1 113
Підписники
Немає даних24 години
-37 днів
-2130 днів
Архів дописів
1 113
في دراسة حديثة نُشِرت في مجلة فيزياء الطاقة العالية The journal of high energy physics قام فريق من الفيزيائيين بقيادة ليوناردو موديستو من الجامعة الجنوبيّة للعلوم والتكنولوجيا في الصين بتحسين التحليل الذي أجرته مجموعة فيرنر من خلال النظر في تفاعل جسيمات الجرافيتون في نظريات مختلفة للجاذبيّة الكموميّة (نظرية الأوتار هي المثال الأكثر شهرة) التي تعمم النسبيّة العامة.
من خلال الحسابات التحليليّة، وجد الفيزيائيون أنّه في جميع النظريات التي إعتبروها تقريبًا، يمكن لجسيمات الجرافيتون بالفعل أن تجذب بعضها البعض وتشكّل أجسام مدمجة يمكن أن تشكّل مادة مظلمة، أطلقوا على هذه الأجسام إسم Planckballs لأن حجمها وفق حسابات العلماء، تبين أنه بترتيب طول بلانك (وهو مقياس نموذجي لأي نظريّة للجاذبيّة الكمية ويساوي تقريبًا ١٠−٣٥ متر). وهذا يعني أن أنظمة الجاذبيّة المرتبطة يمكن أن تتشكّل فقط في الكون المبكر جدًا، حيث كانت درجة الحرارة مرتفعة للغاية.
في حين أن الفكرة التي توصل إليها الفريق مثيرة للإهتمام للغاية من الناحية النظريّة، إلا أنَّ الدراسات التجريبيّة التطبيقيّة المستقبليّة الأكثر دقّة فقط هي التي يمكن أن تساعد في تحديد أيّ من نظريّات المادة المظلمة المقترحة صحيحة، أو ما إذا كان الواقع أكثر تعقيدًا وأنَّ المادة المظلمة تتكوّن من أشياء لم يفكر بها العلماء حتى الآن.
1 113
تم طرح فكرة مثيرة للإهتمام للغاية قبل بضع سنوات في دراسة بقيادة كلاوس فيرنر، الذي إفترض مؤلّفوه أنَّ مكوّنات المادة المظلمة الأوليّة يمكن أن تكون تكوينات مضغوطة من جسيمات الجرافيتيون، مرتبطة ببعضها البعض بواسطة الجاذبية. هذه الفكرة تمثّل إفتراض نظري فقط غير مبنية على أدلة تجريبيّة، لكنها تعد فكرة جذابة جدًا للعلماء، لأنها لا تتطلب التفكير في بعض الجسيمات غير المعروفة كما يتم في العديد من النماذج النظريّة الأخرى للمادة المظلمة، وعادةً ما تكون البساطة معيار مهم في الفيزياء.
لتحليل تفاعل جسيمات الجرافيتون مع بعضها، إستخدم العلماء النظرية العامة للنسبيّة. جسيمات الجرافيتون تسمح لها طاقتها بالتفاعل مع جسيمات الجرافيتون الأخرى مثل تفاعل الكواكب أو النجوم مع بعضها البعض، بفضل هذه الظاهرة يمكن أن تنجذب الجسيمات التي تتوسط تفاعل الجاذبية إلى بعضها البعض وتشكّل أنظمة، بمعنى مشابه للنظام الشمسي.
ومع ذلك، تحليلهم كان يواجه مشكلة؛ النسبيّة العامّة معروفة بأنها نظريّة غير مكتملة للجاذبيّة، لأنها لا تشمل التأثيرات الكموميّة.
1 113
#المادة_المظلمة_والطاقة_المظلمة
٣. جسيمات الجرافيتون
ظهرت جسيمات الجرافيتون لأول مرة في اللحظات الأولى من تكوين الكون بعد الإنفجار العظيم. تنتج هذه الجسيمات الضخمة من خلال تصادمات الجسيمات العاديّة في الكون المبكر، وهذه العمليّة نادرة جدًا بحيث إعتقد العلماء أنّها لا يمكن أن تكون مرشحة محتملة لتكوين المادة المظلمة؛ لأن معدلات تكوين جسيمات الجرافيتيون أقل بكثير من الجسيمات الأخرى.
الميزة الرئيسيّة والمشتركة لجسيمات الجرافيتون والمادة المظلمة هي أنها تتفاعل من خلال الجاذبيّة، وبالتالي يمكنها الهروب من محاولات إكتشاف وجودها؛ لذلك تعد عمليّة رصدها مهمة شبه مستحيلة، وهو أمر مشابه لجسيمات النيوترينو المرشّحة لتكوين المادة المظلمة. في المقابل، الجسيمات الإفتراضيّة الأخرى المقترحة لتكوين المادة المظلمة مثل جسيمات WIMPs والنيوترينو والأكسيون هي الأخرى يمكن ملاحظتها من خلال تفاعلها الضعيف مع قوى ومجالات أخرى.
تم طرح فكرة مثيرة للإهتمام للغاية قبل بضع سنوات في دراسة بقيادة كلاوس فيرنر، الذي إفترض مؤلّفوه أنَّ مكوّنات المادة المظلمة الأوليّة يمكن أن تكون تكوينات مضغوطة من جسيمات الجرافيتيون، مرتبطة ببعضها البعض بواسطة الجاذبية. هذه الفكرة تمثّل إفتراض نظري فقط غير مبنية على أدلة تجريبيّة، لكنها تعد فكرة جذابة جدًا للعلماء، لأنها لا تتطلب التفكير في بعض الجسيمات غير المعروفة كما يتم في العديد من النماذج النظريّة الأخرى للمادة المظلمة، وعادةً ما تكون البساطة معيار مهم في الفيزياء.
لتحليل تفاعل جسيمات الجرافيتون مع بعضها، إستخدم العلماء النظرية العامة للنسبيّة. جسيمات الجرافيتون تسمح لها طاقتها بالتفاعل مع جسيمات الجرافيتون الأخرى مثل تفاعل الكواكب أو النجوم مع بعضها البعض، بفضل هذه الظاهرة يمكن أن تنجذب الجسيمات التي تتوسط تفاعل الجاذبية إلى بعضها البعض وتشكّل أنظمة، بمعنى مشابه للنظام الشمسي.
ومع ذلك، تحليلهم كان يواجه مشكلة؛ النسبيّة العامّة معروفة بأنها نظريّة غير مكتملة للجاذبيّة، لأنها لا تشمل التأثيرات الكموميّة.
في دراسة حديثة نُشِرت في مجلة فيزياء الطاقة العالية The journal of high energy physics قام فريق من الفيزيائيين بقيادة ليوناردو موديستو من الجامعة الجنوبيّة للعلوم والتكنولوجيا في الصين بتحسين التحليل الذي أجرته مجموعة فيرنر من خلال النظر في تفاعل جسيمات الجرافيتون في نظريات مختلفة للجاذبيّة الكموميّة (نظرية الأوتار هي المثال الأكثر شهرة) التي تعمم النسبيّة العامة.
من خلال الحسابات التحليليّة، وجد الفيزيائيون أنّه في جميع النظريات التي إعتبروها تقريبًا، يمكن لجسيمات الجرافيتون بالفعل أن تجذب بعضها البعض وتشكّل أجسام مدمجة يمكن أن تشكّل مادة مظلمة، أطلقوا على هذه الأجسام إسم Planckballs لأن حجمها وفق حسابات العلماء، تبين أنه بترتيب طول بلانك (وهو مقياس نموذجي لأي نظريّة للجاذبيّة الكمية ويساوي تقريبًا ١٠−٣٥ متر). وهذا يعني أن أنظمة الجاذبيّة المرتبطة يمكن أن تتشكّل فقط في الكون المبكر جدًا، حيث كانت درجة الحرارة مرتفعة للغاية.
في حين أن الفكرة التي توصل إليها الفريق مثيرة للإهتمام للغاية من الناحية النظريّة، إلا أنَّ الدراسات التجريبيّة التطبيقيّة المستقبليّة الأكثر دقّة فقط هي التي يمكن أن تساعد في تحديد أيّ من نظريّات المادة المظلمة المقترحة صحيحة، أو ما إذا كان الواقع أكثر تعقيدًا وأنَّ المادة المظلمة تتكوّن من أشياء لم يفكر بها العلماء حتى الآن.
1 113
يشعر العلماء أيضًا بالقلق من أن يكون هذا الإعلان بمثابة خطوة ذات دوافع سياسيّة في السباق الدولي الجديد نحو القمر، أكثر من كونها خطوة علميّة لخدمة البشريّة. يبدو أننا نعود إلى أيام المنافسة القديمة في سباق الفضاء الأول، وهو أمر مخيب للآمال ومثير للقلق بعض الشيء من منظور علمي. صحيح أنَّ المنافسة يمكن أن تخلق الإبتكار، إلا أنَّ ما نراه حاليًا يشير إلى تركيز كبير على المصلحة الوطنيّة والسعي لترسيخ الملكيّة، وعندها سنكون نجرّد العلم من جوهره الحقيقي، وهو أن يتم ترسيخه لخدمة البشريّة جمعاء.
1 113
إنَّ فكرة بناء مفاعل نووي كمصدر للطاقة على القمر ليست جديدة. في عام 2022، عقدت وكالة ناسا ثلاثة إتفاقيّات بقيمة 5 ملايين دولار مع شركات لتصميم مفاعل. وفي أيار من هذا العام، أعلنت الصين وروسيا أنّهما تخططان لبناء محطة طاقة نوويّة آليّة على القمر بحلول عام 2035.
يتفق العديد من العلماء على أن هذه ستكون الطريقة الأفضل أو ربما الوحيدة لتوفير الطاقة المستمرة على سطح القمر. لأن يوم قمري واحد يعادل أربعة أسابيع على الأرض، أي أنَّه يتكون من حوالي 28 يوم أرضي، أسبوعين نهار وأسبوعين ظلام دامس (ليل طويل). أثناء هذه الفترة المظلمة، لا تعمل الألواح الشمسيّة وهذا يجعل الإعتماد على الطاقة الشمسيّة أمر صعب للغاية، لذلك يتوجّب الإعتماد على مصدر طاقة آخر كالطاقة النووية أو بطاريات ضخمة جدًا.
يعتقد ليونيل ويلسون، أستاذ علوم الأرض والكواكب في جامعة لانكستر، أنّه من الممكن تقنيًا وضع المفاعلات على القمر بحلول عام 2030، وأشار إلى أنَّ هناك بالفعل تصميمات لمفاعلات صغيرة. الأمر يتعلق فقط بالحصول على ما يكفي من عمليات إطلاق لبرنامج أرتميس التابع لناسا الذي يهدف إلى إرسال البشر والمعدات إلى القمر، لبناء البنية التحتيّة على القمر بحلول ذلك الوقت.
1 113
أعلن القائم بأعمال مدير وكالة ناسا، عن توجيه لبناء مفاعل نووي قوي على سطح القمر، لكن من غير الواضح ماذا سيزوّد بالطاقة هذا المفاعل، أو حتى ما إذا كانت خطته قانونيّة أساسًا.
ولكن تظل هناك تساؤلات حول مدى واقعيّة الهدف والإطار الزمني لتنفيذه، نظرًا للعقبات الأخيرة في ميزانيّة وكالة ناسا، بالإضافة إلى شعور بعض العلماء بالقلق من كون هذه الخطة مدفوعة بأهداف جيوسياسيّة.
كتب وزير النقل الأمريكي شون دافي، الذي عيّنه الرئيس دونالد ترامب رئيس مؤقت لوكالة ناسا، في رسالة إلى الوكالة: "من أجل تطوير هذه التكنولوجيا الحيويّة بشكل صحيح لتكون قادرة على دعم إقتصاد القمر المستقبلي، وتوليد الطاقة العالية على المريخ، وتعزيز أمننا القومي في الفضاء، من الضروري أن تتحرك الوكالة بسرعة".
ودعا الشركات التجاريّة إلى تقديم مقترحات لبناء مفاعل قادر على توليد ما لا يقل عن 100 كيلوواط من الطاقة، وهو مقدار قليل نسبيًا، حيث تولّد توربينات الرياح البريّة النموذجيّة 2-3 ميكاواط.
