liquid-metal-alloy-structure-self-healing-properties-forming-explore-mesmerizing-showcasing-featuring-dynamic-textures-388289509

يمكن تصنيف هذا الاكتشاف تحت عنوان: «هذا ما لا يُفترض حدوثه!». في تجربة نُشرت عام 2023، رصد علماء قسمًا تالفًا من معدن يلتئم ذاتيًا. مع أن الإصلاح كان على مستوى النانو فقط، فإن فهم الفيزياء الكامنة وراء هذه العملية قد يُلهم حقبة جديدة كليًا في مجال الهندسة. وقد يؤدي إلى ثورة في طريقة صنع الأشياء في المستقبل.

اختبر فريق من مختبرات سانديا الوطنية وجامعة تكساس إيه آند إم، مرونة قطعة صغيرة من البلاتين معلقة في فراغ، باستخدام تقنية متخصصة للمجهر الإلكتروني النافذ لسحب طرفي المعدن 200 مرة في الثانية. استخدموا مجهرًا إلكترونيًا قويًا لشد قطعة البلاتين وإرخائها بسرعة وتكرارًا، 200 مرة كل ثانية، لمحاكاة الإجهاد.

ثم رصدوا الالتئام الذاتي على مستويات فائقة الصغر في رقيقة المعدن التي يبلغ سمكها 40 نانومتر، أي أصغر بكثير من شعرة الإنسان.

تُعرف الشقوق التي يسببها هذا النوع من الإجهاد باسم «تلف الإجهاد»، وهو إجهاد وحركة متكرران يسببان تصدعات مجهرية، ما يؤدي في النهاية إلى تحطم الآلات أو الهياكل، مثل ثني مشبك ورق مرارًا وتكرارًا حتى ينكسر.

بصورة مذهلة، بعد 40 دقيقة من الرصد، بدأ الشق في البلاتين يلتحم مجددًا ويلتئم، قبل أن يعاود التشكل في اتجاه مختلف، إذ ظهر شق جديد في مكان آخر.

قال عالم المواد براد بويس من مختبرات سانديا الوطنية: «كانت مشاهدته مباشرة أمرًا مذهلًا للغاية».

«بالتأكيد لم نكن نبحث عن ذلك. ما أكدناه هو أن للمعادن قدرة جوهرية وطبيعية على الالتئام ذاتيًا، على الأقل في حالة تلف الإجهاد على المستوى النانوي».

هذه ظروف دقيقة، ولا نعرف بعد على وجه الدقة كيف يحدث هذا أو كيف يمكننا استغلاله. لكن إذا نظرنا إلى التكاليف والجهود اللازمة لإصلاح كل شيء، من الجسور إلى المحركات والهواتف، فلا يمكن تخيل حجم الفارق الذي قد تُحدثه المعادن ذاتية الالتئام.

مع أن هذا الرصد غير مسبوق، لم يكن مستبعدًا تمامًا. عام 2013، عمل عالم المواد مايكل ديمكوفيتش من جامعة تكساس إيه آند إم على دراسة تنبأت بأن هذا النوع من التئام الشقوق النانوية قد يحدث، مدفوعًا بالحبيبات البلورية الدقيقة داخل المعادن التي تغير حدودها استجابةً للإجهاد.

شارك ديمكوفيتش أيضًا في هذه الدراسة، إذ استخدم نماذج حاسوبية محدثة ليُظهر أن نظرياته، التي وضعها قبل عقد من الزمن حول سلوك الالتئام الذاتي للمعادن على المستوى النانوي، تتطابق مع ما كان يحدث هنا.

إن حدوث عملية الالتئام التلقائي في درجة حرارة الغرفة يُعد جانبًا واعدًا آخر للبحث. تتطلب المعادن عادةً حرارة عالية لتغيير شكلها، لكن التجربة أُجريت في فراغ، ويبقى أن نرى ما إذا كانت العملية نفسها ستحدث في المعادن التقليدية في بيئة اعتيادية.

يكمن أحد التفسيرات المحتملة في عملية تُعرف باسم «اللحام البارد»، التي تحدث في درجات الحرارة المحيطة عندما تتقارب الأسطح المعدنية بما يكفي لتتشابك ذرات كل منها معًا.

عادةً، تُعيق طبقات رقيقة من الهواء أو الملوثات هذه العملية، أما في بيئات مثل الفضاء، فيمكن إجبار المعادن النقية على التقارب بما يكفي لتلتصق حرفيًا.

قال ديمكوفيتش: «آمل أن يشجع هذا الاكتشاف باحثي المواد على أن يأخذوا في الحسبان أنه، في ظل الظروف المناسبة، يمكن للمواد أن تفعل أشياء لم نتوقعها قط».

<strong>اقرأ أيضًا:</strong>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/%d8%b1%d8%a8%d9%85%d8%a7-%d9%8a%d8%b3%d8%aa%d8%b7%d9%8a%d8%b9-%d8%b4%d8%a7%d8%aa-%d8%ac%d9%8a-%d8%a8%d9%8a-%d8%aa%d9%8a-%d9%82%d9%8a%d8%a7%d8%af%d8%a9-%d9%85%d8%b1%d9%83%d8%a8%d8%a9-%d9%81%d8%b6%d8%a7/">ربما يستطيع شات جي بي تي قيادة مركبة فضائية بكفاءة!</a>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/%d9%83%d9%8a%d9%81-%d8%aa%d8%b9%d9%85%d9%84-%d9%85%d8%b1%d8%a7%d8%ad%d9%8a%d8%b6-%d8%a7%d9%84%d8%b7%d8%a7%d8%a6%d8%b1%d8%a7%d8%aa%d8%9f-%d9%87%d9%86%d8%af%d8%b3%d8%a9-%d8%a8%d8%b3%d9%8a%d8%b7%d8%a9/">كيف تعمل مراحيض الطائرات؟ هندسة بسيطة ذكية!</a>

ترجمة: غالية طيب صالح

تدقيق: أكرم محيي الدين

<a href="https://www.sciencealert.com/a-cracked-piece-of-metal-self-healed-in-experiment-that-stunned-scientists">المصدر</a>

في تجربة فيزيائية مذهلة.. رصد قطعة متصدعة من المعدن أصلحت نفسها ذاتيًا!

Quantum-AI-QAI

في سابقة هي الأولى من نوعها عالميًا، استخدم مهندسون من وكالة العلوم الوطنية الأسترالية (CSIRO)، تعلم الآلة الكمومي -نوع متقدم جدًا من الذكاء الاصطناعي يستفيد من مبادئ الفيزياء الكمومية- لتصنيع أشباه الموصلات -المواد الأساسية التي تُصنع منها الرقاقات الإلكترونية والمعالجات في أجهزتنا، ومن شأن هذا البحث أن يعيد تشكيل طريقة تصميم الرقاقات الدقيقة مستقبلًا.

سبق أن أوضح الأستاذ محمد عثمان، رئيس قسم أبحاث الأنظمة الكمومية في Data61 التابع للوكالة الأسترالية، لمجلة كوزموس، أن أبحاث الخوارزميات الكمومية اليوم بالغة الأهمية لتطوير حواسيب كمومية مفيدة في المستقبل.

أوضح عثمان أن تعلم الآلة الكمومي يملك إمكانية التفوق على خوارزميات تعلم الآلة التقليدي.

أُخضع هذا الأمر للاختبار في البحث الجديد الذي نُشر في مجلة Advanced Science. وتُعد هذه الدراسة الأولى التي تُظهر إمكانية تطبيق طريقة كمومية على بيانات تجريبية حقيقية في تصنيع أشباه الموصلات لتحسين العملية.

ركز الفريق اهتمامه على نمذجة مقاومة التلامس الأومي لمادة شبه الموصل (هذه الخاصية تعني مدى سهولة تدفق الكهرباء –التيار- عندما يلامس جزء من شبه الموصل معدنًا آخر. إذا كانت المقاومة قليلة، يتدفق التيار بسهولة، وهذا مهم جدًا لأداء الرقاقات الإلكترونية) وتقيس هذه الخاصية المقاومة الكهربائية عند نقطة التلامس بين شبه الموصل والمعدن، إذ يتدفق التيار بسهولة بين المادتين في كلا الاتجاهين.

تُعَد نمذجة مقاومة التلامس الأومي أمرًا بالغ الأهمية في تصميم أشباه الموصلات وتصنيعها، إلا أنها خاصية من المعروف أن نمذجتها بالغة الصعوبة.

اختبر الفريق نموذجه لتعلم الآلة الكمومي على بيانات من 159 عينة تجريبية من أشباه الموصلات من نوع «ترانزستور نيتريد الغاليوم عالي الحركية الإلكترونية». ويقدم هذا النوع أداءً متفوقًا مقارنةً بالترانزستورات السيليكونية الأكثر شيوعًا.

يوضح عثمان، المؤلف الرئيس للدراسة الجديدة: «بعد الحصول على مجموعات بيانات تصنيع أشباه الموصلات، نجري معالجة مسبقة. وهذه خطوة كلاسيكية. نتناول المتغيرات المختلفة التي تؤثر في عملية التصنيع ونجري ما يُعرف بـ«التشفير الأحادي الساخن»، الذي يحدد ببساطة ما إذا كان متغير معين قد فُعِّل أم لا».

«إنها آحاد وأصفار تشير إلى ما إذا كان، مثلًا، غاز معين قد شُغِّل أم لا، أو إلى زمن التلدين -هل كانت المادة تحت تأثير حرارة معينة لفترة محددة، وما إذا كانت المادة قد طُعِّمت -هل أضيفت شوائب للمادة- أم لا».

بعد إتمام التشفير الأحادي الساخن، حصل الفريق على قائمة تضم 37 متغيرًا لكل تجربة. ثم أُجري تحليل كلاسيكي آخر، يُعرف بـ «تحليل المكونات الرئيسة»، قلّص عدد المتغيرات إلى 5 فقط.

يقول عثمان: «إن قدرات الحواسيب الكمومية المتاحة لدينا حاليًا محدودة جدًا. لذا أردنا تبسيط الأمر، والتحقق من أننا نستطيع تقليص أبعاد المشكلة بذكاء، حتى نتمكن من التعامل معها ضمن قدرات المعالجات الكمومية الحالية. وفور أن ننهي ذلك، نبدأ المكون الكمومي».

طوّر الفريق بنية مبتكرة للانحدار الكمومي المحاذي للنواة (QKAR). وتضمّن تصميم QKAR الخاص بهم خارطة ميزات كمومية من نوع باولي-Z، وهو مؤثر رياضي يمكنه ترجمة البيانات الكلاسيكية إلى حالات كمومية على هيئة 5 بتات كمومية، أو كيوبتات، وهي الوحدة الأساسية للمعلومات في الحوسبة الكمومية، تشبه البتات في الحواسيب العادية لكن بقدرات أكبر.

وبعد تعيين البيانات على الكيوبتات، تُستخدم طبقة محاذاة النواة الكمومية لإجراء عملية تعلم الآلة.

في عالم الحوسبة، تمثل النوى المكونات الجوهرية لنظام التشغيل، فهي تدير موارد النظام وتعمل جسرًا يربط بين مكونات البرمجيات والعتاد.

يوضح عثمان أن حسابات النواة الكمومية تستخلص الميزات المهمة من مجموعات بيانات التصنيع. ويضيف: «هنا يكمن السحر الكمومي كله، فهذه النوى شديدة التشابك. وعندما تعالج مجموعة البيانات، فإنها تصل إلى معلومات ما كانت لتتاح لولا ذلك عبر النوى التقليدية التي استخدمها الناس سابقًا».

بعد أن تستخلص النواة الكمومية الميزات المهمة، تُستخدم خوارزمية كلاسيكية أخيرة لاسترجاع المعلومات. ويوضح عثمان: «تأخذ تقنية تعلم الآلة التقليدية هذه النتيجة التي استخلصتها الطريقة الكمومية، ثم تُدرَّب لتقديم إرشادات تعود بالفائدة على عملية التصنيع. قد تحدد لنا المتغيرات المهمة في عملية التصنيع التي تؤدي الدور الحاسم، وما الذي يحتاج إلى تغيير أو ضبط لتحسين عملية التصنيع».

تفوقت تقنية QKAR على سبع خوارزميات لتعلم الآلة التقليدي دُرِّبت أيضًا على المشكلة نفسها.

ويضيف أنه نظرًا إلى الحاجة إلى 5 كيوبتات فقط، فإن هذه الطريقة قابلة للتطبيق فورًا على البنى الكمومية الحالية. ويقول: «لذا، فهذه تقنية سهلة التطبيق. فعادةً ما يتحدث الناس عن خوارزميات كمومية تتطلب عشرات الكيوبتات غير المتاحة. لكن هذه الطريقة التي طورناها عبر الجمع بين ما هو كلاسيكي وكمومي، يمكن تنفيذها فورًا أو في المستقبل القريب، والاستفادة منها».

يقول المؤلف الرئيس الدكتور زيهينغ وانغ: «إن صناعة أشباه الموصلات مقيدة على نحو متزايد بندرة البيانات والتعقيد المتزايد للعمليات. تُظهر نتائجنا أن النماذج الكمومية، عندما تُصمَّم بعناية، يمكنها التقاط أنماط قد تفوتها النماذج التقليدية، خاصةً في الأنظمة عالية الأبعاد ذات البيانات القليلة. وقد تحققنا من صحة النموذج بتصنيع أجهزة جديدة من نيتريد الغاليوم أظهرت أداءً محسنًا، وأكدنا بواسطة تحليل طيف النواة الكمومية قدرة تعلم الآلة الكمومي على التعميم خارج نطاق بيانات التدريب».

يقول المؤلف المشارك الدكتور تيم فان دير لان: «يتمثل أحد أكبر التحديات في تعلم الآلة الكمومي في جعله عمليًا. فبإدخال طبقة محاذاة نواة قابلة للتعلم في دارة كمومية سطحية، أثبتنا إمكانية تحقيق مكاسب مفيدة في الأداء حتى مع وجود عتاد كمومي محدود الكيوبتات».

«أظهر النموذج متانة في ظل مستويات واقعية من الضجيج الكمومي، وهو أمر ضروري لتطبيقه مستقبلًا على أجهزة NISQ الفعلية (الأجهزة الكمومية صاخبة الضجيج متوسطة النطاق)».

يقول عثمان إن نموذج QKAR يمكن تكييفه لمواد أخرى بعد اختبار إثبات المفهوم الأولي هذا على نيتريد الغاليوم. ويتابع: «هذا مثال تُظهر فيه التقنية الكمومية بوضوح أنها قادرة على استخلاص ميزات لا تتاح لولا ذلك من خلال الطرق التقليدية. هذه هي الدراسة الأولى التي نشرناها، وقد أثبتنا أنها ناجحة. والآن، سنعمل مع علماء آخرين في مجال تطوير المواد وسندرس أنظمة مواد جديدة. وسندرس مواد شبه موصلة أخرى، مثل عمليات تصنيع السيليكون».

«تتمثل خطوتنا التالية في دراسة مجموعات بيانات أخرى، ومعرفة مدى قابلية تطبيق هذه الطريقة، والتحقق من فعاليتها على مجموعة متنوعة من العينات التجريبية المختلفة».

<strong>اقرأ أيضًا:</strong>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/%d9%83%d9%8a%d9%81-%d9%8a%d9%85%d9%83%d9%86-%d9%84%d9%87%d8%a7%d8%aa%d9%81-%d8%a7%d9%84%d8%a3%d9%86%d8%af%d8%b1%d9%88%d9%8a%d8%af-%d8%a7%d9%83%d8%aa%d8%b4%d8%a7%d9%81-%d8%a7%d9%84%d8%b2%d9%84%d8%a7/">كيف يمكن لهاتف الأندرويد اكتشاف الزلازل؟</a>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/%d8%b9%d9%84%d9%85%d8%a7%d8%a1-%d9%8a%d8%b5%d9%86%d8%b9%d9%88%d9%86-%d8%b1%d9%88%d8%a8%d9%88%d8%aa%d8%a7%d8%aa-%d8%ad%d9%8a%d9%88%d9%8a%d8%a9-%d9%87%d8%ac%d9%8a%d9%86%d8%a9-%d9%85%d9%86-%d8%ac%d8%ab/">علماء يصنعون روبوتات حيوية هجينة من جثث العناكب!</a>

ترجمة: غالية طيب صالح

تدقيق: أكرم محيي الدين

<a href="https://cosmosmagazine.com/technology/computing/quantum-ai-semiconductor-fabrication/">المصدر</a>

في تجربة هي الأولى من نوعها.. استخدام الذكاء الاصطناعي الكمومي لصناعة أشباه الموصلات!

astronauts-using-virtual-reality-simulate-space-exploration-scenarios_1314467-114955

عندما ينطلق رواد الفضاء في رحلتهم الطويلة إلى المريخ في المستقبل القريب، سيتعذر التواصل مع مركز التحكم في البعثة فترات تتراوح بين أيام وأسابيع. ما يخلق تحديًا في حل المشكلات من بُعد.

هنا يأتي دور دافني-إيه تي، وهو مساعد افتراضي صُمِّم لمساعدة رواد الفضاء على حل المشكلات التي تطرأ على متن مركبتهم الفضائية بأمان وكفاءة.

مع أن دافني-إيه تي قد لا يكون جاهزًا بعد لمساعدة رواد الفضاء في رحلتهم إلى المريخ، فقد نشر باحثون من جامعة تكساس إيه آند إم بقيادة الدكتور دانيال سيلفا ورقةً بحثية توضح قدرة دافني على المساعدة في حل الحالات الشاذة التي تطرأ على المركبات الفضائية.

قال سيلفا، وهو أستاذ مشارك في هندسة الطيران والفضاء: «يستخدم دافني-إيه تي مزيجًا من المنطق وصنع القرار القائم على البيانات لمساعدة رواد الفضاء على اتخاذ قرارات مستنيرة عندما تطرأ مشكلة على مركبة فضائية».

«يستخدم المساعد الافتراضي بيانات المركبة الفضائية في الوقت الفعلي لرصد الحالات الشاذة، ووضع فرضيات حول مسبب المشكلة، وتزويد رواد الفضاء بمعلومات عن كيفية حلها».

يعالج المساعد الافتراضي تدفقًا آنيًا للبيانات من أنظمة التحكم البيئي ودعم الحياة في المركبة، مثل تركيزات الأكسجين وثاني أكسيد الكربون والملوثات النزرة. ويتتبع هذه القيم للتحقق من أنها ضمن نطاقها الطبيعي. فإذا خرجت القيم عن هذا النطاق -انخفاض تركيز الأكسجين مثلًا- يُنبه دافني-إيه تي رواد الفضاء ويزودهم بمعلومات لحل المشكلة.

يستخدم دافني-إيه تي مجموعة متنوعة من مصادر البيانات لتشخيص المشكلات عند حدوثها، ويزود رواد الفضاء بإجراءات تشغيلية لحل المشكلات بسرعة وهدوء.

لاختبار فعالية دافني-إيه تي، استخدم الباحثون في البداية محاكاة للواقع الافتراضي تماثل منشأة نظير الأبحاث الاستكشافية البشرية (HERA) وهي منشأة خاصة تابعة لوكالة ناسا تُستخدم لمحاكاة ظروف البقاء في الفضاء، مثل العزلة والبيئة المغلقة، لدراسة تأثيرها في البشر.

أُجري البحث في مركز جونسون للفضاء التابع لناسا. وتألف جميع المشاركين في الدراسة من طلاب دراسات عليا في جامعة تكساس إيه آند إم، بمستويات متفاوتة من المعرفة بهندسة الطيران والفضاء وخبرة الطيران.

قاس الباحثون الوقت الذي استغرقه المشاركون في حل خمس حالات شاذة بالاستعانة بدافني-إيه تي، وخمس أخريات دون مساعدته. وقاسوا العبء الذهني والوعي بالموقف لدى المشاركين في أثناء عمليات المحاكاة.

أظهرت النتائج أن المشاركين حلّوا عددًا أكبر من الحالات الشاذة في وقت أقل عند استخدام المساعد الافتراضي، وأن العبء الذهني انخفض عمومًا. أما الوعي بالموقف، فلم يتغير تغيرًا يُعتد به مع استخدام المساعد الافتراضي.

أُجريت اختبارات إضافية في منشأة HERA، شارك فيها مهندسون وطيارون ومختصون من وكالة ناسا. مكثت ثمانية أطقم، يتألف كل منها من أربعة أفراد، مدة 45 يومًا، وأُجريت في أثنائها دراسات علمية متنوعة. لكن نتائج هذه التجربة اختلفت عن النتائج المخبرية، إذ أظهرت أن استخدام دافني-إيه تي لم يؤثر تأثيرًا ملحوظًا في الوقت الذي استغرقه المشاركون لحل الحالات الشاذة.

قال سيلفا: «يرجع جزء من هذا الاختلاف على الأرجح إلى تفاوت مستويات التدريب والخبرة لدى المشاركين. فعدد الحالات الشاذة التي يمكننا تقديمها لهم محدود، وأتيح للمتخصصين المتمرسين أيضًا وقت أطول مع المساعد الافتراضي وفرصًا أكثر لحل حالات شاذة متنوعة».

<strong>اقرأ أيضا:</strong>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/كيف-ستتغير-أجسام-رواد-الفضاء-في-أثناء-ا/">كيف ستتغير أجسام رواد الفضاء في أثناء الرحلة الفضائية إلى المريخ؟</a>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/الروبوت-mira/">التخطيط لإرسال روبوت جراحي لإجراء عمليات طبية في محطة الفضاء الدولية</a>

ترجمة: غالية طيب صالح

تدقيق: باسل حميدي

<a href="https://phys.org/news/2025-06-hey-siri-spacecraft-virtual-astronauts.html">المصدر</a>

من فضلك أصلح مركبتي الفضائية! مساعد افتراضي يساعد رواد الفضاء على حل المشكلات غير المتوقعة

the-mystery-of-saturns-rings-history-of-the-study-of-the-sixth-planet

يحتوي نظامنا الشمسي على ثلاثة أنواع من الكواكب. فبين الكواكب الصخرية الأربعة -عطارد والزهرة والأرض والمريخ- وبين العملاقين الجليديين البعيدين نبتون وأورانوس، يقبع عملاقان غازيان: زحل والمشتري.

تتكون هذه الكواكب في معظمها من غازي الهيدروجين والهيليوم. وقد أدرك العلماء حديثًا أن هذه الكواكب أعقد بكثير مما كان يُعتقد سابقًا. وتُلقي الاكتشافات الحديثة الضوء على كيفية نشأة الكواكب الغازية، وتسهم في توجيه تصميم البعثات المستقبلية التي قد تزورها يومًا ما.
<h3>كيف تتشكل الكواكب الغازية العملاقة؟</h3>
تتشكل الكواكب الغازية العملاقة بوسيلتين رئيسيتين. تُعرف الطريقة الأولى باسم التراكم على النواة. تبدأ هذه العملية بولادة نجم جديد، عندما تنهار السحب الجزيئية تحت تأثير الجاذبية، فينشأ قرص غازي يدور حول النجم الوليد. يحتوي هذا القرص -المسمى القرص الكوكبي الأولي- على جسيمات أثقل من الهيليوم، مثل الغبار والصخور. وتنجذب هذه الجسيمات إلى بعضها مكونة نواة صلبة، تبدأ بجذب الغاز من القرص المحيط، لتتضخم تدريجيًا وتكون كوكبًا عملاقًا يغلب عليه الطابع الغازي.

أما الطريقة الثانية، التي لا تزال موضع جدل بين منظري الكواكب، فتُسمى عدم استقرار القرص. وفقًا لهذه النظرية، عندما تبرد الأقراص الكوكبية الضخمة، تفقد استقرارها وتتشكل فيها تكتلات من الغاز والصخور تنمو بسرعة إلى كواكب عملاقة. ما يميز هذه الآلية أنها تحدث بوتيرة أسرع بكثير من التراكم على النواة.

يُرجح أن المشتري وزحل تشكلا بواسطة التراكم على النواة، في حين قد يفسر عدم استقرار القرص نشأة الكواكب العملاقة الضخمة ذات المدارات البعيدة، أو تلك التي تدور حول نجوم منخفضة الكتلة.
<h3>الهبوط على كوكب غازي عملاق:</h3>
بصرف النظر عن كيفية نشأتها، تختلف بنية الكواكب الغازية العملاقة كليًا عن تلك الصخرية مثل الأرض. فالمشتري وزحل لا يملكان سطحًا صلبًا يمكن الوقوف عليه. فكلما نزلنا أعمق في غلافهما الجوي، تقل كثافة الغاز تدريجيًا إلى أن تبلغ حدًا لا يمكن بعده اعتبار الغاز جزءًا من الكوكب. لا توجد نقطة محددة يمكن القول عندها: هنا ينتهي الكوكب.

لو حاولت مركبة فضائية الهبوط على سطح المشتري، فستواجه تحديات هائلة. فمع دخولها الطبقات العليا من سحب الغاز الكثيفة التي تمثل بداية الكوكب، سترتفع درجات الحرارة والضغط تدريجيًا كلما اقتربت من المركز، فيتحول الهيدروجين والهيليوم من حالتهما الغازية إلى سائل. ومع أن هذه الكواكب بعيدة عن الشمس، فإن نواتها شديدة السخونة، إذ تُقدر درجة حرارة نواة المشتري بنحو 24,000 درجة مئوية. ويجب على المركبة أن تمر عبر طبقات كثيفة من سحب الأمونيا في الغلاف الجوي العلوي للمشتري.

وحتى لو صُنعت المركبة من مواد تفوق في متانتها كل ما نعرفه على الأرض، فقد لا تصمد أمام الظروف القاسية لتصل إلى النواة. وما قد ينتظر هناك، وسط الظلمة والغموض، لا يزال مجهولًا.
<h3>ماذا يوجد في أعماق الكواكب الغازية؟</h3>
لطالما افترض العلماء وجود نواة صلبة ومحددة في مركز الكواكب الغازية، لكن هذا التصور تغير بفعل البيانات التي أرسلتها بعثات فضائية حديثة، مثل جونو التي دارت حول المشتري، وكاسيني التي دارت حول زحل حتى غاصت في غلافه الجوي في مهمتها الأخيرة عام 2017.

«نعتقد الآن أن هذه الكواكب تمتلك نوى ضبابية أو مخففة، أي أن الانتقال بين الطبقات الخارجية من الهيدروجين والهيليوم السائلين وبين نواة الكوكب لا يتم عبر حدود واضحة، بل يحدث بشكل تدريجي ومعقد».

أحدثت البيانات التي جمعتها جونو وكاسيني تحولًا جذريًا في فهمنا لبنية هذه العوالم. إذ تشير الأدلة إلى وجود تدرجات حرارية وتركيبية داخلية معقدة. كما يُعرف المشتري بعواصفه الهائلة -أشهرها البقعة الحمراء العظيمة- التي تُطلق رياحًا تبلغ سرعتها نحو 640 كيلومترًا في الساعة. يُرجح العلماء أن بعض المناطق داخل المشتري وزحل تشهد انفصال غاز الهيليوم عن الهيدروجين، ليهطل الهيليوم في شكل قطرات مطرية نحو النواة.
<h3>رؤى ونماذج جديدة:</h3>
تساعدنا هذه الرؤى المتقدمة على تعميق فهمنا لكواكب مجموعتنا الشمسية، وتمهد الطريق لدراسة كواكب شبيهة خارج النظام الشمسي.

«ندرك الآن أن بعض الافتراضات المبسطة التي اعتمدناها في نمذجة هذه الكواكب كانت خاطئة، وأن علينا تعديل تلك النماذج لتواكب ما كشفته لنا البعثات الحديثة».

<strong>اقرأ أيضًا:</strong>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/%d9%83%d9%8a%d9%81-%d9%8a%d8%ad%d8%b3%d8%a8-%d8%a7%d9%84%d8%b9%d9%84%d9%85%d8%a7%d8%a1-%d8%a7%d8%ad%d8%aa%d9%85%d8%a7%d9%84%d9%8a%d8%a9-%d8%a7%d8%b5%d8%b7%d8%af%d8%a7%d9%85-%d9%83%d9%88%d9%8a%d9%83/">كيف يحسب العلماء احتمالية اصطدام كويكب بالأرض؟</a>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/%d8%b1%d8%b3%d9%85%d9%8a%d9%8b%d8%a7%d8%8c-%d8%a7%d9%84%d8%b9%d9%84%d9%85%d8%a7%d8%a1-%d9%8a%d8%a4%d9%83%d8%af%d9%88%d9%86-%d8%a7%d9%84%d8%aa%d8%b1%d9%83%d9%8a%d8%a8-%d8%a7%d9%84%d8%af%d8%a7%d8%ae/">رسميًا، العلماء يؤكدون التركيب الداخلي للقمر</a>

ترجمة: غالية طيب صالح

تدقيق: مؤمن محمد حلمي

<a href="https://www.popsci.com/science/can-we-land-on-jupiter-saturn/">المصدر</a>

غالية طيب صالح

الأعمال

في تجربة فيزيائية مذهلة.. رصد قطعة متصدعة من المعدن أصلحت نفسها ذاتيًا!

في تجربة هي الأولى من نوعها.. استخدام الذكاء الاصطناعي الكمومي لصناعة أشباه الموصلات!

من فضلك أصلح مركبتي الفضائية! مساعد افتراضي يساعد رواد الفضاء على حل المشكلات غير المتوقعة

رحلة مستحيلة إلى قلب المشتري: ماذا لو هبطنا على كوكب غازي عملاق؟