التسارع عبر الكون
فى
الكون السرعة هى المهمة سواء كنا نجوب أرجاء الكون حيث ستقود السرعة الأكبر لفهم
أفضل لألغاز الفضاء والسرعة مهمة فى استكشاف النظام الشمسى ( Solar System ) والكون
( Universe ) لكن التسارع عبر الكون يتطلب الانطلاق لجانبه البعيد ثم ينتهى الأمر
لمكان آخر عبر الكون فالانتقال بسرعة أكبر من سرعة الضوء يتحرك الفضاء فالنجوم لا
تتحرك فالسرعة تكون أسرع من أى وقت سابق فالعالم يسير بسرعة عالية جدا .
الأسرع
هو الأفضل ابتداءا من الصواريخ ومركبات الفضاء التى تسير بسرعة عبر الفضاء ووصولا
للمركبات الحديثة التى يعمل عليها العلماء والتى ستسير بسرعة أكبر من أى وقت مضى
وسوف
تكتشف السرعة الهائلة التى ستغير نسيج الزمان والمكان ( الزمكان ) وستنتهى مع
العلم للوصول للثقوب السوداء والسرعات التى تفوق سرعة الضوء والأنفاق الممتدة عبر
الفضاء
(
الثقوب الدودية ) والثقوب الدودية تقوم بربط المجرات والنجوم ببعضها البعض فى
الكون الفسيح .
تبلغ
سرعة مكوك الفضاء حول الأرض ( 720000 كم / س ) .
تبلغ
سرعة الطائرة المقاتلة ( 1600 كم / س ) .
أسرع
شىء صنعه الإنسان على الاطلاق أطلقه نحو الفضاء .
إن
مركبة ( هوريسنسيز ) الفضائية التى تنطلق مسرعة نحو كوكب ( بلوتو / Pluto ) بسرعة
(
380000 كم / س ) لكن ( هوريسنسيز ) ستصل لبلوتو بعد ( 9 سنوات ) فالمسافات فى
النظام الشمسى هائلة .
فالذهاب
نحو القمر بسرعة ( 160 كم / س ) والذهاب نحو كوكب ( نبتون / Neptune ) بسرعة
(
3200000 كم / س ) .
سرعة
الضوء : لا شىء فى الكون يستطيع تخطى سرعة الضوء فسرعة الضوء هى القصوى النهائية
حيث تبلغ ( 299000 كم / ث ) = ( 1870000 كم / س ) .
فالضوء
يستغرق ( 8 دقائق ) للوصول من الشمس للأرض فالضوء يستغرق وقتا طويلا للسفر نحو
الفضاء ( أعماق الكون ) .
إن
المجرات شاسعة لدرجة أن الضوء ينتقل بسرعة كبيرة فهو يستغرق وقتا طويلا للانطلاق
من طرف لآخر فى الكون .
فالضوء
يسير بين النجوم والمجرات بسرعات هائلة وكلما كانت النجوم والمجرات أبعد كان الضوء
يصل إليها فى وقت أطول .
فكل ما
هو خارج النظام الشمسى يبعد عن الأرض بملايين السنين الضوئية والسنة الضوئية = 10
تريليون كم .
تبعد
أقرب المجرات للنظام الشمسى والأرض ملايين السنين الضوئية ( مجرة أندورميدا ) حيث
تسير من الغرب للشرق بينما مجرة درب التبانة تسير من الشرق للغرب فمن المحتمل
تداخل المجرتان لتكون مجرة أكبر ونجوم أكثر ونظم شمسية جديدة
النسبية
العامة = الكتلة × مربع سرعة الضوء
فالنظر
للنجوم فى السماء نراها كما لو كانت فى الماضى بآلاف السنوات وحين ينفجر النجم على
بعد ( 5 مليارات سنة ضوئية ) يستغرق ضوء النجم بعد الانفجار للوصول للأرض قبل 5
مليارات سنة ضوئية فالنجم انفجر قبل تشكل الأرض منذ ( 4700000 ) أربعة مليارات
وسبعمائة آلاف عام .
فربما
نرصد مجرات ميتة لم تجد الفرصة لوصول ضوئها للأرض فالضوء يستغرق مليارات السنين
الضوئية للسفر عبر الكون الفسيح .
فمن أجل
الوصول للنظام الشمسى الأبعد وما بعده يستلزم تطوير تكنولوجيات حديثة جدا حيث
يعتمد استكشاف الفضاء على السرعة فكلما سافرنا بشكل أسرع عرفنا المزيد عن النظام
الشمسى وما بعده فالسرعة هى التى أوصلت مركبات الفضاء نحو القمر بسلام وكوكب المريخ / Mars
وقمريه
( فوبوس / ديموس ) .
فالمسافات
بين الكواكب فى المجموعة الشمسية هائلة ولكى تستطيع الوصول إليها تستغرق سنوات
لنصل إليها فاللوصول للكواكب البعيدة نحتاج مركبات فضائية تسير بسرعات أكبر من
السرعات التى نسير بها فى الوقت الحاضر .
إن
التكنولوجيا التى أطلقت الإنسان نحو الفضاء هى نفسها المستخدمة حاليا .
تحرق
الصواريخ الوقود لتدفعها نحو الغلاف الجوى فى الفضاء فعلى مركبات الفضاء والصواريخ
الفضائية ومكوكات الفضاء عليهم احراق الوقود بسرعة وقوة ليتمكنوا من الخروج من
المجال التجاذبى للأرض .
على
الوقود أن يوصل المكوك الفضائى لمدار يزن ( 20 مرة ) أكثر من وزن المكوك نفسه فعند
اطلاق مركبات الفضاء نحو الكواكب البعيدة فى النظام الشمسى تستغرق الجاذبية وقتا
معينا وعند الاقتراب أكثر وأكثر من مدار المشترى تساعد جاذبية الكوكب على الاسراع
نحو الكواكب الأبعد فى النظام الشمسى عن طريق ( الجاذبية المساعدة ) فتزيد جاذبية
الكوكب المتحرك من سرعة المركبة الفضائية ويرسلها نحو النظام الشمسى الخارجى والذى
يضم كواكب ( المشترى / زحل
أورانوس
/ نبتون / بلوتو / زينا / حزام كويبر ) ( Jupiter -
Saturn - Uranus
( - Neptune –
Pluto – Zena - Kuiper Belt )
إن
الجاذبية المساعدة فى تبادل زخم الحركة فيمر الكوكب بتبادل زخم الحركة الذى يترجم
إلى سرعة أثناء بحث ( هوريسنيز ) عن قوة دافعة حيث تمتد جاذبية الكواكب لتتشابك مع
بعضها البعض حيث تستطيع الجاذبية المساعدة اضافة الكثير من السرعة لمركبات الفضاء
فلقد ساعدت جاذبية كوكب ( المشترى / Jupiter
) على زيادة سرعة مركبة الفضاء ( هوريسنز ) المتجهة نحو كوكب ( بلوتو / Pluto ) فالجاذبية المساعدة لها حدود حيث تقوم ( هوريسنز ) فى اكتشاف
الكواكب التى تمر بها قبل الوصول لكوكب بلوتو فسنحتاج لتكنولوجيات جديدة كالذراع
الشمسى الذى يحول شروق الشمس إلى سرعة .
يجمع
الذراع الشمسى الجزيئات الصغيرة من الضوء ( الفوتونات ) والقادمة من الشمس فإن
طاقة ضوء الشمس طاقة صرفة فليس هناك كتلة من الجزيئات فحين يصطدم الفوتون بشىء ما
ينتقل زخم الحركة من الفوتون للشىء الذى اصطدم به ولعدم وجود جاذبية أو احتكاك فى
الفضاء لإبطاء المركبة الفضائية تتراكم الكميات الضئيلة من الجزيئات فوق بعضها
البعض فإذا كنا نستطيع الوصول لبلوتو فى خلال ( 9 سنوات ) حيث تجوب الفضاء (
هوريسنز ) لتستطيع الوصول لكوكب بلوتو فى غضون عامين باستخدام الذراع الشمسى .
فالسرعات
المتزايدة ستساعد البشرية فى دراسة الكواكب البعيدة فى النظام الشمسى فما هى
السرعة المطلوبة لارسال رواد الفضاء للمريخ / Mars
.
فيمكن
الوصول للمريخ باستخدام نهج كيميائى وحيد فهو ليس عمليا لأنه يحتاج لكمية كبيرة من
الوقود الكيميائى لارسال مركبات الفضاء للفضاء وحسب .
فالصاروخ
الكيميائى ينقل السرعة من الصفر : 28000 كم / س
فى غضون
( 8.5 دقائق ) .
ويوجد
صاروخ البلازما المغناطيسى فقوة الدفع = السرعة حيث يحطم صاروخ البلازما
المغناطيسى الجزيئات فى نفس الاتجاه لأن البلازما ساخنة جدا تتحرك الجزيئات بسرعات
هائلة فالوصول للمريخ يستغرق ( 39 يوما ) .
يتوقف
استكشاف الفضاء على السرعة فى الابتكارات الحديثة وتطويرها باستمرار فالأبعاد
الأربعة التى تحدثت عنها النظرية النسبية لآينشتين ( الطول / العرض / الارتفاع /
الزمن ) .
الطاقة
= المسافة / الزمن .
تسير
الأقمار الصناعية حول الأرض بسرعة ( 100000 كم / س ) فالجاذبية تبقى الكواكب فى
المجموعة الشمسية ( Solar
System ) ثابتة فى
مداراتها حول الشمس .
فكيف
تعرف الأرض أن الشمس موجودة ؟
عن طريق
نظرية ( الزمكان ) دمج الزمان والمكان فى كيان واحد فكل شىء فى الكون له كتلة
ككتلة النجوم والكواكب وأقمارها وكتلة المجرات والسدم .
فلقد
ساعدت النسبية العامة على فهم أفضل للجاذبية فالثقوب السوداء أجسام هائلة جدا ذات
جاذبية جبارة حتى لا يستطيع الضوء الفرار منها وتبتلع كل شىء بداخلها وحافة الثقب
الأسود
( أفق
الحدث ) مما يؤثر فى نسيج الزمكان وتتكون الثقوب السوداء عن طريق تجمع كثير من
المواد والجزيئات والبروتونات والنيوترونات والالكترونات والأجسام دون الذرية فى
مساحة صغيرة جدا .
فالثقوب
السوداء تعتبر البقايا الشبحية للنجوم المتفجرة والتى تبدأ بالعملاق الأحمر فالثقب
الأبيض وانتهاء بالثقب الأسود والتى تحولت لمستعر أعظم ( سوبرنوفا / Supernova ) فالمواد والجزيئات والبروتونات والنيوترونات والالكترونات
والجسيمات دون الذرية تدخل فى الثقب الأسود من جهة وتخرج من جهة أخرى عن طريق
الثقب الأبيض .
أسامة ممدوح عبد الرازق مصطفى شرف
23 / 10 / 2015
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق