social-facebook

نلحظ في بعض الأحيان تمكن الرياضيات من إثبات ما نراه خاطئًا. على سبيل المثال، يعتقد الكثيرون بأننا نحتاج إلى عدد كبير من الناس لإيجاد شخصين يتشاركان ذات يوم الميلاد، إلا إن علم الاحتمالات يتعارض مع هذا ويؤكد وجود أحداثٍ تتكرر بنسبةٍ أعلى مما نتوقع. وبالعودة لإحصائية يوم الميلاد المذكورة، نرى أنه في حال مشاركة 23 شخصًا عشوائيًا في الإحصائية، يوجد احتمال 50-50 لوجود اثنين يتشاركان ذات تاريخ الولادة. تُعرف هذه الإحصائية ونتيجتها باسم مفارقة عيد الميلاد.
<h3>أصل مفارقة عيد الميلاد:</h3>
تنص مفارقة عيد الميلاد على وجود شخصين يتشاركان تاريخ الميلاد بنسبة 50% في مجموعة عشوائية من 23 شخصًا. قد لا يبدو هذا صحيحًا، لذا توجد الكثير من الأسباب لعدها مفارقة رياضية:

أولًا، إذا افترضنا وجود 23 شخصًا في غرفة واحدة، فهذا يعني أن الشخص الذي يهدف لإجراء الإحصائية سيجري 22 مقارنة رقمية ليوم ميلاده، ما يعني وجود 22 احتمالية لشخصين يتشاركان ذات يوم الولادة.

لكن إذا أراد كل شخص مقارنة يوم ميلاده بال22 الآخرين، سينتج عن هذا أكثر من 22 مقارنة بكثير إذ يحتاج أول شخص لإجراء 22 مقارنة، ولكون الشخص الثاني قد قورن بالأول مسبقًا، فهذا يبقي للشخص الثاني 21 مقارنة لإجرائها. على هذا المبدأ، يجري الثالث 20 مقارنة، والرابع 19 مقارنة ونواصل على هذا الأساس.

إذا جمعنا كل المقارنات الممكن إجرائها (22+21+19+18+...1) نصل إلى مجموع 253 مقارنة أو ما يُدعى بالتوافيق في علم الاحتمالات. وفقًا لذلك، نستخلص وجود 253 مقارنة، أي احتمالية لشخصين يتشاركان ذات يوم الميلاد.

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/maxresdefault-282.jpg"><img class="aligncenter size-full wp-image-102156" src="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/maxresdefault-282.jpg" alt="" width="1280" height="720" /></a>
<h4>أدوات إجراء الإحصائية:</h4>
<ul>
 	<li> عشر مجموعات كلٌ منها مؤلف من 23 شخصًا أو أكثر.</li>
 	<li> قلم وورقة</li>
 	<li> آلة حاسبة (غير ضرورية)</li>
</ul>
<h4>التحضير للإحصائية:</h4>
<ul>
 	<li> تجميع تواريخ ولادة الأشخاص من المجموعات عشوائيًا، والجدير بالذكر، ضرورة وجود عشر مجموعات أو أكثر للمقارنة فيما بينها.</li>
 	<li> لا داعي لتحصيل عام الولادة، إذ يكفي إيجاد شخصين يتشاركان الشهر واليوم.</li>
</ul>
ملحوظة: يمكن تحصيل أعياد الميلاد للأشخاص في المجموعات عبر عدة طرق، فمثلًا تمكن معرفة أعياد الميلاد لطلاب داخل مدرسة عشوائيًا، أو يمكن الاعتماد على أعياد ميلاد المشاهير التي يمكن تحصيلها بسهولة عبر الإنترنت.
<h3>الإحصائية:</h3>
<ul>
 	<li> ترتيب الأشخاص في كل مجموعة من المجموعات العشر والبحث عن أي أعياد ميلاد متوافقة.</li>
 	<li>تقييم النتائج عبر إحصاء أعداد الأشخاص ذوي أعياد الميلاد المُتشابهة، ومن طريق هذا التقييم، يُستدل على صحة مفارقة عيد الميلاد.</li>
</ul>
إضافةً إلى هذه الإحصائية، تُمكن زيادة عدد الأشخاص إلى 366 شخصًا، أي ما يساوي أيام السنة الكبيسة، في هذه الحالة، ترتفع احتمالية وجود شخصين يتشاركان عيد الميلاد إلى 100% (دون احتساب أعياد ميلاد 29 فبراير/شباط).

يمكن أيضًا الاعتماد على النرد للتعرف على نحو أعمق على علم الاحتمالات، إذ ترمى ثلاثة أحجار من ذات العشرة جوانب، إضافة إلى خمسة مكعبات من ذات الستة جوانب، وخلال هذا، تُسجل نتيجة كل نرد.

وفقًا لما سبق، تُحسب احتمالية الحصول على مجموع يتعدى 18 لكل توافق بين الأحجار بعد رميهم مئة مرة.

عندها نستطيع تحديد التوافق ذي الاحتمالية الأعلى، وعلى أساسه نقارن الحسابات مع التجربة للتحقق من صحة الأخيرة.
<h3>النتائج:</h3>
هل وُجد أشخاص يتشاركون يوم الميلاد في 50% من المجموعات؟

الأسهل من إيجاد مَن يتشاركون تاريخ الولادة هو إيجاد من لا يتشاركونه. يُعد يوم ميلاد شخص ما احتمالية 1 من أصل 365 (بدون احتساب أعياد ميلاد 29 فبراير/شباط).

احتمالية عدم مشاركة شخص ما لتاريخ ولادته هو 364 منقسم على 365، ما يعني أن نسبة عدم مشاركة شخصين لتاريخ الولادة هو 364/365 أي ما يساوي 99.726027

كما ذكرنا مُسبقاً، توجد 253 مقارنة أو توافقًا في مجموعة تتألف من 23 شخصًا. كل توافق من ال253 لديه نسبة 99.726027 لعدم مشاركته تاريخ الولادة. يظهر وجود ما يُقارب نسبة 49.952 إذا ضُربت نسبة 99.726027% بنفسها 253 مرة.

لذا فإن نسبة مشاركة عيد الميلاد هي 1 ناقص 49.95% أي ما يساوي 50.048%.

في حال إجرائنا لعدد أكبر من الاختبارات، تقترب نسبة الاحتمالية من 50% أكثر.

<strong>اقرأ أيضًا:</strong>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=31399">معضلة فندق هيلبرت الرياضية</a>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=44392">هذه المعضلة الرياضيّة المُعطاة لطلاب الصف الخامس في الصين غير قابلةٍ للحل، ولكن إجاباتهم كانت مذهلة</a>

المترجم: محمد علي مسلماني

تدقيق: محمد الأسطى

مراجعة: عون حدّاد

<a href="https://www.scientificamerican.com/article/bring-science-home-probability-birthday-paradox/?fbclid=IwAR02sJ-sSY4lcnEess5uNp5If52C25aymDzPyd6mEQQTOA0Uei-tOHDBt1w#:~:text=Due%20to%20probability%2C%20sometimes%20an,known%20as%20the%20birthday%20paradox">المصدر</a>

علم الاحتمالات ومفارقة عيد الميلاد

Screenshot-2021-05-12-151222

في دراسةٍ أُجريت مؤخرًا، أكد بعض العلماء أن الاحتباس الحراري بآثاره المُختلفة على كوكبنا، يأخذ فترات راحة، ما قد يعطينا فرصةً لتخفيض مستوى انبعاثات الكربون التي تسببه.

قد يسبب الازدياد المستمر للاحتباس الحراري تخطي عتبة الحرارة المطلوبة للحياة، ما سيؤدي تباعًا إلى العديد من التغيرات على سطح الأرض.

وأكد العلماء أن نجاح مؤتمر باريس، المُتمثل بتخفيض الاحتباس كي لا يتعدى 1.5 درجة مئوية يُعتبر خطوة مُمتازة ومُبشرة، لكنه ليس سببًا للتراخي عن الأزمة.

إن المساحات المتجمدة في غرينلاند وغرب قارة أنتاركتيكا، التي تُعتبر حجر أساسٍ لوجود البلدان المجاورة، ستؤدي إلى إغراق هذه البلدان وتدمير كافة خطوطها الساحلية في حال ذوبانها.

والجديرُ بالذكر أن الغازات الدفيئة المُنبعثة من التربة الصقيعية في سيبيريا قد تؤدي إلى ذهاب الجهود المبذولة في سبيل تقليص انبعاثات الكربون سدى.

تعتبر المساحات المتجمدة القطبية والتيارات النفاثة، إضافةً إلى غابات الأمازون والنظام الإيكولوجي التابع للشعاب المرجانية، خط الدفاع الأخير الذي سيسبب في حال انهياره تغييرات جذرية في طبيعة كوكبنا وأنظمته. ويصب العُلماء اهتمامهم الحالي على التوقيت والارتفاع الحراري الحاصل، ولكن يبقى السؤال عن إمكانية تحمل كوكبنا هذا الارتفاع المُتزايد قبل الانهيار.

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/Screenshot-2021-05-12-151035.png"><img class="aligncenter size-full wp-image-102203" src="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/Screenshot-2021-05-12-151035.png" alt="قد نتمكن من إصلاح وعكس التغير المناخي قبل فوات الأوان - هل نملك فرصة لتخفيض مستوى انبعاثات الكربون التي يسببها الاحتباس الحراري" width="591" height="241" /></a>
<h3>فترات الراحة:</h3>
إن الحرارة المطلوبة للتأثير على المساحات المُتجمدة تصل إلى ما دون درجتين مئويتين. ومن اتجاهٍ آخر، يتطلب التأثير على التُربة الصقيعية ما يصل إلى 4 درجات مئوية تقريبًا.

لكن دراسةً جديدة أُجريت بواسطة باول ريتشي وبيتر كوكس من كلية الهندسة والرياضيات والفيزياء الطبيعية في جامعة إكستير تطرح سؤالًا مختلفًا: هل يمكن إيقاف الاحتباس عند تخطي عتبة الحرارة القصوى وخفض درجات الحرارة عبر سحب ثاني أكسيد الكربون من الجو، أو وضع واقٍ من أشعة الشمس في الستراتوسفير؟

وصرح مؤسس الدراسة بيتر كوكس لشبكة AFP: «أظهرت تحاليلنا إمكانية تجاوز نقطة الحرارة القصوى لفترة قصيرة فقط، دون أن يؤدي ذلك إلى كارثة أو تغير مناخي».

ركز كوكس وزملاؤه في أثناء الدراسة التي أُجريت، على أربعة أسس للنظام المناخي: المساحات الجليدية، وغابات الأمازون، والرياح الموسمية، إضافةً إلى التيارات التي تنقل المياه الباردة والساخنة حول العالم، وتبين من النتائج الأولية أن التيارات المائية والمساحات الجليدية تحتاج إلى مئات السنين للوصول إلى الحرارة المطلوبة للتأثير عليها.
<h3>التغير المناخي القاسي:</h3>
يقترح العديد من العلماء إمكانية إيقاف التأثير على أُسس النظام المناخي، في حال تخطي الحرارة المطلوبة. ويتم ذلك بخفض حرارة الكوكب.

يستطرد كوكس قائلًا أن بطء الوصول إلى الحرارة المطلوبة عند بعض أسس النظام المناخي، يساعد على منحنا فرصة لعكس الاحتباس وإيقافه قبل تأثُر الكوكب بنتائجه.

لكن هذا لا ينطبق على غابات الأمازون والرياح الموسمية، التي تتأثر بالتغير الحراري خلال بضع سنوات كما أكد الباحثون. والجدير بالذكر أن غابات الأمازون تخسر جزءًا كبيرًا من أشجارها سنويًا، بسبب ازدياد القطع والحرق العشوائي ما يؤدي تباعًا إلى تأثُرها بالاحتباس بسرعةٍ أكبر.

ويؤكد بروفيسور الأرصاد الجوية ويليام كولينز في جامعة ريدنج أن نتائج الدراسة أكدت أن تعرض الكوكب لفترات طويلة من الحرارة الزائدة عن الحد المطلوب، سيؤدي إلى نتائج لا يمكن إصلاحها على صعيد أُسس النظام المناخي، كالغابات الأمازونية التي قد تتعرض للاضمحلال.

أيد العلماء من حول العالم نتائج الدراسة، لكنهم حذروا من التراخي في وقف التلوث والاحتباس، بسبب ما اكتُشف.

وصرح غرانت ألين، باحث وبروفيسور فيزياء الغلاف الجوي في جامعة مانشستر: «ساعدتنا الدراسة على معرفة المزيد عن الاحتباس وآثاره على كوكبنا، والتوقيت الذي يصبح فيه هذا التغير المناخي، غير قابلٍ للإصلاح، لكن هذا لا يعني أن الأزمات المناخية المُقبلة التي تأخذ وقتًا أطول، باتت لا تُشكل خطرًا».
<h3>اقرأ أيضًا:</h3>
<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=94986">العلماء يحذرون: ارتفاع درجات الحرارة قد يسبب انبعاث كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكربون</a>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=93024">الاحتباس الحراري له تأثيرات مختلفة في درجات الحرارة الليلية عن درجات النهار</a>

ترجمة: محمد علي مسلماني

تدقيق: باسل حميدي

<a href="https://www.sciencealert.com/disastrous-climate-tipping-points-could-be-reversed-if-we-act-fast">المصدر</a>

هل نتمكن من إصلاح وعكس التغير المناخي قبل فوات الأوان؟

Planet_nine_artistic_plain

على حدود نظامنا الشمسي، يختبئ كوكبٌ جديد هو التاسع في هذا النظام. وتبعًا لبعض الدراسات الجديدة، قد يخالف هذا الكوكب توقعاتنا عن مكانه. وفقًا لعلماء الفلك الباحثين عن هذا الجُرم الفضائي، فإن الدراسات الجديدة التي أُجريت توقعت مسارًا بيضاويًا أكثر حدة مما كان متوقعًا سابقًا.

بدأت رحلةُ البحث عن الكوكب رقم تسعة في عام 2016، بعد الورقةِ البحثية التي قدمها الفلكيان الباحثان في جامعة كاليفورنيا، مايكل براون و كونستانتين باتيجين.

أكد الباحثان فيهاوجود كوكب على أطرافِ النظام الشمسي، باللجوء إلى حركة أجرام فضائية مختلفة بعيدة عن مدار كوكب نبتون، تُسمى أجرام ما بعد نبتون المتطرفة. لهذه الأجرام مسار بيضاوي كبير، فلا تقترب من الشمس أكثر من 30 وحدة فلكية، وقد تبتعد إلى نحو 150 وحدة فلكية.

اكتشف باتيجين و براون، أن كل هذه الأجرام تنحني بنفس الزاوية عند أقرب نقطة من الشمس خلال مدارها، ما حثهم على إجراء محاكاةٍ، أكدوا من خلالها ضرورة وجود كوكب كبير ذي قوة جذب كبيرة، تؤدي إلى هكذا تشابه بمساراتها.

أدت نظرية وجود كوكب تاسع إلى انقسامٍ داخل المجتمع العلمي، إذ رجح عددٌ من علماء الفلك والفيزياء انعدام وجوده بلا دليل على ذلك. لكنّ الدراسة الجديدة من براون وباتيجين قد تحسم هذا الجدل القائم.

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/Screenshot-2021-05-18-135336.png"><img class="aligncenter size-full wp-image-102461" src="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/Screenshot-2021-05-18-135336.png" alt="" width="1022" height="411" /></a>

بالعودة إلى عام 2016، اعتمد الباحثان على ستة أجرام متطرفة فقط دليلًا على وجود الكوكب، بسبب صعوبة مراقبتها و صغر حجمها. لكن مع الوقت، اكتُشف المزيد من هذه الأجرام، حتى وصل عددها إلى تسعة عشر جرمًا، ما ساهم في زيادة دقة الحسابات والخروج بأفضل استنتاجٍ عن إمكانية وجود الكوكب وطبيعته ومكانه.

وفي عام 2019، وبعد مراجعات الحسابات التي قاموا بها، لاحظ براون وباتيجين بعض الأخطاء، فمثلًا تبين أن كتلة الكوكب تعادل خمسة أضعاف كتلة الأرض، خلافًا للمتوقع سابقًا، إضافةً إلى أن حدة المسار البيضاوي كانت أقل مما توقعته البيانات السابقة.

وفي مقالة كُتبت عن إيجاد الكوكب رقم تسعة، قال الباحثان: «تساءلنا خلال هذه السنة عن إمكانية نقص أساسي لبعض القوانين الفيزيائية في المحاكاة التي قمنا بها، وبالفعل تبين ذلك».

وضح الباحثان أن المحاكاة السابقة اعتبرت الأجرام التي تبتعد أكثر من عشر آلاف وحدة فلكية عن الشمس، تُفقد في الفضاء بسبب عدم وجود قوة جذب كافية لشدها إلى مدارٍ محدد. وقد تمت هذه المُحاكاة دون الأخذ بعين الاعتبار، نشأة الشمس التي تمت داخل سحابة لتشكيل النجوم، تلك الأخيرة التي ضمت نجومًا إضافية حديثة الولادة إلى جانب شمسنا.

هذا يؤكد أن نظامنا الشمسي في بدايته شكل سحابة أورط داخله، التي تتألف من أجرام جليدية صغيرة تبعد ما يُقدر بألفين إلى مئة ألف وحدة فلكية عن الشمس.

ويلجأ الباحثان إلى تأكيد ذلك وفقًا لنشأة الكواكب الغازية العملاقة، كالمُشتري وزحل التي تسببت في تطاير حطام وأجرام صغيرة إلى الفضاء الخارجي، هذا الحطام عاد بسبب جاذبية النجوم العابرة بجانب نظامنا حينها، ما تسبب بتكوين سحابة أورط داخله.

قد نعتقد أن سحابة أورط تضم بعض الأجرام الصغيرة نسبيًا، التي لا تتفاعل مع محيطها، إلا أن مُحاكاة براون وباتيجين أثبتت عكس ذلك.

صرح الباحثان أن الكوكب رقم تسعة يتداخل مع هذه السحابة: «وفقًا للجاذبية التي يفرضها الكوكب التاسع ومداره، تغيرت الأجرام المُكونة لسحابة أورط الداخلية مع مرور مليارات السنين، ما أدى إلى عودتها إلى النظام الشمسي الخارجي. لذلك، قُمنا بمحاكاةٍ لمعرفة ما يحصل بالتفصيل لتلك الأجرام، آخذين بعين الاعتبار الاضطرابات التي تُسببها الكواكب الغازية العملاقة، والكوكب التاسع، والنجوم القريبة التي تعبر بجانب النظام الشمسي، و قوة المد والجزر المجرّي. عبر هذه المحاكاة، تبين أن هذه الأجرام المنطلقة إلى النظام الشمسي الخارجي، تتصادم مع أجرام حزام كايبر، وتكوّن مجموعة أجرام ذات مدار ثابت».

وفق البيانات الأخيرة، قد تكون بعض الأجرام ما بعد نبتون المتطرفة، تكونت في بادئ الأمر داخل سحابة أورط وانتقلت بعدها إلى ذلك المدار. بينت نتائج المحاكاة أيضًا أن تجمُع أجرام سحابة أورط وجاذبيتها، أضعف من تجمع وجاذبية تلك الأجرام التي نشأت في حزام كايبر.

إن مسارًا بيضاويًا أكثر حدة من المتوقع للكوكب التاسع قد يفسر هذه النتائج.

الجدير بالذكر هو عدم القدرة حاليًا على تحديد حدة هذا المسار بدقة، يكمن ذلك في الحاجة إلى مزيد من البيانات والدراسات عن هذه الأجرام المتجمعة، وطريقة تفاعلها مع بعضها البعض، ما سيساهم في تحديد نشأتها.

تكمن صعوبة تحديد موقع الكوكب التاسع في بُعده وقلة الضوء المنعكس منه، لذا فإن هذه البيانات ستُسهل من عملية البحث عنه وتحديد مكانه.

ختامًا، لا يُمكننا اعتبار عدم العثور على هذا الكوكب خيبة أمل في المجتمع العلمي، لأن الاكتشافات التي أدت إليها عملية البحث، من أقمار وكواكب قزمة بعيدة، تُعد إنجازًا لا يُمكن التغاضي عنه.

<strong>اقرأ أيضًا:</strong>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=99068">وفقًا للعلماء، قد يكون الكوكب التاسع مجرد وهم، وهذا هو السبب</a>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=89108">الكوكب التاسع المفترض في نظامنا الشمسي قد لا يكون موجودًا!</a>

ترجمة: محمد علي مسلماني

تدقيق: باسل حميدي

<a href="https://www.sciencealert.com/if-planet-nine-is-out-there-it-may-not-be-where-we-think">المصدر</a>

الكوكب التاسع قد يخالف الدراسات الجارية في حال وجوده

white-paint-reflect-purdue-greenprophet

وفقًا لوزارة الطاقة الأمريكية، قد تصل درجة الحرارة لسطحٍ أسود اللون إلى ما يقارب 65 درجة مئوية خلال نهارٍ صيفي مشمس. يؤدي هذا تباعًا إلى ارتفاع الحرارة داخل المبنى، ما يفرض تشغيل مكيف الهواء، الذي يعمل عبر تشغيل المحطات والمصانع الكهربائية التي تنتج الكهرباء بحرق الوقود الأحفوري، إلا أن هذه الآلية بانبعاثاتها تؤدي إلى زيادة نسب التغير المناخي. وعلى رغم من كون هذه المشكلة عالمية ومستعصية، إلا أن حلها قد يكون بسيطًا إذا ما إستطعنا إنتاج أسطح تعكس أشعة الشمس بدل امتصاصها.

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/Picture1-93.png"><img class="aligncenter size-full wp-image-102624" src="https://www.ibelieveinsci.com/wp-content/uploads/Picture1-93.png" alt="الطلاء الأكثر بياضًا في العالم قد يساعدنا في توفير الطاقة وتقليص الاحتباس الحراري - إنتاج أسطح تعكس أشعة الشمس بدل امتصاصها" width="551" height="353" /></a>
<h3>الطلاء الأكثر بياضًا في العالم:</h3>
بهدف إيجاد حلٍ للمشكلة المذكورة، طور الباحثون الطلاء الأكثر بياضًا في العالم، إذ تعكس هذه التركيبة الفائقة البياض نحو 98.1% من أشعة الشمس. ويتأمل العديد بأهمية هذه الخطوة التي تُمثل حلًا علميًا أساسيًا في مواجهة الاحتباس الحراري. وذُكرت تفاصيل هذا الطلاء في المقال الذي نشرته صحيفة المجتمع الكيميائي الأمريكي في 15 من أبريل، 2021.

صرح شيانغ يولي، الكاتب الرئيسي للمقال قائلًا: «إضافةً إلى خاصية عكس الأشعة الشمسية لتجنب ارتفاع الحرارة، يتمكن الطلاء من خفض حرارته بدرجة أبرد من الهواء المحيط به؛ حتى وإن كان تحت الأشعة مباشرةً».

يعمل شيانغ يولي حاليًا في الأبحاث العليا في معهد ماساتشوستس الجامعي للتكنولوجيا.

ويعقب شيانغ قائلًا: «هذا الطلاء يشبه المكيف الجوي، إلا أنه لا يستهلك أي طاقةٍ كهربائية».

إضافةً إلى امتصاصه جزءًا بسيطًا من الأشعة، يعكس الطلاء الطاقة الحرارية إلى الجو على شكل أشعة تحت الحمراء، ما يساهم بابتعادها وعدم تفاقم أزمة الاحتباس.

وعلق شيانغ على مميزات الطلاء قائلًا: «كلا التأثيرين يساعدان في خفض حاجتنا للطاقة الكهربائية والتكييف الجوي».

عمل الباحثون على طلاءٍ يُستخدم في التبريد السلبي منذ سبعينيات القرن الماضي، إلّا أن معظم المنتجات التي ظهرت كانت تمتص الحرارة بنسبٍ عالية بما لا يوفر أي تأثير تبريد خلال النهار؛ يعتقد شيانغ بأن ميل العلماء الحالي إلى استعمال تكنولوجيا النانو لخلق أسطحٍ تعكس الأشعة لن يأتي بأي نتائج بسبب صعوبة استعمال هذه التكنولوجيا وسعرها المرتفع.

إن عقبة استعمال تكنولوجيا النانو وسعرها الجنوني أجبر العلماء على البحث عن طرقٍ أخرى للخروج بطلاءٍ أفضل. ويؤكد شيانغ بأن مركب جسيمات البوليمر -المشابه للطلاء التجاري- هو أفضل وسيلةٍ للوصول إلى النتائج المرجوة.

يعكس الطلاء الأبيض العادي ما يعادل 80-90% فقط من أشعة الشمس، إذ أنه ليس أبيض بما يكفي للمساعدة في التبريد السلبي، وترتفع حرارته بفعل الأشعة فوق البنفسجية، لهذا كان الهدف إيجاد لونٍ يتفوق ببياضه على الطلاء العادي، وهذا اُعتبر تحديًا للباحثين في المجال.

يوضح شيانغ قائلًا: « بدأنا بالعمل على مواد ذات فجوة طاقة عالية في نطاق الإلكترون بهدف منع الامتصاص الحراري، لكن هذه المواد ظهرت بشكلٍ شبه شفاف لعدم قدرتها على عكس الأشعة».

ويستكمل شيانغ حديثه قائلًا: «إن الدراسات السابقة على أنواع الطلاء ومميزاته ساهمت بتأكيد أهمية توزيع حجم الجزيئات ونسبة تركيز الطلاء وتأثيرهما عليه؛ عندما عملنا على هاتين الخاصيتين، تحسنت النتائج التي حصلنا عليه».

خلال عملية إنتاج الطلاء، أجرى الباحثون العديد من التجارب لإيجاد المادة الأفضل في عكس الأشعة الشمسية، وتبين أن كبريتات الباريوم تتميز بهذه الخاصية نظريًا، ما يجعل الطلاء أكثر بياضًا.

تُستعمل كبريتات الباريوم طبيًا على شكل أقراص أو مشروب تغلف المريء والمعدة والأمعاء قبل تعرض المريض للتصوير بالأشعة السينية أو التصوير المقطعي المحوسب (CT Scan)، إذ تساعد الأطباء على رؤية المناطق المُستهدفة بشكلٍ أوضح. ويؤكد شيانغ سلامة استعمال كبريت الباريوم في الطلاء، بما أنه لا يشكل أي خطر على البشر والطبيعة بشكل عام.

استعمل الباحثون أحجامًا مختلفة من جزيئات كبريتات الباريوم، ما ساهم في تشتيت الضوء بنسبٍ أعلى. إضافةً إلى ذلك، قاس الباحثون مدة بقاء الطلاء في الجو الخارجي وقدرة تحمله للتأكد من كونه مناسبًا للأسطح.

يوضح شيانغ قائلًا: «أجرينا عدة تجارب على الطلاء مثل مقاومة التآكل وتعريضه للطقس لثلاثة أسابيع؛ إضافة إلى ردة فعل المواد على الماء».

يعتقد شيانغ بأن هذه الاختبارات أثبتت قدرة الطلاء على تحمل الجو الخارجي، ما يعني نجاحه. قاس الفريق أيضًا لزوجته، وتبين تشابهها مع لزوجة الطلاء العادي.

استطاع شيانغ وفريقه بفضل هذا من الوصول إلى موادٍ تعكس الضوء بنسبٍ عالية، إضافةً إلى سهولة إنتاجها وتشابهها الكبير مع الطلاء العادي بإمكانية تنظيفها بالفرشاة وتجفيفها وطريقة صناعتها ونقلها وتطبيقها التي لا تحتاج إلى معدات أو مواد متخصصة.

لا تستطيع العين المجردة التفريق بين الطلاء العادي والطلاء فائق البياض، إذ يعود الفرق بينهما إلى نسبة الضوء المعكوس، وهي نسبة غير محسوسة بالعين. ويؤكد شيانغ ذلك عبر صورتين لكل طلاءٍ، لا يظهر الفرق بينهما فيها.

يهدف الباحثون في الخطوة التالية إلى إطالة عمر الطلاء وقدرته على تحمل تقلبات الطقس، ولا يوجد تاريخ محدد لنشر المنتج في السوق حاليًا.

<strong>اقرأ أيضًا:</strong>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=101477">كيف يساعدنا الطلاء الأبيض على مكافحة اضطرابات المناخ؟</a>

<a href="https://www.ibelieveinsci.com/?p=4263">ما الفرق بين انعكاس الضوء من على ورقة بيضاء وانعكاسه على مرآة؟</a>

ترجمة: محمد علي مسلماني

تدقيق: أحمد الحميّد

<a href="https://science.howstuffworks.com/environmental/green-tech/sustainable/ultra-white-paint.htm">المصدر</a>

محمد علي مسلماني

الأعمال

علم الاحتمالات ومفارقة عيد الميلاد

هل نتمكن من إصلاح وعكس التغير المناخي قبل فوات الأوان؟

الكوكب التاسع قد يخالف الدراسات الجارية في حال وجوده

الطلاء الأكثر بياضًا في العالم قد يساعدنا في توفير الطاقة وتقليص الاحتباس الحراري