اختراق حاجز الصوت ه ثير جسم يتذبذب على الوسط المحيط به كالهواء أو أى وسط آخر ينقل جسيمات الهواء من أماكنها وهى بدورها ستضغط الطبقات التالية لها حيث ستجد أن لكل الهواء المحيط بالجسم قد بدأ بالحركة فإن الهواء قد تذبذب أو أنه حدثت ذبذبات صوتية فى الهواء والعلم الذى يدرس الذبذبات الصوتية ( علم الصوتيات ) ولوصف خواص الذبذبات الصوتية يستعمل مفهوم ( تردد الذبذبة الصوتية ) والذبذبة أو الدورة أو الهيرتز أو السايكل تعنى شيئا واحدا ففى الفيزياء توجد كميات للذبذبة أكبر بكثير من الهيرتز فباستعمال وحدات الكيلوهرتز أو كيلوسايكل وميجاهرتز أو ميجاسايكل . توجد حقيقة علمية تخبر بأنه يجب ألا نخاف من الصاعقة بعد سماع صوت الرعد حيث يتلخص فى أن الضوء ينتشر لحظيا والرعد والصاعقة يحدثان معا فى لحظة واحدة إلا أنه يتم رؤية البرق لحظة حدوثه أما صوت الرعد فيصل بسرعة ( 1 كم / 3 ث ) مما يعنى أن خطر ضربة الصاعقة سينعدم بعد سماع دوى الرعد وبمعرفة سرعة انتشار الصوت فى الهواء ( 330 م / ث ) يمكن تحديد البعد الذى توجد عنده العاصفة الرعدية فإذا مضت ( 12 ث ) بين لحظة ظهور البرق ولحظة سماع دوى الرعد مما يعنى أن العاصفة تبعد مسافة ( 4 كم ) . واكتشف علماء الصوتيات أن السوائل توصل الصوت بسرعة أكبر من الغازات ففى الماء ينتشر الصوت بسرعة ( 1450 م / ث ) أى أنه ينتشر فى الماء أسرع من انتشاره فى الهواء ب ( 4.5 مرة ) كما أن سرعة الصوت فى الأجسام الصلبة أسرع من السوائل والغازات فسرعة الصوت فى الحديد ( 6000 م / ث ) . الصوت المسموع : ما هى الذبذبات الصوتية التى يستطيع الإنسان سماعها بالأذن ؟ حيث أن الأذن قادرة على استقبال الذبذبات التى تقع فى حدود من 20 : 20000 هيرتز أو سايكل / ث والصوت ذو الذبذبة الكبيرة ( الصوت العالى ) وذو الذبذبة الصغيرة ( الصوت المنخفض ) وباستخدام العلاقة نجد أن أطوال موجات الصوت المسموع تقع فى الحدود من ( 15 م ) أشد النغمات انخفاضا إلى ( 3 سم ) أشد النغمات علوا والكيفية التى نستطيع بها سماع الذبذبات الصوتية فى ظاهرة الرنين التى تعمل على أساسها الأذن البشرية حيث يوجد داخل الأذن البشرية ما يقرب من ( 4500 شعيرة ) ذات أطوال مختلفة لاستقبال كل النغمات الممكنة وغشاء طبقة الأذن ينقل الذبذبات للشعيرات الدقيقة ولكن لن يتذبذب منها سوى التى تتوافق ذبذبتها مع الذبذبة الخارجية ويتم تمييز النغمة الموسيقية عن طريق تحليل الصوت لمركباته التوافقية أى إلى النغمة الأساسية والنغمة التوافقية . الهدوء والضوضاء : يمتلك الإنسان المقدرة على استقبال موجات صوتية أقوى صوت فيها يختلف عن أضعف صوت ب ( 10 تريليونات مرة ) وهذه قدرة مدهشة جدا حيث تفتقر أدق الموازين السمعية الحساسة لمثل الخاصية الفريدة التى تمتاز بها أذن الإنسان حيث يستعمل مقياس لدرجة ارتفاع الصوت حيث أن وحدة الارتفاع فيه بالبيل وعادة ما تستعمل أجزاؤها العشرية ( الديسيبل ) وإذا وقفنا على بعد عدة أمتار من مصدر الصوت فإن : الصوت الصادر عن حفيف الأوراق = 10 ديسيبل . الصوت الصادر عن شارع هادىء = 30 ديسيبل . الصوت الصادر عن سيارة عابرة = 50 ديسيبل . الصوت الصادر عن محادثة بصوت مرتفع = 70 ديسيبل . الصوت الصادر عن شارع به ضوضاء = 90 ديسيبل . الصوت الصادر عن طائرة = 100 ديسيبل . الصوت غير المسموع : توصل علماء الصوتيات إلى أن ذبذبة الصوت التى يبلغ مقدارها ( 20000 هرتز ) تعتبر الحد الأعلى للذبذبات التى تستطيع الأذن استقبالها وفوق هذا الحد لن تتأثر الأذن بالذبذبات الميكانيكية التى تحدث فى الوسط المحيط بها ويمكن إجراء ذبذبات عالية لا يستطيع الإنسان سماعها لكن يمكن تسجيلها على الأجهزة العلمية وليست الأجهزة العلمية الشىء الوحيد القادر على تسجيل الذبذبات فكثير من الحيوانات كالوطواط والنمل والحيتان والدلافين قادرة على استقبال التذبذب الميكانيكى بتردد يصل ( 100000 هرتز ) وقد توصل العلماء لذبذبات فوق صوتية تصل إلى مليار هرتز . ويستخدم الخفاش الموجات فوق الصوتية وهو يطلق إشارات غير مسموعة لأذن الإنسان بذبذبة قدرها يتراوح بين 25000 : 50000 سايكل / ث وكل إشارة تستغرق من ( 10 : 15 بالألف من ث ) وجهاز السمع عند الوطواط ( الخفاش ) ذو درجة غير عادية من التقدم والرقى فهو قادر على سماع الإشارة المنعكسة حتى لو كانت أضعف من الإشارة التى أرسلها بألفى مرة . كيف تنقل الأجسام الصلبة الصوت ؟ إن انتقال الصوت عن طريق السوائل والغازات يختلف عن انتقاله عن طريق الأجسام الصلبة والفرق يتلخص فى أنه إلى جانب الموجات الطولية فى الأجسام الصلبة يمكن أن تنشأ موجات عرضية والموجة العرضية تتميز بأن الجسيمات التى تشارك فى عملية التذبذب فيها لا تتذبذب باتجاه انتشار الموجة بل على الاتجاه العمودى على اتجاه الانتشار أى بعرض اتجاه الانتشار . والموجة العرضية مستحيلة فى السوائل والغازات لأن الأوساط تقاوم الضغط ولا تقاوم الإزاحة أما الأجسام الصلبة فهى لا تمانع فى التغيير بالحجم بل تمانع فى التغيير فى الشكل ويمكنها أن تحتوى على الموجات الطولية والعرضية التى توصل الصوت بالجودة نفسها ولكن ليس بالسرعة نفسها فالموجات الطولية تنتشر أسرع من الموجات العرضية دائما . إن سرعة الموجات العرضية فى الصلب = ( 3000 م / ث ) أما الطولية فتبلغ سرعتها ( 6000 م / ث ) ولكن سرعة الصوت فى الرصاص ( 700 م / ث ) للموجات العرضية و ( 2200 م / ث ) للطولية كما أن هناك موجات سطحية تنتشر فى الجسم الصلب وهى تخضع لقوى المرونة وتتحرك على منحنيات مقفولة قريبة الشبه بالقطع الناقص وكلما ابتعدنا عن السطح تتضاءل الموجة حتى تتلاشى . ويمكن رصد سرعة وسعة وطول وذبذبة الموجات بواسطة جهاز السيزموجراف وتحدث ( 100000 هزة ) على مدار السنة حيث تنتشر موجاتها الطولية والعرضية والسطحية بجميع الاتجاهات الأهم فيها الموجات السطحية وتبلغ سرعة الموجات الزلزالية الطولية 5.5 م / ث والعرضية ( 3.3 م / ث ) . الحركة بالسرعة فوق الصوتية : ما هى تكنولوجيا الانفجار الصوتى الناجم عن اختراق جدار الصوت ( موجة الصدم ) ويمكن تعريف موجة الصدم فيزيائيا فإن الانتشار الموجى هو الحالة التى تحدث فيها زيادة أو انخفاض ضغط نتيجة انفجار وتعلو الموجة بالتدريج ثم تهبط دفعة واحدة وتنتشر الموجة بالفراغ فى جميع الاتجاهات والموجة الضاربة لا تحمل التغيير الحاد فى الضغط بل التغيير فى الكثافة ودرجة الحرارة . وتتحرك الموجة الضاربة بسرعة فوق صوتية وأن حركة الأجسام الصلبة فى الهواء بسرعة فوق صوتية تؤدى لحدوث الموجات الضاربة فإن للموجة الضاربة أو موجة الصدم أهمية كبيرة فى الطيران الحديث خصوصا عندما أصبح بالإمكان الطيران بسرعة فوق صوتية تزيد عن ( 320 م / ث ) أو ( 1200 كم / ساعة ) وحركة الطائرة بسرعة تتعدى حاجز الصوت تختلف اختلافا كبيرا عن التحرك الذى لا يتعدى الحاجز الصوتى بسرعة أقل من سرعة الصوت والاختلاف يتلخص فى أنه تنشأ أمام الأجسام الطائرة بسرعة فوق صوتية موجة صدم أمامية وأخرى خلفية وهى عبارة عن منطقة على شكل صفيحة يكون فيها الهواء ذا كثافة عالية أما سماكتها = ( 5 : 10 سم ) . ما الذى يحدث عند حاجز الصوت ؟ عندما تحلق طائرة بسرعة تفوق سرعة الصوت فنسمع دويا شديدا ومفاجئا إنه الانفجار الصوتى فإن الدوى لا يصدر عندما تخترق الطائرة جدار الصوت بل يصدر عنها بشكل متواصل خلال المدة التى تكون فيها سرعتها تفوق سرعة الصوت . تزيح الطائرة الهواء جانبا أثناء طيرانها محدثة عددا لا حصر له من الاضطرابات ( موجات الضغط ) وتظهر من الأماكن المختلفة على سطح جسم الطائرة منتشرة على شكل الموجات التى يحدثها قارب يمخر عباب الماء وتنتقل جميع الموجات بسرعة الصوت وتستطيع الموجات عند السرعات تحت الصوتية أن تتحرك أمام الطائرة وخلفها فتسبق الطائرة بحيث لا تدركها أبدا إلا أن الموجات لا تستطيع أن تسبق الطائرة عند السرعات الصوتية لأن مصدرها الطائرة تتحرك بسرعتها نفسها فتتراكم الموجات الواحدة فوق الأخرى معززة بعضها بعضا لتولد موجة صدمة عالية الضغط وعمودية على خط الطيران أما عندما تتجاوز الطائرة سرعة الصوت فإنها تخلف ورائها موجات الضغط وتنحنى موجة الصدمة للخلف وهى لا تزال تصدر عن الطائرة ويكون شكل موجات الصدمة المتتالية مخروطيا وتكون موجة الصدمة الأولى دائما على الأجنحة حيث يزيد سطح الجناح من سرعة سريان الهواء وإن بعض أجزاء الجناح تصل لسرعة الصوت قبل بقية أجزاء الطائرة . وحيث يسمح دوى الانفجار الصوتى بمنطقة ( البساط ) وتتجاور منطقة البساط مع منطقة انعدام الصوت وعندما تحلق الطائرة بسرعة تفوق سرعة الصوت بمرتين ( 2 ماخ ) وعلى ارتفاع ( 15 كم ) يكون عرض البساط ( 85 كم ) . ويركز مهندسو الطائرات والقذائف اهتمامهم على إضعاف وتقليل المقاومة الناشئة عن الموجة الضاربة ويمكن تقليل المقاومة بالنسبة للطائرات والقذائف عن طريق جعل شكلها مدببا أو حادا والجناح المتراجع يفى بالغرض فتدفق السيل الهوائى عليه يتحلل لمركبين واحد يمس الجناح والآخر عمودى عليه وبالمزيد من السرعة التى يعكف المصممون على زيادتها حيث سيواجهون عامل مقاومة آخر غير الحاجز الصوتى ألا وهو الحاجز الحرارى فارتفاع درجة الحرارة الناشئة عن الانضغاط يتناسب مع سرعة الهواء فكلما زادت السرعة زادت سخونة الهواء وعند اللحظة التى تصل فيها السرعة للحاجز الصوتى سوف ترتفع درجة حرارة الهواء إلى ( 60 درجة مئوية ) والحرارة لا تحمل أى خطر ولكن الهواء ستزداد سخونته ب ( 240 درجة مئوية ) عندما تكون سرعة الطائرة ضعف سرعة الصوت وستكون 820 درجة مئوية عند الطيران بسرعة ( 3 أضعاف ) سرعة الصوت وإن الزيادة ف

 اختراق حاجز الصوت

فى ( 14 / 10 / 1947 ) اخترق أحد الطيارين الأمريكان حاجز الصوت لأول مرة فى تاريخ البشرية بطائرته ( بل إكس 1 ) فوق أحد المطارات الأمريكية وقد تم ذلك على مرحلتين :

1 ) عندما طار الطيار الأمريكى وطائرته معلقا بطائرة من طراز بى 29

2 ) عندما انفصل عن الطائرة الأم عند ارتفاع عال وشغل صواريخ دفع طائرته التى اندفعت وراحت تضاعف سرعتها حتى زادت عن سرعة الصوت فبدأ عهد جديد فى تاريخ الطيران .

وتبلغ سرعة الصوت فى الهواء ( 762 ميل / ساعة ) ( ماخ 1 ) فإذا كانت سرعة الطائرة ( 2 ماخ ) فهى = ( 1524 ميل / ساعة ) والماخ وحدة قياس للسرعة = نسبة سرعة جسم ما إلى سرعة الصوت ويستعمل الاصطلاح مع الأجسام التى تسير بسرعات كبيرة كالطائرات النفاثة بالإضافة لسرعة الهواء داخل القنوات الهوائية ومطاحن الرياح وتكون سرعة الماخ على مستوى سطح البحر ( 1225 كم / ساعة )

( 765.6 ميل / ساعة ) ( 340 م / ث ) ويتغير الرقم باختلاف الحرارة وضغط الجو وإن مبادىء العدد الماخى ما يعادل سرعة الصوت

( سوبرسونيكس ) اعتمادا على النسبة بين سرعة الجسم : سرعة الصوت وفى بداية عهد الطيران فوق الصوتى حيث أن الطائرات فوق الصوتية تملك حاجزا ماديا وكلما قاربت سرعة الطائرة من سرعة الصوت أصبح من الصعب عليها الطيران فهى تحتاج لطاقة هائلة للمرور من حالة الطيران بسرعة أقل من سرعة الصوت إلى سرعة تفوق الصوت ( خرق جدار الصوت ) الذى لا يوجد له فى الواقع جدار مادى

ما هى خواص الصوت وكيفية انتقاله عبر الأشياء المادية وما الذى يحدث عند خرق جدار الصوت .

الذبذبات الصوتية :

إن تأثير جسم يتذبذب على الوسط المحيط به كالهواء أو أى وسط آخر ينقل جسيمات الهواء من أماكنها وهى بدورها ستضغط الطبقات التالية لها حيث ستجد أن لكل الهواء المحيط بالجسم قد بدأ بالحركة فإن الهواء قد تذبذب أو أنه حدثت ذبذبات صوتية فى الهواء والعلم الذى يدرس الذبذبات الصوتية ( علم الصوتيات ) ولوصف خواص الذبذبات الصوتية يستعمل مفهوم ( تردد الذبذبة الصوتية ) والذبذبة أو الدورة أو الهيرتز أو السايكل تعنى شيئا واحدا ففى الفيزياء توجد كميات للذبذبة أكبر بكثير من الهيرتز فباستعمال وحدات الكيلوهرتز أو كيلوسايكل وميجاهرتز أو ميجاسايكل .

توجد حقيقة علمية تخبر بأنه يجب ألا نخاف من الصاعقة بعد سماع صوت الرعد حيث يتلخص فى أن الضوء ينتشر لحظيا والرعد والصاعقة يحدثان معا فى لحظة واحدة إلا أنه يتم رؤية البرق لحظة حدوثه أما صوت الرعد فيصل بسرعة ( 1 كم / 3 ث ) مما يعنى أن خطر ضربة الصاعقة سينعدم بعد سماع دوى الرعد وبمعرفة سرعة انتشار الصوت فى الهواء ( 330 م / ث ) يمكن تحديد البعد الذى توجد عنده العاصفة الرعدية فإذا مضت ( 12 ث ) بين لحظة ظهور البرق ولحظة سماع دوى الرعد مما يعنى أن العاصفة تبعد مسافة ( 4 كم ) .

واكتشف علماء الصوتيات أن السوائل توصل الصوت بسرعة أكبر من الغازات ففى الماء ينتشر الصوت بسرعة ( 1450 م / ث ) أى أنه ينتشر فى الماء أسرع من انتشاره فى الهواء ب ( 4.5 مرة ) كما أن سرعة الصوت فى الأجسام الصلبة أسرع من السوائل والغازات فسرعة الصوت فى الحديد ( 6000 م / ث ) .

الصوت المسموع :

ما هى الذبذبات الصوتية التى يستطيع الإنسان سماعها بالأذن ؟ حيث أن الأذن قادرة على استقبال الذبذبات التى تقع فى حدود من 20 : 20000 هيرتز أو سايكل / ث والصوت ذو الذبذبة الكبيرة ( الصوت العالى ) وذو الذبذبة الصغيرة ( الصوت المنخفض ) وباستخدام العلاقة نجد أن أطوال موجات الصوت المسموع تقع فى الحدود من ( 15 م ) أشد النغمات انخفاضا إلى ( 3 سم ) أشد النغمات علوا والكيفية التى نستطيع بها سماع الذبذبات الصوتية فى ظاهرة الرنين التى تعمل على أساسها الأذن البشرية حيث يوجد داخل الأذن البشرية ما يقرب من ( 4500 شعيرة ) ذات أطوال مختلفة لاستقبال كل النغمات الممكنة وغشاء طبقة الأذن ينقل الذبذبات للشعيرات الدقيقة ولكن لن يتذبذب منها سوى التى تتوافق ذبذبتها مع الذبذبة الخارجية ويتم تمييز النغمة الموسيقية عن طريق تحليل الصوت لمركباته التوافقية أى إلى النغمة الأساسية والنغمة التوافقية .

الهدوء والضوضاء :

يمتلك الإنسان المقدرة على استقبال موجات صوتية أقوى صوت فيها يختلف عن أضعف صوت ب ( 10 تريليونات مرة ) وهذه قدرة مدهشة جدا حيث تفتقر أدق الموازين السمعية الحساسة لمثل الخاصية الفريدة التى تمتاز بها أذن الإنسان حيث يستعمل مقياس لدرجة ارتفاع الصوت حيث أن وحدة الارتفاع فيه بالبيل وعادة ما تستعمل أجزاؤها العشرية

( الديسيبل ) وإذا وقفنا على بعد عدة أمتار من مصدر الصوت فإن :

الصوت الصادر عن حفيف الأوراق = 10 ديسيبل .

الصوت الصادر عن شارع هادىء = 30 ديسيبل .

الصوت الصادر عن سيارة عابرة = 50 ديسيبل .

الصوت الصادر عن محادثة بصوت مرتفع = 70 ديسيبل .

الصوت الصادر عن شارع به ضوضاء = 90 ديسيبل .

الصوت الصادر عن طائرة = 100 ديسيبل .

الصوت غير المسموع :

توصل علماء الصوتيات إلى أن ذبذبة الصوت التى يبلغ مقدارها

( 20000 هرتز ) تعتبر الحد الأعلى للذبذبات التى تستطيع الأذن استقبالها وفوق هذا الحد لن تتأثر الأذن بالذبذبات الميكانيكية التى تحدث فى الوسط المحيط بها ويمكن إجراء ذبذبات عالية لا يستطيع الإنسان سماعها لكن يمكن تسجيلها على الأجهزة العلمية وليست الأجهزة العلمية الشىء الوحيد القادر على تسجيل الذبذبات فكثير من الحيوانات كالوطواط والنمل والحيتان والدلافين قادرة على استقبال التذبذب الميكانيكى بتردد يصل ( 100000 هرتز ) وقد توصل العلماء لذبذبات فوق صوتية تصل إلى مليار هرتز .

ويستخدم الخفاش الموجات فوق الصوتية وهو يطلق إشارات غير مسموعة لأذن الإنسان بذبذبة قدرها يتراوح بين 25000 : 50000 سايكل / ث وكل إشارة تستغرق من ( 10 : 15 بالألف من ث ) وجهاز السمع عند الوطواط ( الخفاش ) ذو درجة غير عادية من التقدم والرقى فهو قادر على سماع الإشارة المنعكسة حتى لو كانت أضعف من الإشارة التى أرسلها بألفى مرة .

كيف تنقل الأجسام الصلبة الصوت ؟

إن انتقال الصوت عن طريق السوائل والغازات يختلف عن انتقاله عن طريق الأجسام الصلبة والفرق يتلخص فى أنه إلى جانب الموجات الطولية فى الأجسام الصلبة يمكن أن تنشأ موجات عرضية والموجة العرضية تتميز بأن الجسيمات التى تشارك فى عملية التذبذب فيها لا تتذبذب باتجاه انتشار الموجة بل على الاتجاه العمودى على اتجاه الانتشار أى بعرض اتجاه الانتشار .

والموجة العرضية مستحيلة فى السوائل والغازات لأن الأوساط تقاوم الضغط ولا تقاوم الإزاحة أما الأجسام الصلبة فهى لا تمانع فى التغيير بالحجم بل تمانع فى التغيير فى الشكل ويمكنها أن تحتوى على الموجات الطولية والعرضية التى توصل الصوت بالجودة نفسها ولكن ليس بالسرعة نفسها فالموجات الطولية تنتشر أسرع من الموجات العرضية دائما .

إن سرعة الموجات العرضية فى الصلب = ( 3000 م / ث ) أما الطولية فتبلغ سرعتها ( 6000 م / ث ) ولكن سرعة الصوت فى الرصاص

( 700 م / ث ) للموجات العرضية و ( 2200 م / ث ) للطولية كما أن هناك موجات سطحية تنتشر فى الجسم الصلب وهى تخضع لقوى المرونة وتتحرك على منحنيات مقفولة قريبة الشبه بالقطع الناقص وكلما ابتعدنا عن السطح تتضاءل الموجة حتى تتلاشى .

ويمكن رصد سرعة وسعة وطول وذبذبة الموجات بواسطة جهاز السيزموجراف وتحدث ( 100000 هزة ) على مدار السنة حيث تنتشر موجاتها الطولية والعرضية والسطحية بجميع الاتجاهات الأهم فيها الموجات السطحية وتبلغ سرعة الموجات الزلزالية الطولية 5.5 م / ث والعرضية ( 3.3 م / ث ) .

الحركة بالسرعة فوق الصوتية :

ما هى تكنولوجيا الانفجار الصوتى الناجم عن اختراق جدار الصوت

( موجة الصدم ) ويمكن تعريف موجة الصدم فيزيائيا فإن الانتشار الموجى هو الحالة التى تحدث فيها زيادة أو انخفاض ضغط نتيجة انفجار وتعلو الموجة بالتدريج ثم تهبط دفعة واحدة وتنتشر الموجة بالفراغ فى جميع الاتجاهات والموجة الضاربة لا تحمل التغيير الحاد فى الضغط بل التغيير فى الكثافة ودرجة الحرارة .

وتتحرك الموجة الضاربة بسرعة فوق صوتية وأن حركة الأجسام الصلبة فى الهواء بسرعة فوق صوتية تؤدى لحدوث الموجات الضاربة فإن للموجة الضاربة أو موجة الصدم أهمية كبيرة فى الطيران الحديث خصوصا عندما أصبح بالإمكان الطيران بسرعة فوق صوتية تزيد عن

( 320 م / ث ) أو ( 1200 كم / ساعة ) وحركة الطائرة بسرعة تتعدى حاجز الصوت تختلف اختلافا كبيرا عن التحرك الذى لا يتعدى الحاجز الصوتى بسرعة أقل من سرعة الصوت والاختلاف يتلخص فى أنه تنشأ أمام الأجسام الطائرة بسرعة فوق صوتية موجة صدم أمامية وأخرى خلفية وهى عبارة عن منطقة على شكل صفيحة يكون فيها الهواء ذا كثافة عالية أما سماكتها = ( 5 : 10 سم ) .

ما الذى يحدث عند حاجز الصوت ؟

عندما تحلق طائرة بسرعة تفوق سرعة الصوت فنسمع دويا شديدا ومفاجئا إنه الانفجار الصوتى فإن الدوى لا يصدر عندما تخترق الطائرة جدار الصوت بل يصدر عنها بشكل متواصل خلال المدة التى تكون فيها سرعتها تفوق سرعة الصوت .

تزيح الطائرة الهواء جانبا أثناء طيرانها محدثة عددا لا حصر له من الاضطرابات ( موجات الضغط ) وتظهر من الأماكن المختلفة على سطح جسم الطائرة منتشرة على شكل الموجات التى يحدثها قارب يمخر عباب الماء وتنتقل جميع الموجات بسرعة الصوت وتستطيع الموجات عند السرعات تحت الصوتية أن تتحرك أمام الطائرة وخلفها فتسبق الطائرة بحيث لا تدركها أبدا إلا أن الموجات لا تستطيع أن تسبق الطائرة عند السرعات الصوتية لأن مصدرها الطائرة تتحرك بسرعتها نفسها فتتراكم الموجات الواحدة فوق الأخرى معززة بعضها بعضا لتولد موجة صدمة عالية الضغط وعمودية على خط الطيران أما عندما تتجاوز الطائرة سرعة الصوت فإنها تخلف ورائها موجات الضغط وتنحنى موجة الصدمة للخلف وهى لا تزال تصدر عن الطائرة ويكون شكل موجات الصدمة المتتالية مخروطيا وتكون موجة الصدمة الأولى دائما على الأجنحة حيث يزيد سطح الجناح من سرعة سريان الهواء وإن بعض أجزاء الجناح تصل لسرعة الصوت قبل بقية أجزاء الطائرة .

وحيث يسمح دوى الانفجار الصوتى بمنطقة ( البساط ) وتتجاور منطقة البساط مع منطقة انعدام الصوت وعندما تحلق الطائرة بسرعة تفوق سرعة الصوت  وعلى ارتفاع ( 15 كم ) يكون عرض البساط ( 85 ) .

ويركز مهندسو الطائرات والقذائف اهتمامهم على إضعاف وتقليل المقاومة الناشئة عن الموجة الضاربة ويمكن تقليل المقاومة بالنسبة للطائرات والقذائف عن طريق جعل شكلها مدببا أو حادا والجناح المتراجع يفى بالغرض فتدفق السيل الهوائى عليه يتحلل لمركبين واحد يمس الجناح والآخر عمودى عليه وبالمزيد من السرعة التى يعكف المصممون على زيادتها حيث سيواجهون عامل مقاومة آخر غير الحاجز الصوتى ألا وهو الحاجز الحرارى فارتفاع درجة الحرارة الناشئة عن الانضغاط يتناسب مع سرعة الهواء فكلما زادت السرعة زادت سخونة الهواء وعند اللحظة التى تصل فيها السرعة للحاجز الصوتى سوف ترتفع درجة حرارة الهواء إلى ( 60 درجة مئوية ) والحرارة لا تحمل أى خطر ولكن الهواء ستزداد سخونته ب ( 240 درجة مئوية ) عندما تكون سرعة الطائرة ضعف سرعة الصوت وستكون 820 درجة مئوية عند الطيران بسرعة ( 3 أضعاف ) سرعة الصوت وإن الزيادة فى درجة الحرارة تؤدى لتعقيدات كثيرة تكنولوجيا وعند سرعة ( 10 كم / ث ) تصبح درجة الحرارة هائلة لدرجة ينصهر فيها أى جسم ويتحول لبخار وهذا هو الحال مع النيازك التى تسقط على الأرض من الفضاء الكونى باستمرار بسرعات تصل لعشرات الكيلومترات / ث حيث تبدأ بالتسخين على ارتفاع ( 200 كم ) وعند ارتفاع ( 60 : 130 كم ) ترتفع درجة حرارتها لحد التبخر ولا يصل للأرض إلا ما كان حجمه كبيرا منها حيث لا تصل الحرارة إلى كتلته كلها وهكذا يصل جزء منه للأرض ويحدث فيها دمارا هائلا .

حسام الشالاتى

تنقيح / أسامة ممدوح عبد الرازق مصطفى شرف

أوتار و ( 10 ) أبعاد أحدث نظريات الكون

أوتار و ( 10 ) أبعاد أحدث نظريات الكون

• لقوانين الأساسية لعلم الفيزياء إذ أنها تتعدى المفاهيم التقليدية للظواهر الطبيعية وتقدم تفسيرا مستحدثا لما حدث مباشرة عقب الانفج Big Bang  عند بداية خلق الكون وما يدور من فعاليات داخل نواة الذرة التى تزدحم بمئات الجسيمات دون الذرية منها ( الكواركات / الليبتونات / البوزيترونات / البروتونات / النيوترونات ) بالإضافة إلى ( الإلكترونات ) خارج نواة الذرة وتدور حول نواة الذرة فى مدارات اهليلجية أو حلزونية أو عنقودية حيث أن نظرية الأوتار

( String Theory ) حيث أنها ستحدث ثورة فى علم الفيزياء إذ تطمح فى توحيد كل قوانينه فى مجموعة واحدة من المعادلات الرياضية .

الأوتار ونظرية كل شىء :

انبعثت نظرية الأوتار الفائقة ( نظرية كل شىء ) من الأبحاث التى خاضها علماء الفيزياء والرياضيات بحثا عن نظرية واحدة تصف جميع القوى والجسيمات دون الذرية داخل الذرة ( Theory for Everything ) ويوجد ( 4 قوى ) تتحكم فى تفاعلات الجسيمات دون الذرية ( قوة الجاذبية ) التى تعتبر أضعف القوى السائدة فى باطن الذرة ( والقوة الكهرومغناطيسية ) المتحكمة فى دوران الإلكترونات حول النواة ( والقوتان النوويتان الشديدة والضعيفة )

التى تربط الكواركات بواسطة الجالونات لبعضها البعض بقوة بالغة .

ويعتقد علماء الفيزياء أن القوى الأربع ما هى إلا مظاهر مختلفة لقوة واحدة كانت موجودة عند حدوث الانفجار الأعظم

( Big Bang ) وخلق الكون ونظرية الأوتار الفائقة / نظرية كل شىء لا بد أن تذهب  لأبعد من نظرية النسبية العامة لآينشتين التى تتعامل مع الكون بأسره ومع الجاذبية التى هى أكثر قوى الكون صعوبة فى وضعها ضمن إطار نظرية واحدة حتى بعد الاكتشاف المذهل لموجات الجاذبية ( 11 / 2 / 2016 ) التى تنبأ بها آينشتاين فى عام ( 1916 ) أى منذ ( 100 عام ) كإحدى نتائج نظرية النسبية العامة معتبرا أن موجات الجاذبية هى تموجات فى الزمكان ( spacetime ) .

وأنه قد تم اكتشاف موجات الجاذبية نتيجة اصطدام ثقبين أسودين كانا يدوران حول بعضهما البعض ثم أخذا يتقاربان فى مسار حلزونى حتى ارتطما ويؤكد العلماء أن اكتشاف موجات الجاذبية سوف يؤدى لإعادة صياغة نظرية جديدة عن الكون .

وقد  استحوذت نظرية ( الأوتار الفائقة / نظرية كل شىء ) على تفكير علماء الفيزياء والفكرة عبارة عن كتابة نظرية واحدة بمجموعة متفردة موحدة من المعادلات الرياضية توضح القوى الأريع الأساسية ( الجاذبية / الكهرومغناطيسية / القوة النووية الضعيفة / القوة النووية الشديدة ) عن الكون كتعبيرات متفاوتة لقوة واحدة تعتبر أصل كل شىء .

س : ما سبب الاهتمام بنظرية الأوتار الفائقة / نظرية كل شىء ؟

ج  : إن علماء الفيزياء يقتربون فى حذر من المفاهيم الجديدة إلا أن نظرية الأوتار الفائقة استأثرت بالاهتمام لسببين رئيسيين :

1 ) إن فكرة التوحيد لها تأثير جمالى يستريح له العقل فلماذا تختار الطبيعة أربع قوى رئيسية ( الجاذبية / الكهرومغناطيسية / القوة النووية الضعيفة / القوة النووية الشديدة ) وليس ( 7 ) أو أى رقم آخر ؟ حيث أن وجود قوة واحدة شىء أكثر منطقية .

2 ) أنه إذا كان الكون قد خلق من الانفجار الأعظم / Big Bang

فلا بد أن القوى الأربع كلها كانت فى الأصل قوة واحدة .

الأوتار واللانهائيات :

إن نظرية كل شىء هى أنها كانت تقود إلى اللانهايات التى تظهر فى المعادلات الرياضية وتجعل تطبيقها مستحيلا واللانهاية هى ما نحصل عليه إذا أردنا قسمة عدد ما على الصفر ويحدث هذا عندما نعامل الجسيمات دون الذرية كالبروتونات والنيوترونات والإلكترونات والبوزيترونات والكواركات والليبتونات والجالونات كنقاط إذ يصعب تصور الكيانات بالغة الدقة فقد قرر علماء الفيزياء رؤية ماذا يحدث إذ اعتبروا الجسيمات دون الذرية ليست نقاطا بل خطوط دقيقة للغاية أحادية الاتجاه

( أوتار ) أما الأوتار فى نظرية الأوتار الفائقة / نظرية كل شىء فهى كيانات لا يمكن تصور مدى دقتها إذ أنها أصغر من قطر البروتون ببلايين المرات .

ويمكن وصف القوى الأربع ( الجاذبية / الكهرومغناطيسية / القوة النووية الضعيفة / القوة النووية الشديدة ) الأساسية فى الكون بتداخل الأوتار حيث أنه باقترابها من بعضها البعض والتصاقه تكون القوة الموحدة التى تشتق منها القوى الأربع الأساسية .

س : كيف نشأت الأوتار الفائقة ؟

ج  : أنه فى أثناء تحطم التناظر الذى يعد جزءا ضئيلا للغاية من لحظة الخلق فقد تم حبس أو تقييد بعض حالات التفريغ الناتجة عن الانفجار الأعظم ( Big Bang ) منذ نحو ( 13.8 بليون )

سنة داخل خيوط فى الفضاء ( الأوتار ) .

إن الأوتار الفائقة نوعان :

1 ) أوتار كونية / Cosmic strings : بالغة الطول تمتد فى عمق الكون وربما يبلغ طولها عددا كبيرا من السنوات الضوئية .

2 ) أوتار فائقة / Superstrings : تتميز بأنها قصيرة جدا وتستخدم لإثبات أن الجسيمات دون الذرية ليست نقاطا ولكنها أوتار مهتزة ولأن الوتر يحتوى على طاقة عالية وتفريغ نشط منذ ميلاد الكون فإنه يتضمن قدرا هائلا من الكتلة إذ يقدر أن كل سم من الوتر الكونى يشتمل على ( 10 مليون مليون طن ) وإن قطعة من الوتر طولها ( 1م ) يمكن أن يصبح وزنها كوزن كوكب الأرض .

إن الأوتار الكونية نهايات منذ نشأتها إذ لو كانت هناك نهايات فإن التفريغ الشديد فى الداخل بعد الانفجار الأعظم يكون قد تسرب للخارج ومن ثم تفقد طاقتها تدريجيا وتتقلص ثم تفنى .

إن الوتر الكونى إما أن يمتد عبر الكون كله وإما أن يشكل انشوطة ( Loop ) كأى شريط مطاطى مشدود .

ولا شك أن شد الوتر الكونى يؤدى إلى تذبذبه بسرعة هائلة أى بسرعة الضوء ( 300000 كم / ث ) وتكون الجسيمات دون الذرية هى أنماط متباينة لاهتزاز وتر فائق منفرد أى أن كل نمط اهتزازى للوتر يقابله جسيم دون ذرى بطاقة وكتلة مختلفة فالوتر المتذبذب بطريقة معينة يظهر نفسه فى عالم الواقع كالكوارك .

أما الوتر الفائق الذى يهتز ويلتف بطريقة مختلفة فإنه يبدو كالإلكترون أو أى جسيم دون ذرى آخر من المكونات الداخلية للذرة .

وتتحرك الأوتار الكونية فى عمق الكون كالأسواط المقرقعة التاركة ورائها آثارا عبارة عن مناطق تزداد فيها كثافة المادة ومن ثم تتكون الأجرام الفضائية .

ويفسر السبب فى تكون بعض الأجرام الفضائية الهائلة كالمجرات فى أشكال منبسطة يفصل ما بينها مساحات شاسعة مما يبدو فضاء فارغا ولكنه مادة مظلمة ( Dark Matterial ) .

إن علماء الكونيات قد اكتشفوا أن الكون لا بد أن يكون بين

( 10 أضعاف ) و ( 100 ضعف ) الحجم الحالى للكون فبلايين البلايين من النجوم المنتشرة فى سماء الليل قد اتضح أنها ل(يست إلا بقايا قليلة من لوحة الخلق المروعة حيث أن الجزء الأكبر منه مختف فى الأعماق فى شكل مادة مظلمة غير مرئية تكون أكثر من ( 90 % ) من الكون لا يعرف طبيعتها على وجه الدقة .

كون ب ( 10 أبعاد ) :

تعمل نظرية الأوتار الفائقة / نظرية كل شىء فى كون به

( 10 أبعاد ) مما يثير مشكلة تفسير السبب فى أن الكون له

( 4 أبعاد ) ( الطول / العرض / الارتفاع / الزمن ) حيث أن

( الطول / العرض / الارتفاع ) للمكان وواحد للزمن .

وحسب نظرية الأوتار الفائقة / نظرية كل شىء تكورت الأبعاد

( 6 ) الزائدة لتغدو غير مرئية ثم تمدد الكون بأبعاده الأربعة

( الطول / العرض / الارتفاع / الزمن ) .

ومشكلة الكون ذى الأبعاد العشرة وليس من المستحيل التغلب عليها إذ لدى علماء الرياضيات طريقة ( الدمج ) تتيح دمج الأبعاد الستة الزائدة ومن ثم يتم تصغيرها فتصبح غير مرئية ودون الدخول فى شرح معادلات رياضية معقدة وطويلة فإن التأثير يشبه حبلا مكونا من عدة جدائل ملفوفة حيث يبدو وكأنه خطأ أحادى البعد لو تم النظر إليه من مسافة شاسعة .

إن كل نقطة فى الفضاء وفى كل لحظة من الزمن عالم ملفوف سداسى الأبعاد ودقيق الحجم جدا ولكنه معقد التركيب .

ويقوم علماء الفيزياء بكتابة معادلات نظرية الأوتار الفائقة

نظرية كل شىء التى تصف إلى حد ما الكون كله وكل القوى الأربع التى تعمل من خلاله ( الجاذبية / الكهرومغناطيسية / القوة النووية الضعيفة / القوة النووية الشديدة / القوة المضادة للجاذبية ) .

إن إنزال نظرية الأوتار الفائقة / نظرية كل شىء من العشرة أبعاد

إلى دنيا واقعية ذات ( 4 أبعاد ) تستخدم للحصول على تنبؤات يمكن التحقق منها أو دحضها بتجارب أرضية عادية وبغض النظر عن درجة جمال وروعة وأناقة المعادلات الرياضية الخاصة بنظرية الأوتار الفائقة / نظرية كل شىء فإن النظرية تظل لا قيمة لها .

ولقد تقبل علماء الفيزياء نظرية الأوتار الفائقة وأبعادها ( 10 )

باعتبار أنها تمثل النظام الطبيعى للك

9 حقائق لكنها جميلة عن الكون :

 9 حقائق لكنها جميلة عن الكون

1 الصغر فى الحجم :

قبل استيعاب خطورة التهديدات المحيطة بكوكب الأرض  ( Earth ) يجب إدراك مدى صغر كوكب الأرض حيث أن محيط الأرض عند خط الاستواء يبلغ ( 4030 كم ) ومن القطب الشمالى للجنوبى ( 40008 كم ) وفى النظام الشمسى يبلغ حجم الأرض رابع كوكب من حيث الحجم فى المجموعة الشمسية ( Solar System ) لكنه قزم بالنسبة لنبتون وزحل والمشترى والشمس الذى تبعد عن الأرض ( 150 مليون كم ) فالشمس نجم كبير لكنه أصغر بكثير من نجوم أخرى

( ايتاكارنيه ) نجم أكبر من الشمس ب ( 5 ملايين مرة ) و ( بيتانجوس ) أكبر ( 300 مرة ) من ( ايتاكارنيه ) لكنه لو كان فى مكان

أكبر ب ( 5 بلايين مرة ) من الشمس والأرض جزء من مجرة درب التبانة ( Milky Way ) ويوجد تريليونات النجوم فى مجرة الطريق اللبنى وجميعها يدور حولها كوكب واحد داخل مجرة درب اللبانة والمجموعة الشمسية ليست النظام الشمسى الوحيد فى الكون فقد وجد الفلكيون أكثر من ( 500 نظام شمسى ) وهم يكتشفون المزيد عنها كل سنة ويقدر العلماء بوجود عشرات البلايين من الأنظمة الشمسية فى مجرة الطريق اللبنى فالسفر لمسافة ( 150000 سنة ضوئية ) يمكن رؤية مدى صغر النجوم فى مجرة الطريق اللبنى المشابهة للنجم ( أيواسوكوتى ) حيث تحتاج الشمس إلى ( 200 مليون ) سنة حتى تكمل دورة واحدة حول مجرة درب اللبانة وعلى بعد ( 2 مليون ونصف ) من السنين الضوئية توجد مجرة ( أندورميدا ) والتى يتوقع أن تصطدم بمجرة الطريق اللبنى خلال بضعة ملايين من السنين وباستعمال تكنولوجيا المجال السحيق يمكن رؤية صور لأعماق سحيقة من الفضاء عن طريق التلسكوب الفضائى ( هابل ) والتى تظهر مئات المجرات من على بعد

( 5 ملايين سنة ضوئية ) يمكن رؤية الشبكة الكونية حيث توجد البلايين والبلايين من المجرات وعلى بعد ( 200 سنة ضوئية ) توجد الأشعة الخلفية الكونية وهى الأثر الوحيد من الانفجار الأعظم ( Big Bang ) ذلك هو الكون ماذا يوجد بعده ؟

توجد فضاءات أخرى ومسافات لا تقاس فالمادة تدخل الثقب الأسود من الكون ثم تخرج فى الثقب الأبيض فى كون جديد فاكتشف أقل من ( 1 ) فى الألف من الكون ولم نجد حياة أخرى فهل كوكب الأرض الذى يحتوى على حياة وحيدة فى الكون .

2 ) الكواكب الشاردة :

الكواكب الشاردة هى الكواكب المنعزلة فى الكون التائهة للأبد فى الفضاء دون نجم لتدور حوله فعندما تتشكل الكواكب فإنها تؤثر فى بعضها البعض بواسطة الجاذبية ومن الممكن أنه حينما تكون النظام الشمسى تم طرد بعض الكواكب للفضاء بين النجوم ومن المحتمل وجود 2 بليون كوكب شارد فى مجرة درب اللبانة مما يعنى وجود كواكب شاردة بعدد النجوم فى الفضاء الخارجى ( Outer Space ) ويمكن أن يكون أحد الكواكب الشاردة متجها نحو الأرض حيث أن الاصطدام بكوكب آخر بعيد الاحتمال لكن هل يمكن أن يحدث ذلك ؟ فى الحقيقة حدث هذا فعلا قبل

( 4.5 مليون سنة ) اصطدم كوكب شاب بحجم المريخ ( Mars ) بكوكب بحجم الأرض بسرعة

( 25000 ميل / ساعة ) وهى تعادل ( 12000 ضعف ) سرعة الرصاصة ودمر الاصطدام الكوكب الأصغر ونجت الأرض ولكن بعد ذلك تحول سطح الأرض  إلى سائل ( الماء ) فلم يبق إلا الصخور والحمم والنار فى كل مكان حيث كان للأرض فى ذلك الوقت غلاف جوى مكون من الحمم فالصخور المنطلقة بسرعة ( 12000 ميل / ساعة ) بدأت بالدوران حول الأرض حيث أن الجاذبية قامت بتقريب الصخور من بعضها البعض وكانت النتيجة تكون القمر .

3 ) الصخور الفضائية :

الصخور الفضائية ( 4 أنواع )  1 ) الكويكبات  2 ) الشهب  3 ) النيازك   4 ) المذنبات

وإن خطورة اصطدام المذنبات والنيازك والشهب والكويكبات بكوكب الأرض وإلا فإن الإنسانية ستنقرض حيث أن صخرة قادمة من وراء الشمس فلم يستطع أى تلسكوب من خلال الضوء رؤيته المسبب للعمى حيث كان الصخر كبيرا لدرجة تدمير مدينة كاملة من خلف الشمس جاء الكويكب ( 2002 إم إن ) مندفعا نحو الأرض لكنه أخطأها بمسافة أقل من ثلث المسافة التى تفصل الأرض عن القمر ولم يره أحد يمر إلا بعد ( 3 أيام ) بعد أن خرج من ظل الأرض إلى سماء الليل وهو يبتعد وذلك نادرا إلا أنه ممكن الحدوث فالحفر على القمر دليل على أن خطر الكويكبات والمذنبات والشهب والنيازك ما يزال موجودا حيث أن بلايين الصخور المتناثرة لكوكب لم يتكون أبدا بشأن النظام الشمسى موجودة فى كل مكان يتراوح حجمها بين الصخور الصغيرة والقطع الصخرية الكبيرة وبعضها يبلغ حجمه حجم جبل ( افيرست ) والسبب فى عدم تعرض الأرض لخطر الكويكبات والشهب والنيازك والمذنبات خلال بضعة ملايين من السنين يعود لوجود كوكب المشترى ( Jupiter ) حيث أن جاذبية المشترى العملاقة تجعل الصخور الفضائية تنحرف عن مسارها مسببة اصطدامه بكويكب آخر ليتدمر أو ينحرف فى مسار آخر فسبب اختفاء الديناصورات من على الأرض نتيجة لاصطدام أحد الصخور الفضائية بالأرض حيث أن الصخرة يقدر العلماء طولها ب ( 6 أميال ) .

4 ) أصوات الفضاء :

يوجد خطأ اعتقاد شائع يقول بأنه لا يوجد أصوات فى الفضاء رغم أن الفضاء بين النجوم فارغ فهذا لا يعنى بعدم وجود الصوت فى الفضاء فالصوت موجود كذبذبات كهرومغناطيسية عن طريق استخدام هوائيات البلازما لالتقاط الترددات التى تقع فى مدى السمع البشرى فالنجوم ( الشمس ) والكواكب كل منها له صوت مختلف عن الآخر .

5 ) الفراغ الكبير :

فى عام ( 2004 ) اكتشف الفلكيون قسما فارغا من الكون فى مجرة درب اللبانة فهو موجود بين مجرة الطريق اللبنى ومجرة أندورميدا والذى يعتقد بوجود عشرة آلاف مجرة ( البقعة الباردة ) وقطرها ( 1.5 بليون سنة ضوئية ) وهى أكبر شىء مكتشف فى الكون لكن العلماء محتارون بشأن ماهيتها ولماذا هى فارغة جدا ؟ وهى تقع فى منطقة من الكون أبرد كثيرا من المناطق الأخرى وليست فارغة تماما إلا أن المادة داخلها أقل من ( 20 % ) من المناطق الأخرى رغم أن نظرية الانفجار الكبير أو العظيم تسمح بوجود مناطق أبرد وأسخن فإن حجم الفراغ الكبير لا يتناسب مع النظرية فهو أقرب من أن يكون موجودا فعن طريق وجود عناقيد هائلة من المجرات فالأزرق الغامض يرمز للمناطق الأكثر فراغا والأكثر برودة حيث أن الفراغ الكبير يقع فى أسفل اليمين حيث تقترح آخر دراسة للبقعة الباردة أنها ربما تستنزف الطاقة من الضوء الذى يمر خلالها فالمنطقة حولها باردة جدا وفى أواخر عام ( 2007 ) حيث أن الفراغ الكبير قد يكون نتيجة تركيبة كونية أو بقية من مرحلة انتقالية بين حالات المادة حيث أن المرحلة الانتقالية حدثت وليس فى وقت قريب بل فى المراحل المبكرة جدا من نشوء الكون .

6 ) الأكوان المتعددة :

عندما نظرت الأمم القديمة للسماء فى الليل ظنوا أن السماء تدور حول الأرض لكن عبر القرون تغيرت النظرة جذريا تعرفت البشرية على النظام الشمسى ومجرة الطريق اللبنى بعد ذلك اكتشف وجود مجرات أخرى فى الكون السحيق لكن البشرية قد تخطىء حين تظن أنه يحتوى على كل شىء فى الوجود .

فمصطلح ( الأكوان المتعددة ) يشير لأن الكون قد لا يكون وحيدا فربما كانت مجرات ونجوم وكواكب الأكوان المتعددة على هيئة أشكال هندسية كالمربع والمستطيل والدائرة والمثمن والمسدس والمثلث بجميع أنواعه ( المتساوى الساقين / القائم الزاوية / المتساوى الأضلاع )

والمكعب وأنه قد توجد أكوان أخرى تتحدى جميع قوانين الطبيعة حيث وجود مبدأ ( الأنثروبى )

وهو فكرة أن الكون مضغوط بقوة على نحو يسمح للإنسان للعيش فاختلاف بسيط فى قوة الجاذبية يعنى عدم وجود حياة معروفة للبشرية ولكن ربما يكون توجد حياة فى الكون حياة بكتيرية موجودة على سطح الكواكب فالحياة البكتيرية الموجودة على كوكب المريخ / Mars

فمفهوم الأكوان المتعددة يتناول القاعدة بشكل جميل فى العدد اللانهائى من الأكوان المتعددة التى يمكن أن توجد فى الكون هى وحده مما يعنى أن الأكوان الأخرى التى يمكن وجودها بناء على القوانين الطبيعية والفيزيائية قد تحتوى على أشكال مختلفة من المواد العضوية وربما من الكائنات اللاماورائية وتوجد نظرية تقول : توجد العديد من الأكوان وكل شىء متشابه داخل كل منها مما يعنى أن الإنسانية موجودة على كل أرض فى الكون ولكن باختلاف الظروف بين الأكواكب من حيث الغلاف  الجوى والمجال المغناطيسى للكواكب فلا يمكن إثبات نظرية الأكوان المتعددة بدقة متناهية واحتمال النتائج ستثبت صحة نظرية الأكوان المتعددة أمر مستبعد جدا .

7 ) السوبرنوفا ( المستعرات العظمى ) :

السوبرنوفا انفجار هائل نتيجة نجم فى مرحلة الموت حيث يدخل نجم فى مرحلة سوبرنوفا فى مجرة درب اللبانة مرة كل ( 100 سنة ) حيث يقذف المادة للفضاء ويمكنه السطوع بلمعان مماثل لمجرات كاملة لفترات قصيرة حيث أن النجوم مفاعلات نووية عملاقة تنتج الطاقة عن طريق دمج الهيدروجين مع الهليوم حيث تتحد ذرتان من الهيدروجين لتكوين ذرة هليوم لكن فى النهاية تنفذ كمية الهيدروجين فى النجم وعندما يحدث ذلك يبدأ النجم فى دمج الهليوم لتكوين معادن ثقيلة كالحديد حيث تنكمش نواة النجم عندما تتمدد الطبقات الخارجية للنجم مكونة عملاقا أحمر يلتهم الكواكب المحيطة لكن ماذا يحدث عندما تنتهى كمية الهليوم فى النجم ؟ حيث ينتهى الاندماج النووى للشموس الصغيرة كالشمس وهى تتحول لقزم أبيض ويهبط ببطء وحينما ينتهى الهليوم فى النجوم الكبيرة تنهار نواة النجم خلال بضعة ثوان مسببة ارتفاع درجة الحرارة إلى أكثر من ( بليون درجة مئوية ) حيث تنهار الطبقات الخارجية للنجم تنفجر بعدها فى انفجار هائل

مستعر أعظم أو ( سوبرنوفا ) وما ينتهى من نواة النجم يصبح نجما نيوترونيا شديد الكثافة وقد يتحول لثقب أسود وهو منطقة تحتوى على مادة شديدة الكثافة لا تستطيع المادة ولا الضوء الافلات من جاذبيته بعد انفجار النجم فإن المادة الموجودة بالانفجار تكون سديما كسديم السرطان وهو عبارة عن سحب من النجوم تتكون من الغاز والغبار الكونيين وبعد ملايين السنين تسحب الجاذبية مادة السديم لتكون لبا كثيفا وحارا ( البروتوستار ) ويتحول البروتوستار لنجم وليد والنجوم الوليدة تؤثر فى مادة السديم وحدها ومع مرور الوقت تشكل كويكبات ومذنبات وشهب ونيازك وحتى كواكب جديدة فهذه دورة حياة النجم .

بقايا السوبرنوفا وطبيعتها :

فقاعة كونية طليقة بين النجوم لكنها فى الحقيقة ما هى إلا بصمة لانفجار سوبرنوفا عنيف بقايا سوبرنوفا أو بقايا غازية للنجم الذى انفجر ( SNR0509- 67.5 ) تسكن فى مجرة قريبة صغيرة

( سحابة ماجلان الكبرى ) فمن الممكن أن يكون الفلكيون فى نصف الكرة الجنوبى قد تمكنوا من رؤية الانفجار قبل (  400 سنة ) ولا تزال تنمو الفقاعة الغازية ذات العرض البالغ 23 سنة ضوئية وتتوسع لما يزيد عن ( 11 مليون ميل / ساعة ) ( 5000 كم / ث ) ولربما حدثت التنموجات فى حافة الفقاعة بسبب القطع المتفاوتة للمادة المقذوفة بفعل النجم المنفجر أو بفعل الالتفاف ضمن الغاز المحيط والذى تقوم مادة السوبرنوفا بإبعاده سريعا نحو الخارج .

ولقد نشأت الكرة الفلكية بفعل صنف من الانفجارات سوبرنوفا عديم الهيدروجين ذو السليكون المؤين ويغير لقياس المسافات عبر الكون حيث يعتقد بامتلاكها سطوعا أعظميا قياسيا عند انفجارها ويعتقد الفلكيون أن الانفجارات من الصنف ( Ia ) نتج من تدمير قزم أبيض والذى هو عبارة عن نواة صغيرة مضغوطة لنجم وحيد متوسط الحجم كان قد نفذ منه الوقود النووى اللازم للحفاظ على حياته بطاقة عالية .

8 ) التدفق المظلم :

الرقص الأبدى للضوء فى سماء الليل وتوجد إشارات لتغيرات غريبة فى الفضاء إن أمكن إثبات صحتها فتكون أول دليل قوى على وجود حافة للكون فعن طريق رصد أنماطا فى الفضاء غريبا جدا ليعطينا نظريات جديدة عن الكون كما فعلت نظرية الانفجار الكبير أو الأعظم Big Bang فعن طريق رصد سرعة واتجاه المجرات ليرى هل يوجد أى انحرافات دقيقة مستعملا تأثيرا يمكن أن يرى عندما تتصادم العديد من المجرات فيسخن الغاز حولها لملايين الدرجات المئوية عندما يمر الضوء القادم من خلف الأشعة الكونية عبر الغاز الساخن فإنه يتغير بشكل طفيف حيث أن جميع عناقيد المجرات بغض النظر عن مكان وجودها فى الفضاء تتجه لجهة واحدة فى الكون حيث أنها تسحب نحو جاذب مجهول فى الحافة المرئية من الكون ( التدفق المظلم ) فما هو التدفق المظلم ؟ وإلى أين يسحب المجرات ؟

9 ) الثقوب السوداء الضخمة :

توجد نوعان من الثقوب السوداء   1 ) ثقوب سوداء دوارة    2 ) ثقوب سوداء ثابتة

توجد الثقوب السوداء الضخمة داخل جميع المجرات الكونية فى مركزها حيث أنها أكبر بملايين أو بلايين المرات من كتلة الشمس كما فى السوبرنوفا فتتكون الثقوب السوداء الضخمة مما تبقى من أنوية النجوم بعد انفجارها فحطام النجوم الميتة تنهار على نفسها ووزنها كاف لسحق جميع الذرات وأنويتها والنتيجة جمرة فائقة الكتلة ( النجم النيوترونى ) فكثافة النجم النيوترونى حيث تستطيع النيوترونات احتمال قوى ضغط ضخمة لكن إن تعرضت لكتلة معينة من المادة تسير نحو الحالة الحرجة وتسحق إلى لا شىء وعندما يحدث ذلك يولد ثقب أسود فى حدود الجاذبية القصوى حيث أن كتلة نجمه توجد فى نقطة مغلفة بكرة سوداء ( أفق الحدث ) فالثقب الأسود كرة إلى اللاعودة أى غاز أو نجوم أو كواكب تختفى داخلها فآينشتاين قال : إن الجاذبية التى تجذب الشمس والكواكب والنجوم والمجرات ليست القوة الوحيدة فى الكون ففى الكون ( 4 ) قوى :  1 ) الجاذبية  2 ) الكهرومغناطيسية  3 ) القوة النووية القوية  4 ) القوة النووية الزمكان

أسامة ممدوح عبد الرازق مصطفى شرف

6 / 11 / 2017