أرشيف برنامج ألغاز الطاقة العالية. قصائد للأطفال عن أمن الطاقة، الألغاز، الاختبارات
لا يستطيع معظم الناس الحكم على هذا إلا من خلال مشاهد من أفلام الخيال العلمي، لذا فهم عرضة للأساطير غير القابلة للتصديق.
ماذا سيحدث فعلا لشخص في الفضاء الخارجي?
هناك العديد من النظريات حول ما سيحدث لشخص يجد نفسه في الفضاء الخارجي بدون بدلة فضائية. معظموالتي تقوم على الخيال. يعتقد البعض أن الجسم سوف يتجمد في لحظات قليلة، ويقول آخرون أنه سيتم حرقه بواسطة الإشعاع الكوني، حتى أن هناك نظرية حول غليان السائل داخل جسم الإنسان. دعونا نفكر في الأساطير الأكثر شيوعًا حول ما سيحدث لشخص بدون بدلة فضائية في الفضاء الخارجي.
سوف يتجمد الجسم على الفور
العلماء مستعدون للإجابة على وجه اليقين بأن هذا لن يحدث. الفضاء بارد جدًا، لكن كثافته منخفضة جدًا. في مثل هذه الكثافة الدنيا، لن يتمكن جسم الإنسان من نقل حرارته إلى البيئة، وهناك فراغ حوله، ولا يوجد من يأخذ هذه الحرارة. إحدى الصعوبات الرئيسية في تشغيل محطة الفضاء الدولية هي إزالة الحرارة من المحطة، وليس الحماية من البرد الفضائي.
سيتم حرق الإنسان بالإشعاع الكوني
يصل الإشعاع في الفضاء إلى قيم كبيرة وهو خطير للغاية. تخترق الجسيمات المشحونة المشعة جسم الإنسان، مما يسبب مرض الإشعاع. ولكن لكي تموت من هذا الإشعاع، عليك أن تتلقى جرعة كبيرة جدًا، وهذا سيستغرق الكثير من الوقت. خلال هذا الوقت كائن حيسيكون لديك الوقت للموت تحت تأثير عوامل أخرى. من أجل الحصول على الحماية من الحروق الفضائية، لا تحتاج إلى بدلة فضائية، وسوف تتعامل الملابس العادية مع هذه المهمة. فإذا افترضنا أن الإنسان قرر الخروج إلى الفضاء الخارجي عاريا تماما، فإن عواقب هذا الخروج عليه ستكون سيئة للغاية.
سوف يغلي الدم في الأوعية البشرية ضغط منخفض
وهناك نظرية أخرى تقول بأن الضغط المنخفض يؤدي إلى غليان الدم في الجسم وانفجار أوعيته. في الواقع، يوجد ضغط منخفض جدًا في الفضاء، مما سيساعد على تقليل درجة الحرارة التي تغلي عندها السوائل. لكن الدم في جسم الإنسان يكون تحت ضغطه الخاص، ولكي يغلي يجب أن تصل درجة حرارته إلى 46 درجة، وهو ما لا يمكن أن يكون عليه الحال في الكائنات الحية. إذا فتح شخص في مكان مفتوح فمه وأخرج لسانه، فإنه سيشعر بلعابه يغلي، لكنه لن يصاب بحروق، بل سيغلي اللعاب عند درجة حرارة منخفضة جدًا.
سوف يتمزق الجسم بسبب اختلاف الضغط
الضغط في الفضاء خطير للغاية، لكنه يعمل بشكل مختلف. يمكن أن يؤدي انخفاض الضغط إلى مضاعفة الحجم اعضاء داخليةأما الإنسان فينتفخ جسده ضعف ذلك. لكن لن يحدث انفجار مذهل بأحشاء منتشرة في كل الاتجاهات، فجلد الإنسان مرن للغاية، ويمكنه تحمل مثل هذا الضغط، وإذا كان الشخص يرتدي ملابس ضيقة، فسيبقى حجم جسده دون تغيير.
لن يتمكن الشخص من التنفس
وهذا صحيح، ولكن الوضع ليس كما يتصور الكثير منا. يشكل الضغط خطراً كبيراً على الجهاز التنفسي للإنسان في الفضاء. لا يوجد أكسجين في الفضاء، وبالتالي فإن متوسط العمر المتوقع لشخص بدون بدلة فضائية سيعتمد على المدة التي يستطيع أن يحبس أنفاسه فيها. أثناء وجودك تحت الماء، يحبس الناس أنفاسهم ويحاولون الطفو إلى السطح، وهذا لا يمكن القيام به في الفضاء. يؤدي حبس أنفاسك في الفضاء إلى تمزق الرئتين تحت تأثير الفراغ، وفي مثل هذه الحالة سيكون من المستحيل إنقاذ الإنسان. هناك طريقة واحدة فقط لإطالة الحياة في الفضاء الخارجي، فأنت بحاجة إلى السماح لجميع الغازات بالخروج بسرعة من جسمك، ويمكن أن تكون هذه العملية مصحوبة بعواقب غير سارة في شكل إفراغ المعدة أو الأمعاء. بعد خروج الاكسجين الجهاز التنفسيسيكون لدى الشخص ما يقرب من 14 ثانية حتى يستمر الدم المؤكسج في تغذية الدماغ، وبعدها سيفقد الشخص وعيه. لكن، وهذا لا يعني الموت المحتوم، فجسم الإنسان ليس هشًا كما قد يبدو للوهلة الأولى، بل هو قادر على تحمل بيئة الفضاء المعادية. يقترح العلماء أنه إذا تم تسليم الشخص، بعد إقامة لمدة دقيقة ونصف في الفضاء الخارجي، إلى بيئة آمنة له، فلن يبقى على قيد الحياة فحسب، بل سيكون أيضًا قادرًا على التعافي تمامًا من مثل هذه المحنة.
ولتأكيد هذا الافتراض، أجريت تجارب على القرود.
أظهرت الدراسات أنه بعد البقاء لمدة ثلاث دقائق في الفراغ، يعود الشمبانزي إلى طبيعته في غضون ساعات قليلة.
خلال التجربة، لوحظت جميع الأعراض الموصوفة أعلاه - زيادة في حجم الجسم وفقدان الوعي بسبب تجويع الأكسجين. تجارب مماثلةكما تم إجراؤها أيضًا على الكلاب، وكانت الكلاب تتحمل ظروف الفراغ بشكل أقل، وكان الحد الأقصى للبقاء على قيد الحياة بالنسبة لهم دقيقتين فقط.
جسم الإنسان يتفاعل مع التغيرات بيئةليس مثل جسم الحيوان، لذلك لا يمكنك الاعتماد بشكل كامل على هذه التجارب. من الواضح أنه لن يقوم أحد بإجراء مثل هذه التجارب على الناس على وجه التحديد، ولكن هناك العديد من الحوادث الهامة في التاريخ مع رواد الفضاء. اختبر فني الفضاء جيم لوبلانك في عام 1965 مدى ضيق بدلة الفضاء المخصصة للبعثات القمرية في غرفة خاصة. خلال إحدى مراحل الاختبار، كان الضغط في الغرفة أقرب ما يمكن إلى الضغط المكاني، وانخفض ضغط البدلة فجأة، وفقد الفني الموجود فيها وعيه خلال 14 ثانية. في العادة، يستغرق الأمر حوالي نصف ساعة لاستعادة الضغط الأرضي الطبيعي في الغرفة، ولكن نظرًا لحالة الطوارئ، تم تسريع العملية إلى دقيقة ونصف. استعاد جيم لوبلان وعيه عندما أصبح الضغط في الغرفة هو نفسه الموجود على الأرض على ارتفاع 4.5 كم فوق مستوى سطح البحر.
مثال آخر هو حادث المركبة الفضائية سويوز 11. عندما نزل الجهاز على الأرض، حدث انخفاض الضغط. لقد دخل هذا الحادث في تاريخ رواد الفضاء إلى الأبد، حيث كان سبب وفاة ثلاثة رواد فضاء هو صمام تهوية مفتوح بطريق الخطأ بقطر سنتيمتر ونصف.
ووفقاً للمعلومات التي تم الحصول عليها من جهاز التسجيل، فقد الثلاثة وعيهم بعد 22 ثانية من انخفاض الضغط الكامل، وحدثت الوفاة بعد دقيقتين. كان إجمالي الوقت الذي يقضيه في ظروف قريبة من الفراغ 11.5 دقيقة. بعد سفينة فضائيةهبطت على الأرض، لسوء الحظ، فات الأوان لإنقاذ رواد الفضاء.
يجذب الانفجار الكبير انتباهنا دائمًا فوق كل النظريات العلمية الأخرى: الانفجار الرائع الذي أدى إلى ولادة كوننا. لكن ماذا حدث بعد الانفجار الكبير؟
لمدة 100 مليون سنة تقريبًا، غرق الكون في الظلام.
عندما أضاءت النجوم الأولى في الفضاء أخيرًا، كانت أكبر وأكثر سطوعًا من نجوم جميع الأجيال اللاحقة. لقد انبعثت بشكل مكثف في نطاق الأشعة فوق البنفسجية لدرجة أنها حولت ذرات الغاز المحيطة بها إلى أيونات. استغرق الفجر الكوني - الذي بدأ بظهور النجوم الأولى واستمر حتى اكتمال "إعادة التأين الكوني" - ما يقرب من مليار سنة.
"من أين أتت هذه النجوم؟ كيف أصبحت المجرات التي تشكل الكون المليء بالإشعاع والبلازما الذي نراه اليوم؟ وقال البروفيسور مايكل نورمان، مدير مركز سان دييغو للحوسبة الفائقة في الولايات المتحدة، والمؤلف الرئيسي للدراسة الجديدة: "هذه هي الأسئلة الرئيسية بالنسبة لنا".
يقوم فريق نورمان بحل المعادلات الرياضية في عالم افتراضي مكعب.
"لقد أمضينا أكثر من 20 عامًا في تحسين كود الكمبيوتر هذا لتعزيز فهمنا للفجر الكوني."
يحسب هذا النموذج تكوين النجوم الأولى في الكون. تصف المعادلات النموذجية الحركة و التفاعلات الكيميائيةداخل سحب الغاز التي كانت موجودة في الكون قبل اللحظة التي أصبح فيها شفافًا للضوء، بالإضافة إلى تأثير الجاذبية القوي للمادة المظلمة غير المرئية.
تشكلت العناصر الثقيلة الأولى في الكون نتيجة انفجارات النجوم الأولى، والتي كانت تتكون بشكل حصري تقريبًا من الهيدروجين والهيليوم. يحتوي النموذج على معادلات تصف إثراء الكون بالعناصر الثقيلة.
"كان التحول سريعا: في غضون 30 مليون سنة، أصبحت كل النجوم غنية بالمعادن. وأوضح نورمان أن الأجيال الجديدة من النجوم التي تشكلت في المجرات كانت أصغر حجما وأكثر عددا بكثير من النجوم البدائية لأن التفاعلات الكيميائية بين المعادن أصبحت ممكنة.
إن العدد المتزايد من التفاعلات في السحب الغازية سمح لها بالتفتت والتشكل رقم ضخمتقع النجوم داخل "خيوط" ذات كثافة غازية منخفضة، حيث تشع العناصر المندمجة طاقة إلى الفضاء المحيط بها - بدلاً من نقلها إلى بعضها البعض.
يقول نورمان: "في هذه المرحلة، نلاحظ أول الأجسام في الكون التي يمكن أن يطلق عليها بحق المجرات: مزيج من المادة المظلمة والغاز الغني بالمعادن والنجوم".
بينما كانت البشرية تراقب النجوم منذ العصور القديمة، إلا أننا لم نحقق خطوات مذهلة في استكشاف الفضاء الخارجي إلا مؤخرًا. باستخدام الرياضيات والتلسكوبات والأقمار الصناعية، نواصل دراسة الكون المحيط بصغيرنا الكوكب الأزرق. ومع ذلك، لا يزال هناك الكثير بالإضافة إلىوما ينبغي دراسته، هناك الكثير مما لا نعرفه ولا نستطيع تفسيره. جزء كبير من الكون مليء بالظواهر الغامضة التي تتجاوز فهمنا. هل لديك فضول للسفر بين النجوم ومعرفة ما يحير العلماء؟
إليك 25 شيئًا غريبًا يحدث في الفضاء الخارجي ولا يمكن تفسيره.
1. زومبي ستار
عندما تنفجر النجوم، فإنها عادة ما تموت وتبقى ميتة. لكن مؤخرًا اكتشف العلماء مستعرًا أعظم انفجر ومات ثم انفجر مرة أخرى. يعتقد العلماء أن مثل هذه النجوم الزومبي لا يمكن أن تنفجر إلا جزئيًا، تاركة القلب سليمًا، ثم تنفجر عدة مرات قبل أن تموت في النهاية.
ASASSN-15lh هو أكبر انفجار نجمي اكتشفه علماء الفلك على الإطلاق. ويعتقدون أنها أكثر سطوعًا بـ 20 مرة من مجرتنا درب التبانة بأكملها. وهم ليسوا متأكدين من المجرة التي جاء منها الضوء الناتج عن الانفجار، لكنهم يعتقدون أنها تبعد 3.8 مليار سنة ضوئية. ما زالوا غير متأكدين من بالضبط وكيف يمكن أن ينتج مثل هذا الإطلاق للطاقة.
1991 VG هو جسم غامض اكتشفه عالم الفلك جيمس سكوتي. يبلغ قطره 10 أمتار فقط، وله نفس مدار الأرض، ويعتقد الكثيرون أنه قد يكون كويكبًا، أو مركبة فضائية غريبة، أو مسبارًا روسيًا قديمًا.
4. إشارة "رائع!"
في عام 1977، اكتشف عالم الفلك جيري إيمان إشارة راديوية من الفضاء. لقد التقطت موجة من موجات الراديو مدتها 72 ثانية. قام بوضع دائرة حولهم على قطعة من الورق وكتب بجانبهم "واو!"، ولهذا سميت الإشارة بهذا الاسم. لعقود من الزمن، لم يكن أحد يعرف من أين أتت، لكن الكثيرين اعتقدوا أنها كائنات فضائية. ومع ذلك، تشير نظرية حديثة إلى أن موجات الراديو صدرت عن زوج من المذنبات.
5. التيار المظلم
تتحرك مجموعات المجرات القريبة من كوكبتي قنطورس وهيدرا بسرعة مليون كيلومتر في الساعة في اتجاه معين. وهذا ما يسمى التدفق المظلم. ومع ذلك، فإن التيار المظلم مثير للجدل لأنه من الناحية الفنية لا ينبغي أن يكون موجودًا ولا يستطيع العلماء تفسير سبب وجوده. يشير وجودها أيضًا إلى شيء ما خارج كوننا يجذب هذه المجموعات من المجرات.
وفي عام 2015، رأى علماء الفلك أن شيئا غريبا كان يحدث للنجم KIC 8462852. كان سطوعه يتغير باستمرار، وتكهن الكثيرون بأن هذا يمكن أن يكون ناجما عن وجود بنية عملاقة غريبة. ولكن بعد الفحص الدقيق، خلص العلماء إلى أنه ربما كانت سحابة من الغبار تدور حول النجم تحجب الضوء كل 700 يوم أو نحو ذلك. هناك حاجة إلى مزيد من البحث.
7. إعادة تأين الكون
في حين أن النظرية الرئيسية وراء خلق الكون هي الانفجار الكبير، إلا أن هناك فترة زمنية بعد ذلك تسمى عصر إعادة التأين لا تزال غير واضحة. ويعتقد أن هذه الفترة استمرت مليار سنة حتى ظهرت المجرات والنجوم التي أعادت تأين الهيدروجين في الكون. لكن المشكلة هي أن جميع المجرات والنجوم المعروفة اليوم لن تمتلك ما يكفي من الطاقة للقيام بذلك.
8. المجرة المستطيلة
في عام 2012، اكتشف علماء الفلك مجرة غير عادية إلى حد ما تسمى LEDA 074886. ما الغريب في ذلك؟ والحقيقة هي أن مثل هذه المجرات المستطيلة لم يتم اكتشافها من قبل. واعتقد العلماء أن هذا الشكل يمكن تفسيره بتأثير عدسة الجاذبية، لكن هذا اعتبر غير قابل للتصديق.
9. المادة الباريونية
يواجه علماء الفلك صعوبة في العثور عليه المادة المظلمةوالطاقة المظلمة في الكون، لكنها أيضًا لا تستطيع التعامل مع المادة الباريونية. المادة الباريونية هي الذرات والأيونات التي تشكل الكواكب والنجوم والغبار والغاز في الكون. وقد اختفى معظمها في ظروف غامضة، ولم يعرف العلماء بعد سببها.
10. الطاقة المظلمة
الطاقة المظلمة هي مادة افتراضية يدعي العلماء أنها جزء من الكون الذي يتوسع باستمرار، ولكن لا أحد يفهم في الواقع ما هي. في الآونة الأخيرة، خرج بعض علماء الفلك بادعاء مفاده أن الطاقة المظلمة غير موجودة على الإطلاق، وأن الكون لا يتسارع كما كنا نعتقد من قبل.
11. قمر زحل الغامض
لا يزال القمر الغامض الذي يُطلق عليه اسم بيجي في إحدى حلقات زحل يحير العلماء. تم رصده مؤخرًا في عام 2013 ويُعتقد أنه تشكل في الحلقات، لكن لا أحد متأكد بنسبة 100%. عندما اصطدمت كاسيني بالكوكب، حصل الباحثون على المزيد من البيانات حول القمر التي يمكن أن تساعد في كشف أسراره.
12. جاما – دفقة
في الستينيات خلال الحرب الباردةرصدت الأقمار الصناعية الأمريكية رشقات إشعاعية قادمة من الفضاء. وكانت الرشقات مكثفة وقصيرة وجاءت من مصدر غير معروف. الآن نحن نعلم أن هذه هي انفجارات أشعة جاما. يمكن أن تكون قصيرة أو طويلة وتحدث أحيانًا نتيجة لتكوين ثقب أسود. ومع ذلك، فإنها لا تتوقف عن أن تكون لغزا. لماذا تظهر الانفجارات في كثير من الأحيان في المجرات غير المنتظمة مقارنة بالمجرات الحلزونية أو الإهليلجية، ولماذا يوجد عدد قليل منها عادة بدلا من الكثير؟
13. حلقات زحل
بفضل مسبار كاسيني، تعلمنا الكثير عن حلقات زحل. ولكن لا يزال هناك الكثير لا يمكننا تفسيره. وبينما نعلم أن حلقاته مكونة من الماء والجليد، إلا أننا لا نعرف كيف تشكلت أو عمرها.
14. رؤية الأجسام الطائرة المجهولة من قبل الرائد جوردون كوبر
كان الرائد جوردون كوبر رائد فضاء من كوكب عطارد وتم إرساله إلى مدار الأرض. أثناء وجوده في الفضاء، ادعى كوبر أنه رأى جسمًا أخضر متوهجًا يقترب من كبسولته. وقام بإبلاغ محطة التتبع في موتشيا بأستراليا، وقاموا بتتبع الجسم على الرادار. لا أحد يستطيع أن يفسر ما كان عليه.
15. جاذب عظيم
تم اكتشاف الجاذب العظيم في الأصل في السبعينيات، ولا يزال لغزا لأنه يقع في ما يعرف باسم "منطقة التجنب". "منطقة التفادي" هي منتصف مجرتنا، حيث يوجد الكثير من الغبار والغاز بحيث لا يمكننا رؤية أي شيء تحتها. الطريقة الوحيدة للنظر إلى أي شيء هي الأشعة السينية والأشعة تحت الحمراء. الجاذب العظيم هو في الأساس مجموعة ضخمة من المجرات التي تجذبنا نحوها. ولحسن الحظ، لا يعتقد العلماء أننا سنقترب منه على الإطلاق.
16. المتغيرات الكارثية
المتغيرات الكارثية هي كائنات فريدة وغريبة تمامًا في الفضاء الخارجي. هذه هي النجوم القزمة البيضاء التي تقع على مقربة من العمالقة الحمراء. في الواقع، هما قريبان جدًا لدرجة أن العمالقة الحمراء تجرد القزم الأبيض من كل الغاز.
17. الثقوب البيضاء
إذا كانت الثقوب السوداء قد أذهلت عقلك، فعليك الاستعداد للثقوب البيضاء. في حين أن الثقوب السوداء تمتص كل شيء ولا تسمح للمادة بالهروب، فإن الثقوب البيضاء يمكن أن تكون ثقوبًا سوداء قديمة تقذف كل ما كان موجودًا بداخلها. لكن هذه مجرد نظرية واحدة. وتزعم نظرية أخرى أن الثقوب البيضاء يمكن أن تكون بوابة بين الأبعاد.
18. البقعة الحمراء العظيمة لكوكب المشتري
سواء كنت تصدق ذلك أم لا، هناك الكثير حول الدوامة الحالية - البقعة الحمراء العظيمة لكوكب المشتري - التي لا يمكننا تفسيرها. على الرغم من أننا نعلم أنها موجودة منذ 150 عامًا وتدور بسرعة 643 كم/ساعة، إلا أن العلماء غير متأكدين من سبب خلق هذه الدوامة أو سبب لونها المحمر.
المريخ هو ببساطة سيد جميع أنواع الألغاز. يعتقد العديد من العلماء أن المريخ كان يتمتع بغلاف جوي أكثر اتساعًا يتكون من ثاني أكسيد الكربون. ولكن إذا كان الأمر كذلك، يبقى السؤال: أين ذهب؟ ويعتقد البعض أن النقص حقل مغناطيسيأدت إلى قيام الرياح الشمسية بتناثر معظم الغلاف الجوي في الفضاء. أما الغلاف الجوي المتبقي للكوكب فمعظمه يتكون من غاز الميثان، لكن العلماء لا يعرفون من أين يأتي الميثان. هناك أيضًا مسألة الماء والحياة على المريخ. يحاول العلماء المحيرون جاهدين الوصول إلى القاع.
20. المادة المظلمة
تظل المادة المظلمة واحدة من أكبر الألغاز في الفضاء الخارجي. تم تصورها لأول مرة في عام 1977، ويعتقد أنها تشكل 27% من الكون وتقع بشكل أساسي وراء كل المادة غير المرئية في الفضاء. لكن هناك الكثير لا نعرفه عنها بعد.
21. الفراغ العملاق
اكتشف العلماء مكانًا في الكون أطلقوا عليه اسم "الفراغ العملاق". اتضح أنها ترقى إلى مستوى اسمها. تمتد على 1.8 مليار سنة ضوئية، وهي مساحة فارغة تمامًا من الفضاء دون أي مجرات. وتقع على بعد حوالي 3 مليارات سنة ضوئية من الأرض. العلماء ليسوا متأكدين من ماهية الفراغ في الواقع، وكيف أصبح فراغًا.
22. كواكب المشتري الساخنة
كواكب المشتري الساخنة هي عمالقة غازية مثل كوكب المشتري، ولكنها أكثر سخونة. أنها تدور قريبة جدا من نجومها. لأنه لا يوجد شيء مثل هذا في بلادنا النظام الشمسيوظن العلماء أنه شيء غريب. لكن في الواقع، يمكن اعتبار نظامنا غريبًا، نظرًا لأن كواكب المشتري الحارة أكثر شيوعًا مما كان يعتقد في البداية. هناك العديد من الألغاز المحيطة بهؤلاء العمالقة، مثل كيفية تشكلهم ولماذا يدورون بالقرب من نجومهم.
23. دبابة على القمر
ادعى صيادو الأجسام الطائرة المجهولة أنهم اكتشفوا في صورة بالأبيض والأسود لسطح القمر جسمًا يشبه شكل دبابة. يمكن أن تكون دبابة، ولكن على الأرجح مجرد صخرة ذات شكل غريب.
24. الثقوب السوداء
هناك أشياء كثيرة نعرفها عن الثقوب السوداء، مثل أن كتلتها هائلة ولا يمكن حتى للضوء الهروب منها، ومن المحتمل أنها نتاج انفجار نجم. ومع ذلك، لا تزال العديد من الأسئلة تربك العلماء. على سبيل المثال، كيف يمتص الثقب الأسود الغاز والغبار الذي يدور حوله، مع أنه يجب أن يبقيهما في مداره دائمًا؟ بالإضافة إلى ذلك، في حين أننا على دراية بالثقوب السوداء الصغيرة التي تتشكل من النجوم المنفجرة، لا يزال العلماء غير متأكدين من كيفية تشكل الثقوب السوداء الهائلة.
25. انفجارات النجوم
عندما تنفجر النجوم تصبح عملاقة الكرات الناريةتسمى المستعرات الأعظمية. ولكن يبقى لغزا كيف يحدث هذا. في حين استخدم علماء الفلك المحاكاة الحاسوبية لفهم آليات العملية بشكل أفضل، فإن ما يحدث داخل النجم عندما ينفجر لا يزال لغزا.
