قائمة بأشهر لغات البرمجة واستخداماتها

تعتبر البرمجة من أكثر المجالات طلبًا  في يومنا هذا، وهي مجال سريع التغير والنمو، وإذا كنت ممن يريدون الدخول في هذا العالم، فقد تقابلك صعوبات في كيفية البدء في التعلم، وهذه السلسلة تحاول المساعدة في تجاوزها.

أي لغة أختار؟

حتى اليوم تم اختراع العشرات أو المئات من لغات البرمجة ، فكيف يمكنك الاختيار من بين كل تلك اللغات؟

إذا كان هدفك هو تحويل مسارك المهني نحو البرمجة، أو تعلمها كهواية جديدة، أو أنك فقط تود الاطلاع على الصورة العامة للموضوع لفهم المصطلحات والمشاكل التقنية التي قد تقابلك، فإن تحديد الغرض والتوجه الذي تنوي اتخاذه مهم للغاية.

تتعدد استخدامات لغات البرمجة، على سبيل المثال <<اللغات منخفضة المستوى- Low-Level Programming Languages>> كالأسمبلي (Assembly)، ملائمة جدًا في الحالات التي يكون فيها سرعة تنفيد الكود البرمجي أمرًا مهمًا؛ وذلك لقربها من لغة الآلة، ولكنها أصعب في التعامل نظرًا لتعقيد صيغها، وإذا أردت بناء موقعك الخاص، فلن تكون سرعة التنفيذ-على الأغلب- أمرًا حتميا، وسيكون من الأسهل استخدام لغات عالية المستوى ذات الأوامر القريبة من اللغة البشرية، كجافا سكربت (JavaScript) مثًلًا.

هذه قائمة بأشهر اللغات، والمناسبة كبداية:

– شعار بايثون

بايثون (Python)

لسعة مجالات استخدامها، وبصيغها الشبيهة باللغة الإنغليزية، وكبر محتواها ومجتمعها على الإنترنت، تعتبر أحد اللغات الأكثر استخدامًا، ومن أسهل اللغات للتعلم، إن لم تكن الأسهل على الإطلاق!

بايثون لغة <<عالية المستوى- High-Level Language>>، وهي لغة <<كائنية التوجيه -Object-Oriented Language>>، يمكن أن تستخدم في تحليل البيانات (Data Analysis)، وفي تعلم الآلة (Machine Learning)، وتطوير تطبيقات الويب (Web Applications)، باستخدام إطارات العمل (Frameworks) كفلاسك (Flask)، وجنغو(Django) ، ;كما يمكن استخدامها لتطوير تطبيقات الهاتف المحمول باستخدام كيفي (Kivy)، وبناء الألعاب، وربما في أي شيء آخر يمكن أن تفكر فيه.

بعض الشركات الكبرى والمنظمات التي تستخدم بايثون هي:غوغل (Google)، بنترست (Pinterest)، انستاغرام (Instagram)، يوتيوب (YouTube)، دروب بوكس (DropBox)، وناسا (NASA).

جافا (Java)

من أشهر اللغات حول العالم، وينصح بها الكثيرون كبداية، وتعتبر أيضا  سهلة التعلم، وصممت لتكون مشابهة للغة سي يبلس بلس (++C) ولكن أسهل للاستعمال.

جافا  لغة عالية المستوى، وهي مناسبة لمن يود تعلم برمجة تطبيقات الأندرويد، أو العمل في مجال إنترنت الأشياء (Internet of Things)، والحوسبة السحابية (Cloud Computing)، أو تطوير الألعاب، وتطبيقات سطح المكتب (Desktop Applications).

جافا سكربت (JavaScript)

تعمل جافا سكربت في <<جانب العميل-Client-Side >>، مما يعني أن أغلب  تعاملها مع الواجهة التي يستعملها المستخدم (المتصفح مثلا)، وتصنف من ضمن اللغات عالية المستوى، وهي لغة كائنية التوجيه، وغالبًا ما تستخدم في تطوير <<تطبيقات النهاية الأمامية-Front-End Applications>>، وتستخدم اللغات (HTML & CSS) معها لغرض بناء النهاية الأمامية لتطبيقات الويب، وبفضل التقنيات الحديثة، (Node.js) مثلًا، يمكن اليوم استخدامها في <<النهاية الخلفية-Back-End>>.

سي (C)

تم اطلاقها سنة 1972،  ولازالت واسعة الاستعمال حتى اليوم، وتعتبر لغة سي <<لغة برمجة بنائية التوجيه-Structure-Oriented Programming Language>>، متوسطة المستوى، غالبًا ما تستعمل في تطوير التطبيقات منخفضة المستوى (الأقرب إلى المعدات).

  تستخدم لتطوير تطبيقات النظم، التي تدمج في نظم التشغيل، كويندوز (Windows)، يونكس (UNIX)، ولينكس (Linux)، والبرامج المدمجة (Embedded Software) التي تتعامل مع المعدات، كالمتحكمات الدقيقة (Micro-controllers) مثلًا ، كذلك في برمجة النظم (Systems Programming)، والذكاء الاصطناعي (Artificial Intelligence)، الأتمتة الصناعية (Industrial Automation)، رسومات الحاسوب (Computer Graphics)، وأبحاث الفضاء، ومعالجة الصور (Image Processing)، وبرمجة الألعاب.

لأن لغة سي ظهرت منذ وقت طويل، فإنها أثرت على لغات أخرى، كلغة سي شارب (#C)، جافا، جافا سكربت،  وبي إتش بي(PHP) ، لذلك فإتقان البرمجة بها سيسهل عليك تعلم تلك لغات.

سي شارب (#C)

تعتبر<<لغة برمجة متعددة النماذج -multi-paradigm programming language>>، مما يعني أنها تدعم أكثر من نوع واحد منطقي للبرمجة.

تم تطويرها بواسطة مايكروسوفت، وبنيت استنادًا على لغة سي، وسي بلس بلس(++C)، وجافا، وكنتيجة لذلك، فهي تشبه تلك اللغات، وهي شائعة الاستخدام في تطوير تطبيقات ويندوز لسطح المكتب، والألعاب، وتطبيقات الويب.

بي اتش بي (PHP)

هي لغة برمجة للأغراض العامة ومناسبة بشكل خاص لتطوير مواقع الويب من <<جانب الخادم- Server Sid>>، وفي هذه الحالة يتم تشغيل بي إتش بي بشكل عام على خادم الويب.

يتم تنفيذ أي كود لها لإنشاء محتوى صفحة ويب ديناميكي، أو صور ديناميكية مستخدمة على مواقع الويب أو في أي مكان آخر، كما يمكن استخدامها <<للبرمجة النصية لسطر الأوامر- Command-Line Scripting>>  وتطبيقات واجهة المستخدم الرسومية (GUI) من جانب العميل.

يمكن نشر بي إتش بي على معظم خوادم الويب، والعديد من أنظمة التشغيل والأنظمة الأساسية، ويمكن استخدامها مع العديد من أنظمة إدارة قواعد البيانات العلائقية (RDBMS- Relational Database Management Systems). معظم موفري استضافة الويب يدعمون بي اتش بي للاستخدام من قبل عملائهم. وهي متاحة مجانًا ، وكود المصدر لها متوفر بشكل الكامل للمستخدمين.

من شركات كبرى تستخدمها: فيس بوك (Facebook)، ياهو (Yahoo).  

دارت (Dart)

من اللغات التي قامت غوغل بإصدارها، تتمتع بالمرونة، وسهولة التعلم،  وهي لغة كائنية التوجيه، أشهر استخداماتها هو برمجة تطبيقات الهواتف على الأندرويد و أي أو إس( ios)، وذلك باستخدام غوغل فلتر (Google Flutter)، وهو عبارة عن حزمة (SDK) لتطبيقات الهاتف المحمول، تتضمن إطار العمل، وعناصر واجهة المستخدم (Widgets)، والأدوات، والتي تسمح المطورين بإنشاء ونشر تطبيقات الهاتف المحمول، مكتوبة بلغة دارت. يمكن لفلتر استخدام خدمات فايربيس (Firebase)، وهو مفتوح المصدر.

– شعار غو

غو (Go)

تم تصميمها في غوغل عام 2007 لتحسين إنتاجية البرمجة في عصر الأجهزة متعددة النواة والشبكات وقواعد التشفير الكبيرة. أراد المصممون معالجة عيوب اللغات الأخرى المستخدمة في الشركة، وفي نفس الوقت الاحتفاظ بخصائصها المفيدة التي تتضمن:

1. الكتابة الثابتة وكفاءة وقت التشغيل (مثل ++C).

 2. سهولة القراءة (مثل بايثون وجافا سكربت).

3. العمل مع الشبكات عالية الأداء والمعالجة المتعددة.

والآن، وبعد هذه اللمحة السريعة التي ألقيناها على هذه اللغات، هل ستبدأ بإحداها؟ أم أن اختيارك سيكون من خارج القائمة؟ على أي حال، فإن ما يهم هو أن تبدأ في البرمجة!

-المصادر:

List of Programming Languages [1]

Python (programming language) [2]

[3] 10 Most Popular Programming Languages Today

What are Computer Programming Languages? [4]

[5] 10 good reasons to learn Dart

Go (programming language) [6]

·

تاريخ الجاذبية

تاريخ الجاذبية

هناك أربعة قوانين فيزيائية أساسية تحكم الكون، الجاذبية، والكهرومغناطيسية، والقوة النووية الضعيفة، والقوة النووية القوية. ومع أن الجاذبية هي الأكثر ضعفًا بينها، إلا أنها قد شكلت عالمنا، فمن دوران الكواكب في مداراتها في الفضاء، إلى ثبات أقدامنا على الأرض، يمكن أن نرى تأثيرها في كل مكان، وعلى مدار عدة قرون تغير مفهومها ليصبح على ما هو عليه اليوم. يعرض المقال بعض الخطوط الرئيسية في تاريخ تطور فهمنا للجاذبية.

العالم الإغريقي اليوناني

اعتقد الفيلسوف اليوناني أرسطو أنه لا وجود لتأثير أو حركة دون سبب، وأن العناصر الثقيلة تنجذب للأرض بفعل <<انجذاب داخلي-Inner Gravitas>> أو <<ثقالة-Heaviness>> تدفعها للتحرك باتجاه الأسفل دون تأثير قوة خارجية، إنما بتأثير طبيعتها الداخلية.

في القرن السادس، قام العالم البيزنطي الإسكندري << جون فيلوبنوس-John Philoponus>> بتقديم <<نظرية الزخم-Theory of Impetus>> التي تنص بأن الحركة المستمرة تعتمد على قوة مسببة تتقلص بفعل الزمن، والتي جاءت كتعديل لنظرية أرسطو حول أن استمرارية الحركة يتطلب تطبيق قوة ثابتة مستمرة.

ابن سينا

العالم الإسلامي

في القرن الحادي عشر اقام العالم الفارسي ابن سينا بنشر نظرية الزخم الخاصة به، والتي جاءت في كتاب الشفاء، وبعكس فيلوبنوس ، الذي اعتقد بأن القوة المؤثرة على الأجسام ستتناقص حتى في الفراغ، أظهرها ابن سينا على أنها مستمرة في الأصل، وتحتاج لقوة خارجية كمقاومة الهواء لتشتيتها. قام ابن سينا بالتمييز بين القوة والميل، وجادل في أن الجسم قد كسب ميلًا عندما يتحرك بعكس اتجاه حركته الطبيعية، واستنتج أن استمرارية الحركة معتمدة على الميل المنقول إلى الجسم، وأن الجسم سيبقى في حالة حركة حتى يفقد ميله.

في القرن نفسه، اقترح العالم الفارسي البيروني أن ثقل الأجسام ذات الثقالة لديها كتلة، ووزن، وجاذبية، كالأرض تمامًا. وقام بنقد أرسطو وابن سينا لعرضهما الأجسام ذات الثقالة كفاقدة لتلك الخصائص. في القرن الثاني عشر افترح العالم الخازيني أن الجاذبية هي جسم يتغير اعتمادُا على المسافة من مركز الكون (يقصد بها الأرض). 

وقدم أبوبكر الخازني تفسيراً لتسارع جاذبية الأجسام الساقطة. وافترض أنه يمكن تسريع سقوط الأجسام من خلال تراكم الزيادات المتتالية للقوة مع الزيادات المتتالية للسرعة، والتي تخالف نظرية أرسطو التي تنص بأن أن القوة الثابتة تنتج حركة موحدة-كان ذلك في القرن الثاني عشر-وفي ذات القرن اقترح العالم العربي ابن باجه أن كل قوة هي رد فعل لقوة ما، لكنه لم يحدد ضرورة تساوي تلك القوتين ولا اتجاههما (كما جاء في قانون نيوتن الثالث في ما بعد) [1].

جاليليو جاليلي

توضيح لتجربة جاليلي

<<كان جاليلو جاليلي-Galileo Galilei>> أول من تحدى نظرية أرسطو، وتعتبر تجربته الشهيرة التي أجرها من برج بيزا المائل، أولى التجارب العلمبة المضبوطة، واهتم جاليلو جاليلي بمعدلات سقوط الأجسام، واعتقد أنه بدون وجود مقاومة للهواء ستسقط بمعدل يتناسب وكثافتها، وهذا يخالف رأي أرسطو القائل بأن الأجسام الأثقل ستسقط بسرعة أكبر لأن طبيعتها ترجع للأرض، وقرر القيام بتجربة للتأكد من صحة ادعائه، ووجد بعدها أن الأجسام الأثقل تأخذ زمنًا أقل للوصول إلى الأرض، ولكن بفارق بسيط تسببه مقاومة الهواء، وبدون هذا الفارق ستسقط الأجسام بنفس السرعة تقريبًا. [2][3].

نيوتن

مستخدما اقتراح <<روبرت هوك- Robert Hooke >> الذي نص بوجود قوة جاذبية تعتمد على مقلوب مربع المسافة، نشر نيوتن “Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica” الذي جاء فيه <<قانون التربيع العكسي للجاذبية الكونية- Inverse Square Law of Universal Gravitation >>، والذي ينص على أن القوة المطبقة على الكواكب يجب أن تتناسب مع عكس مربع المسافة من المركزين لكل كوكبين. استخدم نتيوتن نظريته في حساب قوة الجاذبية، وذلك باستخدام القوة اللازمة لابقاء القمر في مداره من الأرض، ولكن الرقم الذي وصل إليه لم يكن دقيقًا، نظرًا لأن المسافة من سطح الأرض لمركزها لم يعرف بعد أنذاك.  

ادعى نيوتن بأن الجاذبية هي قوة كونية، وأن جاذبية الشمس هي ما يبقي الكواكب في المجموعة الشمسبة في مداراتها، واليوم، جميع الحسابات المتعلقة بمدارات الكواكب والأقمار الإصطناعية تتبع الخطوات رسمها نيوتن [4].

أينشتاين

أتى أينشتاين في النسبية الخاصة بأن جميع القوانين الفيزيائية هي نفسها لكل المراقبين غير المتسارعين، وأن سرعة الضوء في الفراغ هي نفسها بغض النظر عن سرعة المراقب، وكنتيجة لذلك، وجد أن الزمان والمكان متشابكين فيما يعرف بالزمكان، والأحداث التي تظهر في وقت معين لمراقب ما، يمكن أن تحدث في وقت مختلف لمراقب آخر، وذلك ما يدعى بـ<<نظرية الارتباط العامة-General Theory of Relativity>>. 

أثناء عمل أينشتاين على نظرية الإرتباط، لاحظ أن الأجسام الثقيلة تسبب تشوهًا في الزمكان، تخيل وضع جسم كبير في وسط ترامبولين، سيقوم الجسم بسحب غلاف الترامبولين المحيط به باتجاه الأسفل، وإذا كانت هناك أجسام أخرى صغيرة عليه، فستندفع باتجاه الجسم الكبير-بنفس الكيفية تجذب الكواكب الصخور في الفضاء [5]. 

نسيج الزمكان والأرض

بناءً على التجارب والملاحظات، فإن وصف آينشتاين للجاذبية يفسر العديد من التأثيرات التي لا يمكن تفسيرها بقانون نيوتن؛ كالإختلافات الدقيقة في مدارات عطارد والكواكب الأخرى. تتنبأ النسبية العامة أيضًا بتأثيرات جديدة للجاذبية، مثل <<موجات الجاذبية-Gravitational Waves>>، و<<عدسة الجاذبية-Gravitational Lensing>> وتأثير الجاذبية على الوقت المعروف باسم <<تمدد الزمن الثقالي-Gravitational Time Dilation>>. تم تأكيد العديد من هذه التنبؤات عن طريق التجربة أو الملاحظة، وكان آخرها موجات الجاذبية [6].

  • المصادر:

[1] History of Gravitational Theory

[2] GALILEO’S EXPERIMENT

[3] Was Galileo Wrong?

[4] Newton’s theory of “Universal Gravitation”

[5] Theory General Relativity

[6] Introduction to Genera Relativity

كيف يعمل القرص الصلب؟

كيف يعمل القرص الصلب؟

أُنتج أول قرص صلب بواسطة شركة IBM  سنة 1957، وكان بسعة تخزين  3.75 ميغابايت، ما يكفي لتخزين ملف صوتي بطول أقل من 4 دقائق، وبكتلة 910 كيلوغرام، ما يساوي تقريبًا ضعف كتلة ثلاجة متوسطة الحجم، وكان ذلك نقلة نوعية لوسائط التخزين والصناعات التقنية. وقد تطور إلى اليوم ليبلغ وزنه 62 غرام، وبسعة تخزينية تصل إلى 16 تيرابايت [1][2]. ربما جميعنا سبق لنا التعامل مع الأقراص الصلبة؛ لكن هل تساءلت يومًا عن الطريقة التي تستخدمها لتخزين بياناتك؟ يحاول المقال تغطية النقاط الأساسية لتوضيح كيفية عمل القرص الصلب.

-كيف تخزن الحواسيب المعلومات؟

تقوم الحواسيب بمعالجة وتخزين المعلومات في صورة رقمية، فبدل فهم الكلمات والأرقام-كما يفعل البشر-فإنها تقوم بتحويلها إلى سلاسل مكونة من الصفر والواحد يطلق عليها الصيغة الثنائية أو الكود الثنائي. فمثلًا يخزن الحرف  (A)داخل الحاسوب في صورة: “01000001”، وهذا ينطبق على جميع الرموز التي تحتويها لوحة مفاتيح حاسوبك، فجميع الحروف على اختلاف حالاتها، والأرقام، وعلامات الترقيم، جميعها يمكن أن تُمثّل بتركيبات مختلفة تتكون فقط من ثمانية أعداد ثنائية. ولكي يكون باستطاعة جميع الحواسيب التعامل مع هذه البينات استُخدمت صيغة موحدة لتمثيلها،  تُدعى هذه الصيغة <<أسكي- <<ASCIIوهي اختصار للكود الأمريكي القياسي لتبادل المعلومات (American Standard Code for Information Interchange) [3].

 نفس العملية يتم إجرائها على أشكال البيانات الأخرى؛ فالصور، وملفات الفيديو، والصوت، تحول إلى صيغ رقمية ليتم التعامل معها [4].

-كيف يعمل القرص الصلب؟

يحتوي القرص الصلب على صفيحة دائرية من مادة قابلة للمغنطة تسمى <<الصفيحة-Platter>> مقسمة إلى بلايين من المساحات الصغيرة، كل واحدة من تلك المساحات يمكن أن  تُمغنط ((magnetize  بشكل مستقل (وذلك لتخزين العدد الثنائي 1) أو تُزال مغنطتها ( (demagnetize (لتخزين العدد الثنائي 0).  استخدمت المغنطة كطريقة تخزين في ذاكرة الكومبيوتر وذلك لعدم احتياجها لوجود التيار الكهربائي لكي تظل محتفظة بحالتها، فالمساحة المغنطة تظل كذلك حتى تُزال مغنطتها، وبذلك فبيناتك المخزة بالقرص الصلب بحاسوبك تظل هناك حتى بعد فصل القدرة الكهربائية عنه.

-ما هي مكونات القرص الصلب؟

المكونات الرئيسية للقرص الصلب هي: صفيحة واحدة أو أكثر، حيث تخزن المعلومات مغناطيسيًّا، ودراع آلية تقوم بتحريك مغناطيس صغير يدعى <<رأس الكتابة والقراءة- <<read-write head جيئة وذهابًا فوق الصفيحة، وذلك لتسجيل أو تخزين المعلومات، إضافةُ إلى دائرة إلكترونية تتحكم بكل شيء، وتربط القرص الصلب بباقي أجزاء الكومبيوتر.

أكثر أجزاء القرص الصلب أهمية هي الصفيحة، وتصنع من مادة صلبة كالزجاج، أو السيراميك، أو الألومنيوم، ويتم تغطيتها بطبقة رقيقة من المعدن الذي يمكن مغنطته أو إزالة مغنطته. يحتوي القرص الصلب الصغير في العادة على صفيحة واحدة، تغطيها طبقة مغناطيسية من كلا الوجهين، وتحوي الأقراص الأكبر على مجموعة من الصفائح المثبتة على محور مركزي، مع فراغات صغيرة بينها. تتحرك الصفائح بسرعة تصل إلى 10,000 دورة في الدقيقة (rpm) للسماح لرأس الكتابة والقراءة بالوصول إلى أي جزء منه، ويوجد اثنان من رؤوس الكتابة والقراءة لكل صفيحة، أحدها للقراءة من السطح العلوي، وآخر من السطح السفلي [4].

-الأقراص الصلبة ( (HDDوأقراص الحالة الثابتة (SSD):

رغم المميزات والكفاءة التي توفرها الأقراص الصلبة، فإنه يؤخذ عليها عدد من العيوب، منها زمن التأخير  الذي يحتاجه رأس الكتابة والقراءة لكي يكون في الموضع الصحيح من القرص لقراءة المعلومات منه، إضافة للحرارة الناتجة عن حركة الرأس، وتأثر الصفيحة بالمغنطة، والتي يمكن أن تؤثر  على البيانات المخزنة، كذلك وزن القرص، وكمية القدرة الكهربائية التي يستهلكها-واللذان يشكلان مشكلة خصوصًا في الأجهزة المحمولة-ولحل هذه المشاكل، يمكن أن تستخدم <<أقراص الحالة الثابتة <<Solid-State Drivers- والتي تتشابه مع الأقراص الصلبة في كونها غير معرضة لفقد محتواها من البيانات في حالة انقطاع القدرة الكهربائية عنها، ولكنها تستخدم <<ذاكرة الفلاش- <<Flash Memory لتخزين البيانات [5] عوضًا عن الصفيحة في القرص الصلب، والتي يمكن القراءة منها دون الحاجة لأجزاء متحركة، مما يعطي لقرص الحالة الثابتة سرعة قراءة أكبر، ووزنًا أخف، ولكنه يعتبر مكلفًا مقارنة بالقرص الصلب [6].

-المصادر:

[1] Wikipedia

 [2] Brynmawr College

[3] Explain That Stuff

[4] Explain That Stuff

[5] TTR Data Recovery

[6] Computer Hope

كيف توصل العلماء لمعرفة عمر الأرض؟

كيف توصل العلماء لمعرفة عمر الأرض؟

منذ ظهور الإنسان العاقل وهو يتساءل عن عمر هذا الكون الذي يعيش فيه، ويتمثل له الكون في تلك الأرض التي يمشي عليها ليلا نهاراً. شعر البشر بأن الأرض هي الكون وعبدتها بعض الحضارات القديمة، وما زالت ترمز إليها بعض أعلام الدول إلى يومنا هذا. يقدرعمر لأرض بحوالي 4.54 بليون سنة مع هامش خطأ 50 مليون سنة زيادةً أو نقصانًا، هذا الرقم هو نتيجة لبحث استمر لقرون، ابتكر خلاله العلماء الكثير من التقنيات،  فكيف حصلوا على هذه النتيجة؟ وما هي المراحل والمعوقات التي واجهتهم حتى الوصول إليها؟ يعرض هذا المقال الإجابة عن هذه الأسئلة.

  • تكهنات حول عمر الأرض

منذ بدء الحضارة تساءل البشر عن  بداية نشأة الكوكب، وحاولوا العثور على إجابة؛ فاعتقد الفيلسوف اليوناني أرسطو أن الزمن لا بداية له ولا نهاية، وبالتالي عمر الأرض لانهائي! [1]، وآمن الشاعر الروماني <<لوكريتيوسLucretius->> أن تشكل الأرض كان حديثًا نسبيًّا، مستشهدًا بأنه لا يوجد توثيق من قبل حرب طروادة، أمّا حاخامات اليهود التلموديون، و<<مارتن لوثر- Martin Luther>> وآخرون، رجعوا للكتابات التوراتية لاستنباط ذلك، وقد خرجوا بتقديرات متشابهة، أشهرها كان سنة 1654 عندما عرض رئيس الأساقفة الإيرلندي <<جيمس أوشر  << James Ussher-تاريخ 4004 ق.م كسنة نشأة الأرض [2].

  • كيف بدأت دراسة الموضوع علميًّا؟

في السنين الأربعمائة الماضية أتى العلماء بعدة محاولات لتقدير عمر الأرض؛ حيث حاولوا القيام بذلك عن طريق قياس مستوى سطح البحر، ولكن أثبتت الطريقة فشلها وذلك لأن ارتفاعه وانخفاضه هو عملية دائمة التغير، وليس لها علاقة بالزمن [3]، كذلك قام عدد من العلماء باستخدام قراءات منسوب الملح في المحيط للوصول لتقدير لعمر الأرض، وذلك بافتراض أن عملية تبخر وتكثف الماء تحدثان في بيئة مغلقة، فإنه عند سقوط المطر على البر، ينجرف جزء من المياه الساقطة من البر إلى البحر، جارفةً معها المعادن والتربة المحتوية على الأملاح، وعند تبخر المياه من المحيط فإن تلك الأملاح تُخلف ورائها، وقد أُعتُقد أنه بتكرار العملية فإن نسبة الأملاح في المحيط ستزداد مع مرور الزمن، ولكن هذا الافتراض أثبت خطأه، ذلك لأنه يعتبر أن نسبة الأملاح بالمحيط كانت معدومة في البداية -وذلك أمر لا يمكن التحقق منه- إضافةً لأنه يعامل المحيط وكأنه مخزن للأملاح، وأن الأملاح التي تنجرف للمحيط تبقى هناك للأبد، وهذا في واقع الأمر مخالف للحقيقة، حيث أن الأملاح يُعاد تدويرها وتخرج من المياه، ثم تعود إليها، وهكذا؛ فبتشكيل الصفائح التكتونية (Tectonic plates ) لأرضنا فإن قاع البحر قد ارتفع وتبخرت المياه من عليه فتحول ليابسة، وقد ترسبت عليها الأملاح التي كانت المياه تحتويها، وكذلك فإن صفائح المحيط تندمج وتذوب في الأرض، مما يسبب في اندلاع البراكين ونفثها للأملاح على خارج المياه [4].

  •  جورج لويس لوكير وتجربة الكرات الحديدية
لورد كلفن

 في محاولة أخرى لحساب عمر الأرض، قام عالم الطبيعية الفرنسي <<جورج لويس لوكلير-Georges Louis Leclerc >> بتجربة أتى فيها بدزينتين من الكرات الحديدية الصلبة مختلفة الأحجام، وقام بتسخينها حتى أحمر لونها، ثم حسب الزمن الذي استغرقته كل واحدة منها لكي تبرد، ومن ذلك خرج بعلاقة تربط ما بين الحجم والزمن، واستخدمها للحصول على عمر الأرض، على افتراض أن حالة الأرض البدائية كانت كتلك الكرات، كانت الإجابة التي حصل عليها 74,832 سنة وهي بعيدة جدًّا عن القيمة التي نعرفها اليوم [5]، وفي عام 1862 أجرى <<لورد كلفن- Lord Kelvin>> حسابات قام بواسطتها بتحديد عمر الأرض ما بين 20 إلى 400 مليون سنة، وكان قد أجرى تجربة افترض فيها تشكّل الأرض من جسم منصهر تمامًا، ثم حسب الزمن الذي قضته الأرض باستخدام التدرج الحراري (Thermal guidance)، كانت النتيجة التي توصل إليها خاطئة لأنه لم يأخذ في الاعتبار النشاط الراديوي (Radioactivity) والذي كان مفهومًا غير معروفٍ حينها، وأيضًا الحمل الحراري Convection)) [6].

  •  ظاهرة الاضمحلال الإشعاعي

في بدايات القرن العشرين قام العالمان <<إيرنست رذرفود- Ernest Rutherford>> و<<فريدرك سودي- Frederick Soddy>> بدراسة النشاط الإشعاعي الراجع للتحول التلقائي للعناصر الذرية. في ظاهرة الاضمحلال الإشعاعي (Radioactive decay) يتحول العنصر المشع إلى عنصر آخر أخف، مطلقًا خلال ذلك أشعة جاما أو ألفا أو بيتا،  واكتشف العالمان أن النظائر المشعة تضمحل (تتحلل) إلى عنصر آخر بمعدل معين، هذا المعدل يُعطى بدلالة نصف الزمن (Half time) وهي مقدار الزمن الذي تستغرقه نصف كتلة المادة المشعة للتحول إلى ناتج الاضمحلال (Decay product)، المنتجات النهائية القياسية للعناصر المشعة هي الأرجون بعد تحلل بوتاسيوم -40 ، والرصاص من تحلل اليورانيوم والثوريوم، وإذا ذابت الصخور-كما يحدث في طبقة الوشاح (Mantel)-فإن هذه العناصر غير المشعة تفقد أو يعاد توزيعها، وبالتالي فإن عمر أقدم صخرة على الأرض سيعطي أقل تقدير لعمرها، رذرفود كان أول من اقترح إمكانية استخدام ذلك في الحصول على عمر الصخور المحتوية على مواد مشعة.

   إنّ استخدام العينات المتواجدة على الأرض لتقدير عمرها لا يعطي نتائج مقاربة للواقع؛ فبسبب ظاهرة الصفائح التكتونية فإن قشرة الأرض قد أعيد تشكيلها، فصهرت الصخور الأولى وتحولت لنتوءات جديدة [3]، كذلك واجه العلماء مشكلة أخرى تدعى عدم التوافق العظيم (Great Unconformity) والتي تتمثل في وجود طبقات رسوبية مفقودة، فمثلًا في الغراند كانيون (Grand Canyon) هناك حوالي 1.2 بليون سنة من سجل الصخور مفقود [7].

  •  التوصل إلى الرقم الذي لدينا

في خمسينات القرن الماضي قام العالم الجيوكيميائي <<كلير سي باترسون- Clair C. Patterso>> بدراسة التركيب النظائري للرصاص لنيزك كانيون ديابلو (Canyon Diablo)، وعدة قطع من الأحجار الفضائية، والذي كان يعقد أنها تشكلت من نفس المادة التي كونت الصفائح الأرضية، وكان تقدير باترسون لعمر الأرض هو 4.5 بليون سنة [1].

   للحصول على معلومات أكثر حول بدء نشوء الأرض وتاريخها، اتجه العلماء للبحث في الفضاء. أقرب الأجسام للأرض هو القمر، ولأن سطحه لا يتعرض للتجدد-كما هو الحال في الأرض-فإنه يمكن أن يدلنا على تاريخ نشوئه، العينات التي جلبت بعد رحلة أبولو (Apollo) ولونا (Luna) أخبرتنا بأن عمر القمر يتراوح بين 4.4 و4.5 بليون عام، ساعدت معرفة ذلك تحديد مدى لعمر الأرض، مع ذلك فإن كيفية نشوء القمر ماتزال في موضع الشك، فالنظرية السائدة تقول بأن جسم بحجم المريخ قد اصطدم بالأرض وتضائل تدريجيًّا وصولًا لحجمه الحالي، وبعض النظريات الأخرى تدعي بأن القمر قد شُكّل قبل الأرض.

   باستخدام المعلومات المتحصل عليها من الأرض ومن الفضاء استطاع العلماء وضع قيمة تقريبية لعمرها وهي 4.54 بليون عام، وللمقارنة، فإن عمر مجرة درب التبانة، والتي تحتوي نظامنا الشمسي، هو حوالي 13.2 بليون عام، أما بالنسبة لعمر الكون فهو يساوي تقريبًا 13.8 بليون عام [3].

   رغم وصولنا للنتيجة، فلازالت عدة أسئلة حول تاريخ الأرض والنظام الشمسي تنتظر الإجابة، ولايزال العلماء يفحصون المواد من على الأرض وخارجها للعثور عليها.

المصادر:

[1]  how stuff works 

[2] scientific american

[3] Space

[4] usd.edu  

[5]  real clear science

[6] Kalai, Gil. “Answer: Lord Kelvin, The Age of the Earth, and the Age of the Sun.” Combinatorics and more

[7] azgs.arizona.edu

[8] Tulane University

[9] Age of the Earth

Exit mobile version