موجات المايكروويف هي نوعٌ من الإشعاع الكهرومغناطيسيّ؛ مثل موجات الراديو والأشعة فوق البنفسجية وأشعة إكس وأشعة جاما، تدخل في نطاقٍ كبيرٍ من التطبيقات تتضمن: الاتصالات، والرادار، وربما يعرفها كثيرٌ من الناس في مجال الطهي.

ينتشر الإشعاع الكهرومغناطيسي في صورة موجاتٍ وجسيماتٍ ذات أطوالٍ موجية وتردداتٍ مختلفة، ويُعرف هذا النطاق الواسع من الأطوال الموجية باسم (الطيف الكهرومغناطيسي -electromagnetic spectrum).

يُقسم هذا الطيف– بشكلٍ عام- إلى سبع مناطق حسب تناقص الطول الموجيّ وتزايد الطاقة والتردد، ويُسمى بمسمياتٍ شائعة هي: موجات الراديو، موجات المايكروويف، الأشعة تحت الحمراء، الضوء المرئي، الأشعة فوق البنفسجية، أشعة إكس، أشعة جاما.

يتراوح تردد المايكروويف - طبقًا لموسوعة بريتانيكا- من واحد بليون اهتزازةٍ في الثانية أو واحد جيجاهرتز إلى حوالي ثلاثمئة جيجاهرتز، والطول الموجي من حوالي 30 سم (12 انش) إلى حوالي 1 ملم (0.04 انش).

وتشرح جينجر بوتشر في كتابها »رحلة في الطيف الكهرومغناطيسي« تقسيم ذلك النطاق إلى مجموعةٍ من الحزم الأصغر وأطلقت عليها الحروف .L, S, C, X, K
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
<h2>الاتصالات والرادار:</h2>
تُستخدم موجات المايكروويف -في الغالب- في أنظمة الاتصالات من نقطةٍ لأخرى، لنقل جميع أنواع المعلومات ومن ضمنها البيانات الصوتية والفيديو في كلا الصيغتين التناظرية والرقمية، وهذا طبقًا (اللجنة الفيدرالية للاتصالات- (Federal communication commission ، تُستخدم أيضًا في التحكم واستحصال البيانات من الآليات والصمامات والإشارات البعيدة.

ويُدُّ الرادار أحد التطبيقات المهمة للمايكروويف، وكلمة الرادار- في الأصل- اختصارٌ للنطاق و(الكشف اللاسلكي أو الراديوي-(Radio Detection And Ranging وقد لاحظ مهندسو الراديو البريطانيون -قبل الحرب العالمية الثانية- اصطدام موجاتٍ ذات طولٍ موجيٍّ قصيرٍ بالأجسام البعيدة كالسفن والطائرات، ولاحظوا أيضًا أنَّ الإشارة المرتدة يمكن اكتشافها بواسطة هوائي موجه عالِ الحساسية، وبالتالي يمكن تحديد وجود هذه الأجسام وموقعها.

وقد شاع استخدام لفظ » الرادار« إلى الحد الذي صارت فيه الكلمة قائمةً بذاتها، وتشير إلى الأنظمة التي تستخدم المايكروويف أو موجات الراديو.

وهناك حقيقةً تاريخيةً تقول إن أول رادارٍ قد بُني في أعلى نقطة كاهوكو عند أقصى شمال قمة أوهايو، وقد قامت هذه المحطة بالفعل- طبقًا للموقع الالكترونيّ لولاية هاوي- بكشف أول موجةٍ من الطائرات اليابانية التي كانت في طريقها لتدمير ميناء بيرل هاربور قبل أن تصل الطائرات إلى الميناء ب 212 كيلومتر تقريبًا، ولكن لأنَّ المحطة كانت قد بدأت العمل منذ أسبوعين فقط؛ تم تجاهل التحذير واعتُبرت غير دقيقة.

قد تحسن الرادار كثيًرا أثناء فترة الحرب وأصبح الآن عنصرًا هامًا في نظم الدفاع الوطنيّ، والتحكم في الطيران المدني.

يدخل الرادار في العديد من التطبيقات الأخرى، بعضها يستغل (تأثير دوبلر - Doppler effect)، وتُعد سيارة الإسعاف مثالًا على هذا التأثير، لأنها باقترابها تزداد حدة صوتها حتى تعبر من جانبنا، وبعدها تنحسر حدة صوتها كلما ابتعدت عنا.
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
يقول (روبرت ميانوفيتش - Robert Mayanovic) أستاذ الفيزياء بجامعة ولاية ميسوري، إنَّ رادار دوبلر - والذي يستخدم المايكروويف- يُستخدم في مراقبة الطيران المدني، وقياس سرعة السيارات في الطرق، وعندما يقترب الجسم من الهوائي تنضغط موجات المايكروويف ويقل الطول الموجي وبالتالي يزداد التردد.

والعكس عندما يبتعد الجسم، يزداد الطول الموجي ويقل التردد، وبحساب التغير في التردد تُحسبُ سرعة الجسم بعيدًا أو باتجاه الهوائي.

وتتضمن التطبيقات الشائعة القائمة على هذا المبدأ، كواشف الحركة البسيطة ورادارات قياس سرعة السيارات المحمولة يدويًا، والرادار الخاص بقياس الارتفاعات والرادار الخاص بالطقس، والذي يتتبع الحركة ثلاثية الأبعاد لقطرات المياه في الغلاف الجوي، ويُطلق على هذه التطبيقات »الاستشعار الفعال«؛ لأنه يتم إطلاق الموجات واستقبالها وتحليلها.

أما الاستشعار السلبي، فإنه يتم عبر رصد وتحليل مصادر موجات المايكرويف الطبيعية سواءً في الأرض أو في الفضاء عبر الأقمار الصناعية.
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
<h3>المايكروويف مصدرٌ للحرارة:</h3>
يعد الطهي السريع للطعام أحد أكثر الاستخدامات شيوعًا للمايكروويف، اكتُشفت قدرة موجات الميكروويف على نقل الطاقة الحرارية بالصدفة البحتة، يذكر الكاتب (أيرا فلاتو- Ira Flatow) في كتابه بعنوان (كلهم ضحكوا، القصص المذهلة وراء اختراعات غيرت حياتنا من المصباح الكهربائيّ إلى الليزر)، يذكر قصة اختراع فرن المايكروويف: »بعد الحرب العالمية الثانية بوقتٍ قصير.

كان المهندس العبقري وبطل الحرب (بيرسي سبنسر - Percy L. Spencer) يتجول في أحد مختبراته في شركة رايتون، عندما توقف أمام (صمامٍ مغناطيسيٍّ مفرّغ - magnetron) وهو أنبوبٌ للطاقة يُستخدم في تشغيل جهاز الرادار، عندها لاحظ فجأةً أن قضيبًا من الحلوى في جيبه بدأ في الذوبان، ثم قاده مزيدٌ من التحقق إلى عمل أول دفعةٍ من الفوشار في المايكروويف«.

وكان أول فرن مايكروويف ضخمًا وغاليَ الثمن، ومنذ ذلك الحين أصبح شائعًا ومتاحًا في المنازل حول العالم.

تُستخدم أنظمة تسخين المايكروويف في العديد من التطبيقات الصناعية مثل معالجة أو تجهيز الطعام والكيماويات والمواد الخام باستمرارٍ أو على مراحل منفصلة.
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
<h3>مصادر المايكروويف الطبيعية:</h3>
يقوم علماء الراديو الفلكيون بالرصد الفلكي في نطاق المايكروويف، لكن نتيجة ضعف الموجات أثناء مرورها في الغلاف الجويّ، فإنهم يقومون بالرصد باستخدام أقمارٍ صناعية أو مناطيد على ارتفاعاتٍ عالية.

وربما تكون أشهر إشارات المايكرويف القادمة من الفضاء هي التي رصدها اثنان من العلماء في معامل بيل أثناء عملهم على أنظمة الاتصالات اللاسلكية باستخدام هوائي عملاق مثبت على الأرض.

وطبقًا لموقع ناسا الإلكتروني، فإنه في عام 1965 اكتشف العالمان في مختبر بيل، أرنو بنزياس وروبرت ويلسون اكتشافًا مذهلًا بالصدفة البحتة أثناء عملهم على موجات الميكروويف في الحزمة L، لقد رصد أحد (الهوائيات الخاصة للرصد الدقيق - special low-noise antenna) وجود ضوضاء في خلفية الموجات التي يرصدها.

الأمر الغريب حول هذه الضوضاء أنها قادمةٌ من جميع الاتجاهات وتختلف اختلافًا طفيفًا في شدتها، فإن كانت قادمةً من شيءٍ ما على سطح الأرض مثل محطة بثٍّ في برج تحكمٍ في مطارٍ قريبٍ فستكون من اتجاهٍ واحدٍ لا من جميع الاتجاهات.

وسرعان ما أدرك عالما المختبر أنهما اكتشفا إشعاع الخلفية الكونية الميكروي والذي يملأ الكون بأكمله، والدليلُ لبدايات الكون، وهو ما يُعرف باسم الانفجار العظيم.
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
حصل العالمان بنزياس وويلسون عام 1978 على جائزة نوبل عن هذا الاكتشاف، ومنذ ذلك الحين يُخطط إشعاع المايكروويف الكوني في خرائط عالية الدقة بواسطة الأقمار الصناعية، ولقد كشفت هذه الملاحظات عن الاختلافات الطفيفة في درجة الحرارة والتي تطورت في نهاية الأمر إلى العناقيد المجرية التي نراها اليوم.

وإنَّ تحليل هذا الإشعاع أعطى العلماء الدلائل على تركيب الكون، ويعتقد العلماء الآن أن 95% من تركيب الكون يتألف من مادةٍ وطاقةٍ لا يمكن تحسسها بالأجهزة التقليدية سُميت فيما بعد بالطاقة المظلمة والمادة المظلمة، ويمكن أن يسلط الضوء أكثر على ما حدث بعد ميلاد الكون بوقتٍ قصير، أو ربما - طبقًا لبعض النماذج الكونية - قبل وجود الكون من الأساس.

<hr />

<ul>
 	<li>ترجمة: عاصم البقلي</li>
 	<li>تدقيق: تسنيم المنجّد</li>
 	<li>تحرير: بشار الحجي</li>
 	<li><a href="https://www.livescience.com/50259-microwaves.html" target="_blank" rel="noopener">المصدر</a></li>
</ul>

ما هي موجات المايكروويف؟

ابتكر الباحثون طريقةً جديدةً تمكننا من الحصول على الطاقة من الأرض، من خلال تحويل الأشعة تحت الحمراء الزائدة والحرارة المفقودة إلى كهرباء يمكننا استخدامها.

يتضمن المفهوم الفيزياء الغريبة للنفق الكموميّ، ومفتاح الفكرة هو هوائيٌّ مصممٌ خصيصًا للكشف عن أي فقدٍ أو حرارةٍ تحت حمراء كموجةٍ كهرومغناطيسيةٍ عالية التردد، وتحويل تلك الموجة ذات التردد في نطاق التيراهرتز إلى شحنةٍ مباشرة.
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
يُفقد بالفعل الكثير من الطاقة على الأرض، فمعظم ضوء الشمس الذي يصل الكوكب يُمتص في الأسطح والمحيطات وفي غلافنا الجويّ، وهذه الحرارة تؤدي إلى فقدٍ مستمرٍ في صورة أشعةٍ تحت الحمراء، والتي يقدرها البعض بالملايين من الجيجا كل ثانية.

ونظرًا لصغر الطول الموجيّ لموجات الأشعة تحت الحمراء فنحن بحاجةٍ إلى هوائياتٍ فائقة الصغر، وحده النفق الكمومي قادرٌ على توفير القفزة العلمية المنشودة، وهذا بحسب فريقٍ دوليٍّ من الباحثين قائمٍ على هذه الدراسة الجديدة.

وقد أشارعاطف شميم (قائد فريق البحث من جامعة الملك عبدالله للعلوم والتكنولوجيا في السعودية) إلى أنه لا يوجد (صمامٌ ثنائي - Diode) تجاريٌّ في العالم قادرٌ على العمل في هذا التردد العالي، ولهذا السبب اتجهنا للنفق الكموميّ.
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
النفق الكمومي هو ظاهرةٌ مؤكدةٌ تمامًا في فيزياء الكم، إذ يكون الجسيم قادرًا على اختراق حاجزٍ حتى وإن لم يملك الطاقة الكافية لهذا الفعل، ومن الأمثلة الشائعة المستخدمة هو كرةٌ تدور لأعلى على تل.

فبحسْب الفيزياء الكلاسيكية تحتاج الكرة لكميةٍ معينةٍ من الطاقة تكفي لدفعها إلى الأعلى والانزلاق من الجهة المقابلة، ولكن في فيزياء الكم -وبفضل مبدأ اللايقين الذي يُعتبر قلب كل شيء في الكم- تستطيع الكرة اختراق التل بطاقةٍ أقل.

ولكن كيف يساعدنا هذا على بناء هوائيٍّ بصغر مقياس النانو؟

يمكّن هذا الإلكترونات من المرور عبر حاجزٍ صغيرٍ يتكون من صمامٍ ثنائي من معدنٍ وعازلٍ ومعدن محوّلًا الموجات تحت الحمراء إلى تيارٍ كهربيّ.
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
تمكن العلماء من تصنيع هوائيٍّ جديدٍ بصغر النانو يشبه شكل (رابطة العنق الصغيرة -bowtie)، بحصر غشاءٍ رقيقٍ من العازل بين ذراعين من المعدن المصنوع من الذهب والتيتانيوم متداخلين بعض الشيء، مما يعطينا جهازًا قادرًا على توليد الحقول الكهربية الكثيفة المطلوبة لعمل النفق الكموميّ.

وصرح (غوراف جايسوال - Gaurav Jayaswal) أحد الباحثين في الجامعة: «كان تداخل ذراعي الهوائي هو الجزء الأكثر تحديًا بالنسبة لنا، إذ إنه يتطلب اصطفافًا دقيقًا للغاية، ومع ذلك استطعنا إنجاز هذه الخطوة عبر الجمع بين الحيل الذكية والأدوات المتقدمة في وسائل التصنيع النانوي في الجامعة».

أصبح الصمام الجديد قادرًا على جمع الأشعة تحت الحمراء، دون استخدام أي جهدٍ خارجي، وهو بذلك يعمل فقط عند الحاجة.

بينما تحصد الخلايا الشمسية التقليدية طاقتها من الضوء المرئيّ فقط، كوننا قادرين على استغلال الأشعة تحت الحمراء الزائدة بنجاحٍ يُعد نقلةً ثوريةً في إنتاج الطاقة، أو بلغة الباحثين (مغيّرًا للعبة).

وأكثر من ذلك، تستطيع حاصدات الطاقة هذه العمل على مدار الساعة وتحت أي طقسٍ على عكس محطات الطاقة الشمسية التي تعمل نهارًا فقط، يعمل علماء آخرون على حلٍ لنفس المشكلة من مختلف الزوايا.
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
وعلى الرغم من الوعود الضخمة، فإن هذا البحث يُعتبر مجرد خطوةٍ أخرى في الطريق الطويل للوصول لهذا الهدف، فمازالت تطلّ بعض التحديات التكنولوجية برؤوسها علينا، فمثلًا الهوائي لا زال غير كفءٍ للطاقة.

يقول شميم: »هذه هي البداية فقط لإثبات هذا المبدأ، وأضاف أنه في النهاية يمكن أن تقدم تلك التكنولوجيا فارقًا كبيرًا، بإمكاننا امتلاك الملايين من هذه الأجهزة متصلةً لتعزيز إنتاج الطاقة الكهربائية عمومًا«.

<hr />

<ul>
 	<li>ترجمة: عاصم البقلي</li>
 	<li>تدقيق: تسنيم المنجّد</li>
 	<li>تحرير: ناجية الأحمد</li>
 	<li><a href="https://www.sciencealert.com/quantum-tunnelling-could-harvest-energy-from-planet-infrared-heat" target="_blank" rel="noopener">المصدر </a></li>
</ul>

النفق الكمومي: توليد الكهرباء من حرارة الأرض

aHR0cDovL3d3dy5saXZlc2NpZW5jZS5jb20vaW1hZ2VzL2kvMDAwLzAwNS82MjIvaTAyL3N0cm9tYm9saS1lcnVwdGlvbi0xMDA3MjMtbHMtMDIuanBnPzEyOTYwODQ5NDg

البركان هو فتحة أو شق في القشرة الأرضية تثور من خلالها الصهارة (الحِمَم) والرماد والصخور والغازات، وهو أيضًا جبل يتكون من تراكمات نواتج الثوران.

تواجدت البراكين على الأرض منذ فجر التاريخ، وهي مسؤولة عن العديد من الكوارث الطبيعية، فبحسب بحث نُشر في عام 2015، كانت السبب في الإنقراض الجماعي في العصر البرمي منذ حوالي 250 مليون عامًا مضت، والذي يُعد أكبر انقراض حدث في تاريخ الأرض، ولم يقتصر تواجدها على عالمنا فقط، فقد تواجدت على سطحي القمر والمريخ ولكنها خامدة منذ وقت طويل، ولكنها نشطة جدًا على سطح قمر المشتري (IO)، ويسعى الباحثون حاليًا لإيجاد طرق تمكنهم من التنبؤ بمواعيد ثوران البراكين على الأرض، وذلك بتحليل الأدلة المرتبطة بالبراكين كالبلورات والغازات.
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
<h3>لنلق نظرة على كيفية تكون البراكين على الأرض:</h3>
يتراوح سُمْك القشرة الأرضية، طبقًا للجمعية الأمريكية للمساحة الجيولوجية، من 3 إلى 37 ميل (5 إلى 60 كم)، مقسمةً بحسب بحث لكريستوفر هاريسون (Christopher Harrison) من جامعة ميامي نُشر في عام 2016، إلى سبع قطع كبيرة و152 قطعة صغيرة تُدعى (الألوح التكتونية - Plate Tectonics)، تطفو تلك الألواح فوق طبقة شبه سائلة من الصخور المنصهرة والغازات الذائبة بها وتسمى الصهارة أو الماجما. على حدود الألواح، حيث تحدث الحركة فإما يدفع بعضهم بعضًا للأسفل أو يتحركون بعيدًا عن بعضهم البعض، تشق الماجما التي هي أخف مما حولها من الصخور طريقها إلى الأعلى عبر المسامات والشقوق، فإما تنفجر من خلالها أو تتدفق في البركان كوعاء يفيض بما فيه، وجدير بالذكر أن الماجما عندما تخرج إلى السطح فإنها تدعى الحِمَمَ (lava).
<h3>أنواع البراكين الرئيسية:</h3>
<h4>البراكين المخروطية (مخلفات الصهير المخروطية - Scoria cones):</h4>
أكثر الأنواع شيوعًا -بحسب جامعة سان دييغو- وهو الشكل الأكثر شهرة للبراكين وهي تأخذ شكل المخروط النموذجي المتماثل، تتواجد إما منفصلة (single volcanoes) أو على شكل براكين ثانوية، تُدعى البراكين الطفيلية (Parasitic Volcanoes)، على جوانب البراكين الدرعية، تُدعى المقذوفات الخارجة من البراكين المنفصلة باسم (التفرا - Tephra). تبرد الحمم بسرعة بعد خروجها من البركان على هيئة صخور بركانية مكون فوهة عند قمة البركان، عادة ما تكون تلك البراكين صغيرة حجمًا حيث يترواح طولها من 300 قدم (91 متر) ولا يزيد عن 1200 قدم (366 متر)، ولكن يمكن أن تكون في فترة صغيرة نسبيًا، بضعة شهور أو سنوات.
<h4>البراكين الطبقية (Stratovolcanoes):</h4>
تُدعى أيضا بالبراكين المركبة (Composite Volcanoes) لأنها تتكون من تبادلات من الحمم والرماد وكتل الصخور الصلبة، تكون أكثر ضخامة من المخروطية وترتفع حتى 8000 قدم (2438 متر)، تتألف من نظام متصل من الشقوق يمتد من خزان الصهير تحت السطح، عند الخمود عادة ما تتألف من جوانب مقعرة حادة الميل تنزلق عن فوهة صغيرة نسبيًا.

تثور بعنف شديد نتيجة احتباس الضغط في غرفة الصهارة في غازات تحت ظروف هائلة من الضغط ودرجة الحرارة، وعند وصول الصهارة للقنوات يتحرر الضغط وتنفجر الغازات، مثل سلوك الصودا في زجاجة مياة غازية تم رجّها بعنف وفُتحت فجأة، ونتيجة لتكونها تحت السطح في نظام متصل، فهي عادة ما تثور على جوانب وفوهة المخروط، لذا فهي تُعتبر الأكثر عنفًا.

في الثامن عشر من مايو 1980، ثار بركان جبل سانت هيلين (Mount St. Helens)، وهو مثال على البراكين الطبقية، وقد قُتل 57 شخصًا كما تدمرت حوالي 230 ميلًا مربعًا من مساحة الغابة المحيطة، وخلال اليوم، نقلت الرياح حوالي 520 مليون طن من الغبار البركاني شرقًا عبر الولايات المتحدة مما سبب حالة من الظلام التام في سبوكن في واشنطن، على مسافة 250 ميلًا من البركان.
<h4>البراكين الدرعية (Shield Volcanoes):</h4>
براكين ضخمة معتدلة الميل، تتكون من طبقة رقيقة من الحمم في جميع الإتجاهات حول شقّ مركزي، تمتلك قاعدة عريضة بقطر يصل لعدة أميال، وتكون المنطقة الوسطى مائلة بحدة، مع قمة مسطحة.

ويعطيها التحدب شكل درع من العصور الوسطى، والثوران فيها لا يكون في العادة انفجاريًا، بل يأخذ شكل فيضان السائل حول حافة وعاء ممتلئ. يعتبر بركان مونا لوي في هاواي أكبر بركان في العالم، حيث يبلغ ارتفاعه من قاعدته تحت سطح البحر إلى قمته حوالي 17000 متر منهم 4170 متر فوق سطح البحر، ويُعد هذا البركان كمثال على البراكين الدرعية كما أنه أحد أكثر براكين الأرض نشاطًا، وكان آخر ثوران له في عام 1984 ويتم رصد هذا البركان بمنتهى الحرص.
<h4>قباب الحِمَم (Lava Domes):</h4>
تتكون هذه القباب عندما تكون الحمم شديدة اللزوجة ولا تستطيع الحركة، مما ينتج عنه تكون فقاعة من الصخور الباردة فوق الشقوق، وترتفع هذه الحمم أثناء تصلب سطحها مكونة شكل القبة. غالبًا ما تتكون هذه القباب في فوهة البراكين الطبقية، ويعتبر جبل سانت هيلين مثالا على ذلك حيث أنه يمتلك -بحسب ناسا- العديد من قباب الحِمَم داخل فوهته.
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
<h3>مظاهر بركانية أخرى:</h3>
بجانب المظاهر البركانية الشهيرة كجبل فوجي (Mount Fuji) في اليابان، وكليمنجارو (Kilimanjaro) في تنزانيا، يُعد النشاط البركاني مسؤلًا عن العديد من المظاهر البركانيّة الأخرى المميزة أيضًا.
<h4>الكالديراس (Calderas):</h4>
والكالديرا عبارة عن منخفض مجوف يتكون من انهيار البركان إلى داخل تجويف تكون بعد تفريغ غرفة الصهارة من الماجما، وتنقسم إلى ثلاثة أنواع، بحسب جامعة سان دييغو:
<ul>
 	<li>بحيرة فوهة الكالديرا، تتكون نتيجة انهيار بركان طبقي إلى داخل غرفة الصهارة أثناء ثوران عنيف.</li>
 	<li>كالديرا البازلت، تتكون من نمط مركزي من الحلقات، ينتج من سلسة من الانهيارات المتتابعة، وعادة ما تتواجد على قمة البراكين الدرعية، كتلك الموجودة أعلى قمة مونا لوا وكيلاويا ( Kilauea).</li>
 	<li>الكالديراس النامية (Resurgent Calderas)، وتُعد أضخم التراكيب البركانية على الأرض، وتنتج من ثورانات كارثية والتي لا يُقارن بها أي ثوران سُجل في التاريخ الإنساني، وتُعد كالديرا الحجر الأصفر (Yellow Stone Caldera) أحيانًا تدعى البركان الأعظم (Super Volcano) مثالًا على ذلك.</li>
</ul>
<h4>مكونات بركانية:</h4>
عندما تتصلب الماجما في شقوق البركان فإن الصخور الصلبة الكثيفة تكوّن العنق والتي غالبًا ما تبقى حتى بعد تآكل ما حولها من الصخور الرخوة بفعل التعرية، وهذا يُنتتج العديد من المظاهر المثيرة مثل برج الشيطان (Devil’s Tower) في وايومينغ (Wyoming).
<h4>هضاب الحمم (Lava Plateaus):</h4>
قد تثور البراكين الدرعية على طول خطوط من الشقوق بدلًا من شق مركزي تسيل منه الحمم، مكونة طبقات متتابعة، وبحسب موسوعة بريتانكا، فإنه بمرور الوقت تكوّن هذه الطبقات هضابًا واسعة، مثل هضبة كولومبيا، والتي غالبًا ما تُقطع بالأودية العميقة التي تكشف الطبقات الصخرية.
<h4>مخروط توف Tuff cones:</h4>
تُعرف أيضًا باسم مارس، هي فوهات مسطحة وضحلة يعتقد العلماء أنها تتكون نتيجة التمدد الشديد للغازات والأبخرة في الصهارة، يترواح حجمها من 200 إلى 6500 قدم عرضًا، وعمقها من 30 إلى 650 قدم، وعادةً ما تُملأ بالماء مكونة البحيرات الطبيعية، تتواجد في المناطق البركانية الحديثة جيولوجيًّا في العالم مثل غرب الولايات المتحدة ومنطقة إيفل (Eifel) في ألمانيا.
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
<h3>أهم الإنفجارات البركانية التاريخية:</h3>
<ul>
 	<li>عام 79 ق.م: بركان جبل فيزوفيوس يثور ويدّمر مدينة بومبي (Pompeii).</li>
 	<li>عام 1669م: انفجار بركان جبل إتنا في صقلية مخلفًا 20 ألف قتيل تقريبًا.</li>
 	<li>عام 1783م: انفجار بركان سكابتار في أيسلندا مدمرًا الزراعة والصيد ومسببًا في مجاعة أودت بحياة نصف سكان البلد.</li>
 	<li>عام 1815م: انفجار بركان جبل تامبورا في اندونيسيا مخلفًا 10000 قتيل كما تسبب في إطلاق سحابة من الغازات الى الغلاف الجوي وهو ما تسبب فيما يطلق عليه سنة بدون صيف في أوروبا وأمريكا الشمالية عام 1816.</li>
 	<li>عام 1883م: إنفجار بركان آخر في أندونيسيا مخلفًا 36000 قتيل ورماد بركاني في الغلاف الجوي جعلت لون القمر يبدو أزرق لمدة سنتين كاملتين.</li>
 	<li>عام 1902م: إنفجار بركان جبل بيلي، في جزيرة مارتينيك، وملأ مدينة سانت بيير بالغاز القاتل والرماد الساخن، مما أسفر عن مقتل 29,933.</li>
 	<li>عام 1980م: إنفجار بركان جبل سانت هيلينز في ولاية واشنطن الأمريكية، مما أسفر عن مقتل 57 شخصًا، وتسبب الدخان بظلام في المدن على بعد 85 ميلًا من موقع البركان.</li>
 	<li>عام 1991م: بعد 600 سنة والبركان خامد، أحدث بركان جبل بيناتوبو في الفلبين قعقعات لعدة أيام قبل اندلاعه، وقَتَل أكثر من 840 شخصًا.</li>
</ul>
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
<h3>أهم البراكين الموجودة في الولايات المتحدة:</h3>
<h4>قمة لاسين (Lassen Peak) في ولاية كاليفورنيا:</h4>
ثار ما بين عام 1914 و1917، ولكن لم يسبب بوفيات، بحسب جهاز المتنزهات الوطنية الأمريكية، ويُرجح أن يثور مرة أخرى.
<h4>الوادي الطويل (Long Valley) في ولاية كاليفورنيا:</h4>
كالديرا الوادي الطويل هو منخفض بعرض 10 أميال وطول 20 ميلًا في جبال سييرا نيفادا سببه ثوران قبل 700,000 عام، حيث لفظ انفجار هائل الصخور الذائبة من على عمق 4 ميل تحت السطح، واستقر الركام فيما بعد على انخفاض يزيد على ميل حيث يُوجد الصهير، لازال الصهير يغذي الينابيع الساخنة في الكالديرا، وقد اعتبرت زلازل عام 1980 بداية النشاط الجديد والتي شهدت ازاحة الينابيع الساخنة وسلسلة من الزلازل الصغيرة الأخرى، ويقول الجيولوجيون بأنه من المحتمل أن يكون هذا إشارة على صعود الصهارة مرة أخرى من الأسفل، وأنه من المحتمل أن تثور هذه المنطقة مرة أخرى.
<h4>جبل شاستا (Mount Shasta) في كاليفورنيا:</h4>
شُوهد آخر ثوران له عام 1786، ويُعتقد أنه يثور مرة كل 600 إلى 800 عام -بحسب الجمعية الأمريكية للمساحة الجيولوجية- والجبل ذو أهمية لأنه يعد من أبرز المعالم الطبيعية المذهلة في شمال كايفورنيا.
<h4>كيلاويا ومونا لوا (Kilauea and Mauna Loa) في هاواي:</h4>
يثوران كل عامين أو ثلاثة أعوام في ثورانات غير متفجرة، مما جعلهما، بحسب الجمعية الأمريكية للمساحة الجيولوجية وأيضًا جامعة هاواي، أكثر براكين العالم النشطة دراسةً.

<hr />

<ul>
 	<li>ترجمة: عاصم البقلي.</li>
 	<li>تدقيق: صهيب الأغبري.</li>
 	<li>تحرير: سهى يازجي.</li>
 	<li><a href="https://www.livescience.com/27295-volcanoes.html" target="_blank" rel="noopener">المصدر</a></li>
</ul>

البراكين: هذا ما يجب عليك معرفته عنها

استطاع علماء الفلك الوصول لأكثر القياسات دقة -حتى الآن- لمعدل التمدد الكوني، ويبدو أنه ما زال يتسارع، ولا يشكّل الأمر صدمة لنا لأننا شككنا في الأمر لفترة، ولكن ما أضافه القياس هو خفض احتمالية الصدفة إلى 1/5000 مما يعني أننا نحتاج إلى أفكار جديدة لتفسيره.
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
بعد ست سنوات من القياس استطاع علماء الفلك، من خلال الاستخدام الأمثل لتلسكوب هابل، قياس معدل التمدد الكوني بدقة تصل إلى 2.3 بالمئة، ونعلم جيدًا أنّ الفضاء يتمدد وأنّ قيمة الضغط المسببة له تُعرف باسم (ثابت هابل - Hubble Constant) تُقاس بالكيلومتر على الثانية على ميغا بارسيك (فرسخ فلكي)، وكما نعلم فإنّ الأدوات المستخدمة تختلف اختلافًا طفيفًا فيما بينها في القيَّم الناتجة، ولكن اتفقت جميعها على أنّ الكون يتمدد بقيمة تقارب 70 كم لكل ثانية لكل ميغا بارسيك، إلّا واحدة أعطت نتيجة تختلف عن البقية بفارق ملحوظ، وعند تحليل أشعة المايكروويف الكونية فيها، حيث أنّ الضوء لا يزال يتردد في أرجاء الكون منذ 13.8 بليون عام، استنتجت بعثة بلانك (Plank Mission) رقمًا يُقارب 67.8 كم لكل ثانية لكل ميغا بارسك، ومع أنه لا يبدو اختلافًا قويًا إلّا أنه أجبر علماء الفلك على التوقف.وقال آدم ريس (Adam Reiss) من معهد علوم التلسكوبات الفضائية (STSCI) وجامعة جونز هوبكينز وهو أيضًا قائد الدراسة الأحدث، قال: «تحاول اللجنة جاهدة فهم هذا الفرق».
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
وفي عام 1990 استنتج العالمان برايان شميت (Brian Schmidt) ونيكولاس سانتزاف (Nicolas Suntzeff) الحائزان على جائزة نوبل أنّ الكون يزداد اتساعًا وليس العكس، وتؤكد النتائج من تلسكوب هابل وبعثة بلانك أنّ الكون كان يتمدد ببطء في الماضي السحيق، ولكن لا يزال علماء الفيزياء والفلك لا يريدون المغامرة في هذا الاحتمال ويأملون أن يجوبوا طرقًا أكثر في محاولة تفسير هذه الأرقام، لربما يكون قد فاتنا شيء ما.
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
استخدم فريق ريس تلسكوب هابل لاستحصال معلومات عمّا نسميه بمتغيرات سيفيدية (نوع من النجوم النابضة) فالضوء القادم منها، كالضوء من المستعرات العظمى، يُعتبر مقياسًا مجريًا، فبالطبع لا تكون النجوم البعيدة أقل إضاءة فحسب بل أكثر بهتًا، ودرس الباحثون القائمون على هذه الدراسة أولًا النجوم السيفيدية في مجرتنا من أجل تنقيح المسافات واللمعان الظاهرين، فالبيانات المتاحة كانت قائمة على الضوء الصادر منها على بُعد 300 إلى 1500 سنة ضوئية من الأرض، ولكن وجد العلماء طريقة أفضل باستخدام هابل تمكنهم من الحصول على معلومات من متغيرات سيفيدية على بُعد يتراوح من 6000 إلى 1200 سنة ضوئية، ولتحديد المسافة بدقة، رصد العلماء التغيّر في موقعهم أثناء دوران الأرض حول الشمس، ولإيضاح الفكرة عمّا يبدو عليه هذا التحول، تخيلوا أننا نقيس المسافة من حبة رمل على بعد 150 كم.

وقال ريس: «تخيّلوا أننا نقيس المسافة بين نجمين ليس فقط مرّة واحدة وإنما آلاف المرّات وذلك لتقليل الخطأ في القياس».
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
واستنادًا على ما لديهم من بيانات عن المتغيرات السيفيدية، بحث العلماء عنهم في المجرات البعيدة حتى توصلوا لرقم يقترب من 73.45 ± 166 كم\ثانية\ميغا بارسيك، مما يخفض من نسبة عدم اليَقين إلى 2.3%.

يخطط ريس الآن إلى جمع البيانات عن خمسين نجمًا سيفيديًا آخرًا، ورفع درجة الدقة أكثر من ذلك، وهذا يقلّل من احتمالية أنّ الفرق في الحسابات على مدى عمر الكون يكون من قبيل الصدفة، إذ أنه هناك شيء ما يحدث.

أهيَّ القوة الغامضة التي تُدعى الطاقة المظلمة؟ هل نحتاج لتغيير نظرتنا لشكل الكون؟ أهيّ نوع جديد من الفيزياء يُدعى «الإشعاع المظلم»؟

<hr />

<ul>
 	<li>ترجمة: عاصم البقلي.</li>
 	<li>تدقيق: صهيب الأغبري.</li>
 	<li>تحرير: سهى يازجي.</li>
</ul>
<a href="http:/sciencealert.com/lowest-uncertainty-hubble-constant-record-parallax-cepheid-brightness" target="_blank" rel="noopener">المصدر</a>

عاصم البقلي

الأعمال

ما هي موجات المايكروويف؟

النفق الكمومي: توليد الكهرباء من حرارة الأرض

البراكين: هذا ما يجب عليك معرفته عنها

يبدو أننا بحاجة لفيزياء جديدة لفهم التمدد الكوني