شهد مرصد «Siding Spring» في أستراليا في أكتوبر من عام 1986 اكتشاف كويكب «كرويثن 3753-Cruithne3753» على يد العالم «دانكن والدرن-J.Duncan Waldron»، وقد حصل العالم دانكن على شرف تسميته. أسماه “كرويثن” نسبة لاسم إحدى القبائل القديمة التي سكنت الجزر البريطانية، و ذلك بين العامين 800-500 قبل الميلاد.[1][2] ولكن ما حقيقة اعتبار كرويثن القمر الثاني لكوكب الأرض ؟

ما طبيعة كرويثن؟

يقع كويكب كرويثن ضمن حزام كويكبات آتن وهي مجموعة من الكويكبات القريبة من كوكب الأرض. وينتمي كرويثن إلى حزام الكويكبات والتي تدور كقرص نجمي بين كوكبي المريخ والمشتري. ويسمى هذا الحزام أيضا باسم حزام الكويكبات الرئيسي.

يبلغ طول قطر كويكب كرويثن حوالي 5 كيلو مترات، وبكتلة تصل إلى 130 تريليون كيلوغرام. ينضم كرويثن إلى ما يقارب 90 ألف كويكبٍ آخر مشابه له في مجموعتنا الشمسية. ويستغرق كرويثن سنة أرضية واحدة ليكمل دورة كاملة حول الشمس، ويستغرق حوالي 27.31 ساعة ليدور دورة كاملة حول نفسه. تبلغ درجة حرارة الكويكب كرويثن 273 كلفن والتي تقارب درجة صفر مئوية.

يطلق على كرويثن اسمين آخرين وهما «تي أو 1986-TO1986»، و«يو إتش 1983-UH1983». ويندرج كرويثن تحت تصنيف الكويكبات الصغيرة. ويتكون في الأساس من الصخور وبعض المعادن كما الحال في أغلب الكويكبات الأخرى.[2]

كرويثن القمر الثاني للأرض

في الماضي، ظل الغموض يلاحق كرويثن، حيث لم يتمكن العلماء وقت اكتشافه من معرفة الكثير من المعلومات عنه. وظل الوضع على حاله حتى عام 1997، حيث قام مجموعة من العلماء وهم «بول ويجرت-Paul Wiegert» و«كيم إينانين-Kim Innanen» و«سيبو ميكالو-Seppo Mecalo» بكشف بعضًا من تلك المعلومات المجهولة.

نشر الفريق ورقة بحثية في نفس العام تشرح مدار هذا الكويكب. و حينها اعتقد الجميع بأن الأرض تقع في مركز مدار هذا الكويكب أي أن الكويكب كرويثن يدور حول الأرض. عندها، شاع بين الأوساط العلمية والعامة بأن الكويكب كرويثن يمكن اعتباره القمر الثاني للأرض. وقد أيّد تلك الفرضية مجموعة من الحقائق، منها تشابه الكويكب كرويثن وكوكب الأرض بالمدة اللازمة لإكمال دورة كاملة حول الشمس وهي سنة أرضية واحدة. [1] [3]

هل كرويثن هو القمر الثاني للأرض حقًا؟

الإجابة على هذا السؤال حالياً هي لا. فبعد العديد من الدراسات والأبحاث التي أجريت على كرويثن، اكتشف العلماء بأن هذا الكويكب لا يدور حول الأرض، و إنما يفصل بين مداريهما زاوية مقدارها 19.8 درجة. لذلك، فمن المستحيل أن يحدث تصادم بين كوكب الأرض وكويكب كرويثن. وتبين أيضًا أنه عند رصد كرويثن من الأرض، يظهر مدار كرويثن على شكل حدوة حصان ويحتاج إلى 770 سنة لإكمال دورة شكلها حدوة حصان كاملة.

ومن الحقائق التي دحضت نظرية كرويثن كقمرٍ ثانٍ للأرض هي أن متوسط المسافة التي تفصل بين كوكب الأرض وكرويثن هي 12 مليون كيلومتر. في حين أن متوسط المسافة التي تفصل بين الأرض والقمر هي 380 كيلومتراً فقط.

ويعد لمعان كرويثن أضعف من لمعان كوكب بلوتو، حيث تحتاج إلى منظارٍ جيد لرؤيته على عكس القمر الفعلي لكوكب الأرض الذي نراه كل يوم في سمائنا. كل هذه الحقائق و غيرها حالت بين كرويثن 3753 وبين لقب القمر الثاني للأرض.[4]

وفي النهاية، يوجد في هذا الكون الفسيح العديد من الألغاز التي لم يتمكن العلم رغم ما وصل إليه من تطور كبيرٍ وملحوظ من إيجاد حلٍ لها.

المصادر

Signitzer.com [1]
Wikipedia.org [2]
Nature.com [3]
Springer.com [4]

إذا سألت الناس عن أذكى رجل في التاريخ، سيجيبك معظمهم عن أينشتاين، ذلك الرجل الذي غيّر مفاهيمنا عن الكون بطريقة ثورية.
ولا يمكن ذكاء أينشتاين في نظرياته واكتشافاته وحسب، بل أنه قد تنبأ بأشياء اكتُشفت بعد وفاته، وسنتعرف اليوم على أبرز 5 تنبؤات له.

«الطاقة المظلمة-Dark energy»

عندما صاغ أينشتاين معادلات نظرية النسبية العامة، اكتشف أن وجود الكُتل الكبيرة على نسيج الزمكان ستؤدي مع الوقت إلى سقوط بعضها نحو بعض، فافترض وجود طاقة تتسبب في تمدد الكون، لتؤدي إلى التوازن الذي يمنع الكون من الانهيار على نفسه، ولكن المجتمع العلمي رفض هذه الفرضية، إلا أنه في عام 1998 اكتُشفت الطاقة المظلمة، وهي الطاقة التي تتسبب في تسارع تمدد الكون، أي أن أينشتاين كان على صواب حتى عندما أخطأ!

«تمدد الزمن-Time dilation»

تنبأت نظرية النسبية الخاصة لأينشتاين بأن الوقت يتحرك بشكل أبطأ عند التحرك بسرعة أكبر، فإذا كان الجسم أ يتحرك بسرعة أعلى من الجسم ب، فإن الوقت يمر بشكل أبطأ على الجسم أ من مروره على الجسم ب، كما كان في فيلم Interstellar، وهو ما أُثبت في تجربة العالمين «جوزيف هافل-Joseph Hafele» و«ريتشارد كيتينج-Richard Keating»، حيث قاما بوضع ساعة ذرية في طائرة، وساعة ذرية أخرى على الأرض، وعند هبوط الطائرة وُجد فرق في حساب الوقت بالفعل.

«عدسة الجاذبية-Gravitational lensing»

عندما يأتينا الضوء من النجوم أو المجرات البعيدة فإننا نراها في مكانها (على افتراض أنها ثابتة)، ولكن ماذا يحدث إذا كان هناك جسم ذو كتلة كبيرة بيننا وبين الشيء الذي نرصده؟

سيجذب هذا الجسم أشعة الضوء القادمة من الجسم المرصود، وبالتالي انحناء أشعة الضوء وهذا يؤدي بدوره لتشوه الصورة القادمة إلينا، فنرى الجسم في غير مكانه، أو نحصل على صورة مشوّهة، كان هذا ما تنبأت به نظرية النسبية العامة لأينشتاين، وهو ما أثبتته المشاهدات مرارًا وتكرارًا.

«الثقوب السوداء-Black holes»

الثقوب السوداء هي أجسام ذات كتلة كبيرة وكثافة عالية وبالتالي قوة جاذبية كبيرة، تؤدي إلى تشوه نسيج الزمكان، ولا يستطيع أي شيء الهروب من جاذبيتها بما في ذلك الضوء.

كانت نظرية النسبية العامة لأينشتاين هي أول ما تنبأ بوجود مثل هذه الأجسام وتنبأت بتأثيراتها الغريبة على الضوء، ولا نحتاج إلى القول بوجود الثقوب السوداء، فقد التُقطت أول صورة لثقب أسود عام 2019، لتثبت وبدون شك صدق تنبؤات أينشتاين.

«موجات الجاذبية-Gravitational waves»

افترض أينشتاين قبل 100 عام حدوث تموجات في نسيج الزمكان إثر تصادم أجسام ذات كتلة كبيرة، وهو ما أُثبت في عام 2016 في مرصد «ليجو-LIGO»، حيث رصد الباحثون أثر موجات جاذبية ظلت تُسافر في الفضاء لمدة 1.3 بليون سنة، نتيجة لتصادم اثنين من الثقوب السوداء في الماضي السحيق.

قوة العلم

لم تكن تنبؤات أينشتاين -والتي تزيد عن الخمسة المذكورة أعلاه- نتيجة لقدرات سحرية، وإنما هو سحر العلم والرياضيات، واللذان عن طريقهما ندرس ما كان، لنتنبأ بما هو آت.

المصادر

earthlymission
nasa
worldscientific

منذ 42 ألف سنة تقريبًا، وفي الوقت الذي كان يعيش فيه إنسان النياندرتال جنبًا إلى جنب مع الإنسان العاقل في أوروبا. انعكس المجال المغناطيسي الأرضي وضعف تدريجيًا، سامحًا للجسيمات دون الذرية الأتية من الشمس أن تخترق غلافنا الجوي. مما سبب كارثة مناخية على الأرض أدت إلى عدة انقراضات وربما تكون هي من قتل إنسان النياندرتال. فهل سيكون انعكاس المجال المغناطيسي للأرض سببًا أخر لفناء البشرية؟

المجال المغناطيسي للأرض

يحمي المجال المغناطيسي كوكب الأرض من الجسيمات دون الذرية الأتية من الشمس. هذه الجسيمات شديدة التأثير على الإنسان وعلى كافة أنواع الحياة الأخرى. فكوكب المريخ مثلا يفتقر اليوم إلى مجال مغناطيسي قوي، وتعتبر الظروف الموجودة على سطحه مدمرة جدًا للحياة لدرجة أن أي ميكروبات قد تعيش على المريخ ستعيش تحت سطحه. أما على الأرض، فيضمن المجال المغناطيسي وجود الحياة واستمرارها.

انعكس المجال المغناطيسي الأرضي أكثر من مرة سابقًا وسينعكس مستقبلًا. ومع انعكاسه فإنه يضعف ويتلاشى في بعض الأحيان. وفي كوكب يدعم الحياة مثل كوكب الأرض فإن اختفاء المجال المغناطيسي سيسبب حتمًا كارثة على الحياة فيه.

الأشجار أرشيف للغلاف الجوي

تقدم ورقة بحثية نُشرت في مجلة《 Science》 تأريخًا دقيقًا بشكل مثير للإعجاب لأخر انعكاس للحقل المغناطيسي للأرض. عبر دراسة حلقات أشجار ماتت منذ عشرات ألاف السنين تبين أن الفترة التي انعكست فيها الأقطاب المغناطيسية للأرض حصل فيها أيضا تغير واضح في المناخ.

التقط العلماء المشاركون في الدراسة دليل هذا التغير من أشجار《كوري-kauri》، التي تعتبر أحد الأنواع المميزة الأصلية لنيوزيلندا. هذه الأشجار كبيرة جدًا وطويلة العمر، ويصل عمرها إلى أكثر من 1000 عام. وغالبًا ما يبقى خشب الشجرة مدفونًا في المستنقعات، حيث يبلغ عمر بعض العينات عشرات الآلاف من السنين.

يقول 《فلوريان أدولف- Florian Adolphi》، عالم المناخ القديم في معهد ألفريد فيجنر، إن أشجار الكوري شبه الأحفورية هي أرشيف مثير لتكوين الغلاف الجوي. يمكن أن تعيش هذه الأشجار لعدة آلاف من السنين. وتسجل التغيرات السنوية لكمية الكربون المشع في الغلاف الجوي أثناء نموها، وهو ما قاسه فريق البحث بدقة.

يعود تاريخ الأشجار المدروسة إلى وقت حدث 《Laschamps》 ، وهو الإسم الذي يطلق على حدث الأقطاب المغناطيسية الأرضية، وحدث ذلك منذ حوالي 40 ألف عام. تم تأريخ العينة باستخدام تقنية الكاربون 14، وحسب حلقات الأشجار الفردية تم استنتاج الظروف المناخية التي كانت سائدة في السنوات الفردية في تلك الفترة.

يمكن أن توفر دراسة النظائر الأخرى الموجودة في الخشب تقديرات تقريبية لكل شيء. من النشاط الشمسي في تلك الفترة إلى أنماط هطول الأمطار.

وجد الفريق أن كمية الكربون 14 في حلقات الأشجار المترسبة في ذلك الوقت شهدت ارتفاعًا ملحوظًا، بما يتفق مع وصول المزيد من الجسيمات دون الذرية إلى الأرض بسبب تلاشي مجالها المغناطيسي.

ثقب الأوزون

لم يقتصر الأمر على زيادة نسبة الكربون. فباستخدام نموذج لكيمياء الغلاف الجوي، وجد الباحثون أن هذه الجسيمات الأتية من الشمس يمكن أن تولد مواد كيميائية تدمر طبقة الأوزون. وفقًا لغافن شميدت من ناسا، فإن ثقب الأوزون الناتج عن ذلك ليس كبيرًا مقارنة بثقب الأوزون الحالي.

كان الإشعاع غير المفلتر من الفضاء يكسر جزيئات الهواء في الغلاف الجوي للأرض، ويفصل الإلكترونات بحيث تخرج منها فوتونات الضوء وهي عملية تسمى التأين. أدى ذلك إلى موجة من التغيرات في الغلاف الجوي، بما في ذلك زيادة الضوء المبهر الذي نسميه بالشفق القطبي، والذي ربما لوحظ في ذلك الوقت ليس فقط بالقرب من القطبين ولكن في جميع أنحاء العالم.

تحليل  النتائج

بغض النظر عن نسبة الضرر الذي من الممكن أن يسببه هذا الحدث. إن الباحثين اليوم يحاولون ربطه بجميع الأحداث مجهولة الفاعل التي حصلت في تلك الفترة كإنقراض إنسان النياندرتال مثلًا.

كما أن أستراليا في تلك الفترة قد شهدت انقراضًا كبيرًا للحيوانات الضخمة. مما يشير إلى وجود ارتباط بين الانقراض ونسبة هطول الأمطار المتغيرة في نصف الكرة الجنوبي الذي يعتقد أن الإنعكاس المغناطيسي قد سببه. إنها فكرة مثيرة للإهتمام، على الرغم من أن أحداث الانقراض مثل هذه تمتد عادةً على فترات زمنية طويلة.

في ذات الفترة تقريبًا انتقل الإنسان العاقل من أفريقيا ومنطقة شبه الجزيرة العربية إلى أوروبا. وانقرض إنسان نياندرتال بعد ذلك بوقت قصير. في حين أنه من المعقول الشك في أن هذين الحدثين الأخيرين مرتبطان، إلا أنه ليس من الواضح سبب ارتباط أي منهما بانقلاب المجال المغناطيسي وأي تأثير له على المناخ. لكنه يبقى احتمالًا ضعيفًا.

تشهد هذه الفترة أيضًا نموًا في مدى وتطور فن الكهوف من قبل مجموعات البشر العقلاء المهاجرة. ومرة أخرى، يحاول الباحثون ربط هذا التطور الفني بالإنعكاس المغناطيسي. فبرأيهم إن البشر قد لجأوا إلى الكهوف هربًا من الإشعاعات القاتلة. واستخدموا المغرة الحمراء كواقي من أشعة الشمس القاتلة، وهكذا اكتشفوا هذه المادة التي استعملوها في الفن أيضًا.

الحقيقة هي أن البشر والنياندرتال كانوا يستخدمون المغرة الحمراء لأسباب فنية لعشرات الآلاف من السنين في تلك المرحلة كما أنهم سكنوا الكهوف لفترة طويلة.

يمكنك أن تقرأ أيضًا: الإنسان الأخير .. كيف انقرض إنسان النياندرتال؟

في المقابل فإن العديد من علماء المناخ وعلماء الأنثروبولوجيا قد أعربوا عن الكثير من الشكوك حول هذه الادعاءات. على الرغم من أن عددًا منهم وجد المزاعم الفردية مثيرة للاهتمام وتستحق المتابعة. لكن الاختبار الحقيقي لبعض هذه الأفكار سيأتي عندما يستخدم الباحثون الكربون 14 في تأريخ عينات أخرى تسجل التغيرات البيئية في تلك الفترة. سيعطينا هذا صورة أوضح عما إذا كانت الأحداث التي وقعت في نفس الوقت تقريبًا هي نتيجة لهذا الانعكاس القطبي أم لا.

مستقبل الأرض

هناك بعض الأدلة التي تشير إلى أن الأقطاب المغناطيسية للأرض تتجه نحو انعكاس آخر. إذا حدث ذلك، فسيؤدي إلى كارثة عالمية تجعل من الفيلم 《 The day after tomorrow》 ليس سوى يوم ثلجي عادي.

حسب ما قال 《آلان كوبر- Alan Cooper》 المؤلف المشارك للدراسة إذا حدث شيء مماثل اليوم، فستكون العواقب وخيمة على المجتمع الحديث. الإشعاع الكوني القادم من شأنه أن يدمر شبكات الطاقة الكهربائية وشبكات الأقمار الصناعية التي تعتبر ركيزة حضارتنا اليوم.

بالطبع، مع انتشار جائحة عالمية اليوم، وتهديد مستمر للأرض من أخطار الإحتباس الحراري، وتخوف من حرب نووية مدمرة. فإن الانعكاس المغناطيسي كسبب لنهاية العالم يعتبر شيئًأ جديدًا علينا.

المصادر:

دراسة بحثية منشورة في مجلة Science.

بلغت ثروة «جيف بيزوس-Jeff Bezos» صاحب شركة أمازون 190.8 بليون دولار، مما قلّده المركز الأول ضمن قائمة أغنى رجال العالم، إلا أن ثروات البشر على مدار التاريخ لم تبلغ التريليون الواحد، فلم يسبق أن امتلك فرد تريليون دولار من قبل، وفي حال كنت تريد أن تصبح أول تريليونير في التاريخ، فننصحك بتعدين الكويكبات.

ما هي الكويكبات؟

الكويكبات هي بقايا عملية تكوين نظامنا الشمسي، حيث بردت كتل الغازات إلى أن تصلبت، لكنها كانت أصغر من أن تكون كوكبًا، وهذا بسبب ضعف قوة الجاذبية الخاصة بها، فلم تستطع أن تتجمع مع بعضها البعض لتكوين كوكب.

وتختلف أحجام الكويكبات بفروقات شاسعة، حيث قد يكون قطر بعضها 10 أمتار فقط، بينما يبلغ حجم البعض الآخر أحجام بعض الدول!

كما أن للكويكبات أنواع مختلفة، حيث تنقسم إلى ثلاثة أنواع رئيسية:

• «نوع سي-C type»، وهو نوع من الكويكبات يتكون بشكل أساسي من الكربون والماء (على صورة جليد في أغلب الأحيان).
• «نوع إس-S type»، ويتكون هذا النوع من الصخور والسيليكات مع نسب قليلة من الحديد والنيكل.
• «نوع إم-M type»، وهو نوع من الكويكبات يتكون أغلبه من المعادن مثل الحديد والنيكل وبعض المعادن الأخرى.

وتتواجد الكويكبات في مكانين أساسيين في مجموعتنا الشمسية، وهما حزام الكويكبات بين المريخ والمشترى، وحزام كويبر الذي يحيط بمجموعتنا الشمسية من الخارج.

مما سبق نستنتج أن عملية تعدين الكويكبات هي القيام باستخراج المعادن منها.

لماذا نحتاج إلى تعدين الكويكبات؟

صرح عالم الفيزياء الفلكية الشهير «نيل ديجراس تايسون-Neil deGrasse Tyson» بأن أول تريليونير في التاريخ سيجني ثروته بفضل تعدين الكويكبات، ولا عجب في ذلك، إذ أن كويكب “16 سايك” وحده يحتوي على معادن بقيمة 700 كوينتليون دولار، أي ما يكفي لإعطاء 93 بليون دولار لكل شخص على كوكب الأرض!

يحتوي حزام الكويكبات وحده على ما يزيد عن 150 مليون كويكب، بمتوسط قطر يبلغ 100 متر، وتحتوي هذه الكويكبات على عناصر مهمة مثل الحديد، والنحاس، والقصدير، والنيكل، والذهب، والفضة، والبلاتينيوم، والزنك، والكوبلت، والرصاص.

نحن في أمس الحاجة إلى هذه العناصر والمعادن، فنظرًا للزيادة السكانية المستمرة على كوكب الأرض والتي يتزايد معها معدل استهلاك الموارد الطبيعية للكوكب، أصبح من المتوقع نفاد العناصر الأساسية المستخدمة في الصناعة في خلال 60 عامًا في أفضل الأحوال.

كما تستخدم هذه المعادن في صناعة الأقمار الصناعية والمركبات الفضائية، ولماذا نذهب بعيدًا؟ فجهاز الحاسب الآلي الخاص بك أو هاتفك الذكي الذي تقرأ منه هذا المقال مصنوع من هذه المعادن الثمينة.

ولك أن تتخيل عزيزي القارئ ما بوسعنا أن نصنعه إذا وضعنا أيدينا على هذه الثروة الهائلة الموجودة في الفضاء، فعند حصولنا على هذا الكم من المعادن والعناصر المهمة سيصير بمقدورنا بناء المستوطنات في الفضاء، واستعمار القمر والمريخ، والتوسعة في بناء المستعمرات حتى نبسط نفوذنا على أقمار المشترى وكل المجموعة الشمسية!

ولكن كيف نبدأ بتعدين الكويكبات؟

عملية التعدين

تنقسم عملية التعدين إلى خمس خطوات:

1- تحديد الكويكب المناسب.
2- الهبوط على سطحه.
3- نقل الكويكبات إلى مكان مناسب.
4- استخراج المعادن.
5- نقل المعادن إلى الأرض.

تعالوا لنناقش كل خطوة منها سويًا:

1- تحديد الكويكب المناسب

تتضمن هذه الخطوة دراسة الكويكبات ومكوناتها، ومن ثم تحديد أنسب الكويكبات والتي ستغطي قيمة المعادن المستخرجة منها تكلفة عملية التعدين، وهذا ليس بالأمر الصعب، فنحن بالفعل نستطيع معرفة مكونات الكويكبات عن طريق عملية «التحليل الطيفي-Spectroscopy»، حيث يمكننا تحليل الطيف الضوئي القادم من هذه الكويكبات، وكل مجموعة من الأطوال الموجية تشير إلى عنصر معين، وبهذا نستطيع تحديد مكوناتها.

2- الهبوط على سطح الكويكب

وهذا أيضًا شيء تمكن جنسنا البشري من تحقيقه، حيث كانت أول مرة نفعل فيها هذا في عام 2001 عندما هبطت مركبة وكالة الفضاء الأمريكية ناسا على كويكب “433 إيروس”.

كما نجحت اليابان في إرسال مهمة «هايابوسا-Hayabusa» عام 2003 لتهبط على كويكب «إيتوكاوا-Itokaua» لتقوم بأخذ بعض العينات الصخرية، وبالفعل نجحت المركبة في الهبوط عام 2005، وعادت بالعينات إلى الأرض عام 2010.

نجحت وكالة الفضاء الأوروبية في إرسال مسبار «روزيتا-Rosetta» الذي تمكن من الهبوط على مذنب «تشيريوموف جيراسيمنكو-Churyumov Gerasimenko» أثناء دورانه حول الشمس عام 2014.

فضلًا عن مهمة «أوزيريس ريكس-Osiris REx» التي أرسلتها ناسا، لدراسة كويكب «بينو-Bennu» والحصول على بعض العينات منه عام 2016، والتي من المقرر عودتها عام 2023.

كما أرسلت اليابان مجددًا مهمة «هايابوسا 2-Hayabusa 2» لدراسة كويكب «ريوجو-Ryugu» عام 2019.

وتستعد ناسا لإرسال مهمة «سايك-Psyche»، والتي من المفترض أن تطلق عام 2022 لدراسة كويكب “16 سايك” الذي ذكرناه مسبقًا، ومن المقرر عودتها عام 2026.

ومما سبق نستنتج أن هذه الخطوة ليست صعبة على الإطلاق، فنحن بالفعل نستطيع القيام بها.

3- نقل الكويكب إلى المكان المناسب

في هذه الخطوة سيتوجب علينا بعد الهبوط على سطح الكويكب أن نقوم بنقله من حزام الكويكبات إلى مدار قريب من الأرض لبدء عملية استخراج المعادن، فستقوم المركبات بتشغيل محركاتها لتوجيه الكويكب بعد الهبوط عليه، وبالطبع لن تكون القوة كافية لتدفعه المركبة تجاه الأرض مباشرة، ولكنها ستكون كافية لتغيير مساره ليصل إلى مدار الأرض في عملية طويلة المدى قد تمتد لعدة شهور أو أعوام في بعض الحالات، ولكن الأمر يستحق الصبر بأي حال.

4- استخراج المعادن

تختلف عملية استخراج المعادن على الكويكبات عن تلك على الأرض، حيث يصعب استخدام الحفارات العملاقة لأن هذا قد يؤدي إلى تفكك الكويكب وابتعاد أجزاءه عن بعضها البعض، ولهذا اقترح الباحثون استخدام أشعة الشمس، حيث سنقوم باستخدام المرايا العملاقة لتوجيه ضوء الشمس وتركيزه على نقطة معينة على سطح الكويكب، مما سيؤدي بدوره إلى تسخينها وبالتالي تطاير الغازات الموجودة على سطح الكويكب لفصلها عن المعادن، وهنا يمكننا أن نستخدم حفارات صغيرة بقوة تكفي فقط لتطاير غبار المعادن، ثم نقوم بتجميعها، وباستخدام قوة الطرد المركزي يمكننا فصل العناصر الكثيفة عن الأقل كثافة، وبهذا نحصل على المعدن في صورته الخام.

5- نقل المعادن إلى الأرض

ليست هذه العملية بالغة في الصعوبة، فما علينا بعد استخراج المعادن الخام إلى وضعها في حاويات لإرسالها إلى الأرض، ويكفي فقط أن تُلقى هذه الحاويات في المحيط لتلتقطها السفن بعد ذلك، دون أي تعقيدات أخرى.

مشكلة صغيرة

وفقًا ل «معاهدة الفضاء الخارجي-Outer space treaty» عام 1967، فإنه يُمنع على أي دولة أن تدعي امتلاك أي جزء من الفضاء الخارجي، مما سيجعل الشركات المسئولة عن التعدين تواجه المشكلات القانونية، كما أن الحروب على الأرض يكون سبب أغلبها هو الصراع على الموارد، فهل ينقل تعدين الكويكبات حروبنا إلى الفضاء؟

الخلاصة

نظر الإنسان في الماضي إلى الكويكبات على أنها لعنة من الآلهة لعقاب البشر على خطاياهم، إلا أننا تمكنّا من الهبوط عليها بل وحتى أخذ بعض العينات منها، فما كان غضب الآلهة في الماضي أصبح طريقنا نحو النجوم، وهذا ليس بخيال علمي، فنحن نمتلك التكنولوجيا لتحقيق ذلك في الوقت الحالي، فلم يعد السؤال المطروح هو “متى سنستطيع أن نقوم بتعدين الكويكبات؟”، ولكن أصبح “متى سنبدأ بتعدين الكويكبات؟”، فعلينا أن نتخلى عن خلافاتنا السخيفة، وأن نوجه أعيننا نحو السماء لتحقيق المجد.

المصادر

technologyreview
bbvaopenmind
mining
nasa
sciencedirect
interestingengineering
asteroidmining
armscontrol

لطالما سحرت السماء أعيننا، حتى قالت فيروز في أغنيتها: “شايف السما شو بعيدة؟ بعد السما بحبك”، فقد أدهشتنا السماء بنجومها وكواكبها وغموضها.
كانت السماء بعيدة المنال حتى أننا صرنا نقسم ببعدها عنّا، ونستخدم بعدها عنّا ككناية عن الكبر والاتساع، إلا أن العلم ساعدنا على الوصول إليها، لنستكشف ما فيها ونبحر في فضاءها الشاسع.
قرّب العلم السماء من أعيننا ومراصدنا، حتى أننا هبطنا على سطح القمر، والآن حان الوقت لمحطتنا التالية، المريخ، وهذه المرة نحن نخطط للاستقرار عليه.

لماذا نحتاج إلى المريخ؟

يقترب عددنا اليوم من 8 بليون نسمة، لكن الأرض لن تتحملنا لكثير من الوقت، فمواردها محدودة، وأعدادنا في زيادة مستمرة، كما أن كثرة عدد سكان كوكبنا أدى إلى زيادة المصانع وحركة المواصلات لتوفير الخدمات وفرص العمل لهؤلاء السكان، وهذا ما أثقل كاهل كوكبنا، بداية من ثقب الأوزون، مرورًا بالاحتباس الحراري، وصولًا إلى الحيوانات التي انقرضت نتيجة تدمير مواطنها والمد العمراني للبشر على حساب الغابات والمساحات الخضراء، مما أدى بالطبع إلى اختلال النظام البيئي الطبيعي.
أصبح كوكبنا مزدحمًا للغاية، نحتاج إلى كوكب آخر، يبدو كل من المريخ والزهرة خيارين جيدَين، ولكننا سنركز على المريخ، وإذا أردنا الاستقرار عليه فنحن نحتاج إلى تحويله ليناسب حياتنا.

صحراء باردة

يمتلك المريخ غلافًا جويًا رقيقًا للغاية، فالغلاف الجوي السميك للأرض (نسبيًا)، يحتبس أشعة الشمس لبعض الوقت ليرفع من حرارة الكوكب، بينما غلاف المريخ الرقيق يسمح بدخول أشعة الشمس وخروجها دون أي مقاومة تذكر، ودون أي احتفاظ بكمية تذكر من الحرارة، جاعلًا من الكوكب صحراء ميتة بدرجة حرارة تبلغ 60 درجة مئوية تحت الصفر!

ولكن كيف نحل هذه المشكلة؟

يمكننا أن نتعلم الدرس مما يحدث لكوكبنا، فالغازات الدفيئة تزيد من «تأثير البيت الأخضر-greenhouse effect»، والذي بدوره يرفع من درجة حرارة الأرض، فيمكننا أن نلجأ لضخ كميات معقولة من «الكلوروفلوروكربون-CFC» في غلاف المريخ الجوي، والذي سيساعد على احتباس حرارة الشمس داخل غلافه الجوي ليزيد من حرارته.

المجال المغناطيسي

بردت نواة المريخ وتصلبت على مدار بلايين السنين، ونتيجة لهذا الجمود فقد الكوكب مجاله المغناطيسي، لذا فسطحه في عرضة دائمة للإشعاع الكوني ولأشعة الشمس الضارة.
يساعد المجال المغناطيسي للأرض على تشتيت أشعة الشمس الضارة ليحمينا منها، وهذا نتيجة لتدفق المعادن السائلة في نواة الكوكب أثناء دورانه حول محوره.

بالطبع لا يمكننا إعادة تحويل نواة المريخ إلى حالتها السائلة، وهنا يمكننا أن نصنع مولدًا ضخمًا للمجال المغناطيسي بينه وبين والشمس، ليعمل على خلق مجال مغناطيسي يشتت أشعة الشمس الضارة عن سطحه، وهذا بالطبع يحتاج إلى تكنولوجيا بالغة التعقيد ومبالغ طائلة من المال.

الغلاف الجوي للمريخ

نحتاج إلى المزيد من ثاني أكسيد الكربون من أجل النباتات ولزيادة احتفاظ الكوكب بحرارته أيضًا، فكميات الكلوروفلوروكربون التي استخدمناها لن تفي بالغرض.
تتوافر كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون في الأملاح المترسبة في قشرة المريخ، ولكننا نحتاج إلى طاقة كبيرة لاستخراج هذه الكمية من ثاني أكسيد الكربون، لذا فسنقوم بإرسال الروبوتات والطابعات ثلاثية الأبعاد لصناعة الخلايا الشمسية باستخدام السيليكون الموجود على سطح الكوكب، وسنغطي مساحات واسعة من سطح المريخ بهذه الخلايا لتوفير الطاقة اللازمة لتشغيل الروبوتات المسئولة عن التعدين واستخراج الصخور التي تحتوي على ثاني أكسيد الكربون.

سنستخدم هذه الطاقة الكبيرة في «التحليل الكهربائي-Electrolysis» لأكاسيد المريخ الصلبة، والذي سيعطينا الأكسجين كمنتج ثانوي، ومن ثم تُستخدم الطاقة على الأملاح من الصخور المستخرجة من قشرة المريخ لتعطي ثاني أكسيد الكربون كمنتج ثانوي، وبهذا سنحصل على ثاني أكسيد الكربون وقليل من الأوكسجين، ومن هنا يمكننا إرسال الطحالب والبكتيريا المعدلة وراثيًا لتزيد من كمية الأوكسجين على الكوكب، فهذه الطريقة هي التي أتت بالأوكسجين إلى كوكبنا.

ولكن كيف نحصل على النيتروجين؟

قد تبدو هذه الفكرة مجنونة ولكننا سنحتاج هنا إلى توجيه النيازك من حزام الكويكبات باتجاه المريخ، وهذا بالطبع سيكون باستخدام أساطيل فضائية كبيرة (وهذه تكنولوجيا لا نملكها حتى الآن)، فهذه النيازك تحتوي على كميات لا بأس بها من النيتروجين، والآن بتنا نمتلك غلافًا جويًا!

الماء على المريخ

بعد أن أصبح لدينا غلاف جوي على المريخ، وبتنا نمتلك ضغطًا جويًا مناسبًا، أصبح بإمكان الماء التواجد في حالته السائلة بصورة مستقرة، ومن هنا يمكننا استخدام الأسلحة النووية، حيث أن المريخ يملك كميات من الماء المتجمد في قطبه الجنوبي، كما اكتُشف وجود كميات من الجليد على بعد أمتار تحت سطح المريخ وهنا ستلعب الأسلحة النووية دورها حيث ستستخدم في إذابة هذا الماء المتجمد، وها هو ذا الماء السائل!

الخلاصة

قد يبدو تحويل المريخ صعب المنال بل حتى مستحيلًا في المستقبل القريب، إلا أن حلم الإنسان القديم بالطيران قد تحقق، فالعلم هو وسيلتنا لتحقيق أحلامنا، وكما قال عالم الفيزياء الروسي «قسطنطين تسيولكوفسكي-Kostantin Tsiolkovsky»: “إن الأرض هي مهد الإنسانية، ولكن المرء لا يمكن أن يعيش في المهد إلى الأبد”.

المصادر

nature
space
nasa
scientificamerican
space
nasa
sciencedirect

بعيدًا على أطراف المجموعة الشمسية، حيث تتضاءل الحرارة القادمة من الشمس، يقبع كوكب نبتون بلونه الأزرق الداكن في غموض، من المثير أن تعرف أن المعلومات التي نمتلكها عن هذا الكوكب محدودة للغاية، فلم يبلغ كوكب نبتون من مركباتنا سوى «فوياجر 2-Voyager 2»، والتي مرت بجواره في طريقها إلى خارج المجموعة الشمسية، لكننا لم نرسل بعثة مخصصة لدراسته، إلا أننا نمتلك الحواسيب المتطورة التي بمقدورها محاكاة ظروف هذا الكوكب لنخرج بالتنبؤات عما قد يكون بداخله، وبفضل ذلك بِتنا نعلم أن الأمطار على كوكب نبتون من الألماس!

كيف يتكون الألماس؟

تكوّن الألماس على كوكبنا على مدار 3 بليون سنة، ويرجع ذلك إلى الضغط الشديد والحرارة المرتفعة تحت سطح الأرض بما يزيد عن 150 كيلومتر، حيث تبلغ درجة الحرارة على هذا العمق ما بين 900 إلى 1300 درجة مئوية، ويبلغ الضغط ما بين 45 إلى 60 كيلوبار (أي ما يعادل 50,000 ضعف الضغط الجوي على سطح الأرض)، وهذه الظروف تتسبب بحدوث عملية «التبلور-Crystallization» لجزيئات الكربون، مما يؤدي إلى تحولها للألماس، والذي يخرج بدوره مع الثورانات البركانية إلى سطح الأرض.

الظروف على كوكب نبتون

يُعد كوكب نبتون أحد «العمالقة الجليدية-Ice giants»، حيث يستخدم مصطلح “الجليد” في علم الفلك للإشارة إلى المركّبات التي تحتوي على الهيدروجين، وهو ما ينطبق على على نبتون، حيث أن الطبقة الخارجية من غلافه الجوي مكونة من الهيدروجين (H)، والهيليوم (He)، وهي بسُمك 3,000 كيلومتر، بينما تتكون الطبقة الوسطى والتي تُسمى «الطبقة الجليدية-Icy layer» من الماء (H2O)، والأمونيا (NH3)، والميثان (CH4)، وهي بسُمك 17,500 كيلومتر.

كما أنه ذو ضغط جوي شديد، وهذا بالطبع نتيجة لسُمك غلافه الجوي، وله أيضًا حرارة داخلية مرتفعة.

تفسير محتمل

تقدًم «مارفن روس-Marven Ross» عام 1981 بورقة بحثية في مجلة Nature لتفسير ظاهرة الأمطار الألماسية على كوكب نبتون، حيث افترض أن الحرارة الشديدة تؤدي إلى فصل المركبات الهيدروكربونية (التي تحتوي على الكربون والهيدروجين مثل الميثان) في الطبقة الجليدية الوسطى، لتعطي جزيئات الكربون وجزيئات الهيدروجين منفصلة، ثم تؤدي الحرارة المرتفعة بمساعدة الضغط الجوي الشديد إلى تحول الكربون إلى الألماس، وبما أن الألماس أعلى كثافة من غازات الطبقة الوسطى، فإنه يتساقط على هيأة الأمطار باتجاه مركز الكوكب، وهذا قد يفسّر وجود طبقة كربونية حول نواة الكوكب، إلا أن درجة الحرارة الشديدة تؤدي إلى انصهار الألماس ليتحول إلى حالته السائلة، مما يعني وجود بحار من الألماس السائل!

اختبار الفرضية

قام الباحث الفيزيائي «دومينيك كراوس-Dominik Kraus» في ألمانيا بعمل تجربة مع فريقه، حيث استخدموا فيها جهاز LCLS والذي هو اختصار Linac Coherent Light source، أي “مصدر الضوء المتماسك” باللغة العربية، حيث أن محاكاة الظروف الداخلية لكوكب نبتون صعبة هنا على الأرض، وهنا يأتي دور ال LCLS، كما استخدم الباحثون «الهيدروكربون بوليستيرين-Hydrocarbon polystyrene» بدلًا من الميثان.

يقوم ال LCLS بإرسال نبضات ضوئية باتجاه البوليستيرين، مما يرفع حرارته إلى 5,000 كيلفين (حوالي 4,727 درجة مئوية)، كما يزيد من ضغطه ليصل إلى 1.5 مليون بار، وقد نجحت التجربة بتحويل البوليستيرين إلى الألماس.

إنه لشيء مذهل بحق ما يستطيع الإنسان أن يصل إليه عن طريق العلم، فها نحن ذا نحاكي ظروف كوكب آخر على كوكبنا، ويضيف كراوس قائلًا: “هذه التقنية ستساعدنا على قياس العمليات المثيرة التي كان يصعب علينا إعادة محاكاتها”.

المصادر

americanscientist

sciencealert

nature

لنعلم كيف تموت النجوم علينا أولا أن نعلم ما هي النجوم وكيف تعمل.

كيف تعمل النجوم؟

لنأخذ الشمس على سبيل المثال، شمسنا ذات كتلة كبيرة جدا، فهي عبارة عن كرة عملاقة من الغاز الساخن، وبسبب هذه الكتلة، تتعرض نواة الشمس لضغط رهيب، مما يزيد حرارتها إلى 16 مليون درجة، وهي درجة جيدة جدا لحدوث الاندماج النووي، حيث تتحول في كل ثانية كمية كبيرة من الهيدروجين إلى الهيليوم بفعل الاندماج داخل نواة الشمس، تفقد الشمس 4 مليون طن من المادة في صورة حرارة كل ثانية، مما يخبرك بشيء بديهي، شمسنا لها نهاية، عمر شمسنا هو 4.5 بليون سنة، وبقليل من الحسابات، اعتمادا على معدل تحويل الهيدروجين إلى هيليوم، أمكننا التنبؤ بأن شمسنا ستعيش ل 5 بلايين أخرى من السنين.

وبعد انقضاء عمرها، ستصير «عملاقًا أحمر-Red giant»، وتلتهم عطارد والأرض، ثم تنهار تحت وطأة الجاذبية، لتصير «قزمًا أبيضًا-White dwarf»، وهو كما يبدو من اسمه، فهو نجم أبيض صغير، بحجم الأرض تقريبًا، لكنه يحتوي كتلة الشمس بأكملها، وبهذا يصير كثيفًا جدًا، مما يجعل عمره يصل إلى تريليونات السنين!

كيف تموت النجوم الأكبر؟

عمر النجوم في الواقع يعتمد على شيئين، كمية الوقود النووي لديه، ومعدل استهلاكه لهذا الوقود، لنأخذ على سبيل المثال نجما ذو كتلة بقدر 20 ضعف كتلة الشمس، نجم كهذا سيبلغ سطوعه 40 الف مرة سطوع الشمس، مما يعني أنه سيستهلك وقوده أسرع ب 40 الف مرة، جاعلًا عمره 10 مليون سنة فقط!

ولكن النجوم كهذه لا ينتهي بها الأمر لتصير أقزاما بيضاء مثل الشمس، حيث تنهار على نفسها بسرعة بالغة بفعل الجاذبية، مما يدفع بالالكترونات نحو البروتونات لتصير نيوترونات، وتتزاحم هذه النيوترونات وتتنافر بفعل القوة النووية القوية، كما تترك خلفها إنفجارًا بقوة تريليون ميجاطن بالمناسبة، حيث أن «النجوم النيوترونية-Neutron stars»، يمكن أن تصل كتلتها إلى أضعاف كتلة الشمس، لكن بقطر 20 كيلومتر فقط!
مما يجعلها كثيفة للغاية، فملعقة واحدة من هذه النجوم تساوي كتلة ألف من أهرامات الجيزة!

ولكن ماذا عن النجوم الأكبر من هذه؟

لا ترحم الجاذبية النجوم الأكبر، حيث تسحقها على نفسها في لمح البصر، لتركز كتلة النجم بأكمله داخل نقطة صغيرة للغاية، تدعى ب «المفردة-singularity»، وهذا ما نعرفه جميعًا باسم «الثقوب السوداء-Black holes»، الذي لا يسمح لأي شيء بمغادرة جاذبيته، مهما كانت سرعته، حتى لو كان الضوء نفسه.

تترك هذه النجوم خلفها انفجارات مهولة، مما نرصده في شكل السدم، فالسدم ما هي إلا جثث النجوم، بالطبع تولد العديد من النجوم كل يوم، لكن هذا إلى زوال، حيث سيأتي يوم لا تولد فيه المزيد من النجوم، وتموت النجوم كلها، تاركة الكون في ظلام دامس، معلنة انتهاء الحقبة النجمية للكون.

من كورس ل Coursera مقدم من «جامعة أمستردام-Amsterdam university».

coursera

لقراءة سلسلة التاريخ الكبير ج4 من هنا

لم تتوقف السماء عن سحرنا يومًا، حتى أننا نجد القمر، والنجوم مذكورين في كثير من أغانينا، فالسماء بنجومها كانت وما زالت مصدر إلهام لنا نحن البشر، لكن ما هي النجوم وكيف تتكون؟ ولماذا يهتم العلماء بدراسة النجوم؟

أكثر النجوم في كوننا هي نجوم صغيرة ذات كتلة قليلة، بحجم شمسنا أو أصغر، وهي أبرد بكثير من يا النجوم، لذا فلونها أحمر وتُدعى بال «أقزام حمراء-Red dwarfs»، ولكنها ليست مشوقة للحد الكافي، فنحن نتحدث هنا عن النجوم العملاقة، التي هي أكبر من شمسنا على الأقل ب 8 مرات، وقد تسطع أكثر بمليون مرة من سطوع الشمس!

تعيش هذه النجوم حياة مغايرة تمامًا لحياة شمسنا، ففي نهاية حياتها تنفجر في إنفجار خلاب مهيب يدعى بال«سوبرنوفا-Supernova»، تاركة خلفها لوحة جميلة من أجمل وأبهى الألوان، مثل التي نراها في السدم التي يعج كوننا بها، كما لعبت هذه النجوم دورًا حيويًا في تشكيل كوننا بشكله الحالي، فبعد الانفجار العظيم بفترة وجيزة، لم يكن هناك أي مصدر للضوء، كان الظلام والصمت يخيمان على كوننا بأسره، فيما يعرف باسم «العصور الكونية المظلمة-Cosmic dark ages»، ولكن بعد حوالي 100 مليون سنة، تكونت هذه النجوم العملاقة، التي عاشت حياة قصيرة، ثم انفجرت في حدث السوبرنوفا العظيم، وتوالت الأجيال النجمية، جيلًا بعد جيل بمرور الزمن، وأثناء فترة حياة تلك النجوم كان إشعاعها ورياحها النجمي يزيدان من حرارة الغازات من حولهم، مؤديين إلى حدوث عملية «التأين-Ionization»، محدثة ثقوبًا وفقاعات في تلك الغازات من حولها، وعلى مدار الوقت، تقوم تلك النجوم بتغيير شكل المجرات التي تحتويهم، مؤدية إلى شكل كوننا الحالي الذي نعيش فيه.

لماذا يهتم العلماء بدراسة النجوم من الأساس؟

أحد أكثر الأشياء إثارة للدهشة في كوننا هو التنوع الكبير للعناصر، تلك العناصر التي نحن وكل ما حولنا مصنوعون منها، ومن أمثلة هذه العناصر هو عنصر الأوكسجين الذي نتنفسه، وأيضًا عنصر الكربون، الذي هو حجر الأساس لجميع المركبات العضوية، ويلعب دورًا محوريًا في تكوين أنسجتنا وعضلاتنا، كذلك عنصر الكالسيوم، الموجود في أسناننا وعظامنا، وكذلك عنصر الحديد الذي يجري في دمنا.

على الرغم من ذلك التنوع، فالعناصر التي كانت موجودة بعد الانفجار العظيم هي الهيدروجين، والهيليوم، وقليل من الليثيوم، إذا من أين أتت كل تلك العناصر؟

يعتقد المجتمع العلمي أن الفضل في ذلك يرجع إلى النجوم، ولكن كيف ذلك؟

كيف تُشكّل النجوم العناصر؟

يبدأ الأمر بقوة الجاذبية، حيث تضغط الجاذبية الغازات سويًا، مؤدية إلى زيادة حرارتها، حتى تصل درجة الحرارة في المركز إلى ما يزيد عن المليون درجة، هذه الدرجة عالية بما يكفي للسماح بعملية الاندماج النووي، حيث تندمج ذرتان من ذرات الهيدروجين لتكوين ذرة من الهيليوم، ولكن هذا في النجوم التي هي بحجم شمسنا أو أكبر قليلًا، حيث أن النجوم العملاقة لا تتوقف عند هذا الحد، وإنما تستمر بدمج ذرات الهيليوم لتكوين الكربون والأوكسجين.

إذا كان النجم كبيرًا كفاية، فإنه سيستمر في دمج العناصر وصولًا إلى عنصر الحديد، ومن ثم تنفجر تلك النجوم العملاقة، في مشهد مهيب، مطلقة ما بجعبتها من مادة إلى الفضاء الشاسع، مضيفة عناصر جديدة إلى جدولنا الدوري.

يبدو غريبًا أليس كذلك؟ فالأوكسجين الذي تتنفسه بينما تقرأ هذا المقال الآن مصنوع في نواة أحد النجوم كتلك التي تراها في سماء الليل، أضف إلى ذلك أنك أنت نفسك تتكون من ذرات صنعت في نواة أحد النجوم أيضًا!

إنه لشيء مبهر بحق، ولا يسعنا إلا أن نقول أكثر من قول عالم الفيزياء الفلكية الشهير «كارل ساجان-Carl Sagan»: “أنت مصنوع من غبار النجوم”.

من كورس ل Coursera مقدم من «جامعة أمستردام-Amsterdam university».

تمر الشمس بتغيّرات طبيعية في إنتاج الطاقة، وتحدث في غضون 11 سنة تصل فيها ذروة التغيّرات إلى تكوّن العديد من البقع الشمسية، وتصل مرحلة الخمول فيها إلى تكون عدد قليل من البقع الشمسية. لذلك تأثر الشمس على حدوث عصر جليدي.

عصر جليدي قديم

في كثير من الأحيان تصبح الشمس أكثر هدوءًا، لإطلاقها عدد قليل من البقع الشمسية، وتنتج طاقة أقل  تسمى بالحد الأدنى للطاقة الشمسية، حدث ذلك قديمًا مع تزامن العصر الجليدي الصغير بين عام 1650م و1715 في نصف الكرة الشمالي، ونشأت براكين فاجتمع تبريد الغبار البركاني مع انخفاض النشاط الشمسي ونتج عنهما انخفاض في درجة حرارة السطح. وأيضًا في عام 1790 وحتى عام 1830 انخفض نشاط الشمس وتسبب في حدوث البرد وانخفضت درجة الحرارة إلى 2 درجة مئوية استمرت على مدى 20 عامًا، فأثر على إنتاجية الغذاء، وفي خلال تلك الفترة تحديدًا عام 1815 وقع ثاني أكبر ثوران بركاني في إندونسيا، وبعدها بعام في 1816 مع تواصل التقلبات المناخية القاسية تدمرت المحاصيل الغذائية في نصف الكرة الشمالي فأطلق على تلك السنة سنة الفقر وسنة بلا صيف.

اقترح بعض العلماء أن حجم آخر دورة شمسية (sc 24) كان صغيرًا نسبيًا، مما ينذر بحد أدنى جديد للطاقة الشمسية الكبري في العقود القليلة القادمة. فهل تتكرر تلك الكوارث الطبيعية مرة أخرى، وما مدى تأثير الحد الأدنى للطاقة الشمسية الكبري؟

ناسا توضح حقيقة الأمر

لم يدع علماء ناسا هذا الأمر بدون تحليل، فيتنبأ علماء الطاقة الشمسية بمقدارًا للحد الأدنى للطاقة الشمسة  يصل إلى -0.1 واط/م2، وهو نفس تأثير نمو تركيز غاز ثاني أكسيد الكربون. وبالتالي فإن الحد الأدنى الجديد من الطاقة الشمسية الكبري لن يؤدي إلا إلى تعويض بضع سنوات من الاحترار الناتج من الأنشطة البشرية في الكرة الأرضية. فالاحترار الناتج عن حرق الوقود الأحفوري واحتباس غازاته السامة أكبر بست مرات من التبريد المحتمل لعقود طويلة من الحد الأدنى الطاقة الشمسية. وحتى لو استمر الحد الأدنى من الطاقة الشمسية قرنًا، فتستمر درجات الحرارة العالمية في الارتفاع، نظرًا لوجود عوامل أخرى تؤثر على درجات الحرارة وأكثرها شيوعًا الاحتباس الحراري الناتج من انبعاثات الغازات.

المصادر

NASA

nypost

انظر أيضًا

مركبة فوياجر 2 الفضائية ترسل لنا أول رسائلها من الفضاء النجمي

على بعد 18 بليون كيلومتر من الأرض يوجد الحد الذي يفصل بين الغلاف الشمسي heliosphere والفضاء النجمي Interstellar Space (ويُقصد به المنطقة بين النجوم التي لا تخضع لتأثير الرياح الشمسية والمجال المغناطيسي لشمسنا). عندما عبرت مركبة فوياجر 2 الفضائية هذا الحد، في يوم 5 نوفمبر 2018 بعد أكثر من 40 عامًا على إطلاقها، أرسلت لنا إشارة خافتة، والتي تمكن العلماء الآن من فكها.

تعد مركبة فوياجر 2 ثاني مركبة فضائية تتخطى الغلاف الشمسي إلى الفضاء النجمي، بعد مركبة فوياجر 1 التي وصلت إلى الفضاء النجمي في عام 2012. على الرغم من إطلاق فوياجر 2 قبل فوياجر 1 بستة عشر يومًا، إلا أنها احتاجت إلى 6 سنوات لتلحق بها وتصل إلى الفضاء النجمي، بعد ما سافرت بجوار الكواكب العملاقة بنظامنا الشمسي، ووفرت لنا الصور القريبة الوحيدة المتاحة لنا لكوكبي أورانوس ونبتون. 

والآن أرسلت لنا فوياجر 2 النظرة الأكثر تفصيلاً حتى الآن للفضاء النجمي -على الرغم من أن علماء ناسا لم يكن لديهم أدنى فكرة في البداية من أن المركبة ستتمكن من الاستمرار في العمل لهذه الفترة الطويلة.

يقول البروفيسور إد ستون من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، الذي كان يعمل على المهمة قبل إطلاقها في 1977: “لم نكن نعرف حجم الغلاف الشمسي، وبالتأكيد لم نكن نعرف أن المركبة الفضائية يمكن أن تعيش لفترة كافية للوصول إلى حافته والدخول إلى الفضاء بين النجوم”.

يمكن اعتبار الغلاف الشمسي كواجهة مناخية كونية، حيث له حدود مميزة حيث تلتقي الجسيمات المشحونة التي تتدفق من الشمس بسرعة تفوق سرعة الصوت مع رياح نجمية تهب من المستعرات العظمى التي انفجرت قبل ملايين السنين. كان يعتقد ذات يوم أن الرياح الشمسية تلاشت تدريجياً مع المسافة، لكن فوياجر 1 أكدت أن هناك حدودًا، يحددها انخفاض مفاجئ في درجة الحرارة وزيادة في كثافة الجسيمات المشحونة، المعروفة باسم البلازما.

تقدم المجموعة الثانية من القياسات، القادمة من فوياجر 2، رؤى جديدة حول طبيعة حدود الغلاف الشمسي، حيث أن الأداة الخاصة بقياس خصائص البلازما الموجودة في فوياجر 1 قد تحطمت في عام 1980.

تكشف المجموعة الثانية من القياسات المنشورة في خمس ورقات منفصلة في مجلة Nature Astronomy، أن فوياجر 2 واجه حدودًا أكثر حدة وأرفع من الغلاف الشمسي مقارنةً بفوياجر 1. قد يرجع ذلك إلى عبور فوياجر 1 خلال النشاط الأقصى للطاقة الشمسية (النشاط منخفض حاليًا)، أو لأن المسبار اتخذ مسارًا أقل عمودية، مما يعني أن المسبار احتاج لوقت أطول لاختراق الحافة.

تعطي مجموعة البيانات الثانية أيضًا نظرة على شكل الغلاف الشمسي، متتبعةً شكل الغلاف الشمسي إلى حافة بارزة تشبه رصاصة حادة.

وقال بيل كورث، عالم الأبحاث بجامعة أيوا ومؤلف مشارك في إحدى الدراسات: “هذا يعني أن الغلاف الشمسي متماثل، على الأقل في النقطتين اللتين عبرت منهما المركبتان فوياجر”.

تقدم فوياجر 2 أيضًا أدلة إضافية على سمك الغشاء الشمسي heliosheath، وهو المنطقة الخارجية للغلاف الشمسي heliosphere، والنقطة التي تتراكم فيها الرياح الشمسية ضد الرياح القادمة من الفضاء النجمي، مثل موجة القوس المرسلة أمام سفينة في المحيط.

تقودنا البيانات إلى نقاش حول الشكل العام للغلاف الشمسي، والذي تتنبأ بعض النماذج بأنه يجب أن يكون كرويًا، بينما تشبهه نماذج أخرى بكُم الريح، مع ذيل طويل يتدفق خلفه بينما يتحرك النظام الشمسي عبر المجرة بسرعة عالية.

يعتمد الشكل، بطريقة معقدة، على القوة النسبية للحقول المغناطيسية داخل وخارج الغلاف الشمسي، وتشير أحدث القياسات إلى شكل أكثر كروية.

مع الأسف، هناك حدود لكمية المعلومات التي يمكننا الحصول عليها من مجموعتي قياسات فقط.

لا تزال مركبة فوياجر 2 ترسل لنا إشارات من خارج الغلاف الشمسي. تستغرق الإشارة أكثر من 16 ساعة للوصول إلى الأرض، ويتم إلتقاط الإشارة بواسطة أكبر هوائي بوكالة ناسا، وهو طبق يبلغ قطره 70 مترًا.

من المتوقع أن تنخفض طاقة المسبارين فوياجر المدعومين بالبلوتونيوم المتحلل بشكل ثابت إلى ما دون مستويات الطاقة الحرجة في عام 2025. لكنهما سوف يستمران في مسارهما لفترة طويلة بعد أن تنفذ منهما الطاقة. يقول كورث: “سوف يصمد المسباران لفترة أطول من الأرض. سوف يدوران في مداريهما الخاص حول المجرة لمدة 5 مليارات سنة أو أكثر. واحتمال اصطدامها بأي شئ يقرب من الصفر”.

المصادر: 

• The Guardian
• NASA