ما هو اللون الحقيقي للشمس؟

 اللون الحقيقي للشمس أبيض. السبب في أن الشمس تبدو صفراء بالنسبة لنا هو أن الغلاف الجوي للأرض يبعثر الألوان ذات الطول الموجي الأكبر ، مثل الأحمر والبرتقالي والأصفر بشكل أقل. وبالتالي ، فإن هذه الأطوال الموجية هي ما نراه ، وهذا هو سبب ظهور الشمس باللون الأصفر.

عندما كنت طفلاً ، من شبه المؤكد أنك رسمت الشمس على شكل وجه على دفتر ملاحظاتك ، ودائمًا ما كان لون وجه الشمس أصفر. وإذا كنت من محبي غروب الشمس وشروقها، فسيكون لون وجه الشمس برتقاليًا أو أحمر.

ومع ذلك ، قد تفاجأ عندما تعلم أن الشمس ليست برتقالية أو صفراء أو أي شيء بينهما. في الواقع ، لون الشمس أبيض!

كان هذا رد فعلي عندما سمعت ذلك أيضا! حتى أنني لم أصدق ذلك ، لكنه صحيح. اذا استطعت النظر للشمس من الفضاء الخارجي فستبدو لك بيضاء تمامًا!

لكن لماذا تبدو الشمس صفراء إذا كانت بيضاء حقًا؟ حسنا ، دعنا نكتشف.

- كيف تحصل الشمس على لونها

الألوان المنبعثة من الشمس

الضوء المنبعث من الشمس هو في الواقع أبيض ، وهو يحتوي على جميع الترددات المرئية للضوء. في الواقع ، باستخدام منشور ، يمكنك كسر ضوء الشمس إلى مجموعة كاملة من الألوان: الأحمر والبرتقالي والأصفر والأخضر والأزرق والنيلي والبنفسجي. كلها تشكل ألوان قوس قزح. للضوء الأحمر أعلى طول موجة والأزرق أقل طول موجة.

- الغلاف الجوي للأرض

السبب الذي يجعل الشمس تبدو صفراء بالنسبة لنا هو بسبب الغلاف الجوي للأرض . يبعثر الغلاف الجوي للأرض الضوء في المنطقة ذات الطول الموجي بين الأزرق والنيلي والبنفسجي ، في حين أن الألوان ذات الطول الموجي الأكبر ، مثل الأحمر والبرتقالي والأصفر ، أقل انتشارًا. هذه الأطوال الموجية المتبقية هي ما نراه ، وهذا هو سبب ظهور الشمس باللون الأصفر. الغلاف الجوي للأرض هو سبب ظهور السماء زرقاء في النهار ، بدلاً من ان تكون سوداء ، كما هو الحال في الليل.

Credits:Diana Savich/Shutterstock

في الواقع ، عندما تكون الشمس قريبة من خط الأفق ، تتبعثر كمية اكبر من الضوء الأزرق بواسطة الغلاف الجوي للأرض ، مما يجعل الشمس تبدو أكثر احمرارًا عند غروب الشمس وشروقها ؛ لهذا السبب ، تبدو السماء أيضًا أكثر احمرارًا في هذه الأوقات.

- لون الشمس في الفضاء

عندما يُنظر إلى الشمس من الفضاء ، تظهر بيضاء تمامًا ، وذلك لأن الضوء المنبعث من الشمس لا يتبعثر بواسطة الغلاف الجوي للأرض ؛ يستطيع الفلكيون رؤية اللون الحقيقي للشمس.

منظر للشمس من الفضاء

لقد اعتدنا على فكرة أن لون الشمس أصفر ، وهذا هو السبب في أن علماء الفلك يلونون في بعض الأحيان صورة الشمس "البيضاء" التي أخذوها إلى الأصفر أو الأحمر.

الآن بعد أن عرفت كل هذا ، في المرة القادمة عندما تريد رسم صورة للشمس ، ارسمها باللون الأبيض بدلاً من الأصفر. عندما يسألك احد عن سبب كون شمسك ليست صفراء اللون ، ما عليك سوى إعطائه درسًا سريعًا عن الجو والضوء والعالم من حوله!

المراجع :

• Stanford Solar Center

اكثر العناصر وفرة في الطبيعة

يعتبر الهيدروجين والأكسجين من
 أكثر العناصر وفرة
Rajvir Singh / Getty Images

العنصر الأكثر وفرة في الكون هو الهيدروجين ، الذي يشكل حوالي 75% من كل المادة! يشكل الهيليوم معظم الـ 25% المتبقية. الأكسجين هو ثالث أكثر العناصر وفرة في الكون. جميع العناصر الأخرى نادرة نسبيًا.

التركيب الكيميائي للأرض يختلف قليلاً عن تكوين الكون. أكثر العناصر وفرة في قشرة الأرض هو الأكسجين ، والذي يشكل 46.6% من كتلة الأرض. السليكون هو ثاني أكثر العناصر وفرة (27.7٪) يليه الألمنيوم (8.1٪) والحديد (5.0٪) والكالسيوم (3.6٪) والصوديوم (2.8٪) والبوتاسيوم (2.6٪). والمغنيسيوم (2.1٪). تمثل هذه العناصر الثمانية ما يقرب من 98.5 ٪ من الكتلة الكلية لقشرة الأرض. بالطبع ، قشرة الأرض ليست سوى الجزء الخارجي من الأرض. ستخبرنا الأبحاث المستقبلية عن تكوين الوشاح واللب.

ذات صلة : العناصر الثمانية الأكثر وفرة في القشرة الأرضية

أكثر العناصر وفرة في جسم الإنسان هو الأكسجين ، حيث يشكل حوالي 65 ٪ من وزن كل شخص. الكربون هو ثاني أكثر العناصر وفرة ، حيث يشكل 18٪ من الجسم. على الرغم من أن لديك ذرات هيدروجين أكثر من أي نوع آخر من العناصر ، فإن كتلة ذرة هيدروجين أقل بكثير من كتلة العناصر الأخرى التي تأتي وفرتها في المرتبة الثالثة بنسبة 10٪ بالكتلة.

مصدر

"Element Distribution in the Earth's Crust"

ما هي البسترة؟

Witthaya Prasongsin / Getty Images

البسترة (بالإنجليزية: Pasteurization) هي العملية التي يتم من خلالها تعريض الأطعمة والمشروبات للحرارة لقتل مسببات الأمراض وإطالة مدة الصلاحية. عادة ، تكون الحرارة أقل من درجة غليان الماء ( درجة غليان الماء : 100 درجة مئوية أو 212 درجة فهرنهايت). في حين أن البسترة تقتل أو تعطل العديد من الكائنات الحية الدقيقة ، فهي ليست شكلاً من أشكال التعقيم ، لأن الأبواغ البكتيرية لا يتم تدميرها . تطيل البسترة من عمر المنتج عن طريق تعطيل الأنزيمات التي تفسد الطعام.

النقاط المهمة : البسترة

• البسترة هي عملية تطبيق حرارة منخفضة لقتل مسببات الأمراض وتعطيل إنزيمات التلف.
• لا تقتل الجراثيم البكتيرية ، لذلك لا تعقم البسترة المنتجات حقًا.
• سميت البسترة باسم لويس باستور ، الذي طور طريقة لقتل الميكروبات في عام 1864. ومع ذلك ، كانت العملية قيد الاستخدام منذ 1117 م على الأقل.

المنتجات المبستره الشائعة

يمكن تطبيق البسترة على كل من المواد الصلبة والسوائل المعبأة وغير المعبأة. تتضمن أمثلة المنتجات المبستر الشائعة ما يلي:

• بيرة
• البضائع المعلبة
• منتجات الألبان
• بيض
• عصائر الفاكهة
• حليب
• المكسرات
• شراب مركز
• خل
• ماء
• نبيذ

تاريخ البسترة

سميت البسترة تكريما للكيميائي الفرنسي لويس باستور . في عام 1864 ، طور باستور تقنية لتسخين النبيذ إلى 50-60 درجة مئوية (122-140 درجة فهرنهايت) لقتل الميكروبات وتقليل الحموضة.

ومع ذلك ، كانت هذه التقنية مستخدمة منذ 1117 م على الأقل في الصين للحفاظ على النبيذ. في عام 1768 ، عرض العالم الإيطالي "لازارو سبالانزاني - Lazzaro Spallanzani " مرق اللحم للحرارة حتى غليانه و على الفور أغلق ختم الحاوية على المرق للحفاظ عليه وعدم فساده. في عام 1795 ، قام الشيف الفرنسي "نيكولاس أبيرت - Nicolas Appert " بإغلاق الأطعمة في أوعية زجاجية وغمرها في الماء المغلي للحفاظ عليها (التعليب). في عام 1810 ، طبق " بيتر دوراند - Peter Durand " طريقة مماثلة للحفاظ على الأطعمة في علب الصفيح. بينما طبق باستور عمليته على النبيذ والبيرة. في عام 1886 ،" فرانز فون سوكسليت - Franz von Soxhlet" اقترح بسترة الحليب.

لذا ، لماذا تسمى العملية "البسترة - pasteurization" وهي كانت قيد الاستخدام قبل باستور؟ التفسير الأكثر ترجيحًا هو أن تجارب باستور أظهرت جزيئات في الهواء ، على عكس الهواء النقي ، تسببت في تلف الطعام. أشار بحث باستور إلى الكائنات الحية الدقيقة كمذنب (مسبب) للتلف والمرض ، مما أدى في النهاية إلى نظرية الجراثيم للأمراض.

كيف تعمل البسترة

الفرضية الأساسية وراء البسترة هي أن الحرارة تقتل معظم مسببات الأمراض وتعطل بعض البروتينات ، بما في ذلك الإنزيمات المسؤولة عن تلف الأغذية. تعتمد العملية الدقيقة على طبيعة المنتج.

على سبيل المثال ، يتم تعقيم السوائل أثناء تدفقها عبر أنبوب. على طول مقطع واحد ، يمكن تطبيق الحرارة مباشرة أو باستخدام البخار / الماء الساخن. بعد ذلك ، يبرد السائل. يتم التحكم في درجة حرارة ومدة المراحل بعناية.

يتم بسترة السائلة في نظام
 مغلق لتجنب التلوث أثناء التبريد.
MiguelMalo / Getty Images

يمكن بسترة الطعام بعد تعبئته في وعاء. بالنسبة للحاويات الزجاجية ، يتم استخدام الماء الساخن لتحقيق درجة الحرارة المطلوبة ، لتجنب تحطيم الزجاج. بالنسبة للحاويات البلاستيكية والمعدنية ، يمكن استخدام البخار أو الماء الساخن.

تحسين سلامة الغذاء

كان الهدف من البسترة المبكرة للنبيذ والبيرة هو تحسين النكهة. ويستهدف التعليب والبسترة الحالية للأغذية في المقام الأول سلامة الأغذية. تقتل البسترة الخميرة والعفن ومعظم البكتيريا المسببة للتلف والمرض. كان التأثير على سلامة الغذاء دراماتيكيا ، وخاصة فيما يتعلق بالحليب .

الحليب هو وسيلة ممتازة لنمو العديد من مسببات الأمراض ، بما في ذلك تلك المعروفة بالاصابة بمرض السل والدفتريا، والحمى القرمزية، داء البروسيلات، ارتفاع حرارة الجسم-حمى، والتسمم الغذائي من السالمونيلا ، إشريكية قولونية ، و الليستيريا .

قبل البسترة ، تسبب الحليب الخام في العديد من الوفيات. على سبيل المثال ، توفي ما يقرب من 65000 شخص بين عامي 1912 و 1937 في إنجلترا وويلز من مرض السل المتعاقد من استهلاك الحليب الخام. بعد البسترة ، انخفضت الأمراض المرتبطة بالحليب بشكل كبير. ووفقًا لمراكز السيطرة على الأمراض ، فإن 79٪ من حالات تفشي الأمراض المتعلقة بالألبان بين عامي 1998 و 2011 كانت بسبب استهلاك الحليب الخام أو الجبن.

 كيف تؤثر البسترة على الأغذية

تقلل البسترة بشكل كبير من خطر التسمم الغذائي وتطيل مدة الصلاحية لأيام أو أسابيع. ومع ذلك ، فإنه يؤثر على نسيج ونكهة والقيمة الغذائية للأطعمة.

على سبيل المثال ، تزيد البسترة من تركيز فيتامين أ ، وتقلل من تركيز فيتامين ب 2 ، وتؤثر على العديد من الفيتامينات الأخرى التي لا يشكل الحليب مصدرًا غذائيًا رئيسيًا لها. لا يرجع اختلاف اللون بين الحليب المبستر وغير المبستر في الواقع إلى البسترة ، ولكن بسبب خطوة "التجانس - homogenization" قبل البسترة.

لا تؤثر البسترة على عصير الفاكهة بشكل كبير على اللون ، ولكنها تؤدي إلى فقدان بعض مركبات الرائحة وتقليل فيتامين ج والكاروتين (أحد أشكال فيتامين أ).

البسترة النباتية تسبب بعض تليين الأنسجة وتغيرات المغذيات. تتضاءل بعض مستويات المغذيات ، بينما يزداد البعض الآخر.

التطورات الأخيرة

في العصر الحديث ، تشير البسترة إلى أي عملية تستخدم لتطهير الطعام وتعطيل إنزيمات التلف دون تقليل مستويات المغذيات بشكل كبير. وتشمل هذه العمليات غير الحرارية وكذلك الحرارية. تشمل الأمثلة على عمليات البسترة التجارية الأحدث المعالجة بالضغط العالي (HPP أو pascalization) ، و

 microwave volumetric heating (MVH) ، و 

pulsed electric field (PEF) pasteurization.

مصادر :

• Carlisle, Rodney (2004). Scientific American Inventions and Discoveries. John Wiley & Songs, Inc., New Jersey. ISBN 0-471-24410-4.

• Fellows, P.J (2017). Food Processing Technology Principles and Practice. Woodhead Publishing Series in Food Science, Technology and Nutrition. pp. 563–578. ISBN 978-0-08-101907-8.

• Rahman, M. Shafiur (1999-01-21). Handbook of Food Preservation. CRC Press. ISBN 9780824702090.

• Smith, P. W., (August 1981). "Milk Pasteurization" Fact Sheet Number 57. U.S. Department of Agriculture Research Service, Washington, D.C.

• Wilson, G. S. (1943). "The Pasteurization of Milk." British Medical Journal. 1 (4286): 261, doi:10.1136/bmj.1.4286.261

ظاهرة تندال : تعريف وأمثلة

"ظاهرة تندال-The Tyndall effect " هو تبعثر الضوء أثناء مروره عبر المادة الغروانية أو في جزيئات المادة المعلقة .

تعتمد كمية التبعثر على تردد الضوء وكثافة الجزيئات. كما هو الحال مع تبعثر رايلي، في ظاهرة تندال يتبعثر الضوء الأزرق بسرعة أكبر من الضوء الأحمر. هناك طريقة أخرى للنظر إليها وهي أن ضوء ذو الطول الموجي الأطول ينتقل ، بينما ينعكس ضوء الطول الموجي الأقصر بالانتثار.

حجم الجزيئات هو ما يميز الغروانية عن محلول حقيقي. لكي يكون المزيج غروانيًا ، يجب أن يتراوح حجم الجزيئات بين 1-1000 نانومتر.

تم تعريف ظاهرة تندل لأول مرة من قبل عالم الفيزياء " جون تندل - John Tyndall " في القرن التاسع عشر.

(مصدر الصورة : Wikipedia )

يظهر الطحين الذائب في الماء باللون الأزرق، و سبب ذلك هو أن اللون الأزرق يتبعثر في جزيئات الدقيق أكثر من انتشار اللون الأحمر.

أمثلة لظاهرة تندل :

• يعد توجيه شعاع المصباح في كوب من الحليب بمثابة عرض ممتاز لظاهرة تندل - Tyndall. قد ترغب في استخدام الحليب الخالي من الدسم أو تمييع الحليب بقليل من الماء حتى تتمكن من رؤية تأثير جزيئات الغروانية على شعاع الضوء.
• مثال على كيفية تأثير ظاهرة تندل على الضوء الأزرق الذي يمكن رؤيته باللون الأزرق للدخان الناتج عن الدراجات النارية أو المحركات ثنائية الأشواط.
• رؤية شعاع المصابيح الأمامية في الضباب ناتج عن ظاهرة تندل. قطرات الماء تبعتر الضوء ، مما يجعل الحزم الأمامية مرئية.
• يتم استخدام تايندال في الإعدادات التجارية والمختبرات لتحديد حجم الجسيمات من الهباء الجوي.
• يضهر الزجاج البراق ظاهرة تندل. يبدو الزجاج أزرقًا ، ولكن الضوء الذي يضيء به يظهر باللون البرتقالي.
• لون العين الزرقاء هو من ظاهرة تندل تشتت عبر طبقة شفافة على قزحية العين.

ينتج اللون الأزرق للسماء عن تشتت الضوء ، لكن هذا يسمى بتبعثر رايلي وليس تأثير تندل لأن الجزيئات المعنية هنا هي جزيئات في الهواء. فهي أصغر من الجزيئات في الغروانية. وبالمثل ، فإن انتثار الضوء من جزيئات الغبار ليس بسبب تأثير تندل لأن أحجام الجسيمات كبيرة جدًا.

جربها بنفسك:

دقيق أو نشا الذرة مع الماء هو عرض بسيط لظاهرة تندل. عادةً ما يكون الدقيق أبيض اللون (أصفر قليلاً). يبدو السائل أزرق قليلاً لأن الضوء الأزرق يتبعثر في الجزيئات أكثر من الأحمر.

المراجع

• Human color vision and the unsaturated blue color of the daytime sky", Glenn S. Smith, American Journal of Physics, Volume 73, Issue 7, pp. 590-597 (2005).
• Sturm R.A. & Larsson M., Genetics of human iris colour and patterns, Pigment Cell Melanoma Res, 22:544-562, 2009.

ما هي الخلفية الإشعاعية ؟

ISTOCK

جميع الكائنات الحية تتعرض للإشعاع الطبيعي (  أو الخلفية الإشعاعية  ) من البيئة. على سبيل المثال من الصخور والتربة الأرضية كما يأتي إلينا جزء منها من الشمس و النجوم وهذه تسمى أشعة كونية .

الإشعاع هو الطاقة المتحركة ، في شكل موجات أو تيارات من الجسيمات. لقد كان الإشعاع دائمًا موجودًا ومن حولنا بأشكال عديدة.

عندما يسمع الناس كلمة الإشعاع ، يفكرون غالبًا في " الطاقة الذرية - atomic energy " و "الطاقة النووية - nuclear power " و " الإشعاعية - radioactivity " ، لكن الإشعاع له أشكال مختلفة ويأتي من مصادر أخرى كثيرة. الصوت والضوء المرئي أشكال مألوفة للإشعاع ؛ الأنواع الأخرى تشمل الأشعة فوق البنفسجية (التي تجعلك تسمر) ، الأشعة تحت الحمراء (شكل من أشكال الطاقة الحرارية) ، وإشارات الراديو والتلفزيون. هذه أمثلة للإشعاع غير المؤين.

الإشعاع المؤين لديه القدرة على إخراج الإلكترونات من مدار حول الذرات ، مما يزعزع توازن الإلكترون / البروتون والخلايا التي يحتمل أن تكون ضارة. ومن الأمثلة على ذلك ألفا وبيتا وغاما وإشعاع النيوترون والأشعة السينية.

لقد تطورت الحياة في عالم يشتمل على مستويات كبيرة من الإشعاعات المؤينة وقد تكيفت أجسامنا معها.

مصادر الخلفية الإشعاعية:

• الأشعة الكونية (بالإنجليزية: Cosmic ray) المصدر الرئيسي لهذه الأشعة ناتج عن الحوادث النجمية في الفضاء الكوني البعيد ومنها ما يصدر عن الشمس خاصة خلال التوهجات الشمسية التي تحدث مرة أو مرتين كل 11 سنة ، مولدة جرعة إشعاعية كبيرة إلى الغلاف الغازي للأرض . وتتكون هذه الأشعة الكونية من 87% من البروتونات و 11% من جسيمات ألفا ، وحوالي 1% من النوى ذات العدد الذري ما بين 4 و 26 وحوالي 1% من الإلكترونات ذات طاقة عالية جداً وهذا ما تمتاز به الأشعة الكونية ، لذلك فإن لها قدرة كبيرة على الاختراق . كما أنها تتفاعل مع نوى ذرات الغلاف الجوي مولدة بذلك إلكترونات سريعة وأشعة غاما ونيوترونات وميزونات .ولا يستطيع أحد تجنب الأشعة الكونية ولكن شدتها على سطح الأرض تتباين من مكان لأخر .

• النشاط الإشعاعي الطبيعي في القشرة الأرضية (بالإنجليزية: Natura radioactivity in The earth Sheff) إن من أهم العناصر المشعة في صخور القشرة الأرضية هي البوتاسيوم 40 و الروبيدوم 87 وسلسلتا العناصر المشعة المتولدة من تحلل اليورانيوم 238 والثوريوم 232 . وهناك ما يقارب الأربعين من النظائر المشعة . وأعمار النصف للعناصر المشعة الأساسية في صخور القشرة الأرضية طويلة جداً ، لهذا بقيت في الأرض إلى الآن منذ ان تواجدت ، فعمر النصف للبوتاسيوم -40 يزيد على ألف مليون سنة وعمر النصف الروبيدوم 87 يزيد على أربعين ألف مليون سنة وهذه النظائر المشعة تبعث أنواعاً مختلفة من الإشعاع الذري كجسيمات بيتا وألفا وأشعة غاما .

ومستوى النشاط الإشعاعي الطبيعي في القشرة الأرضية متقارب جداً في معظم الأماكن ، حيث لا يوجد اختلاف يذكر عن مكان وآخر بصفة عامة . إلا أن هناك أماكن على الأرض يزداد فيها الإشعاع الطبيعي بشكل كبير نتيجة وجود تركيزات عالية من العناصر المشعة طبيعياً في صخور القشرة الأرضية .

• النشاط الطبيعي داخل جسم الإنسان ، يشع جسم الإنسان من الداخل عن طريق كل من الهواء الذي يتنفسه والغذاء والماء الذي يصل إلى جوفه ، فالهواء هو المصدر الرئيسي للجرعة الإشعاعية الطبيعية التي تصل إلى داخل جسم الإنسان ومصدرها الأساسي غاز الرادون الموجود في جو الأرض والمتولد عن التحلل التلقائي لنظير اليورانيوم -238 الموجود طبيعياً في صخور قشرة الأرض. وكذلك فإن كلا من الغذاء الذي يتناوله الإنسان والماء الرئيسي لتلك المواد المشعة في النبات هو التربة التي تمتص منها النباتات تلك المواد مع غيرها من المواد الطبيعية فتدخل في بنائها . كما أن بعض الغبار الذي يتساقط على النبات يحوي آثاراً من تلك المواد المشعة ، وتصل المواد المشعة إلى داخل جسم الإنسان عن طريق تناوله النباتات أو لحوم الحيوانات التي تتغذي على النباتات وتدخل المواد المشعة أيضاً مع الماء الذي نشربه حيث تحتوى المياه على آثار قليلة جداً منها . اضافة إلى ذلك فأن جميع اجسام الكائنات الحية وكذلك جسم الإنسان يحتوي على نظير الكاربون المشع c-14

لذلك تكون أجسامنا مشعة قليلاً من الداخل نظراً لوجود بعض العناصر المشعة فيها .

• الإشعاع المصنع : نتجت بعد اكتشاف الإشعاع الذري والنشاط الإشعاعي الطبيعي ، وقد أستطاع العلماء إنتاج حوالي 1300 نظير مشع .

أهم المصادر المشعة المصنعة هي المفاعـلات النوويــة و مصـادر النيوترونـات و مصادر أشعة غاما و مسرعات الإلكترونيات .

هل لديك نصيحة ، تصحيح أو تعليق؟ اسمح لنا أن نعرف على dex.science@yandex.com

ما هو المجال المغناطيسي للأرض؟

Image credit - ESA/ATG medialab

لا يمكنك رؤيته ، ولكن يوجد حقل قوة غير مرئي حول الأرض. حسنًا ، ليس حقل قوة ، بل حقل مغناطيسي عملاق يحيط بالأرض ، ويعمل كحقل قوة ، يحمي الكوكب - وكل الحياة - من الإشعاع الفضائي. دعونا نلقي نظرة على المجال المغناطيسي للأرض.



الأرض تشبه المغناطيس الكبير. يقع القطب الشمالي للمغناطيس بالقرب من قمة الكوكب ، بالقرب من القطب الشمالي الجغرافي ، والقطب الجنوبي يقع بالقرب من القطب الجنوبي الجغرافي. تمتد خطوط المجال المغنطيسي من هذه القطبين لعشرات الآلاف من الكيلومترات في الفضاء ؛ هذا هو المجال المغناطيسي الأرضي.


الأقطاب الجغرافية والأقطاب المغناطيسية متباعدة بما فيه الكفاية بحيث يميزها العلماء بشكل مختلف. إذا تمكنت من رسم خط بين القطبين الشمالي والجنوبي المغنطيسي ، فستحصل على محور مغناطيسي مائل على بعد 11.3 درجة عن محور دوران الأرض. ومن المعروف أن هذه الأقطاب المغناطيسية تتحرك في جميع أنحاء السطح ، وتتجول الى ما يصل إلى 15 كم كل عام.



يعتقد العلماء أن الحقل المغناطيسي للأرض ينتج عن التيارات الكهربائية التي تتدفق في اللب الخارجي السائل عميقا داخل الأرض. على الرغم من أنه معدن سائل ، فإنه يتحرك خلال عملية تسمى الحمل الحراري. وحركات المعدن في القلب تشكل التيارات والمجال المغناطيسي.


كما ذكرت في الجزء العلوي من هذا المقال ، فإن المجال المغناطيسي للأرض يحمي الكوكب من الإشعاع الفضائي. بل حتى من الرياح الشمسية للشمس التي هي جزيئات مشحونة للغاية انفجرت من الشمس . يقوم الغلاف المغناطيسي للأرض بتوجيه الرياح الشمسية حول الكوكب ، بحيث لا يؤثر علينا. بدون الحقل المغنطيسي ، ستجرد الرياح الشمسية غلافنا الجوي - وهذا هو ما حدث للمريخ على الأرجح. تطلق الشمس أيضًا كميات هائلة من الطاقة والمواد في "انبعاث كتلي إكليلي - coronal mass ejections" اختصار CME. هذه CMEs ترسل وابل من الجزيئات المشعة في الفضاء. مرة أخرى ، يحمينا الحقل المغناطيسي للأرض ، عن طريق توجيه الجزيئات بعيدا عن الكوكب ، ومنعنا من التعرض للإشعاع.


يعكس المجال المغناطيسي للأرض نفسه كل 250000 عام أو نحو ذلك. يصبح القطب المغناطيسي الشمالي هو القطب الجنوبي ، والعكس صحيح. ليس لدى العلماء نظرية واضحة حول سبب حدوث الانتكاسات. ملاحظة واحدة مثيرة للاهتمام هو أننا تأخرنا كثيرا عن الانعكاس. حدث آخر واحد منذ حوالي 780،000 سنة.

هل لديك نصيحة ، تصحيح أو تعليق؟ اسمح لنا أن نعرف على dex.science@yandex.com

لقد كان نيوتن مخطئًا: استبعد العلماء نظرية الجاذبية التي وضعها نيوتن وحذروا من أن أينشتاين هو التالي

استبعدت الدراسة الأخيرة للثقب الأسود بشكل قاطع نظرية الجاذبية التي وضعها نيوتن 
(Image: Nicolle R. Fuller/National Science Foundation)

يعتبر إسحاق نيوتن بحق أكبر عالم على الإطلاق. ومع ذلك ، فإن أبحاث الثقب الأسود الرائدة دحضت الآن نظرية الجاذبية التي وضعها نيوتن - وحتى نظريات ألبرت أينشتاين "بدأت تتلاشى حول الحواف" ، كما حذر أحد العلماء.



بعد مرور أكثر من 100 عام على نشر ألبرت أينشتاين لنظرية النسبية العامة ، بدأت تظهر علامات التقدم في العمر. الآن ، في الاختبار الأكثر شمولية للنسبية العامة بالقرب من الثقب الأسود الوحشي في مركز مجرتنا ، أعلنت البروفيسورة أندريا غيز من جامعة كاليفورنيا أن نظرية النسبية العامة لآينشتاين تصمد في الوقت الحالي. قالت البروفيسورة غيز: "لقد كان آينشتاين على حق ، على الأقل حتى الآن. يمكننا أن نستبعد تمامًا قانون ثقل نيوتن. " تتفق ملاحظاتنا مع نظرية النسبية العامة لأينشتاين".


ومع ذلك ، فإن نظريته تظهر بالتأكيد الضعف.


"لا يمكن أن تفسر بشكل كامل الجاذبية داخل ثقب أسود ، وفي مرحلة ما سنحتاج إلى تجاوز نظرية آينشتاين إلى نظرية أكثر شمولية للجاذبية تشرح ماهية الثقب الأسود."


يعتبر الفيزيائي النظري الألماني المولد آينشتاين ، إلى جانب ماكس بلانك ، أحدا العمودين الأساسيين للفيزياء الحديثة.


تقول نظريته عن النسبية العامة لعام 1915 أن ما نراه كقوة الجاذبية ينشأ من انحناء المكان والزمان.

إسحاق نيوتن: على الرغم من اعتباره "بوليمث عبقري" ، إلا أن نظرية الجاذبية التي وضعها نيوتن عفا عليها الزمن (Image: Getty)

تقول البروفيسورة غيز ، التي أجرت قياسات مباشرة للظاهرة بالقرب من الثقب الأسود الهائل - إن نظرية أينشتاين هي أفضل وصف لكيفية عمل الجاذبية ، وهو البحث الذي يطلق عليه "extreme astrophysics".


قالت غيز ، "يجب أن تكون قوانين الفيزياء ، بما في ذلك الجاذبية ، سارية في كل مكان في الكون" ، مضيفةً أن فريق البحث التابع لها هو واحد من مجموعتين فقط في العالم لمشاهدة نجم يعرف باسم S0-2 يصنع مدارًا كاملاً بثلاثة أبعاد حول الثقب الأسود الهائل في مركز درب التبانة.


يستغرق المدار الكامل 16 عامًا ، وتبلغ كتلة الثقب الأسود حوالي أربعة ملايين ضعف كتلة الشمس.


يقول الباحثون إن عملهم هو الدراسة الأكثر تفصيلا التي أجريت في الثقب الأسود الهائل ونظرية النسبية العامة لآينشتاين.


البيانات الرئيسية في البحث كانت الأطياف التي قام فريق البروفيسورة غيز بتحليلها في أبريل ومايو وسبتمبر ، حيث أن "نجمها المفضل" هو الأقرب إلى الثقب الأسود الهائل.


يُظهر الطيف ، الذي وصفته غيز بأنه "قوس قزح الضوء" من النجوم ، شدة الضوء ويقدم معلومات مهمة حول النجم الذي ينتقل منه الضوء.


الأطياف تظهر أيضا تكوين النجم. تم الجمع بين هذه البيانات والقياسات التي أجرتها غيز وفريقها على مدار الـ 24 عامًا الماضية.


يوفر الطيف — الذي تم جمعه في مرصد WM Keck في Hawaii باستخدام مخطط مطياف تم تصميمه بواسطة UCLA من قبل البروفيسور جيمس لاركين من جامعة كاليفورنيا ، البعد الثالث ، حيث كشف حركة النجم بمستوى من الدقة لم يتحقق من قبل.


تأخذ أداة البروفيسور لاركين الضوء من النجم وتفرقه ، على غرار الطريقة التي تنثر بها قطرات المطر الضوء من الشمس لتكوين قوس قزح.

الثقب الأسود: تم تصوير ثقب أسود في وسط المجرة M87 

 (Image: Getty)

الثقب الأسود: ما ندركه عندما تنشأ قوة الجاذبية من انحناء المكان والزمان  (Image: Getty)

وأضافت البروفيسورة غيز: "ما يميز S0-2 هو وجود مداره الكامل في ثلاثة أبعاد.

هذا هو ما يعطينا تذكرة الدخول إلى اختبارات النسبية العامة.

سألنا كيف تتصرف الجاذبية بالقرب من ثقب أسود هائل وما إذا كانت نظرية أينشتاين تخبرنا القصة الكاملة.

"رؤية النجوم تمر في مدارها الكامل توفر الفرصة الأولى لاختبار الفيزياء الأساسية باستخدام حركات هذه النجوم."



مصدر : express