الجاذبية الكمومية قد تكشف الطبيعة الحقيقية للزمن

الجاذبية الكمومية قد تكشف الطبيعة الحقيقية للزمن

تواجه محاولات العلماء في توحيد ميكانيكا الكم مع النسبية الخاصة في نظريةٍ شاملة للجاذبية الكمومية مشكلةً تعرف باسم "مشكلة الزمن". في ميكانيكا الكم، الزمن كوني ومطلق، وهو دقات منتظمةٌ في عقارب الساعة تملى على التشابكات الناشئة بين الجزيئات. ولكن في النسبية العامة (نظرية الجاذبية…

مصفوفة محاكاة العالم: نماذج الجسيمات

مصفوفة محاكاة العالم: نماذج الجسيمات

يشكل بناء النماذج جوهر العديد من مجالات البحوث العلمية والهندسية. والنموذج أساسا، هو تمثيل لنظام معقّد تم تبسيطه بطرق مختلفة للمساعدة في فهم سلوكه. فمهندس الطيران مثلا، قد يبني نموذجاً مادياً مصغراً لطائرة مقاتلة لاختبارها في نفق الرياح.   في العصر الراهن، يتم تنفيذ غالبية النماذج…

كيف تهرب المركبات الفضائية خارج الأرض؟

كيف تهرب المركبات الفضائية خارج الأرض؟

سرعة الإفلات escape velocity هي أقل سرعة يجب أن يمتلكها الجسم المقذوف لكي يفلت من حقل الجاذبية اﻷرضية أي الهروب من اﻷرض دون السقوط مرة أخرى. حيث سيتمكن جسم يمتلك هذه السرعة على سطح اﻷرض من الإفلات من حقلها الجاذبي دون الحاجة ﻷي قوى إضافية، وتفسر فيزيائيا على أنها السرعة التي…

ما هي أقمار غاليليو؟

ما هي أقمار غاليليو؟

ولد غاليليو غاليلي Galileo Galilei أوَّلُ الأطفالِ في أسرةٍ تلاهُ فيها خمسة للأب فينشنزو غاليلي Vincenzo Galilei والأم جوليا اماناتي Giulia Ammannati، وذلك في 15 فبراير 1564 في مدينة بيزا الإيطالية.   عند بلوغهِ سن الحادية عشرة، أُرسل غاليليو للدراسة في دير اليسوعيين، وهناك…

ما هي اللبنة الكونية؟ من الزمان والمكان إلى الزمكان

ما هي اللبنة الكونية؟ من الزمان والمكان إلى الزمكان

بأسلوبي الخاص أمتلك السلطة على المكان، يمكنني اختيار المكان الذي أريد أن أكون فيه، البقاء في السرير في لندن، أو الصعود على متن طائرة في رحلة عبر الكوكب لرؤية عائلتي في أستراليا. الفضاء ثلاثي الأبعاد الذي نعيش فيه بإمكاني التحرك عبره واستكشافه بإرادتي، ضمن قيود التنقّل والتكنولوجيا…

الأبعاد الإضافية والجرافيتون والثقوب السوداء الصغيرة

الأبعاد الإضافية والجرافيتون والثقوب السوداء الصغيرة

تبدو الأبعاد الإضافية مثل الخيال العلمي ،لكنها قد تفسر ضعف الجاذبية. لماذا تعتبر الجاذبية أضعف بكثير من القوى الأساسية الأخرى؟. يمكن لمغناطيس خاص بثلاجة صغيرة أن يولد قوة كهرومغناطيسية أكبر من قوة سحب الجاذبية الأرضية. إحدى الإجابات المحتملة، هي أننا لا نشعر بكل تأثيرات الجاذبية،…

هل تخيلت يوماً مدى سوء الإشعاع على كوكب المريخ؟

هل تخيلت يوماً مدى سوء الإشعاع على كوكب المريخ؟

لقد تزايد استكشاف الإنسان لكوكب المريخ في العقود القليلة المنصرمة، فبالإضافة إلى البعثات الثمانية الفعالة على الكوكب الأحمر وحوله، فهناك سبعة مسبارات روبوتية، وعربات فضائية ومركبات مدارية من المخطط إطلاقها بحلول نهاية العقد الحالي. وبحلول ثلاثينيات القرن الجاري، تخطط العديد من الوكالات…

مركبة مارينر 10: بعد مضي 42 عاماً لأفضل صورة للزهرة وأول مساعدة من جاذبية كوكب

مركبة مارينر 10: بعد مضي 42 عاماً لأفضل صورة للزهرة وأول مساعدة من جاذبية كوكب

صورة مركبة مارينر 10 لكوكب عطارد جمعت مارينر 10  (Mariner 10) صورة الفسيفساء هذه عندما حلقت قرب عطارد في التاسع والعشرين من آذار/مارس عام 1974، وتظهر نصف الكرة الجنوبية من الكوكب. كما التقطت المركبة أكثر من 7 آلاف صورة لعطارد والزهرة والأرض، وللقمر أيضًا أثناء مهمتها.…

غلاف الأرض الأيوني

غلاف الأرض الأيوني

نظرة عامة يعرّف الغلاف الأيوني للأرض "الأيونوسفير" (Ionosphere) بأنه طبقة من الغلاف الجوي للأرض، وهي مؤينة بفعل الإشعاع الشمسي والكوني. يمتد على ارتفاع 75-1000 كيلومتر (46-621 ميل) فوق الأرض. يبلغ قطر الأرض 6370 كيلومترًا، لذا فسُمك الغلاف الأيوني صغير جدًا بالمقارنة مع…

المنشأ العضوي للبترول

المنشأ العضوي للبترول

البترول هو مادة تنشأ طبيعيًا وتتألف من مركبات عضوية غازية وسائلة أو شبه صلبة. أما المركبات العضوية فهي جزيئات الكربون المرتبط بالهيدروجين (الهيدروكربونات)، وبدرجة أقل، بالكبريت والأكسجين أو النتروجين. أبسط أشكال هذه المركبات هي الميتان الذي يتألف من ذرة كربون واحدة ترتبط مع أربع…

أفضل عشر اكتشافات لهويغنز على تيتان

أفضل عشر اكتشافات لهويغنز على تيتان

في 14 كانون الثاني/يناير عام 2005، وفي الساعة 13:34 بالتوقيت الأوروبي المركزي (12:34 بالتوقيت العالمي)، دخل مسبار هويغنز Huygen التابع لوكالة الفضاء الأوربية ESA كتب التاريخ بهبوطه على سطح تيتان Titan، أكبر أقمار زحل، وكانت هذه المحاولة البشرية الأولى الناجحة لهبوط مسبار على عالم…

17 معادلة غيرت مسار التاريخ

17 معادلة غيرت مسار التاريخ

الرياضيات تحيط بنا، وقد شكلت فهمنا للعالم بطرق لا تُعد في 2013، نشر الرياضي والمؤلف العلمي إيان ستيورات Ian Stewart كتابًا عن 17 معادلةً غيرت العالم. لقد صادفنا هذا الجدول المتناغم على حساب الدكتور بول كوكسون Dr. Paul Coxon's على تويتر وهو مدرس الرياضيات، والمدون لاري فيليبس…

التحليل الطيفي النيوتروني: الجزء الثاني

التحليل الطيفي النيوتروني: الجزء الثاني

رسم توضيحي لهندسة معادلة براج. تحدثنا في الجزء الأول عن أنواع النيوترونات وَفْقًا لطاقاتها، وأيضًا عن أسس التحليل الطيفي ومفهوم عملية التشتُّت. وسنتناول في هذا المقال أنواع التشتُّت النيوتروني. ∗ تشتُّت النيوترونات المرن أحد التطبيقات لتشتُّت النيوترونات المرن هو حُيُود (انعراج)…

التحليل الطيفي النيوتروني: الجزء الأول

التحليل الطيفي النيوتروني: الجزء الأول

سنتعرف في هذه السلسلة المكونة من جزأين واحدةً من أهمّ طرق التحليل الطيفي المستخدمة لسبر ودراسة الموادّ، إضافة إلى عديد من التطبيقات الأخرى.  نعرف جميعنا، شكليًّا على الأقلّ، أن الضوء (أو الإشعاع الكهرومغناطيسي electromagnetic radiation) ليس المستكشف الوحيد الممكن للمادَّة وسلوكها،…

لكل شيء نهاية  ستدمر الشمس كوكبنا بأسرع مما تتصور

لكل شيء نهاية ستدمر الشمس كوكبنا بأسرع مما تتصور

هنالك العديد من الاحتمالات المتعلقة بكيفية فناء كوكب الأرض. فمن الممكن أن يصطدم بكوكب آخر، أو يبتلعه ثقب أسود، ومن الممكن أيضا أن تدمره الكويكبات. من الصعب حقا تحديد أي سيناريو سيكون سببا في زوال كوكبنا.  ولكن هنالك شيء واحد مؤكد، سيأتي يوم تدمر فيه الشمس كوكبنا العزيز، حتى…

تحسين قدرة بطاريات المركبات الفضائية النووية باستخدام مواد جديدة

تحسين قدرة بطاريات المركبات الفضائية النووية باستخدام مواد جديدة

يمسك مهندس المواد في JPL صمد فردوسي Samad Firdosy وحدة كهروحرارية متكاملة مصنوعة من أربع مزدوجات حرارية، وهي أجهزة تساعد في تحويل الحرارة إلى كهرباء. وتُستخدم المزدوجات الحرارية في تجهيزات التسخين المنزلية، وأيضا في أنظمة الطاقة في المركبات الفضائية. حقوق الصورة: NASA/JPL-Caltech…

كيف يمكننا قراءة وتحليل صور مسبار ستيريو؟

كيف يمكننا قراءة وتحليل صور مسبار ستيريو؟

بنفس الطريقة التي تمنح بها العين البشرية إدراكاً ثلاثي الأبعاد للعالم من حولنا، فإن المركبة الثنائية لمهمة مرصد العلاقات الشمسية والأرضية التابعة لناسا Solar Terrestrial Relations Observatory، أو اختصاراً ستيريو STEREO، تمكننا من فهم الشمس بالأبعاد الثلاثية. ويعود الفضل لهذه البعثة…

جمال معادلات لابلاس المفتاح الرياضي لكل شيء!

جمال معادلات لابلاس المفتاح الرياضي لكل شيء!

تملك الفيزياء أحجار الرشيد الخاصة بها. إنها شيفرات، تُستخدم لترجمة الأنظمة التي تبدو متفاوتة في الكون. إنها تربط بالرياضيات البحتة بأي فرع من فروع الفيزياء الذي تريده. وهذه واحدة منها: \(\nabla ^2 \varphi=0\)   نراها في الكهرباء، والمغناطيسية، وفي ميكانيك الموائع، وفي الجاذبية،…

ألياف بصرية مرنة تغير لونها مستوحاة من الطبيعة

ألياف بصرية مرنة تغير لونها مستوحاة من الطبيعة

الألياف المرنة القابلة لتغيير لونها  حقوق الصورة: (Mathias Kolle, Laboratory for Bio-inspired Photonic Engineering (LBPE إن العديد من التصميمات العلمية مستوحاة من عناصر الطبيعة، وأحد هذه العناصر هو بشرة ثمار Margaritaria nobilis ذات اللون الأزرق المخضر الرائع (وتسمى أيضاً bastard…

ماذا حدث لكل الهيدروجين الأصلي في كوننا بعد بزوغ الفجر الكوني

ماذا حدث لكل الهيدروجين الأصلي في كوننا بعد بزوغ الفجر الكوني

عندما انفجر الكون لحيز الوجود بالانفجار العظيم Big Bang قبل نحو 14 مليار عام، كان يبدو بشكل مختلف تمامًا عما هو عليه اليوم. فبدلاً من الكواكب، والنجوم، والمجرات كانت هناك كرة متضخمة من البلازما الساخنة. برَدَ الكون وهو يتمدد، وبمرور الوقت تجمدت مكونات كوننا المختلفة مع تدني درجات…