Advanced Search

عرض المشاركات

هنا يمكنك مشاهدة جميع المشاركات التى كتبها هذا العضو . لاحظ انه يمكنك فقط مشاهدة المشاركات التى كتبها فى الاقسام التى يسمح لك بدخولها فقط .


الرسائل - انيسوا

صفحات: 1 2 [3] 4 5 6 ... 8
31
منتدى الابتكارات وتقنيات التعليم / الروبوت
« في: سبتمبر 21, 2008, 12:29:14 مساءاً »


الروبوت

منذ أن صنع أول كمبيوتر عام أربعة وأربعين، تمكنت الهندسة الإلكترونية من صناعة آلات معززة بحركات ومهارات بشرية، كما وضعت قواعد للذكاء الصناعي، والتوصل إلى عالم مواز اسمه الواقع الافتراضي، وروبوت يعتني بالأطفال وينظف البيوت ويلعب كرة القدم. هل يستغرق الروبوت كثيرا للتمتع بذكاء خاص به؟ هل سيحل الروبوت محل الإنسان؟ أم سيتمكن الذكاء الصناعي من تحويل الإنسان إلى روبوت؟ هل سنلجأ إلى عالم الواقع الافتراضي؟ هل سنبلغ حدا لا نميز فيه بين الواقع والخيال؟

يقدر عدد أنواع الروبوت المنتشرة على وجه الأرض في هذه الفترة بحوالي ستمائة وخمسين ألف روبوت. ليس هذا مجرد تقدير نسبي عشوائي، بل هو رقم إحصائي حديث. تسخر الغالبية العظمى من أنواع الروبوت المتوفرة هذه الأيام لأداء مهمات صناعية. فهي سلسلة للتركيب يسيطر عليها الروبوت ويشرف عليها الكائن البشري، تركب قطعة بعد أخرى في سيارات ذكية داخلها كمبيوتر. تطور هذه المصانع الكبرى نفسها أنواع من الروبوت كما هو حال بي ثلاثة وهو النموذج البشري الأكثر تقدما، ذات مفاصل، طوله مائة وستون سنتمترا، ووزنه مائة وثلاثون كيلو غرام. يتمتع بذكاء صناعي، يستطيع العدو والقفز وفتح الأبواب، وتشغيل جهاز ما، والمشاركة بألعاب الطاولة. إلى أي حد يستطيع الوصول؟

جاك أتالي:

سنرى ظهور أشياء أشد ذكاء مع الوقت، منح الأشياء ذكاء صناعي يعني السماح لها بتقدير محيطها، والتنبؤ به والتعامل معه، حتى جعلها أشياء تستطيع التعرف على مالكها. يمكن أن نرى ذلك في ألعاب يابانية بسيطة تعرف باسم تماغوشي، وهي نموذج عما سيأتي لاحقا. سنحصل على سيارات تتأقلم مع تصرفاتنا، سنحصل على ثلاجات ولوازم ذكية أخرى لحياتنا اليومية تصنع حسب طلب المستهلك، ما يخلق نوعا من الاستمرارية بين الحيوان الأليف والسلع الاستهلاكية. هذا هو الهدف من الذكاء الصناعي وهو ما ينفع للاستعمالات الفردية، الهادفة لإرضاء المستهلك.

يسعى علماء جامعة أليكاتي إلى تعزيز قدرات الروبوت على توجيه نفسه بنفسه، من خلال تطوير جهاز إنذار يعتمد على موجات ما فوق الصوتية ليمكن الآلة من التنقل بعد تصنيف الأشياء التي تجدها في طريقها. ما زال هذا المشروع في طور التجارب، ومن المفترض أن يمنح الروبوت قدرة التوجيه اللازمة لتنقلها ذهابا وإيابا في أي منزل، دون اصطدامها بالأثاث أو الجدران أو الأفراد.

فرانسيسكو اسكولانو:

يستطيع الروبوت تقدير ما حوله على مسافة خمسة أمتار، ولا يستطيع رؤية ما هو أبعد من ذلك. الهدف من إضفاء الرؤية الصناعية على هذا النظام هو السماح له بتعزيز الإنذار الصوتي أو أن يحل محله. تساعد الرؤية على تحسين جودة الحركة في الروبوت المتحرك لأنه يمنح مساحة أكبر بين الروبوت والعوائق بالمقارنة مع الإنذار الصوتي الذي يقتصر على خمسة أمتار. مشكلة المعلومات البصرية هي أنها مكثفة جدا، كما لا يهتم الروبوت بكل الصور التي يلتقطها، لهذا لا بد من تصميم وسيلة لتصنيف المعلومات، تميز ما هو هام للروبوت مما هو عديم الأهمية. على سبيل المثال في مهمات التقاط الأشياء لا بد من تمييز الأشياء مما حولها. وهكذا يركز الروبوت اهتمامه على هذه المنطقة من الصورة، ويرسم تحركاته ضمن فترة زمنية معقولة.

يسعى العلماء في أرجاء العالم إلى تطبيع المهارات والحواس والقدرات البشرية على الذكاء الآلي. كالبصر والسمع واللمس وردود الفعل، التي تمكن حتى من تطوير أنشطة رياضية خاصة بالبشر. تعتبر هذه نتائج خط الأبحاث المفتوح في العالم حول الذكاء الصناعي، وهو مجال ما زالت حدوده ونتائجه مجهولة حتى الآن. أما الآن فقد أطلقت في الأسواق بعض الاختراعات التي صنعت لتقديم الخدمات لكل من يستطيع تغطية نفقاتها.

كيفين وارويك:

أعتقد أننا سنتمكن في المستقبل من رؤية الروبوت في مزيد من المنازل. نرى اليوم روبوت في الغسالات والمكانس وأعتقد أننا سنرى في المستقبل القريب سنرى روبوت صغير يتنقل في البيوت لمساعدتنا في الواجبات المنزلية كالتنظيف وحتى الحراسة الأمنية.

إذا أخذنا حقيقة الروبوت بعين الاعتبار نستطيع إطلاق تسمية روبوت على أي آلة، فالسيارة مثلا تعتبر روبوت وحتى الأبنية المتفاعلة. لهذا أعتقد أننا سنعتمد على مزيد من التكنولوجيا والروبوت، يتحرك بعضها بطريقة كالتي نراها في الأفلام الخيالية، ولكنا سنجد روبوتا يعتمد على تفكيره الذاتي واتخاذ القرارات بنفسه.


لا حدود تقيد تطبيقات هذا الروبوت، مع توسيع قدراتها للتواصل مع البشر يوما بعد يوم. يتم اليوم في جامعة ريدينغ تحسين آلة ذكية للعناية بأطفال يعانون انطواء في الشخصية.

كيرستين داوتينهين:

نحن أمام هدفين محددين، يكمن الهدف الأول في دراسة المضامين العامة للتفاعل بين الروبوت والإنسان، أما الهدف الثاني فهو بعيد المدى، يكمن في مساعدة أطفال يعانون من انطواء الشخصية في التواصل مع العالم. نسعى في نهاية المطاف إلى جعل هذا النظام قابل للاستعمال في المدارس، ليستعين به الأساتذة كأداة عمل لمساعدة هؤلاء الأطفال.


لا تقتصر صناعة الروبوت مجال عملها على صناعة آلات تحاكي الكائن البشري. يمكن للحيوانات الأليفة الآلية أن ترافق وحدتنا في القريب العاجل فالكلاب والقطط وحتى العناكب الصغيرة ستقوم بمرافقتنا، وتتولى الحراسة المنزلية، وتلعب دور الكمبيوتر المتنقل. هذا دليل آخر على قدرات التسويق الهائلة التي سينعم بها الروبوت خلال العقد الأول من الألفية الثالثة. أما البدائية التي تتصف بها اليوم تنجم عن أنها في مرحلة تجريبية بعد.

يخصص العديد من البلدان قيمة أكبر من إنتاجها الداخلي العام لأبحاث الكمبيوتر. ما زالت اليابان والولايات المتحدة تتصدران صناعة الروبوت في العالم، تتبعهما بعد ذلك سويسرا وفرنسا وإيطاليا. أما إسبانيا فتحتل المرتبة السادسة بين البلدان الأوروبية.

يعمل كيفين وارويك باحثا في جامعة ريدينغ البريطانية الشهيرة، وقد كرس حياته لتطوير آلات التواصل مع الأشخاص، بالإضافة إلى فهم القدرة البشرية على التفاهم مع الذكاء الصناعي. وقد بلغ به الأمر أن زرع تشيب مجهري، تحت جلده.

كيفين وارويك:

أثناء التجارب على عديمي الصبر التي جرت في العام الماضي زرعت تشيب سيتيك مجهري كهذا تحت ذراعي الأيسر، وقد تمكنت بهذا الشيب من التفاعل مع كمبيوتر المبنى الذي يلقي علي تحية الصباح عند الدخول، ويشعل الأنوار ويفتح أبواب المختبر. كان يعرف جيدا مكان تواجدي في كل لحظة. نعمل الآن على القيام بعملية زرع مشابهة للجهاز العصبي يستقبل إشارات الإشارات الإلكترونية للدماغ وينقلها إلى الكمبيوتر، ومنه ثانية إلى الجهاز العصبي. أعتقد أننا في المستقبل نستطيع زرع أشياء كهذه في المستقبل ولا شك أننا سنتمكن من التواصل مع الآلات من خلال لحركة. يمكن نقل أي إشارة إلكترونية من الدماغ إلى الكمبيوتر بتحريك اليد أو الأصابع. لن نحتاج إلى مفاتيح الكمبيوتر، يكفي عند ذلك تحريك الإصبع لقيام الكمبيوتر بما نريده. كما يمكن الوصول إلى ما هو أبعد من الصلة بين أفكارنا ولكمبيوتر عبر الإنترنت. إذا اعتمد أشخاص آخرون على الزراعة نستطيع التفكير ونقل هذه الإشارات عبر الإنترنت وتفريغها في الجهاز العصبي لشخص آخر.

أي أننا نعمل في القرن الحادي والعشرين على دراسة إمكانية التواصل مع أشخاص آخرين من خلال التفكير وحده. لن نحتاج بعدها إلى أجهزة الهاتف، سنتمكن من التواصل بمجرد التفكير بالشخص الآخر.


الذكاء الصناعي هو من مجالات المعلوماتية التي تحاول بهذه الطريقة تصميم أنظمة تحاكي أو تقلد الذكاء البشري. تعود جذورها إلى عقد الخمسينات، مع توسع المعلوماتية والتوصل إلى الكمبيوتر الرقمي. لا حدود لهذه التطبيقات في المستقبل، علما أننا اليوم نعتم على أولى النماذج في مجالات متنوعة.

فريديريك باربر:

أخذوا مثلا يصنعون أنظمة استيعاب، أي أنها تستطيع التعرف على الكلام، وأخرى تستطيع صياغة الكلام الطبيعي، وأخرى قادرة على ترجمة. أعني أن المرء يستطيع اليوم الذهاب إلى فندق ليجد فيه جهازا يدرك اللغة التي نتحدث بها، ويترجمه إلى لغة يفهمها عامل الفندق.

كريستين داوتناهن:

أعتقد عموما أن هناك إمكانية كبيرة لتطبيق الأنظمة المستقلة وتكنولوجيا الحياة الصناعية في التأهيل والتعليم. أعتقد على سبيل المثال أنه من المهم جدا في مجال التأهيل الانطلاق من وقائع يعامل فيها الأفراد كأشخاص وليس كآلات. لهذا نحتاج إلى روبوت، وهو آلة قادرة على التأقلم مع البشر وتتودد إليهم. أذكر هنا أن تكنولوجيا المعلومات فرضت ومنذ زمن بعيد على الإنسان أن يتأقلم مع الآلة لاستخدامها.

فيديريكو باربر:

ماذا نتوقع من المستقبل؟ نتوقع تقاربا أكبر في الأنشطة البشرية. أي أن لدينا هدفا محددا وهو محاولة محاكاة وتقليد هذا الأداء الذكي. سنتقرب من ذلك شيئا فشيئا، مع أننا عند بلوغ ذلك لن نتمكن من تقليد الكائن البشري بالكامل، لهذا سنتمكن شيئا فشيئا من التقاط المزايا، وتحسين الأنظمة وجعل الأنظمة الذكية التي نعدها تعكس المزيد من الذكاء تدريجيا.

كيفين وارويك:

لأدمغتنا رؤية محدودة للعالم، فمن خلال الذكاء الصناعي للآلة لن تبقى هذه الرؤية بسيطة ومحددة، لهذا لا أرى أي مانع من حصولنا على أدمغة صناعية أكثر إلماما من الدماغ البشري. يمكن اعتبار الدماغ البشري الآن بهذا الحجم الصغير بالمقارنة مع الدماغ الصناعي الذي هو أكبر بكثير. كما يستطيع الدماغ الصناعي التفكير بأبعاد كثيرة، وهو يشمل عدد كبير من الوجهات المختلفة، كما فوق الصوتية وأشعة ما فوق البنفسجية وأشعة إكس التي يعجز الإنسان عن استيعابها. لهذا أرى في المستقبل أننا سنعتمد على ذكاء صناعي سيكون أشد قوة وأوسع قدرة من الذكاء البشري.


يعتبر الواقع الافتراضي مفهوم حديث نسبيا ومع ذلك فقد ترسخ في الوعي الاجتماعي كشهادة للمستقبل، وتنبؤ بمستقبل يثير القلق ورد في علم الخيال وحده. مع بداية عقد الثمانينات ثبتت فعالية هذه التكنولوجيا الجديدة، فتم استخدامها كالعادة في المجال العسكري أولا، حيث شيدت أولى قمرات التحليق الافتراضي.

قلدت من خلالها ظروف الطوارئ دون تعريض الطيار أو الطائرة للخطر. استخدمت في ذلك أجهزة توجيه هي نسخة طبق الأصل عن تلك الحقيقية، وهي تتنوع حسب النماذج والأحجام. وهكذا يحاط الطيار بأجهزة ثلاثية الأبعاد أعدها الكمبيوتر ليصبح قادرا على التحرك في العالم الافتراضي، ويتحكم في العالم المرئي من زوايا متنوعة، ويحدد مسار التحليق، ويزيد ارتفاعه أو انخفاضه، بالإضافة إلى الصعود والهبوط بما يعنيه ذلك من نسبة خطورة أعلى.

أدت فعالية هذا النظام إلى تطبيقه في مجالات أخرى تتطلب تدريبات محددة لقيادة وتوجيه الآليات الخطيرة.

منويل بيريز:

نحن الآن في جهاز مشابه لإحدى الرافعات في ميناء فالينسيا. يعتمد هذا المقلد مبدئيا على نفس التكنولوجيا التي يعرفها الجميع في مجالات أخرى كالعسكرية والخاصة بالطيران وغيرها، فهو يحاول من جهة إثارة المشاعر الحقيقية، والحوافز الديناميكية التي يتلقاها العامل العادي في هذه الرافعات، كما يحاول الإيحاء بالواقع البصري الذي يراه عامل الرافعة أثناء العمل. يجتمع هذا كله ويمتزج ليتمكن إلى حد ما من خداع شخص ما ليندمج في عمله وكأنه في غرفة تشغيل رافعة حقيقية، ويستمر في تلقي معلومات حول التشغيل وكل ما يتعلق باحتمالات الخطورة وغيرها. أي أنه يشتمل على جميع قدرات التقليد، ويتمتع بأقل قدر من الخطورة، نتيجة عدم وجودنا في العالم الواقعي، وإذا ما انقطع سلك ما في الرافعة لن يؤدي إلى مقتل أحد.

ماركوس فيرنانديس:

هناك تطبيقات في مجال الهندسة كما قلنا وخصوصا في تصميم السيارات وتحديد الأبعاد في مجالات البناء. كما بدأ في المجال الطبي إجراء بعض التطبيقات المتعلقة في التدرب على العمليات من خلال ما أخذ يعرف الآن بالعمليات الافتراضية.

كيفين وارويك:

يعتبر هذا بالنسبة لي واقعا في وقت محدد جدا، نظرا للطريقة التي نبحث من خلالها مسألة زرع صلة وصل بين جهاز الأعصاب والكمبيوتر، هذا ما يجعل الواقع الافتراضي تكنولوجيا قديمة لأنها في الواقع لم تعد ضرورية. إن كان لدينا كمبيوتر على صلة مباشر بالدماغ، سنتمتع بكل قدرات الذاكرة وكل الحسابات اللازمة وافتراضية الكمبيوتر على صلة مباشرة بنا. لهذا لن يلزمنا ما يعرف اليوم بالواقع الافتراضي بالخوذة والجهاز الصوتي، بل سنكون على صلة مباشرة بالكمبيوتر.

كان الشبان من أوائل الذين تقبلوا بحماس هذه التكنولوجيا الجديدة. تعتد مدينة لندن بمجموعة كبيرة من قاعات الترفيه التي تحتوي على أحدث نماذج ألعاب الكمبيوتر، وهي كي تحقق النجاح في أوساط الشبان من الزبائن، تعتمد بالضرورة على تكنولوجيا الواقع الافتراضي أيضا. انطلاقا من التقنية المستعملة في أجهزة تقليد الطيران تمنح هذه الآلات مشاهد ومؤثرات ثلاثية الأبعاد، يتغلب عليها المتسابقون ببراعة المثابرة. يمضي الكثيرون منهم ساعات طوال في محاولة للتحكم بالألعاب، والتفوق على الأرقام القياسية التي توصل إليها خصومهم. قدرة الجاذبية والترفيه التي تميز هذه الألعاب الافتراضية فسحت بالمجال أمام أولى حالات الإدمان بين الشبان، كما هو الحال في وسائل إلكترونية أخرى كالتلفزيون الذي يواجه خصما قويا.

ماركوس فيرنانديس:

لا يمكن اليوم المنافسة مع الترفيه الذي يمنحه التلفزيون، لأن كلفة الأجهزة الافتراضية عالية جدا. صحيح أنها متدنية الجودة ولكن لا شك أنها إذا حصلت على نوعية عالية لا شك أنه سيصبح بديلا لأي وسيلة ترفيه أخرى بما في ذلك التلفزيون. وبما أن التلفزيون يمكن أن يسبب الإدمان فإن الواقع الافتراضي يمكن أن يسبب الإدمان أيضا على اعتبار أن المستهلك يمضي ساعات طويلة أمام الكمبيوتر كما يحدث اليوم في ألعاب الفيديو. ستنجم عن ذلك مشكلة اجتماعية يجب معالجتها، بما أن اللاعب أشد عرضة للمخاطرة على الإدمان من ذلك الذي يقوم بدور المشاهد فقط.


ولكن استعمال الجيل الأخير من ألعاب الفيديو لن يقتصر إلى نتائج ضارة فحسب، بل يمكنه أن يفيد الأشخاص الذين يواجهون مشاكل في علاقاتهم الاجتماعية والتمتع بحياة طبيعية. قامت مجموعة من شركات المعلوماتية في اسبانيا بإنشاء ما يعرف بعالم النجوم، وهو مساحة افتراضية يتقاسمها أطفال اضطروا بسبب المرض للبقاء في المستشفيات.


يستطيع الأطفال المرضى الدخول إلى أربعة عوالم افتراضية من غرفهم، هي عوالم للترفيه والتعلم والتواصل مع أصدقاء آخرين في اللعبة مهما كانوا بعيدين عنهم. يتعارفون قبل اللعبة عبر اتصال من خلال نظام التحادث بالفيديو، ينقل الصورة والصوت في آن معا عبر كاميرا صغيرة تصور المشاركين باللعبة، التي يستكشفون من خلالها مغر تحت الأرض، ويبحثون عن الكنوز، ويتعلمون أسماء الحيوانات والنباتات، ويتعارفون ليصبحوا أصدقاء من خلال الإنترنيت. يتواعدون ويتقاسمون أوقات الفراغ في أماكن مشتركة بعيدان عن جدران غرفهم. يتحدون بعضهم بعضا في الألعاب، ويتنافسون ويضحكون ويواسون بعضهم. يتمثل كل منهم في مساحة افتراضية تتسع فيها دائرة الواقع. تتقدم التكنولوجيا بسرعة هائلة، وتقترح تحديات جديدة، ومزيد من الإثارة، هو عالم افتراضي يستضيف الكائن البشري كمدعو يتمتع بكامل السلطات، لهذا يرى المتحمسون للكمبيوتر آفاقا لا حدود لها.

ناديا ماغنينات:

هناك إمكانية للعيش مع الصور الافتراضية، كما هو حال السايبر دانس، أي رقص الكمبيوتر، حيث نسعي للرقص مع رقاصين افتراضيين دون إتقان الرقص في الحياة الواقعية. ما يعني الحصول على أنواع التجارب الجديدة في الواقع الافتراضي، والتي يصعب الحصول عليها في الواقع الحي، كتعلم الرقص والغناء، كل هذا ككائن افتراضي. وهكذا ستزيد قدراتنا الخاصة للعيش في الواقع الافتراضي.

تتم في جينيف مجموعة من التجارب التي تمكنت من بلوغ استنساخ افتراضي، وهي نسخة على الكمبيوتر تترابط عبر الأسلاك لتكرر جميع الحركات على شاشة وكأنه ظل على الكمبيوتر. يتم في نفس الوقت على تحسين هذه الصور الإلكترونية التي تؤدي إلى هذا الشعور بالانسجام. ما زالت الخوذة الافتراضية تمنح مساحة محددة جدا من الرؤية التي تتعب البصر.

ماركوس فيرنانديس:

يجب أن يركز البصر عادة على على مسافة قريبة وعندما يركز المرء على هذه الصورة لأكثر من خمسة عشر دقيقة يبدأ شعوره بالتعب. لهذا تتم الآن مجموعة من الأبحاث في مجال الأنظمة المتعلقة بالخوذة، بالإضافة إلى التركيز على المناطق والقدرة على القيام بذلك عبر مسافات مختلفة، يتم إدخال أنظمة توجيه شبكية جديدة، تساعده حتى على تفادي استعمال هذا النوع من الخوذات. أما في مجال التوصل إلى الصور المحددة، فيتم التقدم أكثر وأكثر في سبل التحضير وقواعد الصور المستخدمة ، لهذا تزداد الملامح مصداقية مع الوقت.

يتوقع الخبراء أن يصبح استخدام الخوذة الافتراضية سيعني التخلي عن المفاتيح التقليدية بعد أقل من عشر سنوات. هذا النظام الثوري سيساعد المستهلك في التفاعل مع الكمبيوتر بطريقة كاملة من خلال أداة تجمعه بكمبيوترات أخرى، تمثل بدورها أشخاص حقيقيين آخرين يتبادلون الأفعال والأحاسيس.

ماركوس فيرنانديس:

إذا استطاع هذا النوع من الأنظمة فرض نفسه على العوائق التكنولوجية المتعددة المتوفرة اليوم لا شك أنه سيصبح بالإمكان استخدام الواقع الافتراضي في أي شيء تستخدم فيه اليوم أنظمة أخرى تتطلب كما شرحنا سابقا التواجد في أماكن محددة، كالقيام برحلات افتراضية والمشاركة في حوارات الفيديو بمستوى أعلى من الانسجام مع المحيط المطلوب زيارته أو الاجتماع المطلوب حضوره.

ناديا ماغنينات:

أعتقد أن المهم هو أن يتواصل شخصانفيما بينهما عن بعد. على سبيل المثال أن يكون شخص في إسبانيا والآخر في نيويورك ونحن في جنيف ونستطيع إجراء اتصال شبكي مباشر من خلال كاميرا كالتي نراها هنا، وأن نستطيع التفاعل جماعيا من خلال الواقع الافتراضي. لا يكفي النظر إلى الشاشة، بل من الضروري في المستقبل أن يتم الاتصال بأي شخص على هذا الكوكب من خلال عالم افتراضي مشترك.


تعد التنبؤات المستقبلية التي يعلن عنها الخبراء بالوصول إلى عالم افتراضي سيقوم سكان القرن الحادي والعشرين بأقلمته مع ما يسمى بالعالم الافتراضي، حتى بلوغ مرحلة يتنافس فيها كل منهما مع الآخر. ما يعني إدراك الإنسان المستقبلي سيتحرك بمقاييس ثلاثية الأبعاد، وسيتعزز من خلال اتصالات الكمبيوتر، حتى بلوغ عالم من التحكم الآلي يلعب الإنسان فيه دورا رئيسيا يسيطر من خلاله على الشخصيات والأماكن بطريقة قلما تحدث في العالم الواقعي. وسيضمن أيضا التحكم بالروبوت وأشكال أخرى من الذكاء الصناعي، تشكل إبداعات إلكترونية في خدمة المشيئة البشرية. سنجد عمالا من الكمبيوترات في خدمة مالكيها يجعلون حياتهم أسهل وأكثر أمانا، سنترك للمستقبل أن يؤكد أو ينفي هذه الآمال والتمنيات بعالم سعيد، ما زال يثير الشك والريبة.

32
أسس هندسة كهربائية و الكترونية / التكنولوجيا النوويه
« في: سبتمبر 21, 2008, 12:24:21 مساءاً »

التكنولوجيا النوويه

سنتحدث في هذه المادة عن عمليات المفاعل النووي، والوقاية في محطات الطاقة النوويه، كما والتعامل مع نفايات الاشعاعات النشطه.

هل تعلم ان تاريخ المفاعل النووية على الارض يعود الى الاف السنين؟

تم اكتشاف ذلك من خلال عالم فرنسي ، كان يحلل اليورانيوم، في منجم افريقي.

التطور الجيولوجي، وظهور الاوكسجين، ساهما في خلق هذا التفاعل الطبيعي. عميقا، في طبقات الارض السفلى، وبعد فترة زمنية طويله، تمكن الانسان من تكرار التجربه.

في الاربعينات، كان النفط، والفحم الحجري ، والمياه الجاريه. تمول العالم بالجزء الاكبر من الطاقة الكهربائيه. الا ان خرج مصدر طاقة اخر من المختبرات الفيزيائية ليصبح مصدر الطاقة الاهم. انه الطاقة النوويه.

المفاعل النووية الاولى التي كانت تعرف بالمفاعل الذريه. لم تمول بالطاقة الكهربائيه. الا ان هذه المراكز البسيطة ساعدت على اكتشاف سر الظاهرة النوويه، كما علمتنا السيطرة عليها ايضا. وبعد فترة وجيزه اخذت مباني الاسمنت والحديد الضخمة التي تأوي المفاعل النووية ترتفع عاليا.

هناك عدة انواع من المفاعل النوويه. اكثر المفاعل شيوعا في انحاء العالم هي التي تعتمد على ضغط الماء، والتي سنتحدث عنها اليوم. يعتمد هذا النوع من المفاعل على المباديء ذاتها كباقي المفاعل الأخرى. وهو مبدأ بانقسام الذره، وهي ميزة بعض الذرات، التي تولد طاقة هائلة عند انقسامها.

تتألف جميع الذرات من نواة، محاطة بغيمة من الالكترون. تتشكل النواة من نوعين اخرين من الجزيئات. بأعداد مختلفه، وهي النترون، والبروتون. تتماسك هذه الذرات مع بعضها من خلال قوة هائله يسميها الفيزيائيون: طاقة التماسك.

تستقر جميع نواة الذرات في الطبيعة، فالرصاص ، يبقى دائما رصاص.

الا ان هناك نواة ذرة واحده، واحدة فقط، قابلة للانقسام نتيجة الحركة البطيئة لنتروناتها والتخلي عن جزء من طاقة التماسك لديها. انها نواة اليورانيوم 235.

يرمز الرقم 235 الى عدد البروتونات والنترونات التي تتشكل منها النواة. هناك عناصر اخرى من صنع الانسان كحال البلوتونيوم 239، القابلة للانقسام ايضا.

انقسام نواة اليورانيوم 235 لا يتم عشوائيا. لأنها كي تنقسم، لا بد ان يصطدم نيترون جديد بنواة اليورانيوم. عندها تنقسم النواة. فتحرر الطاقة، بصحبة اثنين او ثلاثة نترونات اخرى.

يمكن لهذه النترونات ان تصطدم اثناء تحليقها بنواة اخرى لليورانيوم 235، ما يؤدي الى انقسام اخر، يطلق العنان لمزيد من النترونات والطاقة وهكذا دواليك. هذه هي التفاعلات المتسلسلة الشهيره التي تصدر الطاقة في المفاعل النوويه.

لتسهيل التفاعل المتسلسل، تستخدم مفاعل المياه المضغوطة وقودا، من خلال عملية معقده، لزيادة كمية اليورانيوم 235. ما يغني اليورانيوم.

يتشكل اليورانيوم 235 بشكل رئيسي من اليورانيوم 238، وهي ذرة غير قابلة للانقسام. اذا تم تصفية اليورانيوم الطبيعي سيبقى منه ذرات اليورانيو 235 وحدها. فيتم التفاعل المتسلسل دون مصاعب.

تنطلق النترونات المحرره بسرعة هائله، لدرجة ان احتمال اصطدامها بنواة اليورانيوم ضئيلة جدا.

لتعزيز احتمالات الاصطدام. لا بد من التخفيف من سرعة النترون. يتم ذلك من خلال معدل، يتشكل من مادة تقلل من سرعة النترونات دون ان تمتصها. في مفاعل مائي متخصص، تلعب الماء دور المعدل.

يتم التفاعل المتسلسل في حجرة المفاعل. حيث يتم تعبئة خزان حديدي بالمياه المضغوطه.

الوقود على شكل بطاريات مغطاة بغلاف معدني تسمى بالاقلام. وتمر المياه عبر الاقلام، وهي تبطيء سرعة النترونات التي تنتقل من قلم الى اخر، لتبدأ بذلك عملية تغاعل متسلسل بالاعتماد على الذات.

مرور المياه عبر حجرة المفاعل لا يجعلها تعمل فقط كمعدل، بل تمكن من السيطرة على حرارة الحجره، وتحفظها من السخونة الزائده. هذه المياه التي تسمى ايضا بالمياه الاساسيه، تقوم بوظائف اخرى، عند سخونتها تمر عبر انابيب داخليه، تخص مولد البخار، الذي تدور حوله المياه ايضا. يتم اخلاء المياه التي تدور حول انابيب البخار الى مستوعب اخر، لتسخينه. ثم يخضع البخار الناجم عن هذه العملية لمضخات هائله متصلة بمحولات، تقوم بتحويلها الى كهرباء.

ولا يتم اخراج البخار الى الجو، بل يتم تركيزه في مستوعب على صلة بدائرة ثالثه، هي دائرة التبريد.

عادة ما تؤخذ المياه الباردة لهذه المفاعل من البحر او من المياه الجارية لتمويل جميع الدورات، تعود المياه من كل دورة الى حيث بدأت. مياه التبريد الى البحر، ومياه المفاعل الثانوي الى مولد البخار، ومياه البحر الى حجرة المفاعل.

هذه الدوائر الثلاث تتبادل الحراره، ولكن بظروف غير طبيعية، ابدا.

يقلل ذلك من احتمالات تلوث البيئه، بما ان المياه الرئيسيه، التي لها صلة بعناصر الوقود، تتعرض وحدها لأشعاعات نشطه.

لا يتم مزج الاشعاعات النشطه بالمياه الثانوية الا في حال التسرب.

للطاقة النووية عيوبها. الا انها من حيث الكفاءه، لا مثيل لها، لان فعالية غرام واحد من اليورانيو 235، تنتج من الطاقة ما يوازي طنين من الفحم الحجري، تحرق في محطة وقود تقليديه.

اجراءات الحماية في محطة المفاعل النووي، تطرح تحديات كبيره، فلا يمكن اتمامها الا من خلال مضاعفة الحواجز بين المغاعل النووي، والبيئه.

هيروشيما ، السادس من اب، من العام 1945. في ذلك اليوم، اكتشفت البشرية القوة المخيفة للسلاح الذري.

ولكن لحسن الحظ ان علماء الفيزياء تعلموا كيفية استخدام الطاقة النووية للاهداف السلميه.

يتبين ذلك بوضوح، عندما نعرف ان المفاعلات النووية تؤمن عشرين بالمئة من الطاقة الكهربائية المستخدمة في العالم.

وكانت تأثيرات هذه المفاعل على البيئة عموما بأقل ما يمكن.

هناك حالات شاذة بالطبع، كالحادثة المريعة في تشيرنوبل.

لا يمكن ان ننكر بأن هذا الحادث جعل المحطات المتعددة الاخرى تعتمد مجموعة من اجراءات السلامة والتقنيات المكلفه.

تعتمد السلامة في محطات المفاعل النوويه، على مبدأ الوقاية المسبقه.

يعمل هذا المبدأ علىاتخاذ الاجراءات اللازمة للوقاية من احتمال تلويث فريق العمل. والبيئة، او السكان.

تكمن احدى السبل المتبعة بالمراقبة الدائمة، بالتأكد مما قد يحصل قدر الامكان. بين مستوعبات المياه وحجرة المفاعل من جهه، والعالم الخارجي من جهة اخرى. لمساحات المياه المضغوطة ثلاثة حواجز محدده. وهي مغلفة ببعضها كلعبة ماتريوشكا.

يتكون الحاجز الاول من صفائح معدنية معزولة من الهواء. تقفل على مواد الوقود.

الحاجز الاخر هو مستوعب حديدي بسماكة عشرين سنتمترا على الاقل. يمتليء هذا المستوعب بالمياه ويقفل بأحكام تام، لتخزين اقلام الوقود.

يتألف الحاجز الثالث من جدار بسماك متر من الاسمنت. يعرف بمبنى المفاعل.

صمم مبنى المفاعل لتحمل الحوادث الكبرى. كأصطدام الطائرات او الهزات الارضية الكبرى.

يؤكد الخبراء ان هذه الحواجز كفيلة بألغاء جميع احتمالات تلوث البيئه.

كي تتمكن العناصر الاشعاعية النشطه من الخروج من هذه الحواجز الثلاث، لا بد ان تتسرب في الوقت نفسه عبر الحواجز الثلاث، ما يصعب ان يتم ذلك، كما لم يحدث يوما.

عادة ما ينتج عن محطة المفاعل النووي بعض الترسبات الاشعاعيه. الا ان هذه الاشعاعات التي في الماء تتعرض للتكرير، ويتم السيطرة عليها قبل اعادتها الى البيئة من جديد.

تتخذ في المحطة عدة اجراءات للتأكد من ان فريق العمل يحظى بالوقاية اللازمه. فمن لوازم السلامة ان يخضع الموظفين الى مراقبة دائمه للتعرف على مستوى الاشعاعات لديهم.

الا ان المفاعل النووية لا تعني مراقبة العاملين فيها والتأكد من حماية البيئه فقط، بل تعني ايضا، العمل على الغاء احتمالات وقوع حوادث جديه.

للقيام بذلك، لا بد ان تعتد المفاعل بأجهزة تبطيء او توقف التفاعل المتسلسل.

توضع اسطوانة للتحكم في حجرة المفاعل، وعلى اعماق مختلفه، وهي تمتص النترونات التي عادة ما تضمن استمرار التفاعل المتسلسل، وهكذا يمكنها ان تبطء التفاعل، او ان توقفه تماما.

يمكن ان يتوقف المفاعل اوتوماتيكيا، او باليد من غرفة التحكم.

اذا ما فشلت اسطوانات التحكم في القيام بواجبها، من المحتمل ان تفقد السيطرة على عملية التفاعل المتسلسل. فتقع الكارثه.

كارثة اخرى قد تقع اذا توقفت المياه عن تبريد المفاعل، او ان تكف عن الدوران فجأة.

من المحتمل في حالات كهذه، ان ترتفع درجة الحرارة الى مستويات خطيره. ما يذيب معدات القاعه.

وهذه اسوأ كارثة يمكن ان تقع في هذا النوع من المحطات.

لان مياه المستوعبات في المفاعل تبدأ في الغليان، ما يؤدي بحجرة المفاعل الى الانفجار. فتقفل القاعة بكاملها. وقد حدث ذلك في الولايات المتحد، ولكن لحسن الحظ لم تخرج الاشعاعات النووية الى البيئه.

هناك تقنية واعده تكمن بأنشاء نظام مشابه على الكمبيوتر. لدراسة ما يمكن ان يحدث في مفاعل نووي عند وقوع الكوارث. يدرس هذا النظام في فترة قصيره، ما قد ينجم عن المفاعل في كل انواع الحوادث. يمكن دراسة عدد من انواع الحوادث في غرفة المراقبه. كالتسرب مثلا او اخفاق احدى المراحل.

الشاشة الاخرى المعروفة بمحطة التربيه، تجعل من الممكن ان نرى وبشفافيه، جزءا من مجمل المفاعل، كما ومراقبة الظواهر الفيزيائية التي تحصل بداخله.

من غرفة التحكم يمكن القيام بمحاولات للسيطرة على الامور تماما. كأن يتم مثلا، الحفاظ على درجة الحرارة ومستوى الضغط في المفاعل ضمن فترة امنه.

هذا النوع من الاجهزة يمكن العلماء من الحؤول دون وقوع اي نوع من الكوارث.

تطرح الكثير من البلدان التي طورت صناعتها النووية سؤالا حول يومية حساسه : كيف يمكنها التخلص من اطنان النفايات الاشعاعية التي تستمر بالتراكم؟

تم اكتشاف الطاقة النووية قبل بضعة عقود فقط. ومع ذلك فأن فوائدها لا تحصى ولا تعد. وهي حتى اليوم ، افضل اشكال الطاقه.

الا ان الصورة ليست رومانسية بالكامل، كجميع النشاطات الانسانية يصدر عن الطاقة النووية نفايات. وحتى يومنا هذا ما زالت مشكلة النفايات النووية غير قابلة للحل. ما يجعلها بالغة الخطوره، بسبب اشعاعاتها النشطه. يصبح الجسم نشطا اشعاعيا حين لا تكون ذراته مستقره.

كي تعود الى استقرارها، تتخلص الذرات من اشعاعاتها على شكل ذرات من الطاقه.

الاشعاعات ضارة جدا بجميع الكائنات الحيه. وفي مستويات محدده يمكنها ان تؤدي الى السرطان وفقدان المناعة مثلا.

لحسن الحظ العناصر الاشعاعية النشطة ليست خالده. بأطلاقها الاشعاعات تتحول الى عناصر جديدة تخمد اشعاعاتها النووية بالكامل اخيرا.

الوقت الذي تحتاجة الاشعاعات في عنصر محدد كي تقل الى نصف ما كانت عليه في بداية الامر نتيجة تحلل الالاشعاعات يعرف بنصف الحياة.

يتنوع نصف الحياة كليا. اذ انه يتراوح بين اجزاء من الثانية او بضع بلايين السنين. العناصر الاكثر خطورة تتمتع بحياة وسيطه، فنصف حياة الايادون 131مثلا هي ثمانية ايام، اما البلوتونيوم 239، فهي 24 الف عام.

تنص القاعده على ان عنصر التفاعل النشط يتدنى تدريجيا. وتؤكد التقديرات ان بعض العناصر تحتاج لاثني عشر نصف حياة كي لا تسبب تهديدا فعليا.

هناك عدة انواع من النفايات النوويه، وهي تعتمد على اصولها ونشاطيتها.

للجزء الاكبر منها نشاطية قليلة او محدوده كما انها لا تعيش طويلا. فهي تتضمن مثلا الملابس والقفازات، او اللمبات وسبل العلاج.

رغم انها تمثل 95 بالمئه من مجموع النفايات النووية الكامله، الا ان هذه النفايات تبث اقل من واحد بالمئه، من مجموع الاشعاعات النشطه.

لم يعد التعامل معها يسبب المشاكل. اذ يمكن تخزينها مثلا في مستوعبات من الاسمنت، بحيث تستقر بما يشبه المقابر .

النفايات النووية التي تسبب اعلى نسبة من القلق هي تلك التي تحتوي على اعلى نسبة من الأشعاعات. تمثل هذه اقل من واحد بالمئه من مجموع النفايات النوويه، الا انها تصدر اكثر من تسعة وتسعين بالمئة م الاشعاعات الذريه. كما ان حياتها تقدر بعشرات الالاف من السنين.

تأتي هذه النفايات بشكل رئيسي من الوقود المستهلك في محطات التوليد النوويه. فالوقود بهذه المحطات قلما يستخدم لاكثر من اربعة سنوات، حيث يكف عن العمل بفعالية فيتم تغييره.

تكمن المشكلة في التخلص من مستوعبات الوقود المستهلك. تقوم بعض البلدان بأخضاعها لعملية تعبئة وتكرير.

الوقود المستهلك لا يحتوي على النفايات فقط بل وعلى مواد انشطاريه. بحيث يمكن تكريره واعادة استخدامه كوقود نووي. التكرير يفصل هذا الوقود المستعمل من النفايات.

يتم اولا نقل الوقود المستخدم الى محطات التكرير عبر مستوعبات محكمة الاغلاق. عادة ما تكون بالغة المقاومه. فهي تحاصر اي نوع من اطلاق الاشعاعات عبر المستوعبات، كما تسمح بالتخلص من الحرارة البالغة الناجمه عن استهلاك الوقود.

بعد اخراجها من وسائل المواصلات، تخزن العناصر في برك هائله. تحت طبقة سميكة من الماء.

تؤدي المياه مهمة مضاعفه. فهي تحاصر وتبرد كل الاشعاعات الناجمة عن استهلاك الوقود.

تمضي هذه العناصر ما لا يقل عن عامين في هذه البرك. هذا النوع من التخزين يمنح نصف حياة قصيرة للنفايات النووية الناجمة عن الوقود.

وبعدها تخضع لعملية مميزه، عبر التحكم بها من غرفة المراقبة الهائله، بحيث يتم فصل العناصر التي يمكن استخدامها بعد، عن النفايات النوويه. تجري هذه العملية بتجريد عناصر الوقود المستهلك. فيتم حلها في حامض النتيريك، ثم تنفصل مركباتها بالمحاليل.

يتم تجسيد النفايات، بتثبيتها في زجاجات محكمة الاغلاق داخل مستوعبات مختومة من الحديد. تحفظ هذه المستوعبات النفايات الاشعاعيه، ولكن دون التخلص منها.

ثم توضع المستوعبات في مخازن من الاسمنت بعمق متر تحت الارض ليمنع خروج الاشعاعات، على اعتبار انها بالغة الخطورة على كل اشكال الحياة.

ولكن بما انها ستبقى مشعة على مدار الاف السنين، لا بد من التوصل الى حل بعيد المدى.

في الوقت الحالي، لا بد من تخزينها عميقا في طبقة سفلية مستقرة من جيولجيا الارض بقدر الامكان. ولا بد من بناء انفاق تدفن فيها النفايات المجهزة الى الابد.

الا ان هذا الحل لا يرضي الجميع، فما ادرانا ان كانت الاجيال القادمة بعد الف عام، ستعرف مكان هذه النفايات، واي ميتة ستنتظرها؟

الطاقة النوويه، علم الطيران، وحقل المعلومات، كلها مجالات تعتمد المخاطرة فيها على التقنيات المعقده. لمواجهة هذه الانظمة اخذ الانسان يصبح، الدائرة الاضعف، فينتابه القلق لهذه الانجازات، مهما كانت لامعه.

33
أسس هندسة كهربائية و الكترونية / الرادارات
« في: سبتمبر 21, 2008, 12:22:02 مساءاً »

الرادار

سنعالج في هذه المادة موضوع الرادارات، وكيفية عملها، ودورها في التحكم بحركة الطيران، كما وفي الاقمار الصناعيه.

يعود تاريخ الرادار الى نهايات الالف وثمانمايه، حين اثبت هينريش هيرتز ان موجات الراديو، اي الموجات الكهرومغناطيسيه كالضوء، يمكن ان تنعكس بالقطع المعدنيه. بعد ذلك مباشرة، قامت المانيا وفرنسا وانغلترا والولايات المتحده، بتطوير انظمة كاشفه توجت في الثلاثينات، بولادة، الرادار.

الرادار، هو مختصر لانذار كاشف للموجات. يكتشف الاهداف البعيدة في الفضاء. كما انه يفتح ابواب بعض المباني، ويشغل اشارات السير، وهو مستعمل في السفن، والطائرات والموانيء والمطارات.

كالمنارة في الظلام الحالك، يرسل الرادار موجات كهربائيه نحو جانب من الفضاء، لا يمكن رؤية موجات الراديو، فهي تنتقل بسرعة الضوء، اي بسرعة ثلاثمئة الف كيلومتر في الثانيه.

تنعكس الموجة المرسله حين تسطدم بأي هدف يعترضها، كأن تسطدم بطائره. بما ان سرعة الموجة معروفه، يصبح بالامكان معرفة المسافة التي تفصل بين الرادار والهدف بقياس الوقت الذي يفصل بين الاشارة ورجع الصدى.

يتشكل الرادار مبدئيا من جهاز ارسال، وهوائي، وجهاز استقبال.

يتولى جهاز الارسال بث ومضات قصيره، طول كل منها اقل من جزء على المليون من الثانيه. تشكل هذه الموجات ما يعرف بقطار موجات الراديو. يتم ارسال قطار الموجات بأتجاه الهوائي عبر انبوب معدني يسمونه دليل الموجات.

حين تنبعث من دليل الموجات، توجه الموجات الى عاكس الهوائي، الذي يتشكل عادة من شبكة معدنيه. يقوم العاكس بدفع وتحديد الموجات ضمن اشعاعات متعددة الاتساع.

شكل وحجم الهوائي يحدد دقة الاشعاعات كما ومستوى بلوغها.

فكلما كبر الهوائي كلما طالت وضاقت اشعتها وامكن تحديدها بشكل ادق. الهوائي المستطيل الشكل، الذي يزيد عرضه عن ارتفاعه، ترسل اشعاعات ضيقة ولكنها مسهبة في الارتفاع.

عادة ما تستهدف الهوائيات المتعرجه، او التي تجول حول محورها، تصوير الفضاء في جميع الاتجاهات. فعلى سبيل المثال بعض الرادارات المستخدمة للتحكم بالمواصلات الجويه، تدور بوتيرة ستة مرات في الدقيقه، وتحدد موقع الطائرة مرة كل عشر ثوان.

بعد ارسال الاشعاعات نحو الفضاء، يتنبه الرادار، لصدى موجاته. يفعل ذلك لمدة تقل عن جزء من الالف في الثانيه. ما يكفي من الوقت للاشعاع، كي يصل الى الهدف، ويعود الى الهوائي قبل ان يتم ارسال ومضة اشعاع اخرى.

يتم التقاط الصدى من خلال الهوائي ذاته الذي يستخدم لارسال الاشارة الاوليه. اذ يقوم بدور المفتاح العاكس جهاز يسمونه خلية الارسال والاستقبال TR cell.

يقوم هذا الجهاز بأقفال اللاقط مؤقتا خلال الفترة القصيرة لمرحلة الارسال، في حين يعاود تنشيطه في حال استقبال اي صدى لموجاته.

للحؤول دون مزج الاصداء وموجات الراديو القادمة من رادارات اخرى، لدى اللاقط حساسية محدده تجاه الموجات التي يقوم الرادار نفسه بأرسالها.

في المرحلة الاولى يكشف اللاقط ويكبر الأشارة التي يستقبلها، لانها صغيرة جدا، فهي اصغر بآلاف بلايين المرات من الاشارة الاساسيه.

في المرحلة الثانيه، يحدد اللاقط نوع الصدى الذي يستقبله. اذا كانت وظيفة الرادار الكشف عن الطائرات، سيلغي اللاقط اي صدى لاهداف محيطة اخرى كالاشجار والابنيه.

وهو يفعل ذلك باللجوء الى ظاهرة فيزيائية تعرف بظاهرة دوبلر.

نلاحظ هذه الظاهرة حين نسمع صفير قطار متحرك مثلا. حين يتحرك القطار بأتجاهنا يرتفع صوت الصفارة عاليا، لينخفض صوتها بالمقابل، ان كان القطار يرحل. وهذا ما يحدث في اشعاعات الراديو.

اذا كان الهدف الذي يكشفه طائرة قادمه، عادة ما يكون صدى الموجات مضغوطا، فتزداد وتيرتها. اما اذا كانت الطائرة تبتعد عن الرادار، فيتمدد صدى موجاتها، وتقل وتيرتها.

وبالمقابل حين يكشف الرادار عن هدف ثابت، كتلة جبل مثلا، تبقى وتيرة الصدى كما كانت لحظة انطلاقها.

هكذا يتمكن اللاقط من تمييز صدى متحرك يرده هدف متحرك، او هدف ثابت غير مرغوب فيه. ظاهرة دوبلر تساعد اللاقط ايضا، على تحديد سرعة الهدف، بقياس الفارق بين وتيرة الموجات التي يرسلها الرادار، والموجات التي يعكسها الهدف.

الرادارات التي تستخدمها الشرطه، للكشف عن السيارات التي تخالف السرعة القصوى المسموح بها، تعمل بالاعتماد على المبدأ ذاته.

بما ان الرادار يعرف اتجاه الهوائي الذي يعكس الصدى الاقوى، كما والتأخير في عودة رجع الصدى، فقد اصبحت لديه كل التفاصيل اللازمة لتحديد موقع الهدف المتحرك. تقوم الة حاسبه بعملية لجميع الموجات المفيده، بعد تحديدها وترجمتها الى معلومات يمكن لمستخدم الرادار ان يفهمها.

عبر الضباب والظلام الحالك، يمكن للرادار ان يحدد اهداف تقع على مسافة عدة اميال، انها توسع مساحة الرؤية البشريه وتزيد من دقتها بشكل واضح.

الاف الطائرات تعبر الاجواء المحيطة في الكوكب على الدوام. بفضل الاخصائيين في مجال الطيار الدولي والمدني، وبفضل كفاءات الرادارات، يمكن للركاب والتجار التحرك والترحال، بأمان.

كل يوم ايا كانت احوال الطقس، تنطلق الاف الطائرات من حول العالم، لتحلق نحو اهداف متعدده، وتحط دون وقوع الحوادث.

لضمان امانها، يتم التحكم بهذه الطائرات بأستمرار، على الارض وفي السماء. تعتمد حركة الطيران على اجهزة متعدده للقيام بذلك.

بالتوافق مع قوانين التحكم بالتنقل الجوي، تستخدم الطائرات طرق محدده. هذه الطرق هي ممرات جوية محددة بدقه. تتم الاشارة اليها من خلال منارات على الارض.

بعد تثبيتها في مختلف بقاع الارض، بأستثناء المحيطات والصحارى، تقدم هذه المنارات خدمة جليلة لا تقدر بثمن.

تعرف احدى هذه المنارات بال VHFذي الوتيرة العالية جدا، ومتعددة الاتجاهات المعروفة بالVOR. تتكون الVOR من مجموعة هوائيات موزعة على شاكلة تاج، يقوم بأرسال الاشارات الدائمة في جميع الاتجاهات.

هذه الاشارة التي يستقبلها جهاز الالتقاط على متن الطائره، تحدد هوية المناره. كما انها تمنح القبطان معلومات مفصله عن موقع طائرته، عبر خط الزاوية الذي يرسم بين الطائرة والمناره من جهة، وخط آخر يرسم بين الطائرة واتجاه الشمال.

هناك نوع اخر من المنارات يعرف بالDME يختص بأجهزة قياس المسافه. التي عادة ما تكون على صلة بالVOR . تكمن منارة الDME بهوائي عامودي يحدد للقبطان المسافة الفاصلة بينه وبين المناره.

ترسل الطائرة اشارة رمزية مشفره، حالما تستقبلها المنارة لتعيدها على الفور. بقياس المدة التي تفصل بين لحظة ارسال الأشارة ورجع الصدى، يقوم المستقبل على متن الطائرة بتحديد المسافة التي تفصل بين المنارة والطائره.

منارتي الVOR و DMEتمكن الطيارين من تحديد مواقع طائراتهم بدقة متناهيه. كما يتم رسم صورتهم على شاشة تحكم صغيره كمثلثات مرقمه على خطوط الطيران.

يقوم الطيار بأبلاغ برج المراقبه كلما حلق فوق مناره ما، ليبدأ عامل المراقبة من التأكد بأن الطائرة تحلق بناءا على خطها المحدد مسبقا.

في اكثر مراكز التحكم بحركة الطيران عصريه، تكمن محطة عمل المراقب بشاشة للتلفزة بالغة القدرة والكفاءة، بحيث يمكن تعديل الوانها حسب رغبة عامل المراقبه. تعكس الشاشة برموز مصغره حالة سير الامور في جزء من الفضاء.

وهي ترسم عبر مربعات صغيره، موقع الطائرة السابق والحالي، كما تم تحديدها من قبل الرادارات الرئيسية والثانويه.

تحدد الرادارات الرئيسية خط مسار طائرة محدده،بقياس الفارق في الوقت، بين الموجات التي تم ارسالها، ورجع الصدى القادم من الطائره.

عادة ما يدعم الرادار الرئيسي برادار ثانوي، يكمن بهوائي مستطيل، يقوم بأرسال اشارة تساؤلات مشفره. ليتولى جهاز على متن الطائرة استقبال الاشارة والاجابة على الاسئلة بتحديد هوية الطائرة وارتفاعها.

تنعكس كل المعلومات التي يتم جمعها من قبل الرادارات على الشاشة برموز يحددها عامل المراقبة لتمثل الطائره. يتكرر هذا كل عشرة ثوان مرة او مرتين.

يمكن لعامل المراقبة ان اراد ان يرى المعلومات الخاصة بوجهة سير الطائرات. فربما اراد ان يتعرف على المحطات المقبلة للطائره، كما يمكنه ان يعرف التوقيت الذي ستحلق فيه الطائرة فوق المنارة المقبله.

يستخدم مراقبي حركة الطيران هذه التفاصيل للتأكد من ان الطائرات ستبقى على مسافة من بعضها البعض بأستمرار.

على عامل المراقبة ان يكون قادرا على تحديد احتمالات الحوادث مسبقا، وهو يعتمد في ذلك على محطة المراقبة المعززة بالكمبيوتر، الذي سيطلق اشارة انذار بالخطر عند توقع حالات الطواريء. حالة الطواريء قد تشمل عددا من الحالات والظروف، كوجود طائرتين في ممر واحد، او حالة انخفاض مفاجئة، او زيادة في علو طائرة ما.

اشارة الانذار تلفت انتباه عامل المراقبة لما يحدث، الذي يتصل بالقبطان لمساعدته على التعامل مع الظروف.

تبقى الطائرة تحت المراقبة في ابراج التحكم حتى لحظة هبوطها. وفي هذه المرحلة الاخيره، يعتمد القبطان على اجهزة نظام الهبوط. او الILS.

تعتمد اجهزة نظام الهبوط على مجموعة هوائيات جانبيه. يقبع بعضها عند نهاية احد الممرات، لتطلق موجة اشعة بشكل افقي، تمر عبر محور المدرج.

هوائيات اخرى تقبع على احد جانبي المدرج، قرب المكان الذي تلامس فيه العجلات الارض، تقاطع الموجتين يحدد للطيار المكان الانسب والنموذجي لهبوط الطائره.

تتولى اجهزة الاستقبال ابلاغ الطيار عن الفارق بين المكان النموذجي والمكان الواقعي الذي بدأت تحط فيه الطائرة عجلاتها على المدرج.

تقنيات التحكم بالمواصلات الجوية تتحسن بأستمرار. قد لا يكون بعيدا اليوم الذي تساهم فيها الاقمار الصناعية في تحديد مواقع الطائرات مباشرة الى اجهزة الكمبيوتر على الارض.

واحده من احدث التقنيات في الاقمار الصناعية تستعمل الرادار. وعندما يتم وضع رادار في المدار الجوي، تتم مراقبة وجهة سيره الكامله، من قبل نظام لجهاز رادار اخر، ماذا كنا سنفعل، بدون هذه الاجهزه؟

اطلاق الاقمار الصناعية ورسم الخرائط هي قطاعات يلعب فيها الرادار دورا حاسما.

يمكن لبعض الرادارات المسماة برادارات رسم المسار ان تحدد اتجاه الصاروخ منذ لحظة انطلاقه حتى استقراره في السماء.

تستعمل هذه الرادارات في أطلاق الاقمار الصناعيه، وهي تعتد بهوائيات دائرية هائله، كالصحون، تتولى اطلاق اشعاعات دقيقه من موجات الراديو.

تبقى الالات الحاسبة في مركز الأطلاق على اتصال دائم برادارات رسم المسار خلف الصاروخ. وتركز هذه الرادارات اهتمامها على الصاروخ لتكون على اطلاع بأدق تحركاته.

يمكن لهذه الرادارات ان تحدد موقع الصاروخ بدقة متناهية وبأستمرار. لتقيس تحركه من بضعة امتار قليله، وحتى بضع مئات من الدرجات في الانحراف.

يمكن القيام بذلك عبر الاعتماد على رادارات رئيسية واخرى ثانويه. تقوم الرادارات الرئيسية بأطلاق اشارات تنعكس ايجابا على الصاروخ، بينما يتولى الرادار الثانوي بث اشارات تساؤليه يجيب عليها جهاز مثبت على متن الصاروخ.

يمكن مشاهدة المعلومات التي يجمعها هذا الرادار، على شاشة التلفوزيون. ما يسمح لعامل المراقبة من التأكد بأن الصاروخ لم يخرج عن وجهة مساره المحدده، وانه ما زال في الاتجاه السليم.

الاتجاه السليم هو المجال الجوي الذي يمكن الصاروخ من متابعة سيره دون تعريض حياة الناس على الارض للخطر. واذا ما سجل الرادار اي تغيير في الاتجاه المحدد، يحاول عمال المراقبة تعديله. وفي اقصى الحالات يمكن ان يصدر امر بتحطيم الصاروخ.

يقارب مدى خط سير الرادار الخمسة الاف كيلومترا. وسيحدد هذا المدى مستوى السرعه والانحراف والارتفاع لحظة وصول الصاروخ الى نقطة مداره المحدده.

يتولى رادار رسم المسار مهام التحكم بلحظات الاطلاق وتعليق الاقمار الصناعيه. تعتد بعض الاقمار الصناعية بأنواع اخرى من الرادارات، منها رادار ذو فتحة مركبه، او ال SAR. هذا الرادار هو جهاز لرسم الخرائط على الارض يعتمد على ترجمة اشعاعات الموجات الصغيره.

كما تفعل الاقمار الصناعيه، تتولى هوائيات الرادار ارسال موجات اشعاعية على شكل ومضات بأتجاه الارض. تنعكس هذه الموجات في جميع النقاط على سطح الارض. تلتقط الهوائيات الصدى، فيعاد تركيب الصدى علىشكل خرائط ارضية مفصله.

ترجمة صورة الرادار وحدها يمكن ان تكون معضله، لهذا عادة ما تتم مقارنة صورة الرادار بلوحة مرئية ملونه.

عادة ما تكون الاضاءة في صورة الرادرار متناسقة مع كثافة الصدى، اي تجاوب المنطقة الارضية المنعكسة الى الرادار. تعتمد كثافة الصدى على السطح الفيزيائي كالانحناءات والتجعدات.

المنخفض المصغر، كالانهر مثلا، يعزز انعكاس الموجات الى الرادار. يمكن للرادار ان يكشف عن منطقة غابات خضراء يتم ازالة الاشجار منها.

يعكس الرادار صورة مياه راكده على شكل سطح داكن السواد. لان الماء يقوم بدور المرآه.

فهو يعكس موجات الاشعة المرسله في الاتجاه المعاكس لمكان سقوطها. وبهذا لا يعود رجع الصدى الى الرادار. ولكن الامواج بالمقابل، تعكس في اتجاهات متعدده ما يوسع الصدى نحو الرادار. فالعاصفة البحرية مثلا تنعكس لدى الرادار على شكل ضوء واضح.

لهذا من السهل التعرف على تسرب الزيوت، حتى في المياه العاصفه. فأيا كانت رقتها، سوف تعكس موجات الرادار في الاتجاه المعاكس لوجود الرادار. فالبقعة الداكنة في صورة ضوء واضح، تنكشف بسهولة في صورة الرادار.

الرادار المركب المفتوح يقدم صورة وكأنها اخذت عن بعد ثلاثين مترا عن الارض.

كما انها ستقدم بتفاصيل دقيقه، صور بعض الهيكليات المعدنيه، كالسكك الحديدية والشاحنات والمراكب، التي تعتبر صغيرة ولا يمكن رؤيتها بالعين المجرده.

تظهر هذه الهيكليات بوضوح في صورة الرادار، لان المعادن تتميز بمواصفات تعكس رجع الصدى بقوة هائلة نحو الرادار.

يمكن لهذا الرادار ان يجمع الصور ليلا نهارا، مهما كان الطقس غائما.

وهكذا فأن الدقة في الصور التي يقدمها هذا التنوع من الرادارات، يجعل من الSAR القمر الصناعي العين الساهره التي تعاين كوكبنا عن قرب.

بفضل الرادار الذي كان عام 1981 على متنها، تمكنت مركبة كولومبيا من اكتشاف شبكة من القنواة المائيه، البالغة من العمر ملايين السنين. هذه الشبكة من المياه تختبيء، في مكان يصعب تصوره: تحت رمال الصحراء الكبرى.

34
منتدى علم الفيزياء العام / ثلاث نظريات فيزيائية
« في: سبتمبر 21, 2008, 12:16:59 مساءاً »

أينشتاين

سنتحدث هنا عن ثلاث نظريات بدلت رؤيتنا للكون هي

  النسبية

ونظرية الكم

والانفجار الكبير.

النسبية

في روما وفي العام، 1663، حكمت الكنيسة على الفيزيائي غليليه، بالإقامة الجبرية، لمدى الحياة. أما الجريمة فهي تأكيده بأن الأرض كروية، وتدور حول الشمس.

رغم هذا الحكم عليه، غيرت نظرية غليليه من نظرتنا إلى الكون. بعد أربعة قرون، قام فيزيائي آخر، بطرح الفكرة ذاتها.

من كان ليصدق بان أحد أهم علماء الثورة العلمية عبر الأزمنة، كان موظفا بسيطا في مكتب تسجيل الامتيازات؟

ولكنها الحقيقة، ففي عام 1905 حين كان في السادسة والعشرين من عمره، طور ألبيرت أينشتين نظرية علمية أصابت المجتمع الإنساني بالحيرة. عرفت بنظرية النسبية.

لم يأت محتوى النظرية من أينشتين بل جاء أولا على لسان عالم الفلك والفيزياء والرياضيات الإيطالي غليليه، المولود في بيسا عام 1564.

قبل غليليه كان الاعتقاد السائد يقول أن لكل شيء، كالمركب مثلا، حالة وجود طبيعية واحدة. هي السكينة.

أما الحركة فكانت تعتبر مسألة مختلفة وخارجة عن الطبيعة.

وصف غليليه ذلك بالخطأ وكتب يقول انه لولا اعتماد الراكب على أي نقطة إشارة خارجية لما كان بوسعه التأكد مما إذا كان المركب يتحرك أم لا. لنفترض مثلا أن الراكب رمى بكرة ما، لو كان المركب ساكنا، لسقطت الكرة باتجاه مباشر.

عندما يتحرك المركب بسرعة ثابتة يستمر الأمر على حاله. فبالنسبة للراكب ستسقط الكرة عموديا باستمرار. كان السبب في هذه الظاهرة بسيطا بالنسبة لغليليه. فالقانون الفيزيائي الذي يتحكم بحركة الأشياء هو نفسه، سواء كنا نتحرك أم لا. الحركة والسكينة باختصار ليستا مسألة مطلقه بل تحكمها النسبية.

حين ظهر اينشتين على الساحة مع بداية القرن العشرين، كانت كل الأشياء تواكب النظرية النسبية سالفة الذكر. فمع أن الكرة الأرضية تدور بسرعة 11 كيلومترا في الثانية، يشعر المرء وكأن الأرض ساكنة.

هذا ما يوضح السبب الذي يمكن الأولاد من اللعب بالكرة دون أن تحط على بعد آلاف الأميال.

هناك لسوء الحظ شواذ عن هذه القاعدة، وذلك في حركة الضوء.

كان الاعتقاد السائد أيام أينشتين يقول أن موجات الضوء تتحرك دائما بالسرعة ذاتها أيا كانت نقطة مراقبتها.

وقد شعر أينشتين أن هذا يتناقض مع مبدأ النسبية. لنستقل قطارا هذه المرة، ينطلق بسرعة مائة كيلومتر في الساعة. ونتخيل مسافرا في مؤخرة القطار يسير نحو المقدمة بسرعة خمسة كيلومترات في الساعة.

سيرى مراقب المحطة الجالس خارج القطار، أن المسافر لا يمشي بسرعة خمسة كيلومترات بل بسرعة مائة وخمسة كيلومترات في الساعة.

يؤكد ذلك مبدأ النسبية حيث أن سرعة المسافر تعتمد على سرعة القطار.

لسوء الحظ، لا يمكن تطبيق هذه النظرية البسيطة، على يتعلق بأمور الضوء. فالمسافر الذي في مؤخرة القطار هذه المرة، يرسل ومضة بريق نحو الأمام، باستعمال إنارة فلاش.

بالنسبة للمسافر، سينطلق النور من الفلاش بسرعة الضوء العادية. وهي ثلاثمائة ألف كيلومتر في الثانية.

أما بالنسبة للمراقب في المحطة، فمن المفترض أن تضاف سرعة الضوء إلى سرعة القطار. ولكن هذا ليس ممكنا.

فالضوء يسافر بالسرعة نفسها أينما كان من يراقبه.

لمواجهة هذا التناقض الغريب، توصل أينشتين إلى ما قد يبدو أيضا فكرة غريبة. فقال إذا ما كانت سرعة الضوء ثابتة، فالوقت من جهة أخرى مطاطي.

بعبارة أخرى الوقت لا يسافر بالسرعة نفسها بالنسبة للمراقب الثابت أو المراقب المتحرك.

وقد أثبتت التجربة التالية ذلك. وقف المسافر في العربة الوسطى، ثم وجه وسيلتي إضاءة في وقت واحد.

إحداهما نحو مقدمة القطار، والثانية نحو الخلف. حين تصل ومضة الضوء إلى نهاية العربة، تؤدي إلى فتح الباب في كلا الاتجاهين. بالنسبة للراكب، سيفتح البابين بوقت واحد. لان ومضة الضوء ستصل إلى الجانبين بوقت واحد.

أما بالنسبة للمراقب الذي يجلس في المحطة، فلم يفتح البابين بوقت واحد.

يبدو أن نهاية القطار تسير نحو لقاء ومضة الضوء. في حين تهرب الومضة الأمامية منها: أما النتيجة، فهي أن الضوء يصل إلى الباب الخلفي أولا، ليليه الباب الأمامي. لهذا السبب سيفتح الباب الخلفي، قبل الباب الأمامي.

هذه التجربة التي سماها اينشتين، تجربة محسوبة. تؤكد أن الوقت ليس مسألة مطلقه، كما كان يعتقد سابقا، بل نسبيه، وحركته تعتمد على حركة الشخص الذي يقيسه.

إلا أن تأثير النسبية يمكن ملاحظته بسرعة قريبة من سرعة الضوء.

كما توقع اينشتين أن انطلاق السفن الفضائية بهذه السرعة، سيجعل الوقت يسير ببطء اكبر منه على سطح الأرض.

هذه مفارقة التوأمين. تخيل أن أحدهما يسافر على متن سفينة فضائية بسرعة الضوء تقريبا، في حين يبقى التوأم الآخر على الأرض، ما يعني أن الأخير سيهرم بسرعة اكبر.

ولكن اينشتين أكد بأن شيئا لن يسافر بسرعة اكبر من سرعة الضوء. حتى أن شيئا لا يمكنه معادلة سرعة الضوء. لان كتلته ستصل إلى ما لا نهاية، وسيطلب كمية كبيرة من الطاقة، ليصل إلى هناك.

سواء كان ذلك سيعجب هواة علم الخيال أم لا، فقد تم تحديد السرعة القصوى، بسرعة الضوء.

نظرية النسبية، لا تحمل أجوبة على كل الأسئلة.

فهي غير صالحة لشرح ما يحدث ضمن ما هو أصغر حجما، كما في الذرة مثلا. للإجابة على ذلك، يجب أن نلجأ إلى نظرية الكم.

نظرية الكم

هناك نوعين من الظواهر في عالمنا هما: الضوء والمادة. ولكن مما يتألفان تحديدا ؟

كان لا بد من الإجابة على هذا السؤال في القرن العشرين، ليبدأ العلماء في تشييد نظرية الكم.

حتى حينها قسم الفيزيائيون الظواهر الطبيعية إلى جزأين هما: الأمواج والذرات.

الذرات، كالصخرة مثلا، هي جسم قائم في الفضاء. ومن السهل تحديد موقعه. أما الموجة فتنشأ عندما نقذف بالصخرة إلى الماء، لتسير الأمواج في جميع الاتجاهات ضمن حركة مستمرة لا يمكن تحديدها.

في بداية القرن الحالي ساد اعتقاد بأن الضوء يتألف من موجات.

والحقيقة أن كل لون من أشعة الضوء توحي بتوافقها مع موجة مختلفة الطول. فموجة الضوء الأحمر تبدو أطول بضعفي موجة الضوء الأزرق.

أما الذرات بالمقابل، وهي صورة مصغرة عن المادة، كانت تعتبر جزيئات، فهي نفسها مؤلفة من جزيئات اصغر. تقسم إلى نواة تدور في فلكها عدة إلكترونات أو إلكترون واحد على الأقل.

إلا أن ملاحظة بسيطة تتحدى هذه النماذج. فإذا ما تم تسخين قالب من الحديد مثلا، وفق الفيزياء الكلاسيكية، لا بد أن تنبعث منه موجات ضوئية من كل الأحجام.

إلا أن هذا ليس ما نراه على الإطلاق. فمن لونه الأسود الأساسي، يتحول القالب أولا إلى اللون الأحمر.

وبعدها إلى اللون الأبيض، لينتهي به الأمر إلى ما فوق البنفسجي، ليوحي القالب انه يقفز من موجة بطول محدد إلى أخرى وهكذا.

يتحدى ذلك الفيزياء الكلاسيكية. لحل هذه الأحجية، اضطر الفيزيائيون للاعتراف بأن الضوء يصدر على شكل جزيئات صغيرة من الطاقة هي الفوتونات.

لكل فوتون لونه المختلف. أما توالي الألوان بالنسبة لقالب الحديد فهو ناجم عن حقيقة أن بلوغ القالب لدرجة حرارة معينه، يجعله يتخذ ألوان الفوتونات التي تتناسب مع ذرة الحرارة المعطاة.

ولكن الفيزيائيون تأكدوا بأن الذرات أنفسها ليست كما كانت في مخيلتهم. بل على عكس اعتقادهم ليس للإلكترون مساحة ثابتة حول نواة الذرة.

فعلى سطح الشمس مثلا، تتفجر الذرات بعنف.

عند وقوع الانفجار ما ترسل الإلكترونات الذرة إلى مستوى ألى، لتعود بعدها إلى وضعيتها الأولية، فتبعث فوتونات من النور.

الأمر شبيه جدا، بصعود الإلكترون درجة إلى أعلى، ليهبط مرة أخرى، فيبعث كمية من الطاقة في كل مره.

يمكن للإلكترون أن يدور حول النواة متبعا اكثر من سير اتجاه واحد.

نهوضا في بحوثهم نحو خطوة أرقى، أكد العلماء انه لا يمكن إحصاء عدد خطوط الاتجاهات اللانهائية التي يمكن أن يتبعها الإلكترون.

بعبارة أخرى لا يمكن تحديد موقع ثابت للإلكترون في أي وقت كان، بل يمكن توقع احتمالات وجوده، في موقع ما. يمكن لهذه الاحتمالات أن تتمثل بطول موجة ضبابية، تطفو حول نواة الذرة.

بناءا على هذه الاكتشافات، يعتقد، أن الضوء يتألف من موجات، تتحول أيضا إلى تدفق للجزيئات. كما يبدو أن الإلكترون، على اعتبار انه جزيئات، يمتلك مزايا الموجات.

أدى هذا التعريف الجديد للضوء والمادة، إلى ثورة في التفكير العلمي. كان شائعا في الطبيعة حتى حينها أن الأسباب نفسها ستؤدي إلى النتائج ذاتها باستمرار.

فبتحديد الكرة التي يستهدفها مثلا، وبدفعها من الخلف بقوة محدده، يمكن لخبير في لعبة البليارد أن يسقط كرته في الحفرة. ولكن إذا أراد اللاعب القفز عن نظرية الكم، ستختلف النتائج بالكامل. من السهل تحديد موقع الكرة حين تكون ثابتة. أما أثناء دورانها فستكون مسألة تحديد موقعها محفوفة بالغيوم الضبابية بما يستحيل تحديدها.

والأسوأ من ذلك ، هو أن الكرة قد تسير في الاتجاه المعاكس تماما، لتحيد مثلا، 180 درجة عن الاتجاه المطلوب. حتى اللاعب القدير سيتعرض لاحتمال ان يخطئ الهدف المنشود.

من حظ اللاعبين، أن نظرية الكم تطبق في عالم الجزيئات الصغيرة جدا، وبنجاح كبير. تم بفضل نظرية الكم مثلا، اختراع ميكروسكوب يمكنه مراقبة الذرة بطريقة لم يسبق لها مثيل.

المبادئ التي اعتمد عليها الميكروسكوب النفقي بسيطة، هذا مسبار صغير يحمل على رأسه ذرة تظهر صورتها على السطح.

يتقرب الرأس من الأهداف التي تتم دراستها بدقة متناهية، بحيث يحتك سطح الذرة التي تخضع للدراسة بأسطح الذرات المحيطة بها.

حينها تمر شحنة كهربائية بينهما، وكلما قلت المسافة التي تفصل بين الذرة وما يحيط بها، تزداد كثافة الشحنة. بتصوير سطح الهدف المحدد يمكن أن نرسم خريطة دقيقة لسطحه.

تكشف الخريطة في بعض الأحيان عما لم يتمكن أي ميكروسكوب من استعراضه سابقا، وهي المواد التي تتركب منها كل ذره.

صحيح انه كان أحد مكتشفي نظرية الكم ، ولكن اينشتاين وجد نفسه على خلاف معها. فرغم قوله المأثور، إن السماء لا تلعب الزهر، إلا أن الصور السابقة تبرز نسبة عالية من المصادفات.

نظرية الصدمة الكبرى

لا يوجد نظرية علميه، غير قابلة للمناظرة هذه الأيام. على هذا الأساس وفي محاولة لشرح السؤال التاريخي المتعلق بأصول الكون، نشأت نظرية جديده، تعرف بالصدمة الكبرى. وقد بدأت مؤخرا تعتد بدعم كبير من قبل الأوساط العلمية .

من أين جئنا؟ انه سؤال طالما يطرحه الإنسان على نفسه. قد يقول الآباء لأبنائهم انهما جاءا بانصهار خليتين مع بعضهما البعض، هما البويضة والمني. ولكن علماء الأحياء يفضلون العودة إلى الكائنات الحية الأولى: البكتريا البسيطة.

أما علماء الفيزياء فقد غاصوا في أعماق الماضي السحيق. وبهذا شكلوا نظرية متكاملة ومتناسقة حول أصول الكون.

بناء على هذه النظرية، التي تسمى بالصدمة الكبرى، الكون لم يوجد منذ الأزل، أو على الأقل ليس بما هو عليه اليوم. قد يعود تاريخه إلى ما يقارب الخمسة عشر بليون سنه. بعد انفجار فريد.

بكثافته الهائلة، وحجمه الدقيق جدا، يمكن للانفجار أن يكون قد أدى إلى وجود الزمن والمساحة والمادة، والطاقة التي يتشكل منها عالمنا.

على سبيل إعادة بناء تلك اللحظة المدهشة لولادة الكون، تتعاضد المحاولات التي يبذلها علماء من مختلف القطاعات.

وقد عثر علماء النجوم على أول قطعة من الأحجية. سبق أن علموا ولعشرات السنين أن غالبية النجوم، كما هو حال كوكب الشمس لدينا، كانت جزءا من حشد واحد اسمه المجرة.

والمجرات ليست ثابتة في السماء.

من خلال معاينة ألوان إشعاعاتها تمكن الباحثون من التأكد بأن جميع المجرّات آخذة بالابتعاد عنا، وكلما أسهبت في الابتعاد، تزداد سرعتها في الرحيل أيضا.

أوصلهم هذا الاجتهاد إلى نتيجة مفادها، أن الكون يزداد اتساعا. تخيل الكون على شاكلة بالون، والكواكب نقاط، رسمت على جدرانه.

سوف نرى أن النقاط تبتعد عن بعضها البعض، حالما ينفجر البالون.

وان كنا على سطح إحدى هذه النقاط، سنرى أن باقي النقاط الأخرى آخذة في الابتعاد عنا. وسنرى الأبعد منها يتغيب بسرعة اكبر. هذا هو تحديدا ما يحصل في هذا الكون.

لماذا يزداد الكون اتساعا؟ كي نفهم ذلك، يجب ان نتخيله يسير نحو الخلف.

سنرى ان المجرات تتقارب من بعضها البعض لتجتمع في نهاية الأمر عند نقطة واحدة، فتتوحد كما كانت قبل خمسة عشر بليون سنه.

هذا ما جعل العلماء يعتقدون أن الكون بدأ من نقطة صغيره، بعد انفجار غريب. ولكن للتأكد من ذلك، تطلب الأمر مجموعة من الإثباتات الإضافية.

وردت إحدى الإثباتات الأكثر إقناعا باكتشاف قام به مهندسين كهربائيين عام 1964 في مختبرات بيل التلفونية. استعمل بينزياس وويلسون مستقبل موجات صامت لتحديد هوية التشويش السكوني الذي يؤثر سلبا على اتصالات الأقمار الصناعية.

قاما بمحض الصدفة، بالتنصت على ضجيج الكواكب الفضائية، القادم على ما يبدو من جميع الاتجاهات في الفضاء الخارجي. كانت الإشعاعات شبيهة بتلك التي ترد عن فرن كهربائي في المطبخ، ولكنها كانت اشد برودة.

يقول بينزياس وويلسون ان الإشعاعات يمكن أن تكون نوع من الصدى الناجم عن ذلك الانفجار الأولي.

تمكن العلماء من إعادة بناء الظروف التي كانت عليه الأمور عند ولادة الكون، والتي تعود نسبيا إلى جزيئات تسارعية. هذه الجزيئات تهجن المادة بالطاقة، لتمكن العلماء من التعرف على قدرة احتمال المادة، لدرجات الحرارة المرتفعة والضغط.

هذه التجربة، المدعمة بحسابات الفيزيائيين، تجعلنا نعتقد، أن الكون في البداية كان بالغ الصغر، وبالغ الكثافة، وبالغ السخونة معا.

فقاعات الصابون، تحتوي على الجزيئات البسيطة التي تتشكل منها المادة، كما وتلك التي يتشكل منها، الضوء.

ولكن الحرارة تبدأ بالهبوط، ثم تتوالى الأحداث بتسارع مدهش.

خلال جزء بسيط من الثانية، تتوافق لتشكل فوتونات ونيترونات.

وبعد دقيقتين لاحقتين، تتوافق الفوتونات والنيترونات بدورها، لتشكل فيما بينها الذرة. وبما أنها كانت مركزة للغاية، فإن المجموعة المجهرية كانت تأسر الضوء، لهذا كان الكون مجرد كتلة مبهمة.

وبعد مائة ألف عام من ولادته، أخذت حرارة الكون وكثافته تتدنى بشكل واضح، وبعد إفلاتها من اسر المادة، بدأت جزيئات الضوء تنتشر في الفضاء.

وهكذا تميز الكون بالشفافية، فلاشات الضوء الهائلة، التي أخمدت اليوم، هي أصول الإشعاعات التي تم اكتشافها من قبل بينسياس وويلسون.

تمكن قمر صناعي تابع لشركة ناسا مؤخرا من حل جزء آخر من الأحجية. وهو يكمن بتنوع بسيط في كثافة الضجيج الفضائي.

بالنسبة لفيزيائيي علم النجوم، يبدو أن هذا الاكتشاف يؤكد حقيقة أن الكون البدائي لم يكن متناسقا بل كان أشبه بمجمل الصابون.

من خلال تكاثف المادة وبفعل الجاذبية، نتجت المجرات عن هذا المجمل الفضائي.

كانت هذه نقطة البداية التي أدت إلى تشكيل الكواكب، والنجوم، وبعد فترة طويلة، نجمت عنها أشكال الحياة الذكية، القادرة على البحث، عن أسباب وجودها.

ربما أجابت الصدمة الكبرى على التساؤل الخاص بأصولنا. ولكن ما هو مصيره؟ يعتقد البعض أن الأمر سينتهي بأن يعود الكون صغيرا كما بدأ. ما قد يؤدي إلى انفجار هائل آخر. ينشئ بدوره كون جديد آخر.

35
منتدى علم الطب / ممكن
« في: سبتمبر 20, 2008, 11:11:12 مساءاً »
عذرا لم افهم ماذا تقصدين الطبيبة الصغيرة ان كنت تريدين مواضيع طبية فيمكنكي البحث عنها في الانترنت وان لم تجدي اوتعرفي فارجوا كتابة عنوان الموضوع وشكرا

36


Teracopy يستبدل اداة النقل التقليدية في الويندوز و يضيف العديد من الخيارات المرنة
لجعل عملية النسخ copying او النقل moving للملفات اسرع و اسهل كثيرا
الميزات :
- اسرع كثيرا في النسخ
- امكانية تخطي ملف اثناء النسخ
- اظهار بيانات مفيدة عند النسخ (السرعة و الوقت المتبقي)
- العديد من الميزات الاخري
بعد تثبيت البرنامج اتبع الخطوات التالية لادخال السريال







الحجم : حوالي 1 ميجا
ملحوظة: بعد التبيت البرنامج سوف يصبح الاداة الافتراضية لنسخ الملفات اذا اردت ايقاف ذللك و استعماله عند الحاجة فقط عدل اختيارات البرنامج كما يلي :





وهذه صورة من البرنامج اثناء العمل


باسورد فتح الملف
6699443322

http://www.shareliens.com/supere.html

37

85 في المائة ممن المعمرين فوق مائة عام من النساء


بوسطن، الولايات المتحدة (CNN) -- يشعر العديد من الرجال بالحيرة أمام حقيقة علمية، تتمثل في واقع أن النساء أطول عمراً منهم، بما بين خمسة إلى عشرة أعوام، كما يجزم موقع "العيش حتى الـ100"، الذي يديره توم بيرلز من جامعة بوسطن، أن 85 في المائة ممن تتجاوز أعمارهم قرناً من الزمن حول العالم من النساء.

ويقول بيرلز إن هناك مجموعة من العوامل التي تتسبب بطول عمر النساء مقارنة بالرجال، وهي أمور مشخصة علمياً، لكن قد لا يسهل إيجاد تفسير واضح لها.

فعلى سبيل المثال، تتأخر إصابة النساء بأمراض الشرايين والأوعية والقلب، وذلك بمعدل عشرة أعوام على الأقل مقارنة بالرجال، ولكن التبرير العلمي لذلك ما يزال موضع أخذ ورد، حيث كان يُعتقد أن هرمون الأستروتجين النسائي مسؤول عن ذلك، غير أن الدراسات الحديثة تذهب إلى تأكيد عدم صحة ذلك.

ويرى البعض أن سلامة شرايين النساء قد تعود إلى واقع نقص الحديد في أجسادهن، وهي ميزة تمنع إصابة خلايا الدم بالشيخوخة المبكرة، ويتوافر الحديد في اللحوم الحمراء التي عادة ما لا تكون موقع إقبال النساء اللواتي يفضلن الخضراوات.

ويضيف بيرلز أن هناك أسباب جينية محتملة أيضاً لتبرير طول عمر النساء، في مقدمتها وجود زوج من الموروثات الجينية X في خلاياهن، بينما يمتلك الرجال موروث X و Y، مما يجعل حياة الخلايا النسائية أفضل وأطول من خلايا الرجال، وفقاً لمجلة تايم.

ويلفت بيرلز إلى وجود عوامل أخرى تلعب دوراً في أسباب الوفاة المبكرة لدى الرجال، أبرزها "عاصفة التستستيرون" التي تصيبهم في مقتبل العمل، والتي تدفعهم لارتكاب أعمال ومجازفات خطرة، مثل قيادة السيارة دون حزام أمان، والسعي لامتلاك أسلحة وتعاطي الكحول.

ذلك إلى جانب أن الرجال، على ما يبدو، "أكثر حزماً" على صعيد الانتحار، وخاصة بين كبار السن المصابين بالاكتئاب، حيث ترتفع نسب نجاح محاولاتهم مقارنة بالنساء.

ويختم بيرلز بالقول إن هناك بعض الطباع الذكورية التي تلعب دوراً سلبياً أيضاً، مثل شراهة التدخين لدى الرجال، ونهمهم الزائد للأكل، وسعيهم الجاهد لإخفاء مظاهر التوتر وكبت مشاعرهم، وهو ما يتسبب بدوره بأمراض القلب والشرايين.

38

روديك يستلقي على ظهره ويتصفح الإنترنت أثناء التجربة

أوهايو، الولايات المتحدة (CNN) -- في محاولة لتحديد وسيلة لوقف التغيرات الجسدية والبدنية الناجمة عن السفر إلى الفضاء الخارجي، أجرت وكالة الفضاء الأمريكية "ناسا" اختباراً ربما يؤدي إلى إيجاد علاج جديد لهشاشة العظام.

يعتقد أطباء يعملون مع علماء في "ناسا" أنهم ربما اكتشفوا طريقة لمكافحة أكبر المخاطر الصحية للسفر إلى الفضاء الخارجي وهو "النقص في العظام."

يقول الطبيب بيتر كافاناه، المدير السابق لمركز كليفلاند لطب الفضاء: "نحن نعلم أن النقص في العظام في الفضاء يعتبر واحدة من المشكلات الرئيسية، إذ يفقد رائد الفضاء من وزنه عظامه شهرياً حوالي 10 مرات ما تخسره المرأة في سن اليأس، أي بعد انقطاع الدورة الشهرية."

ويحدث النقص في العظام عند رواد الفضاء لأنهم، على الأرجح، لا يقومون بما يكفي من الرياضة وهم في مرحلة انعدام الوزن، أو عندما لا تكون هناك جاذبية.

وقال كافاناه إن النتائج التي توصلوا إليها ربما تسهم لاحقاً في إيجاد علاج جديد لملايين الناس الذين يعانون من مرض هشاشة العظام.

وحول تجربة ناسا في هذا الخصوص، يشارك رودريك جونز العلماء والأطباء في إجراء مزيد من الفحوص في مجال صحة الهيكل العظمي وذلك ببقائه في السرير لمدة 84 يوماً متتالياً.

والتحق جونز، المتخصص في علم الكيمياء والبالغ من العمر 40 عاماً، بالبرنامج إثر إعلان نشر على الإنترنت، وتمت الموافقة عليه بعد أن أجرى اختبارات نفسية وجسدية.

وطوال شهور ثلاثة، استلقى جونز على ظهره في وضع أفقي على السرير، غير أن جسده كان يميل نحو الرأس بمقدار ست درجات، وكان طوال هذه الفترة يتابع التلفزيون أو يتصفح الإنترنت ويكتب يومياته، التي أطلق عليها "يوميات رجل على السرير."

وحالياً، انقضت نصف الفترة المحددة لاكتمال التجربة والفحوص المرافقة لها، غير أن ناسا تهدف في نهاية المطاف إلى تحديد كيفية وقف التغيرات الجسدية في الفضاء الخارجي، وأهمها منع حدوث النقص في العظام.

ومن الطرق الرئيسية لمنع حدوث ذلك، بحسب الخبراء، التمارين الرياضية، ولذلك فقد أوصت ناسا رواد الفضاء بتخصيص ساعتين ونصف الساعة يومياً لإجراء التمارين الرياضية.

وكانت النتائج الأولية للتجربة مشجعة بحسب تقرير كافاناه.

على أن الأهم من ذلك بالنسبة لمرضى هشاشة العظام، هو أن النتائج النهائية لها قد تساهم في إيجاد علاج لمرضهم، حيث يعاني ملايين الناس من هذا المرض.

39
منتدى علوم الأرض / إعصار آيك يضرب ولاية تكساس
« في: سبتمبر 17, 2008, 01:18:41 صباحاً »


رغم المياه الغزيرة المتدفقة حاول أحد سكان تكساس إنقاذ سيارة جرفها تيار المياه



أما هذا المصور فلم تشغله المخاطر الناجمة عن الإعصار فقرر أن يطلق العنان لهوايته ويلتقط بعض الصور



قامت السلطات في ولاية تكساس بتوفير الإمدادات للسكان الذين لم يغادروا منازلهم



نشرت السلطات في تكساس أفراد الحرس الوطني لحماية الممتلكات وتقديم العون للعالقين



رغم المخاطر الناجمة عن الإعصار، لم يفوت هؤلاء الأطفال الفرصة للسباحة والاستمتاع بأوقاتهم

40
منتدى علوم الأرض / إعصار آيك يضرب ولاية تكساس
« في: سبتمبر 17, 2008, 01:13:16 صباحاً »


تظهر الصورة القوة التي تشكل بها إعصار آيك فوق خليج المكسيك



لجأ بعض سكان تكساس إلى تحصين منازلهم بقطع خشبية سميكة تحسبا لإعصار آيك



استجاب بعض سكان تكساس لتحذيرات السلطات المحلية، فقرروا الرحيل إلى ملاجئ آمنة



حتى أشجار النخيل اضطرت إلى الانحناء عند بدء هبوب الإعصار



عندما هاج المحيط بسبب هبوب الإعصار لم تجد الأم وهي تحتضن ابنتها بدا من الفرار بسرعة



غم هطول أمطار طوفانية، اضطر بعض السكان إلى التنقل بسياراتهم



عندما هب إعصار آيك وغمرت مياه المحيط شاطئ مدينة تكساس بدا وكأن المياه ستجتاح المدينة



لم يجد أحد سكان هذا المجمع السكني بدا من حزم بعض أمتعته والرحيل بعدما غمرت المياه محيطه

41
منتدى علوم الحاسب / مكتبة البرامج
« في: سبتمبر 11, 2008, 01:27:22 مساءاً »
':110:'  ':203:' للجميع

42
Final




License: Freeware
Price: FREE
OS: Windows All
Size: 8.92 MB
Last Updated: April 18th, 2007, 09:05 GMT
Category: C: \ Multimedia \ Video \ Video Players



برنامج يعتبر كمشغل لملفات الصوت الفيديو التى توجد على حاسوبك الخاص ويتميز البرنامج بأنه يشغل الملفات ذات التتابعات والأنساق المختلفة مثل MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, DivX, mp3, ogg ليس هذا فقط بل وايضا الملفات التى تحمل التتابعات DVDs, VCDs استمتع بهذا البرنامج ذو الصورة الواضحة والصوت النقى كما يمكن استعمال هذا البرنامج كسيرفر لليث على نظام IPV4 و IPV6 على شبكة عالية السرعة يستطيع التعرف على معظم الصيغ بالنسبة لملفات الفيديو وطبعا هو يشغل الملفات الصوتية ايضاً طبعا البرنامج يقوم بتشغيل الافلام التي مازالت تتحمل البرنامج مفيد جدا للتحميل العشوائي وهو عرض الفلم الذي يتحمل من رغم انه لم يكتمل فوائد البرنامج كثيرة منها تشغيل الملفات المعطوبة وتصليحها والبث في الشبكات المحلية وغيرها فهو برنامج لتشغيل ملفات الصوت و الفيديو و يشغل أقراص الدي في دي ومعه لن تحتاج لتنصيب أيٍ من ملفات الديفيكس أو الديكودرات لتشغيل أي نوع منها.. ويتميز بمفاتيح تشغيل وقوائم بسيطة جداً ولعل من أهم مميزاته أيضاً أنه مجـانـي


يدعم معظم الصيغ
(MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, DivX, mp3, Ogg, OGM, MOV, wma, wmv...)


الجديد فى هذا الاصدار
Changes in VLC (VideoLAN Client) 0.8.6b: :
Various bugfixes notably:
* out-of-bound read in demuxers
* demuxers crashes (incl. CVE-2007-0256)
* Mac OS X Interface crashes
* VP31 decoding on Windows platforms
* Direct3D Video Output modifications for Vista compatibility
* correct behaviour for feeding streams to icecast or shoutcast servers



البرنامج مجانى

صفحه البرنامج الرئيسيه

حمل البرنامج من هنـــــــــــــا

نسخه بورتابل من البرنامج لاتحتاج الى تنصيب
Portable VLC Media Player 0.8.6a

43
منتدى علوم الحاسب / خلي سرعة جهازك مثل الصاروخ
« في: سبتمبر 11, 2008, 12:12:15 مساءاً »
Window Power Tools 5.0-2005

تبي تخلي جهازك سرعته مثل الصاروخ
وتزيد بنفس الوقت سرعة الانترنت
وكمان تحسن سرعة الرام وترفع اداء جهازك ل 300%
نزل هذا البرنامج المتخصص
والي راح يخدم جهازك بالكامل
متوافق مع Windows All




أرجوا أن يعجبكم


تحميل البرنامج

حجم ابرامج :5MB

44
مفاتيح كاسبر سكاي انتي فيروس و كاسبر سكاي انترنت سيكورتي





مفاتيح كاسبر سكاي انتي فيروس و كاسبر سكاي انترنت سيكورتي

موقع صيني يقدم جميع مفاتيح وكراكات الكاسبر

جميع مفاتيح


Kaspersky crack


كاسبر سكاي انتي فيروس Kaspersky Antivirus

كاسبر سكاي انترنت سيكورتي Kaspersky Internet Security



مفاتيح كاسبر سكاي انتي فيروس و كاسبر سكاي انترنت سيكورتي . مفاتيح كاسبر سكاي انتي فيروس و كاسبر سكاي انترنت سيكورتي

تجدونها في موقع واحد هو

http://www.kavkiskey.com

45


صرح اوليفيه دي شوتر كبير مستشاري الأمم المتحدة للأغذية ، بضرورة التوقف تماما عن إنتاج الوقود الحيوي ، والذي شهد إنتاجه طفرة كبيرة خلال السنوات القليلة الماضية ، وقال دي شوتر أنه ينبغي فرض قيود على المستثمرين في قطاع إنتاج الوقود الحيوي ، والذين تؤدي نشاطاتهم ومضارباتهم ، إلى ارتفاع حاد في أسعار الأغذية عالميا ، والتي يتحملها الفقراء في الكثير من بقاع العالم ، وشبه مسؤول الأغذية الارتفاع الحاد وغير المسبوق في أسعار الغذاء عالميا والذي يتهدد حياة أكثر من 100 مليون إنسان فقير في العالم بالتسونامي الصامت .

          ويعتبر إنتاج الوقود الحيوي كالايثانول من بعض المحاصيل الزراعية كالذرة وغيرها أحد البدائل المقترحة لتلبية حاجات الإنسان اليومية المتزايدة من الطاقة .

وقد احدث استخدام هذه التقنية الجديدة ردود فعل متباينة في العالم ، فقد شبهها بعض المسؤولين والخبراء بأنها ( جريمة ضد الإنسانية ) ، إذ يتم إنتاج مثل هذا النوع من الوقود ، على حساب قوت الفقراء في الكثير من دول العالم ، وخصوصا في أمريكا الجنوبية وبعض مناطق آسيا و إفريقيا .

          يقول دي شوتر  إن الاندفاع نحو إنتاج الوقود الحيوي يعتبر فضيحة لا يستفيد منها سوى جماعة ضغط صغيرة في العالم ، وأضاف أن الأهداف الطموحة لإنتاج مثل هذا النوع من الوقود والتي حددها الاتحاد الأوروبي والولايات المتحدة الأمريكية غير مسؤولة ، وطالب بضرورة عقد جلسة خاصة لمجلس حقوق الإنسان التابع للأمم المتحدة من أجل دراسة وبحث أزمة الغذاء العالمية الخانقة والتي أصبحت تتهدد حياة واستقرار الكثير من مجتمعات العالم .



والوقود الحيوي يتم إنتاجه في الكثير من بقاع العالم من بعض النباتات ، كالذرة والسكر وزيت النخيل وغيرها ، وقد شهد إنتاج مثل هذا النوع من الوقود إحداث طفرة في أسواق الحبوب والمنتجات الزراعية والأسمدة والمبيدات .

          وكان قد تعهد زعماء العالم في عام 2000 بتخفيض عدد السكان الذين يبلغ دخلهم دولار أو أقل يوميا ، إلى النصف بحلول عام 2015 ، وقدر عدد هؤلاء بنحو خمس سكان العالم ، لكن أزمة الغذاء العالمية عصفت بهؤلاء المعدمين ، ومع ارتفاع أسعار النفط الخام إلى أرقام قياسية غير مسبوقة ، أدت إلى أن تنظم الكثير من الدول والتجمعات السكانية إلى نادي الفقراء والمعدمين ، ويرى بعض الخبراء أن الوضع قد تفاقم سوءا مع تزايد إنتاج الوقود الحيوي كبديل للوقود الأحفوري .

          لقد أكد الكثير من أنصار الوقود الحيوي والمتحمسين والمدافعين عن هذا المصدر من الطاقة في عام 2006 ، أن الارتفاع في أسعار الأغذية سوف يتوقف بعد أن تتبلور هيكلية قطاع إنتاج الوقود الحيوي ، لكن هذه التوقعات المتفائلة فشلت ، والذي حدث ، ارتفاع أسعار الأغذية بشكل غير متوقع خلال السنتين اللاحقتين ، وعزز هذا الارتفاع المشاكل السياسية العالمية وتزايد الضغوط لتحويل الأراضي المزروعة من المحاصيل الغذائية إلى محاصيل الوقود فقط بسبب ازدياد الطلب العالمي على هذا المصدر الجديد من الطاقة .

صفحات: 1 2 [3] 4 5 6 ... 8