phprf36mt

<h1 class="ql-align-center ql-direction-rtl">كيف وصلت المياه إلى بعض الكواكب خارج المجموعة الشمسية؟</h1> &nbsp;مع تزايد اكتشاف الكواكب خارج المجموعة الشمسية، لاحظ العلماء أن بعض هذه الكواكب تمتلك مخزونات كبيرة من الماء، رغم قربها اللافت من نجومها، فهي توجد في مدارات يُفترض أن مناخها شديد الحرارة بحيث لا يسمح بوجود الماء. وقد نشرت مجلة Nature دراسة مفادها أن هذه الكواكب لا يأتيها الماء من الخارج بل إنها تنتج الماء بنفسها. يركز البحث على فئة من الكواكب تُسمى الكواكب شبه النبتونية، وهي كواكب يتراوح حجمها بين حجم الأرض وحجم كوكب نبتون. غالبًا ما تتكون هذه الكواكب من نواة صخرية تحيط بها طبقة من الهيدروجين أو الماء. يبدو هذا منطقيًا إذا كانت تلك الكواكب قد تشكلت في مناطق بعيدة وباردة، حيث يمكن للماء أن يبقى وأن يتجمد. لكن المفارقة أن بعض هذه الكواكب يوجد ضمن مسافة قريبة من نجومها لا يمكن فيها للماء أن يبقى سائلًا أو حتى موجودًا على السطح. كان يُعتقد أن هذه الكواكب ربما حصلت على الماء من المذنبات أو الكويكبات، أو أنها تشكلت في أماكن بعيدة عن نجمها ثم بدأت بالاقتراب، غير أن هذه التفسيرات لم تعد مقنعة، لأن كمية الماء المكتشفة على أسطح الكواكب تفوق بكثير ما تفسره تلك الفرضيات. قدمت الدراسة الجديدة حلًا مختلفًا، إذ بينت أن الكواكب الغنية بالهيدروجين يمكنها إنتاج الماء من خلال تفاعلات كيميائية تحدث بين الغلاف الجوي الغني بالهيدروجين والنواة الصخرية المكونة من السيليكات، إذ يتحرر الأكسجين من السيليكات بفعل الضغط والحرارة ليتفاعل مع الهيدروجين المكثف في الغلاف الجوي ليُكون الماء. بمعنى آخر، تؤدي الضغوط الهائلة على الكواكب شبه النبتونية التي قد تصل إلى 10,000 ضعف الضغط الجوي على الأرض إلى بقاء الصخور السيليكاتية في حالة منصهرة، ما يحرر الأكسجين الذي يتفاعل مع الهيدروجين الجوي لتكوين الماء بكميات كبيرة جدًا، وبذلك يمكن لهذه الكواكب أن تتحول تدريجيًا من كواكب غنية بالهيدروجين إلى كواكب غنية بالماء. بل إن بعض الكواكب قد تحتفظ بطبقة من الهيدروجين فوق طبقة مائية، وهو ما يُعرف باسم العوالم الهيدروجينية-المائية (Hycean Worlds). يفتح هذا الطرح الجديد لتكون الماء على الكواكب آفاقًا علمية واسعة، فهو يتحدى الفرضية التقليدية التي تقول إن الكواكب الغنية بالماء يجب أن تتكون بعيدًا عن نجومها، ويقترح أن العوالم المائية قد تكون أوسع انتشارًا وفي أماكن غير متوقعة، ما يوسع نطاق الكواكب التي قد تحتوي على الماء، وهو العنصر الأساسي للحياة كما نعرفها. ومن المتوقع أن تشمل الدراسات المستقبلية نطاقًا أوسع من المواد والظروف الكوكبية لمحاكاة تنوع الكواكب بدقة أكبر.&nbsp;&nbsp;

كيف وصلت المياه إلى بعض الكواكب خارج المجموعة الشمسية؟

phpq8kB1r

<h1 class="ql-align-center ql-direction-rtl">ثقب أسود يتوهج ويصدر إشعاعًا عقب تجربة محاكاة جديدة في المختبر</h1>&nbsp;باستخدام سلسلة من الذرات المصطفة في خط واحد لمحاكاة أفق الحدث الخاص بالثقب الأسود، تمكن فريق من الفيزيائيين سنة 2022 من رصد ما يعادل إشعاع هوكينغ، وهي جسيمات تنشأ نتيجة اضطرابات في التقلبات الكمية التي يسببها اختلال الزمكان الناتج من وجود الثقب الأسود. يقول الباحثون إن هذا الاكتشاف قد يساعد على حل التوتر القائم بين إطارين نظريين يصعب التوفيق بينهما حاليًا لوصف الكون، وهما: أولًا، النظرية العامة للنسبية التي تصف سلوك الجاذبية بوصفها حقلًا مستمرًا يُعرف باسم الزمكان. ثانيًا، ميكانيكا الكم التي تفسر سلوك الجسيمات المنفصلة باستخدام الرياضيات الاحتمالية. لنتمكن من صياغة نظرية موحدة للجاذبية الكمية يمكن تطبيقها على مستوى الكون بأكمله، يجب أن تتوافق النظريتان بطريقة ما. هنا تدخل الثقوب السوداء إلى المشهد، التي تعد من أغرب وأشد الأجرام تطرفًا في الكون. فهي أجسام ضخمة للغاية وكثيفة بشكل لا يصدق، لدرجة تجعل سرعة أي شيء في الكون مهما بلغت لا تكفي للهروب من جاذبيتها إذا اقترب من مركز كتلتها مسافةً محددة، يشمل ذلك الضوء. تُعرف تلك المسافة، التي تختلف باختلاف كتلة الثقب الأسود، باسم أفق الحدث. فور أن يتجاوز جسم ما حده، لا يمكننا سوى تخيل ما يحدث بداخله، لأنه ببساطة، لا شيء يعود حاملًا أي معلومات عن مصيره. لكن عام 1974، اقترح ستيفن هوكينغ أن الاضطرابات في التقلبات الكمية التي يسببها أفق الحدث قد تؤدي إلى نشوء نوع من الإشعاع يشبه الإشعاع الحراري. إن كان إشعاع هوكينغ موجودًا بالفعل فإنه ضعيف للغاية بحيث يتعذر علينا رصده حتى الآن، وربما لن نتمكن أبدًا من تمييزه وسط الضوضاء الكونية الهائلة. لكن يمكننا دراسة خصائصه بابتكار نظائر للثقوب السوداء في المختبر لمحاكاة سلوكها تحت ظروف مضبوطة. أنشئت محاكاة لذلك سابقًا، لكن في نوفمبر 2022، حاول فريق بقيادة لوتي ميرتنز من جامعة أمستردام في هولندا القيام بشيء مختلف. استخدم الفريق سلسلة أحادية البعد من الذرات لتكون مسارًا للإلكترونات لتتنقل قفزًا من موقع لآخر. بضبط سهولة حدوث هذه القفزات، تمكن الفيزيائيون من إلغاء بعض الخصائص، مكونين بذلك نوعًا من أفق الحدث الذي يتداخل مع الطبيعة الموجية للإلكترونات. قال الفريق إن تأثير هذا الأفق الزائف أدى إلى ارتفاع درجة الحرارة، بما يتوافق مع التوقعات النظرية لنظام ثقب أسود مكافئ، لكن ذلك حدث فقط عندما امتد جزء من السلسلة خارج أفق الحدث. وقد يعني ذلك أن لتشابك الجسيمات التي تعبر أفق الحدث دور أساسي في توليد إشعاع هوكينغ. وقد ظهر أن إشعاع هوكينغ المختبري كان حراريًا فقط ضمن نطاق معين من سعات القفزات، وفي محاكاة بدأت بمحاكاة نوع مسطح من الزمكان. يشير ذلك إلى أن إشعاع هوكينغ قد يكون حراريًا فقط في نطاق محدد من الظروف، وعندما يحدث تغير في انحناء الزمكان بسبب الجاذبية. ليس من الواضح ما يعنيه هذا بالنسبة إلى الجاذبية الكمية، لكن النموذج يقدم طريقة لدراسة نشوء إشعاع هوكينغ في بيئة غير متأثرة بالديناميكيات العنيفة لتكون الثقب الأسود. أشار الباحثون إلى أنه نظرًا إلى بساطته، يمكن استخدامه في مجموعة واسعة من التجارب المختبرية، حيث يفتح آفاقًا لاستكشاف الجوانب الأساسية لميكانيكا الكم، إلى جانب الجاذبية والانحناءات في الزمكان، ضمن إعدادات مختلفة للمواد المكثفة.

عبد الرحمان بلحساوية

الأعمال

كيف وصلت المياه إلى بعض الكواكب خارج المجموعة الشمسية؟

ثقب أسود يتوهج ويصدر إشعاعًا عقب تجربة محاكاة جديدة في المختبر