخ علوم الطبيعة / الدكتور محمد عبداللطيف مطلب.

[3][3]مدينة تاريخية مشهورة حالياً تسمى مشهد وتقع في الشمال الشرقي من إيران.

[4][4] روائع الحضارة الإسلامية / الدكتور علي عبد الله الدفاع ، تأريخ علوم الطبيعة / الدكتور محمد عبداللطيف مطلب.

[5][5] موسوعة العلماء الكيميائيين / د.موريس شربل

[6][6] هو الإمام جعفر بن محمد الصادق ينتمي إلى علي بن أبي طالب . عاش فيمل بين (80هـ-149هـ) ولد في المدينة المنورة ، ولقي ربه فيها ودفن في البقيع . و تتلمذ على يده العديد من فطاحل العلماء، ومنهم  الإمامان مالك وأبو حنيفة ، ولقب بالصادق لأنه لم يعرف عنه الكذب قط ، وفضله على الإنسانية أكبر من أن يذكر في بضع فقرات  ، ويكفي تلميذه جابر بن حيان . ويعتبر من أوائل الرواد في علم الكيمياء – روائع الحضارة الإسلامية للدكتور علي عبد الله الدفاع ،موسوعة العلماء الكيميائيين / د.موريس شربل.

[7][7] هو خالد بن يزيد بن معاوية بن أب سفيان ، عاش فيما بين (13 هـ – 85 هـ) نبغ في مجال الكيمياء، وجلب العلماء من مصر ليترجموا العلوم الكيميائية والطبية  من اللغات اليونانية والقبطية إلى اللغة العربية ، وهو من أوائل الرواد في علم الكيمياء وهو أول من استعمل علم الكيمياء لصناعة بعض الأدوية لخدمة علم الطب.

 [8][8]هو أبو بكر بن محمد بن زكريا الرازي، ولد في الري ( مدينة تقع على بعد خمسة أميال جنوب الجنوب الشرقي من مدينة طهران  ) عاش فيما بين ( 250 هـ – 320 هـ ) تتلمذ على كتب جابر بن حيان الأزدي.

[9][9] تمكنوا  من فصل الجسم المراد تحضيره  بتصعيده إلى بخار ثم تكثيفه إلى سائل.

[10][10] تمكنوا  من فصل الجسم الطيار بتسخينه  . حيث يتكاثف  بخاره إلى مادة صلبة  دون المرور على الحالة السائلة .

[11][11] تمكنوا  بواسطة منخل أو قطعة قماش أن يرشحوا كثيراً من موادهم .

[12][12] تمكنوا من فصل البلورات من ماء البحر المالح والحالات المشابهة .

[13][13] تمكنوا من استخلاص الذهب بواسطة التصعيد .

[14][14]  عملية الأكسدة العادية .

59

منتدى علوم الفلك / أبولو 14

« في: سبتمبر 21, 2008, 01:10:45 مساءاً »

أبولو 14

 

اخترنا الصعود إلى القمر على طريقة الأشياء الأخرى التي لا نختارها لسهولتها بل لصعوبتها.

          بعد شبه الكارثة التي أصابت أبولو ثلاثة عشر والانتقادات اللاذعة لكلفة البرامج الفضائية العالية، تاقت ناسا للعودة إلى عملية إنزال ثالثة على سطح القمر. اختير ألان شابيرد أول رجل فضاء أمريكي لقيادة المهمة التالية. في الحادي والثلاثين من كانون الثاني يناير من عام واحد وسبعين انضم إليه ستوارت روزا وإدغار ميشيل في كبسولة أبولو أربعة عشر وانطلقوا نحو القمر. وكانت المشاكل بانتظارهم، إذا واجه روزا الصعاب في ربط قمرة القيادة بالرأس، حتى تمكن من ذلك في محاولته السادسة. وبعد ذلك تسبب عطل زر في العربة القمرية بإطلاق إشارة الإجهاض. ولكن حظهم أخذ يتغير، حين تمكن شبارد من القيام بأنجح عملية إنزال على القمر بين جميع مهمات أبولو، حين هبط على مسافة أمتار من المكان المقصود في فرامورو الواقع على الطرف الشرقي من محيط العواصف. تحول ألن شبارد بعد عشر سنوات من أول تحليق له إلى أول رجل فضاء من فريق ميركوري سبعة تطأ قدمه سطح القمر. تمكن خلال نزهتين استمرتا لأكثر من تسع ساعات جمع خلالها ثلاثة وأربعين كيلوغرام من الصخور، كما أنه بعد ثلاث محاولات تمكن ألان شبارد من تسجيل حدث تاريخي في لعبة الغولف حين أصاب حفرة على سطح القمر. والآن من ملفات الناسا أبولو أربعة عشر، مهمة إلى فرامورو.

          في الخامس من أيار مايو من عام واحد وستين تقدمت الولايات المتحدة بأول خطوة لها في الطريق نحو القمر. وكان آلان شبارد أول رجل أمريكي يصعد إلى الفضاء على متن كبسولة مركوري. عبر مائة وستة عشر ميلا بصاروخ بقوة دفع بلغت ثمانية وسبعون ألف رطل. وبعد عشر سنوات حملت عربة الانطلاق لقب ساتورن خمسة، وبلغت قوة دفعها سبعة ملايين ونصف المليون رطل. في الحادي والثلاثين من كانون الثاني يناير من عام واحد وسبعين غادر طاقم أبولو أربعة عشر الأرض في مهمة نحو القمر. الرجل الذي بدأ عقد الفضاء في أول رحلة له سيقود مهمة يقفل فيها ذلك العقد. ألان شبارد، مع ستيوارد روزا الذي سيبقى في المدار وحده أثناء استكشاف شبارد وإدغار ميشيل لسطح القمر. وجهتهم هي منطقة صخرية من جبال القمر تعرف بفرامورو. أبولو ثلاثة عشر التي أجهضت مع اقترابها من القمر عجزت عن الهبوط في تلك المنطقة. والآن سيحاولون من جديد. ولكن لماذا فرامورو؟

 ماذا حصل للقمر خلال المليار عام الأول من حياته؟ وهي فترة محيت عن الأرض. بماذا يختلف القمر على الأرض من حيث بيته؟ نأمل من خلال زيارتنا إلى فرامورو الحصول على أجزاء صخرية من القمر، مواد تختلف عن تلك التي جمعت حتى الآن، حتى أنها قد تعود إلى بدايات المنظومة الشمسية.

          ما رأيك بتربة يبلغ عمرها أربعة مليارات ونصف المليار عام وصخور يقدر أنها تعود إلى ما قبل ثلاثة فاصلة سبعة مليار عام؟

 أعتقد أن هذا ما سيتأكد أو ينفى بالكامل بعد قيام أبولو أربعة عشر بزيارة إلى ماورو.

 ترتبط غالبية الأنشطة بمكان واحد على سطح القمر، ونحن عادة ما نحدد هذا المكان بالقرب من منطقة فرامورو.

أبولو 14/ مهمة إلى فرامورو!

 جرى كل شيء على ما يرام خلال بلوغ مدار الأرض والاشتعال الذي دفع أبولو أربعة نحو القمر. عند ذلك حرك ستوارت روزا كيتيهوك لربطه بالعربة القمرية أنتاريس التي كانت مرتبطة بالمرحلة الثالثة من الدافع. جربوا مرتين، وثلاثة.

 لا يبدو جيدا بقيت ثلاث ثوان للاتصال.

علم نرى كل شيء بوضوح.

 من الأفضل أن نتراجع ونفكر بالأمر.

 أثناء انتظار رجال الفضاء أحضر مصغر لإطار الربط إلى مركز التحكم. النموذج الذي في مركز القيادة يتسع في جهاز يشبه المخروط في العربة القمرية يسمى بالمرساة التي تمسك بها ثغرات صغيرة في رأس المصغر. هذه هي الثغرات الصغيرة التي لا تتماسك. بعد ذلك حاول رجال الفضاء للمرة الرابعة، والخامسة.

لم تثبت؟

 لا لم تثبت.

علم.

 بحثوا عن الحل المناسب في الفضاء وعلى الأرض. وعند القيام بالمحاولة السادسة.

 أعتقد أننا أمسكنا بشدة.

 أثناء اقترابه من القمر أدخل الطاقم المصغر إلى السفينة الفضائية لفحصه. أما على الأرض فتم بفحص المصغر واختباره، يجب التأكد من فعاليته في أحلك الظروف، عند عودة شيبارد وميتشيل من سطح القمر. في الرابع من شباط فبراير دخلت أبولو أربعة عشر في مدار حول القمر.

  هذا مكان بري فعلا هنا.

 عند انتهاء دورة أبولو الأولى حول القمر اصطدمت مرحلة الإرسال الثالثة في المنطقة المحددة من القمر. تم التقاط الصدمة عبر جهاز قياس الزلازل الخاص بأبولو اثني عشر. تعتبر بنية القمر الداخلية من أكثر الأسرار غموضا في علوم القمر. أضيفت الآن قطعة أخرى قد تساعد في حل الأحجية. في وقت لاحق من ذلك اليوم تسلق شبارد وميتشيل إلى عربة أنتاريس القمرية قبل النزول.

 تحررنا.

نعم علم.

 أثناء التأكد من العربة القمرية ظهرت مشكلة، أضاءت عبارة إجهاض على متن أنتاريس ومركز التحكم. لو حصل ذلك أثناء الهبوط لانفصلت أنتاريس أوتوماتيكيا ما يؤدي إلى إلغاء الهبوط. لدى فريق التحكم ساعتين، وهي فترة دورة في مدار القمر، للتوصل إلى حل. اعتبر المراقب في مركز التحكم ديك ثورسون أنها مشكلة ضعف في زر الإجهاض. وقعت هذه المشكلة على كاهل مبرمج الكمبيوتر دونالد أيسلس. عمله في إم أي تي كيمبريدج التابعة لمساتشوسيس مكنه رغم ضيق الوقت من إعادة برمجة الكمبيوتر بحيث يتجاهل الإشارة الكاذبة. تم التأكد من هذاالبرنامج الجديد فيما بعد عبر جهاز مشابه في كيب كندي. عند إعادة فتح الاتصال بين أنتاريس والأرض من جديد أرسلت التوجهات للطاقم.

مركز التحكم من هيوستن إلى أنتاريس، الكمبيوتر في تصرفكم.

 شكرا هيوستن. لا بأس بالضوء هنا، إنه جميل.

   على بعد عشرة أميال من سطح القمر كان شبارد ومتشيل يحلقان فوق منطقة الهبوط.

مركز التحكم من هيوستن إلى أنتاريس أنت فوق فارماورو.

 وقعت مشكلة أخرى تتعلق برادار الهبوط الذي يحدد ارتفاعهما عن سطح القمر.

 تحت ثلاثمائة.

أنتاريس نريدك أن تدير مقبض رادار الهبوط.

 حسنا لقد أدرته.

حسنا نريدك أن تصف حاله.

 يميل إلى اللون الأخضر.

حسنا راقب وقود الهبوط.

 أخذنا نخرج الكاميرا، إنها هناك. مرحبا كيف حالك؟ المشهد جميل هنا بل رائع.

من هيوستن إلى أنتاريس ابدأ الهبوط.

 فوهة البركان هي هدف أساسي لمهمة فرامارو هذه. إنها حفرة على سطح القمر عمرها ملايين السنين.  لا بد أن تقدم معلومات هامة حول تاريخ الأرض والقمر والمنظومة الشمسية.

 الثالثة وسبعة عشر في الوقت المحدد، في الوقت المحدد أرى الحفرة أمامي مباشرة.

 يعتقد أن فراماورو قد تشكل من  ركام الانفجار المتراكم في الشمال. إن كان هذا صحيح يمكن أن نحصل على نماذج من علىعمق ستين ميلا من سطح القمر. على أي حال يفترض بمنطقة فراماورو أن تحتوي على معلومات هامة حول التاريخ المبكر للقمر، ما يساعد على فهم أفضل لتركيبة الأرض.

 الصورة.. مائتي قدم.  إنها واضحة جدا. مهلا لحظة. ألا تبدو هذه صورة رائعة؟ مائة وخمسون قدم. وما زالت شديدة الوضوح. يمكن للمرء أن يهبط هنا بمفرده. الصورة واضحة خمسون قدم أربعون قدم عشرون قدم وصلنا الآن. عمل رائع. نحن على سطح القمر.  لقد نجحنا.

 بعد خمس ساعات ونصف الساعة رفع شبارد العربة القمرية لبدء جولته الاستكشافية الأولى على سطح القمر.

 بدأت أنزل السلالم.

نعم.

 بعد عشر سنوات، ومائة وأربعة عشر ساعة واثنين وعشرين دقيقة من مغادرة الأرض، داس ألان شبارد على سطح القمر.

يبدو أنك على أدنى درجة في السلم. وعلى سطح القمر ليس هذا سيئا بالنسبة لعجوز مثلك.

 أنت فعلا على حق. هناك فارق كبير، بعد مسيرة طويلة، ولكنا هنا.

 بعد أربع دقائق انصم إليه إيد متشيل.

 لقد وصلت.

 زرع شبارد ومتشيل العلم على سطح القمر وفق تقليد اتبع في الرحلتين السابقتين.

 هل يبدو هذا جيدا؟

نعم أعتقد أنه موقع جيد.

 تكمن المهمة التالية بتحميل المت وهي أشبه بالعربة التي يضع فيها رجلي الفضاء أدوات الاستكشاف وأخذ العينات.

          تعتبر القدرة على الحركة من أهم عناصر استكشاف القمر.  اعتمدنا لإي أبولو أربعة عشر على المت التي ساعدتنا على التوجه إلى مسافة أبعد من المهمتين السابقتين. سنعتمد في المهمات القادمة على سيارة روفر، وهي أشبه بعربة صممت للسير في الكثبان. تعني القدرة على الحركة توفير الوقت في الوصول إلى المواد العلمية المطلوبة والحصول عليها.

 سحب شبارد المت بينما تولى متشيل حمل المتاع في حقيبة تحتوي على محطة علمية أوتوماتيكية يقومان بتركيبها. صممت هذه المحطة لبث المعلومات المستمرة إلى الأرض بعد عام كامل من مغادرة رجلي الفضاء منطقة فرامارو.

حسنا سنتوجه إلى أول مكان لدينا على اللائحة. المكان بارد جدا هنا. والضغط عميق جدا إنه عميق.

نعم. يمكن رؤيتك الآن من جانب الحفرة.

 لا شيء يشبه من جانب الحفرة  وسط غبار القمر.

 تكمن المهمة التالية في العثور على المكان المناسب لتثبيت الأدوات. أخذ شبارد ومتشيل يعملان على تركيب المختبر العلمي الأوتوماتيكي. مولد نووي صغير لتشغيل الأدوات. المحطة المركزية لنقل المعلومات إلى الأرض. جهاز لرصد الزلازل، لتحديد الأنشطة الكبرى على سطح القمر وفي داخله. مجموعة من ثلاث تجارب لقياس الجزيئات المشحونة القريبة من سطح القمر. وهذا اختبار مستقل لعكس أشعة ليزر من الأرض، بما يساعد في تحديد القياسات الدقيقة  كما هو حال المسافة بين الأرض والقمر، وارتعاش محور الأرض، وانزلاق القارات وتحولات قشرة الأرض. ومدفع يطلق في العام المقبل بإشارة من الأرض. يتولى رادار الزلازل الخاص بأبولو أربعة عشر تحديد قوة شحنته. وفي التمرين الأخير استخدم متشيل الثمبر، وهو جهاز يفجر مجموعة من الشحنات الشبيهة بالعيارات النارية. تسجل الذبذبات الناجمة عن هذه الإنفجارات من خلال مجموعة من الأدوات التي نشرها مسبقا. بعد تركيب الأدوات وتشغيلها عادا متوجهين إلى أنتاريس، متوقفين على الطريق لجمع العينات. وضعوا أربعة وأربعون رطلا من العينات على العربة القمرية، وبعد قضاء أربع ساعات وخمسين دقيقة على سطح القمر تسلقا عائدين إلى أنتاريس. أثناء استراح شبارد ومتشيل تابع ستيوارت روزا عمله من مدار القمر. هذه الصورة لا تحمل معان للمجتمع العلمي فحسب، بل ستترك أثرا في التخطيط للمهمات القادمة. بعد اثني عشر ساعة وأربعين دقيقة بدأ شبارد ومتشيل جولتهما الثانية على سطح القمر. بعد ملء عربة العينات بدأ متشيل جولته في مخروط الفوهة. عدل شبارد وجهة كاميرا التلفزيون ثم سارع للانضمام إلى شريكه.

 حسنا نحن على وشك النزول إلى أسفل الوادي. النقطة ألف هذا هو موقع الوادي. يمكن أن نراها من هنا.

 الموقع ألف هو المرحلة الأولى في رحلته إلى المخروط. يمكنهم من هنا جمع العينات وتوثيقها وقياس الحقول المغنطيسية المحلية وأخذ نماذج من تحت سطح الوادي عبر أنبوب يغرس في التربة.

 هذا موقع مناسب لموقع ألف. أشعر بشيء شبه معتاد. وكأنها قطرات مطر. قطرات مطر قليلة جدا هطلت هناك.

 بعد توقف قصير في محطات مسح ثانية بدءا تقدمهما نحو قلب الفوهة. لا يقتصر هذا التسلق على عبور إلى قمة الجبل القمري، بل هو عودة بالزمن إلى الوراء.

 سوف نسير إلى جانب هذه الفوهة الهائلة، لنستريح قليلا لنتبين فيما بعد موقعنا بالتحديد.

 الخرائط التي يستعملونها أعدت عبر صورت أخذت من مدار القمر. لهذا فإن القمة والحفرة والصخور المجاورة ظهرت بملامح مختلفة عندما صورت من على سطح القمر.

 تبدو الأرض من هنا وكأنها مسطحة قليلة  الانحناء. نحن في الخارج منذ ساعتين على الأقل. على الأقل سيستغرق هذا أكثر مما توقعنا.

 إنهما يعملان وسط ضيق الوقت وقلة الأكسجين والماء الباقي في جعبتهم الخلفية. عند بلوغ الحلقة يعتقد المرء أنه بلغ القمة، ثم يتبين أن هناك حلقة مشابهة أمامه.

 لا أصدق، تبين بعد ان تمكنا من بلوغها أنها لا تطل على الفوهة.

حسنا لدينا الآن نصف ساعة إضافية.

 حسنا يجب أن نخرج من هنا. لا أرى الفوهة بعد.

 انتهى الأمر عند حقل مقفل تحيط به صخور يتراوح حجمها بين عشرة واثني عشر قدم، اتخذ رجلي الفضاء أصعب قرار لهما. بعد التشاور مع مركز التحكم توقفا هناك وتسلقا لأكثر من مائة وخمسين قدم من الحرف ليبدأ بعد ذلك أهم عمل لجمع النماذج.

 لم يكن لدى الطاقم وسيلة لمعرفة ما إذا كان على مقربة جدا. بعد أسبوع واحد من المهمة تأكد لنا ذلك بتحليل الصور.

 رغم تمكنهما من التغلب على طبيعة الأرض إلا أنهما عجزا عن سحب الأكسجين بشكل مستقر من الجعبة الخلفية. لم يكن لعدم بلوغ القاع أي معنى هام من الناحية العلمية. أما بالمعنى الإنساني فقد شكل ذلك خيبة أمل كبيرة. بعد رحلة جانبية سريعة للتأكد من عمل المحطة العلمية شحنا العربة القمرية بالنماذج والعينات عن سطح القمر. استمرت الجولة الثانية على سطح القمر أربع ساعات وخمس وثلاثون دقيقة. ما يسجل رقما قياسيا بلغ بمجمله تسع ساعات ونصف الساعة. بعد ذلك غادر ألن شبارد وإدغار متشيل سكون سطح القمر.

 اشتعل المحرك. ستة خمسة أربعة ثلاثة اثنان واحد انطلاق.

علم اشتعال.

 توقف.

علم.

 جميل جدا كل شيء على ما يرام.

علم، تبدو رائعا من هنا لديك حوالي دقيقة.

 بعد نصف ساعة راقب ستوارت روسا تقدمهما من على متن كيتيهوك.

ماذا تفعلان هناك؟ لا أكاد أصدق.

  أصبحت على مسافة مائة قدم ما زلنا نقترب أكثر لتحقيق نصر لقيادة وخدمات العربة.

          حسنا ما زلنا نتقدم.

          مهلا بهدوء تام.

          بدأنا بالنزول.

          أنت بحالة جيدة.

          هناك مائتان وأربعون رطلا تسقط من الجو.

          هذه مسافة منخفضة.

هل تصدق ثلاثمائة وستون ألف.

 نعم.

 بعد انتهاء المراقبة انتقلت أنتاريس وكيتيهوك كي ترسوان معا.

 نعم، صرتم لدينا.

 حسنا لقد رسونا.

يشعر المرء بارتياح شديد بعد تنفس الصعداء هنا.

  نقلا الدفع من أنتاريس إلى كيتيهوك، وربطا النفق وأطلقا العربة القمرية التي ستصدم بالقمر في موقع محدد بشكل مسبق، وسيلتقط جهازهم الخاص بالزلازل قوة الصدمة، كما سيلتقطها جهاز الزلازل الذي نصبته أبولو اثني عشر قبل عام من ذلك. بعد مائة وتسعة وأربين ساعة من مغادرة الأرض أشعلا المحرك الذي أخرجهم من المدار القمري. أثناء الرحلة إلى الأرض سيجدون الوقت اللازم للاستراحة والنوم والقيام بالأشياء الصغيرة التي لم تنجز بعد. بقيت مهمة  أخرى تكمن ببعض التجارب العلمية اللازمة في غياب الجاذبية، وهي تجارب يستحيل القيام بها على الأرض. في التاسع من شباط فبراير من عام واحد وسبعين وبعد تسعة أيام من مغادرة الأرض لامس طاقم أبولو أربعة عشر الغلاف الجوي لكوكبه بسرعة أربعة وعشرين ألف ميل في الساعة. سقطوا نحو الأرض أشبه بالشهب العائد إلى وطنه، ومعهم خمسة وتسعون رطلا من القمر.

 من الضروري أن يتساءل المرء لماذا نعبث حول القمر؟ لا شك أن بصمات التاريخ، أعني تاريخ المنظومة الشمسية على الأرض ترتكز على سطح القمر خلال المليار عام الأولى منها.

          يكمن ما نسعى إليه في الحصول على نافذة نطل من خلالها على بداية المنظومة الشمسية والطريقة التي تشكلت فيها الأرض في مرحلة لا نستطيع رؤيتها. هذا ما نود أن نطل عليه والقمر هو النافذة التي نطل منها.

 تركت أبولو أربعة عشر تأثير كبير فعلا، هناك ثلاثة مهمات أخرى ستتجه نحو مجالات أشد قسوة وتشويقا على سطح القمر. بدءا من أبولو خمسة عشر سيساعدنا روفر القمر من بلوغ حقول أبعد وجمع المزين من عينات ونماذج المعلومات. ستساعدنا دراسة القمر وكيفية توزيع العناصر والمعادن على سطحه في التعرف على عملية تشكيل القشرة على الأرض. سيسهم ذلك في فهم أفضل لطريقة تشكيل بعض العناصر المركزة في القشرة. هل سنقوم بما  يكفي  من رحلات قبل انتهاء برنامج أبولو؟ قد لا نفعل، فلا يمكن بلوغ قمة المعرفة. ولكن هذه على الأقل تشكل بداية رائعة.

60

منتدى علوم الفلك / الرحلة الفضائية

« في: سبتمبر 21, 2008, 12:47:30 مساءاً »

الفضاء الشاسع

استراليا هي مكان انطلاق هذه الرحلة إلى الفضاء.

من المفترض بالترحال أن يخرج الفكر من إطاره. تهدف هذه الرحلة إلى قياس الفضاء، وتحديد موقعنا، في المحتوى الأكثر شمولية: الكون.

بدأنا من أستراليا، لأنها مناسبة لمراقبة المجرات القريبة. مجرتين صغيرتين تعرفا بغيوم ميغيلان. الغيوم الصغيرة في الوسط، والكبرى على الميمنة. شهدت الغيوم الكبرى عام سبع وثمانين انفجار سوبر نوفا.

والحقيقة أن انفجار هذا المستسعر العملاق جرى قبل مائة وستين عاما. ولكن الضوء يستغرق هذه المدة كي يصل إلينا.

أندروميدا هي المجرة الأقرب إلينا، وهي تبعد مسافة مليوني عام ضوء.

على مسافة عشرة ملايين عام ضوء، تقع مجرة سيلفر كوين، وهي لولبية مثل أندروميدا، ومثل مجرتنا طريق الحليب. قد نبدو من بعيد على هذا الحال.

اللولب من فوق، مجرة إم ثلاثة وثمانين، التي تبعد أيضا عشرة ملايين عام ضوء.

نحن الآن على ضعف المسافة، ضوء هذه المجرة يستغرق عشرين مليون عام كي يصل إلينا. أما هذه فخمس وثلاثين مليون عام.

ونبعد عن مجرة سومبريرو الجميلة، أربعين مليون عام. مسافات شاسعة، ولكن كل هذه اللولبيات قريبة نسبيا إلينا.

هذه المجرة فيرغو آ، تختلف جدا، فهي بشكل كرة السلة، مجرة مستديرة، تبعد عنا ستين مليون عام ضوء. عنقود فيرغو ، هو جزء من العنقودية الهائلة التي تضم أكثر من ألف مجرة.

تتعنقد المجرات بتأثير من التجاذب المشترك.

ولكن كيف نعرف ذلك؟ كيف سنقيس الفضاء أو حتى المسافة إلى وسط مجرتنا؟

مجرتنا هي واحدة من ثلاثين في مجموعة محلية، هذه المجموعة جزء من عنقود، والعنقود هو جزء من عنقود أكبر. تشكل العناقيد الأكبر سلاسل عبر الكون. للمساعدة في بناء هذا النموذج، يستخدم علماء الفلك ما يسمونه "بالشمعدان العادي".

هناك شمعدان عادي في هذه المجرة، وميض نجمة يزداد بريقا ويخفت بشكل اعتيادي كساعة الحائط.

يسمونه ملتهب متقلب، ذلك لأن بريقه يتقلب حسب تمدده وتقلصه. هذا النجم كبير وبراق، وهو بطيء في وميضه.

ولكن هذا الملتهب، خافت وأصغر حجما، وتيرة وميضه أسرع بكثير.أي أن سرعة وميض الملتهب، على صلة مباشرة بمسافته وبريقه. إذا ما علمنا المسافة والبريق الفعلي لهذه الأجرام المجاورة، يمكن أن نحسب مسافة تلك البعيدة عنا. تلك التي تبدو خافتة، ولكنها تنبض بالوميض نفسه.

وهكذا، نعرف أن مجرة أندروميدا، تقع على مسافة اثنين فاصلة اثنين مليون عام ضوئي. وهكذا يمكن أن نقارن ملتهب في مجرتنا بآخر شبيه به هنا في أندروميدا.

ولكن التلسكوبات الأرضية تكشف عن الملتهب الذي يبعد مسافة خمسة عشر مليون عام ضوئي فقط. ما يتطلب مشاركة تلسكوب هابل الفضائي كي يراها في هذه المجرة، على مسافة خمس وخمسين مليون عام ضوئي.

وفي هذه المجرة على مسافة ثمانين مليون عام ضوئي.

خلف هذا، لا بد من اللجوء إلى نوع آخر من الشمعدان العادي. يطلق عليه علماء الفضاء لقب سوبر نوفا من النوع الأول.

وهي تحصل في نظام يرتبط بنجمتين. قزم أبيض، وهو نجمة في نهاية حياتها، وأخرى في وسط أسطوانة فلكية. تسحب المواد من شريكتها. حين يبلغ القزم حجما يوازي شمسنا بمرة ونيف، ينفجر، ضمن سوبر نوفا من النوع الأول.

كثافة البريق هي نفسها دائما. إنه الشمعدان العادي الجديد.

عبر الملتهب، نعرف مسافة هذه المجرة، ولكن بما أنها تنتمي أيضا إلى سوبر نوفا من النوع الأول، سنحصل على المسافة إلى الشمعدان العادي الجديد.

هذا الشمعدان، ذو النوع الأول من سوبر نوفا، سيساعدنا على قياس مسافات أعمق بمائة مرة عبر الفضاء.

ولكن جولتنا بالكاد بدأت الآن، عام ألف وتسع مائة وعشرون اكتشف عالم الفلك إيدوين هابل الكون المتوسع. حيث المجرات تسافر إلى الخارج في جميع الاتجاهات.

الدلائل في أنوارها، عندما تسارع المجرة في الرحيل، تميل خطوط ألوانها تدريجيا نحو الأحمر. كلما سارعت المجرة بالابتعاد، كلما انتقل لونها إلى الاحمرار. قياس اللون الأحمر، هو الوسيلة الفضلى في قياس الأشكال في الفضاء.

ما يوحي بأن المسافة إلى أقصى الحدود الكونية المعروفة، تبلغ خمسة عشر بليون عام ضوئي.

حين وضعت خرائط للفضاء في بداية الستينات، تعرف العلماء على نقاط كثيفة من ضجيج الموجات. وقد بدت هذه المصادر في التلسكوب العادي وكأنها نجوم عادية. ولكن ذلك لا يعقل، لأن لونها الأحمر يجعلها على مسافة بلايين السنين الضوئية.

إنها ليست موجات مجرية، هذا هو سانتوريس آ، وهو يطلق الضجيج، ولكنه أقل طاقة.

ولا هي مجرات سيفيرت، مصادر موجات تتميز بقلب براق.

الطاقة في السيفرت أقل بمائة مرة منها في موجات المجرات، وعلى الأقل عشرة آلاف مرة من المصادر الجديدة.

ولكنها جميعا تتلقى الوقود من ثقوب سوداء هائلة الحجم، هي تركيز هائل للجاذبية. الثقوب السوداء في المصادر الجديدة عملاقة فعلا. فهي تستهلك ما يوازي ست مائة كرة أرضية في الثانية. لهذا اكتشف علماء الفلك والراديو ما يعرف، بالنجم الزائف.

النجم الزائف هو الأكثر إنارة، وهو الأكثر طاقة في الكون، ومن بين الأكبر سنا والأبعد مسافة، بوميض هائل من اللون الأحمر.

مراقبة الأشكال والأحجام في الكون أوصلتنا إلى اكتشاف آخر. المجرات المتصادمة. هذا ما ينجم عنها. مجرة أنتيني.

تقليدهما على الكمبيوتر يوضح بأن اللولبين لا يتصادمان فعلا، ولكنهما يمران عبر بعضها البعض في الفضاء.

ينتج تفاعل الجاذبية بينهما ذيلين طويلين، وكأنها هوائيات حشرة ما.

يؤدي الاندماج إلى انفجار النجوم. فتولد كواكب أخرى، تبعد أنتيني مسافة ثلاثة وستين مليون عام ضوئي. تتوسطها، عاصفة نارية تولد النجوم.

يعمل هذا الصدام بطريقة لولبية.

مرت المجرة الدخيلة عبر الأكبر منها، فخلت بتركيبتها.

هذه صورة حقيقية لما يجري فعلا. إنها مجرة كارتويل. مهتزة بعد أن عبرتها واحدة من المجرات الصغيرة الموجودة على الميمنة.

في هذا التصادم، لا تندمج أي من المجرتين، بينما تتشكل مجرة كبرى. بعد عشرة بلايين عام، قد يكون هذا مصير مجرتنا أيضا.

عندما نصطدم، بأندروميدا.