ماذا تعرف عن السفر عبر الزمن؟

يعتبر السفر عبر الزمن فكرة تتناول التحرك ما وراء أو أمام الزمن أو لنقاط معينة في الزمن على غرار التحرك في المكان ، ومع أن السفر عبر الزمن كان موضوع الكثير من روايات الخيال العلمي منذ القرن 19 إلا أن العلم اليوم برهن وبشكل متكرر على تحقق إمكانية السفر باتجاه واحد One-Way نحو المستقبل. وكذلك من المقبول علمياً القول بأن السفر إلى الزمن الماضي (على الرغم من صعوبته) لا يتنافى مع ما نعرفه من قوانين الفيزياء والرياضيات، و يدعى أي جهاز تطبيقي سواء أكان من صنع الخيال أو حقيقياً ويستطيع أن يحقق فكرة السفر عبر الزمن باسم "آلة الزمن" Time Machine.

- المشكلة الأساسية في فكرة السفر إلى الزمن الماضي هي التناقض مع السببية ، فهل يمكن لتأثير أن يسبق مسببه !، الفكرة بحد ذاتها تخلق إشكالاً مؤقتاً ، لكن البعض من المفسرين حلوا هذا الإشكال من خلال القبول بفكرة إمكانية السفر بين أكوان (أو حقائق) متوازية. النظرية تشير إلى بعد فيزيائي يمكن السفر عبره ، حيث الحاضر (النقطة التي تغادر منها) يكون حاضراً في نقطة ثابتة إما في الماضي أو في المستقبل. وعادة من يشار إلى ذلك المفهوم بالكون المتعدد multiverse .

تقنيات التحكم بالزمن
وضع معهد أندرسون تصوراً شاملاً للتقنيات التي تتحكم بالزمن من خلال المخطط الظاهر في الصورة (إضغط على الصورة للتكبير)، وهو عبارة عن جدول يربط بين كل تقنية والخصائص المدعومة من خلالها، حيث تشير النقاط في الجدول إلى أن الخاصية مدعومة من التقنية. وفيما يلي شرح لتلك الخصائص (المصطلحات) في المخطط:

- يشير مصطلح "التحكم بالزمن" Time Control إلى إمكانية السفر إلى الماضي أو المستقبل أو كلاهما ، أما مصطلح "نقل المادة" Matter Transport فيشير إلى إمكانية نقل المادة من عدمها، وعند عدم التمكن من نقل المادة عندها ستنتقل المعلومات فقط ، ويشير مصطلح "تكنولوجيا متاحة" Tech Viability إلى إمكانية تحقيق التقنية وفقاً لما وصلت إليه معارفنا في الوقت الراهن أو ما ستصل إليه على مر الجيلين القادمين. أما مصطلح "متاح بدون مواد خارجية" Possible Without Exotic Materials فيشير إلى إمكانية توفر مواد تساعد في الرحلة أو يفترض توفرها على مر الجيلين القادمين، ومصطلح "مصدر طاقة منخفض نسبياً " Relatively Low Input Power فيدل إلى إمكانية الرحلة بما هو متوفر لدينا من مولدات للطاقة في وقتنا الراهن أو قد يكون متاحاُ على مر الجيلين القادمين.

1- النفق الكمي Quantum Tunneling
هو عبارة تأثير ناتج عن موجة سريعة الزوال ترافق الجسم المسافر، ويحدث في ميكانيك الكم (الكوانتم) ، إن إختيار طول الموجة الصحيح مع إختيار مناسب للساتر النفقي يجعل بالإمكان تمرير إشارات أسرع من سرعة الضوء وبالتالي العودة إلى الزمن الماضي.


2- السفر بسرعة تقارب سرعة الضوء Near-Lightspeed Travel
إن لذلك قدرة كافية على تمدد الزمن ولهذا يتسارع المسافر بشكل كبير يجعله متقدماً نسبياً على الزمن بالمقارنة مع لأولئك الذين تركهم خلفه في اللحظة التي بدأ فيها رحلته. وكلما اقتربت السرعة من سرعة الضوء كلما كان أكثر في المستقبل.


3- مشغلة ألكيوبير للإلتفاف Alcubierre Warp Drive
تقوم بتمديد الزمكان في موجة تسبب تقلص نسيج الفضاء أمام المركبة الفضائية بينما يتمدد الفضاء خلف المركبة، يمكن للمركبة أن تركب الموجة لتتسارع إلى سرعات عالية وبالتالي تكون رحلة في الزمن.



4- السفر بسرعة أكثر من سرعة الضوء Faster-than-Light Travel
لا يزال موضوعاً مثيراً للجدل، فوفقاً لنظرية النسبية : أي جسم يستطيع السفر بسرعة أكثر من سرعة الضوء يعود إلى الزمن الماضي. وتقول النظرية النسبية أن السفر بتلك الطريقة يتطلب مصدر لا حدود له من الطاقة !


5- حقول إلتفاف الزمن Time-warped Fields
تعتمد تلك التقنية على إستخدام طاقة عبر منحنيات الزمكان حول كتلة دورانية أو حقل طاقة لتوليد حقول قابلة للتحكم والإحتواء من منحنيات-مغلقة زمنياً تستطيع أن تنقل المادة والمعلومات باتجاهين عبر الزمن (الماضي والمستقبل).

6- أشعة الضوء الدوارة Circulating Light Beams
يمكن صنعها باستخدام حقول مغناطيسية وحقول أشعة غاما بهدف الإلتفاف على الزمن. ووفقاً لهذه الرؤية يلتف المكان مما يجعل الزمن يلتف بدوره، مما يعني أنه يمكنك السير في الزمن كما تسير في المكان.


7- الثقوب الدودية Wormholes
هي مناطق إفتراضية عن "زمكان" إلتفافي ولها طاقة عظيمة وبإمكانها صنع قنوات في الزمكان. وإن كانت تلك الطاقة عابرة فبإمكانها أن تنقل المسافر سريعاً وتجعله يقطع مسافات هائلة في المكان وأيضاً عبر الزمن.

8- الأوتارالكونية Cosmic Strings
هي عبارة عن آثار طوبولوجية أحادية البعد (وافرة) في نسيج الزمكان تشكلت منذ نشأة الكون، وقد يؤدي التفاعل معها إلى تشكل حقولاً مغلقة زمنياً ترجع بالزمن إلى الوراء.


9- أسطوانة تيبلر
تستخدم أسطوانة ضخمة وطويلة تدور حول محورها الطولي ، يخلق الدوران تأثير سحب الأطر frame-dragging وحقول منحنيات مغلقة زمنياً قابلة للعبور بطريقة تمكن من العودة إلى الوراء في الزمن.


10 - تأثير كاسيمير
هي قوة فيزيائية تنشأ من حقل كمي ، بين لوحين غير مشحونين على سبيل المثال ، وهذا بدوره ينتج منطقة من الزمكان سلبية الكتلة mass-negative يمكنها من صنع ثقب دودي يسمح بالسفر خلاله بسرعة أكثر من سرعة الضوء.

عشر معادلات رياضية غيرت العالم

10 – معادلة Black–Scholes :

هذه المعادلة في الحسابات المالية في الأمور المتعلقة بالتجارة والاقتصاد ولا أستطيع التحدث كثيرا عنها .. لأني لم أدرسها

9 – نظرية فيثاغورث :

هذه النظرية أو المبرهنة والتي تختص بأطوال أضلاع المثلث القائم الزاوية وهي الأساس لعلوم الهندسة وحساب المثلثات والتي تطبق في الواقع في عمليات المسح والإنشاء والملاحة وغيره.

8 – Fourrier Transform أو تحويل فورير :

وهو تحويل رياضي يمكن من خلاله الإنتقال من مجال إلى آخر وهي تستخدم في الانتقال من نطاق الزمن ثانية إلى التردد ذبذبة وهي كثيرة الاستخدام في مجالات الهندسة وخاصة في مجالات دراسة الأطياف والموجات وأيضا في مجالات دراسة الحرارة وتوزيعها فعند الانتقال بالدالة من الزمن إلى الذبذبة تكون المسائل أكثر سهولة في الحل والتعامل.
وقد استخدم التحويل في مجالات الحاسب لضغط الصور وفكها في صيغات مختلفة..

7 – القوانين الأساسية للتفاضل والتكامل

لا أتصور وجود علم كالفيزياء بدون التفاضل أو التكامل وقوانينهم الأساسية .. المعادلة السابقة تبين معدل التغير عند نقطة معينة من الزمن ، من المسافة ، ... من أي كمية ... حسابات التغير والميول وتفاضل الكميات وتكامل اأخرى مشاكل أساسية تحلها هذه المعادلة البدائية ... وكأبسط الأمثلة للتطبيق المباشر لنظريات التفاضل والتكامل هي حسابات الحجوم والمساحات والأطوال والمسافات للمنحنيات ولا يمكن أن نتخيل كم هي مهمة لعلوم الطب والاقتصاد والكومبيوتر.

6 - Euler's polyhedron formula

V - E + F = 2

باختصار هذه الصيغة تختص بحسابات المجسمات متعددة الأوجه ومهمة في الرسم ثلاثي الأبعاد وحديثا في تخيل DNA

5 – القانون العام للجاذبية

هذا القانون المشهور الذي وضعه نيوتن والذي من خلاله يمكننا حساب قوى الجذب بين كتلتين وبالتأكيد لا يمكننا إنكار فضله في غزو الفضاء واكتشاف الكواكب وحسابات إرسال الأقمار الصناعية وتثبيتها في مداراتها.

4 – معادلات ماكسويل في الكهرومغناطيسية

وهي أربع معادلات رائعة اختصر بهم ماكسويل كل قوانين الكهرومغناطيسية أو بمعنى آخر خضعت لهم كل قوانين الكهرومغناطيسية وهذه الصورة هي الصيغة التفاضلية للقوانين وهي توضح العلاقات بين شدة المجال الكهربي والفيض المغناطيسي عند مرور تيار كهربي في موصل وهي مدخل أساسي لفهم الكهربية وعلاقتها بالمغناطيسية وهو ما أدى إلى طفرة في الاتصالات الحديثة من خلال إشارات التلفزيون والراديو التليفون والرادار وغيرهم.

3 - القانون الثاني للديناميكا الحرارية

فسر مفهوم الإنتروبي وأثبت استحالة وجود الحركة الدائمة كما أنه ساعد في اكتشاف مفهوم الذرة.

2 – معادلة شرودنجر

هذه المعادلة تصف حركة الجسيمات وتوضح العلاقة بين الخواص المزدوجة للمادة وهو ما أدى إلى فهم المادة في علوم ميكانيكا الكم وأيضا النسبية وهو ماترتب عليه الثورة التكنولوجية للإلكترونيات الحديثة.

1 – E = mc2

أشهر القوانين الفيزيائية على الإطلاق والذي وضعه إينشتاين والذي فجر الثورة العلمية الحديثة ويصف هذا القانون العلاقة بين الكتلة والطاقة .. فحتى أصغر الكتل تختزن كميات ضخمة لا يمكن تصورها من الطاقة وهو أساس عمل القنابل النووية والمفاعلات النووية.

-------------
ويا رب تكونوا استفدتم

حركتي الترنح والميسان للارض

حركتي الترنح والميسان للارض

يميل محور مدار الأرض حول الشمس بزاوية 23.5 درجة بالنسبة للعامود الوهمي الواقع على مستوى دوران الأرض حول الشمس والذي يسمى بالمستوى الكسوفي. ان حركة الترنح للكرة الأرضية  تشبه الحركة المخروطية لمحور دوران الأرض بالنسبة للعامود الوهمي الواقع على مستوى دوران الأرض حول الشمس، وتستمر هذه الدورة حوالي 26000 سنة.

ويشير التخطيط التالي إلى حركة الترنح. يتحرك محمور دوران الأرض على طول الخط المتقطع بمدة زمنية تصل إلى 26000 سنة.

ونتيجة لذلك، فان المستوى الاستوائي للكرة الأرضية (دورة الأرض حول محورها) والمستوى الكسوفي (مستوى دوران الأرض حول الشمس) يميلان الواحد بالنسبة للاخر بمعدل 23.5 درجة. ان نقطة تقاطع المحورين المستويين  يحددان منظومة شبكة خطوط الطول والعرض السماوية وتحدد دورة تعاقب الفصول، كما وان المستويين ذاتهما متحركان ايضا، بحيث ان المستوى الكسوفي يتغير ايضا بتاثير جاذبية كواكب المظومة الشمسية على مسار الكرة الارضية. وفي المقابل  فان المستوى الاستوائي للأرض يتغير بتاثير الطاقة الحركية للشمس والقمر على مبانها الغير كروي للأرض. ومن المعتاد فصل هذه العوامل إلى نوعين:

1. دورة الترنح الشمسي-قمري: وهي الحركة المخروطية (وهي معدل الحركة التي تم تهميش التشويشات الخفيفي) وتصل مدتها 26000 سنة.

2. حركة اليمسان او حركة التمايد: والتي تحتوي على كافة التاثيرات الدورية والتي تبلغ دورتها اقل من 18.6 سنة. ان التاثير الرئيسي لهذه الحركة هي التغييرات التي تحدث باتجاه محور دوران الأرض حول الشمس بالنسبة لمعدل المحور معدورية تصل إلى 18.6 سنة.

ان مجمل هذه التاثيرات مجتمعة يسمى "الترنح العام" او الترنح. أما الترنح الناتج عن التغييرات في المستوى الكسوفي (التاثيرات التي تسببها الكواكب السيارة على مسار الأرض حول الشمس) يسمى الترنح الكوكبي والذي يساهم في تغيير نقطة الاعتدال الربيعي بحوالي 12 ثانية قوسية كل 100 سنة. وفي المقابل، فان الترنح العام تؤدي إلى تغيير نقطة الاعتدال الربيعي (بالنسبة للاعتدال الربيعي) بحوالي 50 ثانية قوسية في السنة تقريبا.

ونتيجة للترنح، فان القطب الشمالي السماوي والقطب الجنوبي السماوي يتحركان في القبة السماوية ويتبدل نجم الشمال ونجم الجنوب.

ان ادلائل الاولى لوجود الترنح اُكتشف على يد الفلكي اليوناناي "هيبركوس" في المئة الثانية قبل الميلاد. وقد جول هيبركوس مواقع النجوم الساطعة في السماء وقارنها بالقياسات التي اجراها الفلكيين اليونانيين قبله ب-300 سنة. وجد هيبركوس، قبل ذلك، نقطة الاعتدال الربيعي تتحرك بمقدار 46 ثانية قوسية كل سنة وهذا ما ينطبق تقريبا على قياسات اليوم التي توصلت إلى ان التغيير يصل إلى 50.26 ثانية قوسية في السنة. بعده بحوالي 300 سنة قام الفلكي تلماي بحساب تحرك نقطة الاعتدال الربيعي، معتمدا على مختلف القياسات، وتوصل ان التغيير هو 36 ثانية قوسية في السنة. 

ماهو الصندوق الأسود الموجود على الطائرة؟

كيف يعمل الصندوق الأسود ؟
لا يقبل الغش ولا التحريف والتغير..
و يسجل آخر كلمات قالها كابتن الطائرة قبل موته…
الصندوق الأسود الموجود على الطائرة

ماهو الصندوق الأسود الموجود على الطائرة ؟؟
هو الشاهد العدل والوحيد على تحطم الطائرة والأسباب التي تقف وراء تحطم الطائرة وهو لا يقبل الغش والتدليس إلا إذا وقفت خلفه أيادي بشرية تغير مجرى الحقائق كما هو الحال في تحطم الطائرة المصرية وطائرة طيران الخليج في البحرين فلا يعرف السبب الحقيقي وراء تحطم الطائرتين الي اليوم !

مواصفات الصندوق الأسود :
يتكون من مسجلتين احديهما نظريه والآخر رقمية وهما متشابهتان في المظهر الخارجي وتختلفان في التركيب من الداخل . ومقاييس الصندوقين يبلغ الطول 20 بوصه والعرض 5 بوصة والارتفاع 7 بوصة ويكون في ذبل الطائرة لزيادة الحماية لهما .

سبب التسمية :
سمي بالصندوق الأسود لارتباطه بالكوارث الجوية وحودث تحطم الطائرة وهو في الحقيقة صندوق ذا لون برتقالي .

تاريخ الصندوق وفوإدة :
الصندوق يسجل كل كبيرة وصغيره داخل الطائرة من ارتفاع الطائرة وسرعة الهواء والاتجاه البوصلي والزمني والتسارع العمودي ويقاس بالجراف grav9.80665 متراً في الثانية المربعة . وقد تبنت وكالة الطيران الاتحادية الامريكية هذه المعايير في ترخيص صناعة وتشغيل الطائرات علي الخطوط الجوية .

وقد صنعة أول مسجلة (صندوق اسود) عام 1958م والمصنع هو شركة لو كهيد وكانت أول مسجلة معلومات لطيران نظرية وكانت مقاومة لتحطم وهيF.D.R (فلايجت داتا ديكودر) ثم أنتجت شركة أخري سجلة أصوات قمرة القيادة وهي C.V.R وقد أمرت وكالة الطيران لاتحادية بحمل مسجلة رقمية وذلك في بداية السبعينيات من القرن الماضي وهي تحت اسمF.D.R (دجتل فلايجت داتا ريكوردر ) .
وهو قادر على تسجيل مالا يقل عن 17 نوع من المعلومات وبعد تطور المسجلات النظرية والرقمية تستطيع تسجيل مالا يقل عن 100 نوع من المعلومات في وقت واحد وذلك عن طريق تلقي المعلومات عن طريق أجهزة التحسس للمعلومات الموجودة بداخلها من سرعة الرياح والارتفاع والبوصلة والساعة الزمنية ودرجة الحرارة خارج الطائرة ووضع الطائرة في الجو وكل هذا يرتبط بأبرة تسجيل تقوم بتسجيل كل الضغوط الواقعة والطارئة وهي مثل أبرة رسم تخطيط القلب .

فوائد الصندوق الأسود :
تستخدم معلومات الصندوق الأسود من قبل :
1- دوائر هندسة الطيران لرصد آداء الطائرات وتحسين مستوى صيانتها .
2- دوائر ملاحي الطيران للرقي بمستوى الملاحين .
3- شركات صناعة الطائرات لرفع مستوى السلامة في الطائرات الحديثة والقديمة .
4- تفيد المعلومات الموجودة في الصندوق الأسود خبراء الأرصاد الجوية فهي تقدم معلومات دقيقة عن الظواهر الجوية الخطرة مثل المقصاة الجوية والانفجارات الهوائية الصغيرة .

مواصفات علمية خاصة بالصندوق الأسود :
يوجد في الصندوق الأسود تقدم علمي وتقني أشبة ما يكون بالخيال فهو الدليل الوحيد الذي يزود المحققين بالمعلومات المطلوبة بعد تحطم الطائرة والواجب توفرها بعد الحادث لمعرفة أسباب وقوع الكارثة وهو أغلى قطعة في الطائرة
ويشمل المواصفات التالية :
1- ذو لون برتقالي ومغطى بأشرطة عاكسة للضوء .
2- يقاوم حرارة تصل إلي 1100 درجة مئوية يطلقها لهب مغذى بالوقود لمدة 30 دقيقة .
3- الصناديق مصنوعة من التيتانيوم فهي تقاوم اختراق قضيب من الفولاذ وزنة ربع طن يسقط من ارتفاع 3 أمتار .
4- يقوم الاهتزاز ألارتجاجي دون الاسائة إلى المعلومات المسجلة أو فقدانها.
5- يحتوي على مرشد لاسلكي لتحديد موقعة تحت الماء ويطلق ذبذبات ضوئية عالية التردد 37.4 كيلو هيرتز عند مساس المياة والثلوج الكثيفة والرطبة وذلك عند خروجة من ذيل الطائرة ويمكن تميز تلك الإشارة من على بعد 2.5 ميل وعلى عمق 20 إلف قدم تحت الماء ولمدة 30 يوم متواصلة .
6- به شريط تسجيل المعلومات جيد النوعية بعرض ربع بوصة ولة قابلية تسجيل مستمرة لمدة 25 ساعة متواصلة يعود التسجيل من جديد وبعد انتهاء المدة وذلك فوق المعلومات القديمة وهي تمسح تلقائياً ويوجد أيضا مسجلة قمرة القيادة في كبينة الطائرة .

مسجلة قمرة القيادة :
وهي تسجل أخر الأحداث التي أدت إلي تحطم الطائرة وهي تعرف المحققون بما إذا شعر الطيارون بوجود خلل بمقابل تحطم الطائرة وماهو نوعيتة وتسمح بمقارنة المعلومات الموجودة في الصندوق الأسود مع مسجل قمرة القيادة وهي تسجل مكالمات الملاحين منذ تشغيل الشبكة الكهربائية للطائرة وحتى توقفها عن العمل وذلك لمدة نصف ساعة وهي فترة قصيرة بالمقارنة بالصندوق الأسود وهي تسجل أهم جزء وهو الجزء القريب جداً من الحدث .

قدرات مسجلة قمرة القيادة :
تسجل كل ما يقع في مداها بما في ذلك تردد 400 هيرتز الصادرة عن الشبكة التي تبلغ قوتها 28 فولت وأصوات مراوح التبريد والاهتزازات الضعيفة .

واخيراً سؤال مهم !!! كيف يستطيع الخبراء اكتشاف مكان الصندوق الاسود بعد تحطم الطائرة وسقوطها من الالاف الكيلومترات ؟؟

طور الخبراء الصندوق الاسود بحيث هو يدلهم على مكانه وذالك بارسال اشارات فوق سمعية ..
( كيلو هيرتز ) يمكن التقاطها من على بعد عشرات الكيلومترات وليس غريبا ان نسمع عن العثور عليه بعد يومين من سقوط الطائرة !! ..
صندوق صغير يحوي في طياته عالم عجيب من الاسلاك يبلغ قيمته من 10 الاف - 30 الف دولار استطاع ان يقدم خدمة جليلة للانسان ..
فسبحان الله .. علم الانسان مالم يعلم .. 

معلومات فيزيائية تهمك

1-تنصحك الفيزياء بالرجوع من الأمام الى الوراء
عند استخدام الجليد للتبريد أن تضع الشراب المراد تبريده تحت الجليد بدلا من أن تضعه فوقه,
وكذلك عند استخدام المرآة , فلا تضع المصباح ورائك و تجعله يضيء المرآة إنما يجب عليك وضعه أمامك وإضاءة نفسك حتى تنعكس على المرآة وترى صورتك بوضوح.

2-تنصحك الفيزياء بعدم القراءة تحت ضوء القمر , وذلك لأنك لن تستطيع ذلك ,
حيث أن القمر تكون شدة إضاءته في أحسن حالاته (0.1 لوكس),
أي ما يعادل إضاءة شمعة على بعد 3 أمتار من القارئ في غرفة مظلمة تماما و هذا غير كافي للقراءة.

3-تنصحك الفيزياء بعدم القفز في الماء من ارتفاع عال إن لم تكن خبيرا و سباحا ماهرا , حيث أن الخطورة تكمن في انعدام سرعة السباح خلال فترة قصيرة جدا, وسيكون الضغط المتعرض له السباح كبير جدا ( فلو كانت كتلته 70كغ مثلا أي أن وزنه 686 نيوتن سوف يتضاعف إلى 3430 نيوتن فيسبب هذا الوزن الكبير أذى كبير للجسم ).
لذلك يقل الأذى كلما كان عمق الغطس أكبر (تناقص السرعة أبطأ) , و أيضا بتقليل مساحة سطح الاختراق للماء و الجسم عمودي على سطح الماء, فحذاري و حذاري أن تسقط على بطنك ...

4-تنصحك الفيزياء بأن لا تفعل مثل الفيل عندما يتنفس تحت الماء عن طريق خرطومه الذي يجعله فوق سطح الماء.
عندما قام أحدهم بتقليد الفيل مستعملا أنبوبا عوضا عن خرطوم الفيل بدأ الدم ينزف من أنفه و أذنيه و بعضهم فارق الحياة.
و السبب في ذلك يعود لاختلاف الضغط حيث أن رئتاه تخضع لضغط جوي نظامي(ضغط الهواء الداخل), أما من الخارج فتخضعان إلى ضغط جوي نظامي إضافة إلى ضغط ناتج عن وزن الماء الذي يعلو الغواص و هو كبير نسبيا.
إضافة إلى أن الدم سوف يجري من الضغط المرتفع إلى المنخفض, فيكون الضغط مرتفعا في القدمين و البطن ومنخفضا في الصدر و الرأس, و سيسبب هذا إزعاجا لتقلصات القلب بالإضافة إلى احتمال حدوث نزيف داخلي بسبب تمزق الأوعية الدموية.

5-تنصحك الفيزياء عندما تكون في سيارة وتريد قذف جسم ما ( زجاجة مثلا) من النافذة بحيث تقلل أكثر ما يمكن من احتمال تحطمها عند ملامستها للأرض , بأن تقذفها بعكس اتجاه حركة السيارة, أي الى الوراء.
وذلك لأن سرعة الزجاجة ستصبح مساوية الى سرعة السيارة منقوصا منها سرعة القذف و بالتالي يقل احتمال انكسارها , أما لو قذفت باتجاه حركة السيارة سوف تنضاف السرعة الى سرعة السيارة مما يزيد احتمال انكسارها .

6-تنصحك الفيزياء عندما تكون مرتديا معطفا من الفرو في البرد القارص بأن لا تغتر بمعطفك و تعتقد بأنه يقوم بتدفئتك إنما حقيقة أنت من يقوم بتدفئة معطفك , إنما مهمة المعطف هو منع حرارة جسمك من التسرب ليس أكثر ,
فكلما كان معامل التوصيل الحراري للمعطف رديء كلما كان حفاظه على حرارة جسمك أكثر و بالتالي تدفئتك أكثر.
والدليل لو أنك وضعت كيسا من الثلج تحت معطف الفرو ووضعت كيسا مماثلا في الخارج, فعند ذوبان الثلج الذي في الخارج , انظر إلى الكيس المغطى بالمعطف سترى انه لم يبدأ بالانصهار!!!

ما هو الضوء؟ تاريخ النظريات الفلسفية و العلمية لطبيعة الضوء

ما هو الضوء؟ تاريخ النظريات الفلسفية و العلمية لطبيعة الضوء

موجة أم جسيم ؟

مقال من إعداد: Mohamed Kamal

منذ التاريخ قبل الميلادي اختلف الفلاسفة حول طبيعة ضوء, أرسطو فسر الضوء بأنه اضطراب أو اهتزاز لمكونات الهواء ( طبيعة موجية) , بينما افترض ديموقريطوس بأن كل شئ في الكون-بما فيها الضوء- مكوّن من جسيمات متناهية الصغر غير قابلة للتجزئة, و أسماها الذرات "atoms" و من هنا جاءت تسمية الذرات(طبيعة جسيمية) . إلا أن هذا الجدال كان فلسفياً غير مبني على أي دليل علمي .
اتّخذ الأمر منحى علمي عندما بدأ الحسن بن الهيثم بدراسة الضوء و انكساره و انعكاسه و علم العدسات, و كان افتراضه بأن الضوء هو عبارة عن حزم من الأشعة المكونة من جسيمات, أي أنه كان من أهل النظرية الجسيمية للضوء, بعد ذلك بعدة قرون قام نيوتن أيضاً بافتراض أن الضوء يتكون من جسيمات صغيرة جداً في فرضيته المعروفة " corpuscular hypothesis" و جادل نيوتن بأن هذه النظرية تستطيع أن تفسر انعكاس الضوء بناءا على افتراضه بأن الضوء جسيمات تسير في خطوط مستقيمة, كما فسر الانكسار بأن تسارع هذه الجسيمات يتغير عندما تنتقل من وسط إلى وسط مختلف الكثافة .
في الجهة المقابلة, كان كلاً من Hooke و Huygens بافتراض الطبيعة الموجية للضوء, و لكن هذه المرة بالاستناد إلى الرياضيات, و قالوا بأنه إذا كانت سرعة الضوء تتغير من وسط لآخر, فمن السهل تفسير انعكاس الضوء بأنه تغير في تذبذب موجة الضوء تبعاً لطبيعة الوسط الذي تسير فيه. تدعّم النظرية الموجية بالضوء بعد ذلك بواحدة من أهم التجارب في التاريخ البشري رغم بساطتها, ألا و هي تجربة الشق المزدوج التي أجراها ثوماس ينج, إذا بيّنت بما لا يدع مجالا للشك أن الضوء موجة, حيث انه يحصل تداخل للضوء عندما يمر في شقين متجاورين تحت ظروف معينة, و لا يمكن تفسير هذا التداخل إلا بافتراض أن الضوء موجة.
مر وقت طويل, و في كل يوم كانت النظرية الموجية تزداد قوة و انتشاراً بينما يخفت بريق النظرية الجسيمية, و كانت آخر الضربات التي وُجّهت للنظرية الجسيمية هي نظرية ماكسويل في الكهرومغناطيسية, حيث استطاع ماكسويل أن يوحد الكهربية و المغناطيسية في نظريته النظرية الكهرومغناطيسية, و استطاع أن يثبت وفق معادلات -تعتبر من أهم ما خطّت أيدي البشر, و سواءاً كنت تدري أو لا تدري, فحياتك تعتمد بشكل كبير جدا على هذه النظرية, و لولاها لما كنت تقرأ ما هو مكتوب أمامك الآن- أن الضوء ما هو إلا أحد أشكال الأمواج الكهرومغناطيسية .
كانت نظرية ماكسويل, أو كادت أن تكون الضربة القاضية للنظرية الجسيمية , لولا وجود بعض التجارب التي لا نستطيع تفسيرها باعتبار أن الضوء موجة, كالظاهرة الكهروضوئية "عند تسليط شعاع ضوئية على صفيحة معدنية, فإن بعض الإلكترونات ستتحرر من هذه الصفيحة تحت لم ظروف معينة" , من المثير للدهشة, أن هذه الظاهرة تم اكتشافها على يد العالم هيرتز بينما كان يحاول بالتجارب إثبات صحة نظرية ماكسويل الموجية !
في عام 1905 قام أينشتين بإحياء تراث بن الهيثم و نيوتن من جديد, مستفيداً من نظرية ماكس بلانك في اشعاع الجسم الأسود, فقد قام اينشتين بتفسير الظاهرة الكهروضوئية بافتراض أن الضوء و الأمواج الكهرومغناطيسية تتكون من جسيمات "فوتونات" و هي كمات محددة من الطاقة, و استطاع بهذا أن يفسر الظواهر التي عجزت النظرية الموجية للضوء عن تفسيرها.
إذا الأمر الآن أصبح أكثر تعميماً, فالحديث ليس عن الضوء فقط, بل على جميع الموجات الكهرومغناطيسية, و الضوء ما هو إلا شكل من أشكال الأمواج الكهرومغناطيسية.
في عام 1924 قدّم العالم دي برولي فكرة عبقرية, و لأن الطبيعة تعشق التماثل في كل شئ, افترض دي برولي التالي: إذا كانت الموجات الكهرومغناطيسية تتصرف كجسيمات , فما المانع من أن تتصرف الجسيمات كموجات ؟!
قام دي برولي بالعمل على هذا الموضوع, حتى استطاع باستخدام معادلات رياضية منطقية أن يُدعّم هذا الفرض, و استطاع أن يصوغ نظرية تفترض أن كل متحرك و له كتلة معينة, فانه سيتصرف كموجة , و قدّم معادلة سميت باسمه يمكن من خلالها حساب الطول الموجي للجسيم من خلال الربط بين طول موجته و كمية تحركه.
لم يطل الوقت طويلاً, فبعد ثلاث سنوات من ذلك, قام العالمان Davisson و Germer بإجراء تجربة استطاعوا من خلالها إثبات صحة نظرية دي برولي. حيث أظهرت تجربتهم أن حزمة من الإلكترونات تتشتت بطول موجي معين عند تسليطها على بلورة. و التشتت طبعاً من خواص الأمواج, و كان طول الموجة في التجربة هو نفسه عندما حسبوه باستخدام نظرية دي برولي.
في عام 1926 فكّر شرودنجر في ما قاله دي برولي, و قال إذا كان الجسيم يتصرف كموجة, فيجب أن تنطبق معادلة الموجة على هذه الحركة, و بهذا المنطق استطاع دي برولي أن يشتق معادلة باسمه," معادلة شرودنجر" لتفسر سلوك هذه الموجات, و قد ألحقها بمعادلات أخرى استطاعت تفسير ظواهر سابقة و لاحقة, و قد احتفى العالم بهذه النظرية و اعتُبرت واحدة من أهم انجازات القرن العشرين, و أحد أهم الثورات في تطور علم الفيزياء

الشمس.. كنز العرب الاستراتيجي

الشمس.. كنز العرب الاستراتيجي

تملك المنطقة العربية إمكانات هائلة تؤهلها لأن تكون المصدر الأول للكهرباء في العالم، وذلك إذا نجحت في استغلال الطاقة الشمسية التي تسطع على أنحائها على مدار العام، بفعل موقعها الجغرافي، وإن تمكنت من تطوير هذا المصدر بالتقنيات والكوادر المناسبة.

وفي حال نجحت الدول العربية في دخول هذا المجال، فقد يصبح بمقدورها توفير نحو ثلث حجم الطاقة الشمسية في العالم، إذ يبلغ متوسط ما يصلها من الطاقة الشمسية 5 كيلو واط - ساعة على المتر المربع الواحد في اليوم. فلو وضعت الخلايا الشمسية على مساحة 16 ألف كيلو متر مربع، لأمكن توليد طاقة كهربائية توازي ما يزيد عن 5 أضعاف ما يحتاجه العالم العربي اليوم من الطاقة الكهربائية في حالة الاستهلاك القصوى.

ويعد مشروع "شمس 1" الذي افتتح في العاصمة الإماراتية أبوظبي في شهر مارس الماضي أكبر محطة للطاقة الشمسية المركزة في العالم، وبلغت كلفته 600 مليون دولار.

من المتوقع أن يؤمن المشروع تغذية كهربائية لعشرين ألف منزل، وتهدف أبوظبي إلى تأمين 7 بالمائة من حاجاتها في مجال الطاقة عبر مصادر متجددة بحلول العام 2030.

ومع دخول المحطة مرحلة الإنتاج، أصبحت الإمارات تملك 68 بالمائة من القدرة الإنتاجية للطاقة المتجددة بالخليج، ونحو 10 بالمائة من القدرة العالمية.

كما افتتحت شركة "مصدر" الإماراتية أول محطة للطاقة الشمسية في موريتانيا لتغطية النمو المتزايد في الطلب على الكهرباء.

تبلغ قدرة المحطة في موريتانيا 15 ميغاواط، أي 10 في المائة من إجمالي قدرة شبكة الكهرباء الموريتانية، وتمتد على مساحة تبلغ 300 ألف متر مربع، وتنتج كهرباء تكفي لتلبية احتياجات نحو عشرة آلاف منزل.

وقال مدير إدارة الطاقة النظيفة بمصدر بدر اللمكي لـسكاي نيوز عربية إن الهدف من المشروع هو "توسيع مشاريع الطاقة المتجددة لمصدر، بالإضافة إلى مساعدة موريتانيا".

وأضاف: "سيساهم المشروع في زيادة خدمات الكهرباء بموريتانيا، والحد من انقطاع الكهرباء وتسهيل وصولها لأكبر شريحة ممكنة من الشعب الموريتاني".

أما الأردن، فيذهب نحو 20 بالمائة من إجمال ناتجه المحلي لسد كلفة الطاقة، ما دفع الحكومة إلى حث المواطنين على استخدام الطاقة الشمسية لتقليص فاتورة الكهرباء.

وقال عضو لجنة الطاقة في نقابة المهندسين منتصر عريقات لـسكاي نيوز عربية إن الحكومة أصدرت قانونا يلزم المواطنين بتركيب سخانات شمسية على أن يتناسب كل منها مع مساحة المنزل.

كما سمحت الحكومة مؤخرا للأردنيين باستخدام الطاقة الشمسية لتوليد الطاقة الكهربائية وبيعها لشركة الكهرباء بعد أن كانت تمنع ذلك .

وفي قطر، تسعى الحكومة لتعزيز استخدامها للطاقة الشمسية بتوليد الكهرباء لتصل إلى 16 بالمائة بحلول 2018، وذلك في نموذج نادر على تبني دولة عضو بمنظمة أوبك لمصادر الطاقة المتجددة.

وكان فهد العطية، رئيس الجمعية التي نظمت محادثات بشأن التغير المناخي بالدوحة أواخر عام 2012، قال إنه "تقرر تشغيل المشروع بحلول 2018، وإن ذلك سيقدم 16 بالمائة من إجمالي الطاقة الكهربائية".

وتخطت آمال المملكة العربية السعودية استغلال طاقة الشمس لإنتاج الطاقة الكهربائية، لتصل إلى تصدير الكهرباء الشمسية إلى دول أوروبية.

وكان نائب رئيس مدينة الملك عبدالله للطاقة الذرية والمتجددة لشؤون الطاقة بالمملكة، خالد بن محمد السليمان قال إنه سيكون من المجدي للسعودية أن تصدر ما يصل إلى 10 غيغاواط أو ما يعادل إنتاج 10 محطات نووية عن طريق شمال إفريقيا وإيطاليا أو إسبانيا.

وتعتزم السعودية تصدير تلك الطاقة إلى أوروبا في فصل الشتاء، حينما يؤدي انخفاض درجات الحرارة إلى تقليص الحاجة إلى تكييف الهواء.

أما المملكة المغربية، فتسعى إلى إنشاء أكبر محطة للطاقة الشمسية بالعالم في منطقة ورزازات، بقدرة تصل إلى 160 ميغاواط، حسب ما أعلنت الوكالة المغربية للطاقة الشمسية.

وتمثل هذه المحطة جزءا من خطة المغرب للطاقة، التي تهدف إلى بناء 5 مزارع للطاقة الشمسية بحلول عام 2020، بسعة 2000 ميغاواط، الأمر الذي يسهم في تقليل الانبعاثات الكربونية بحوالي 3.7 مليون طن.

يذكر أن منطقة الشرق الأوسط شهدت نموا في استهلاك الطاقة، إذ ارتفع بنسبة 22 بالمائة بين عامي 2007 و2011.

ولن تقتصر منافع إنشاء محطات لتوليد الطاقة الكهربائية من أشعة الشمس على الجوانب البيئية، وإنما ستساهم بشكل كبير في دفع عجلة التنمية والقضاء على البطالة، إذ أظهرت أبحاث أن كل ميغاواط واحد يتم إنتاجه يحتاج إلى 20 موظفا من تقنيين ومهندسين ومعماريين.