«الفضاء الأوروبية» تختبر «نظرية أينشتاين»
أطلقت وكالة الفضاء الأوروبية اليوم الإثنين بنجاح مجموعة تضم ساعتين ذريتين إلى محطة الفضاء الدولية بهدف قياس الوقت بدقة عالية جدا واختبار نظرية النسبية.
وأقلع صاروخ «فالكون 9» تابع لشركة «سبايس إكس» من قاعدة كاب كانافيرال الأميركية، حاملا نظام «إيسز» المكون من ساعتين ذريتين. وتوجه الصاروخ إلى محطة الفضاء الدولية المتموضعة على ارتفاع 400 كيلومتر، حيث ستضع ذراع آلية نظام «إيسز» خارج المحطة على وحدة كولومبوس. وسيبقى النظام هناك لـ30 شهرا لجمع بيانات الساعتين.
وفي مؤتمر صحفي قبل انطلاق المهمة، قال المسؤول البريطاني عن مشروع «إيسز» (ACES) في وكالة الفضاء الأوروبية سيمون وينبرغ، إنّ الوقت ضروري لعمل أجهزة الكمبيوتر وأنظمة تحديد المواقع عبر الأقمار الصناعية، وهو موجود في «مختلف معادلات الفيزياء».
ومن المعروف منذ العام 1915 ونظرية النسبية العامة لألبرت أينشتاين أن الزمن ليس هو نفسه في كل مكان، فهو يُبطئ على مقربة من جسم ضخم، إلى درجة التوقف عند حافة ثقب أسود. وعلى كوكب الأرض، يمر الوقت بشكل أسرع عند قمة برج إيفل منه عند قاعدته، ولكن «أثر أينشتاين» هذا ضئيل جدا. غير إنه يصبح ملحوظا عند الابتعاد أكثر في الفضاء.
على ارتفاع 20 ألف كيلومتر، تتقدم الساعات الذرية لأنظمة تحديد المواقع عبر الأقمار الصناعية بأربعين ميكروثانية كل يوم مقارنة بتلك الموجودة على كوكب الأرض. ويهدف هذا المشروع إلى تحسين قياس هذا «التحول الجاذبي» بِقَدر منزلتين عشريتين، للوصول إلى دقة تصل إلى «واحد على المليون»، بفضل الساعتين الذريتين لنظام «إيسز».
«شوكة ضبط في الفضاء»
وتشكّل الساعة الأولى «فاراو» التي صمّمها المركز الوطني الفرنسي للدراسات الفضائية (CNES)، أنبوبا مفرغا من الهواء، يجرى فيه تبريد ذرات السيزيوم بالليزر إلى درجة حرارة قريبة من الصفر المطلق (-273 درجة مئوية). وعند تجميدها بفعل البرد وفي ظل انعدام الوزن، ستحتسب اهتزازاتها عند تردد معين بدقة أكبر من تلك الموجودة على الأرض.
منذ العام 1967، تُعادل الثانية رسميا 9,192,631,770 فترة من الموجة الكهرومغناطيسية المنبعثة من ذرة السيزيوم 133 التي تغير حالة الطاقة. وأوضح فيليب لوران، رئيس أنشطة «ACES/PHARAO» في مرصد باريس، أن «فاراو» سيعمل بمثابة «شوكة ضبط» تعيد وضع تعريف الثانية. وستساعده ساعة ذرية، وهي عبارة عن جهاز مازر عامل بالهيدروجين جرى ابتكاره في سويسرا، على المحافظة على استقراره.
وفي النهاية، لن تنحرف إلا بقدر ثانية واحدة فحسب كل 300 مليون سنة. وقد استغرق هذا الإنجاز التكنولوجي أكثر من 30 سنة من العمل، تخللته تأخيرات وصعوبات كثيرة. ومنذ ذلك الحين ظهرت على الأرض الساعات الضوئية التي تستخدم ترددات أعلى وأكثر دقة بمئة مرة.
ساعات ذرية
وفي حين أن هذا الجيل الجديد «سيتجاوز الساعات الذرية في المستقبل»، إلا أنه يظل تكنولوجيا «حديثة نسبيا» و«لم يتم وضع أي منها في المدار»، بحسب وينبرغ الذي اعتبر أنّ نظام «إيسز» «فريد من نوعه». وستنقل إشارته إلى الأرض عبر موجات دقيقة. وعلى الأرض، ستقوم تسعة محطات (في أوروبا، وبريطانيا، واليابان، والولايات المتحدة) بمقارنته بالوقت الذي تقيسه ساعاته الخاصة.
وقال لوران إن «الاختلافات ستخضع للتحليل لتحديد ما إذا كانت النتيجة متّسقة مع توقعات نظرية النسبية». وإذا لم تكن الحال كذلك «ستُفتح نافذة جديدة في عالم الفيزياء». من الذي سيتعين عليه إجراء التعديلات اللازمة لجعل معادلات أينشتاين تتطابق مع الملاحظات؟
وقد يكون ذلك تقدما في السعي إلى ما يطمح إليه الفيزيائيون، وهو التوفيق بين النسبية العامة التي تفسر طريقة عمل الكون، والفيزياء الكمومية التي تحكم اللامتناهي في الصغر، وهما نظريتان تعملان بشكل جيد جدا، لكنهما غير متوافقتين حتى الآن.
هاشتاغز
جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا
اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:
التعليقات
لا يوجد تعليقات بعد...
أخبار ذات صلة
الوسط
٢١-٠٤-٢٠٢٥
- الوسط
«الفضاء الأوروبية» تختبر «نظرية أينشتاين»
أطلقت وكالة الفضاء الأوروبية اليوم الإثنين بنجاح مجموعة تضم ساعتين ذريتين إلى محطة الفضاء الدولية بهدف قياس الوقت بدقة عالية جدا واختبار نظرية النسبية. وأقلع صاروخ «فالكون 9» تابع لشركة «سبايس إكس» من قاعدة كاب كانافيرال الأميركية، حاملا نظام «إيسز» المكون من ساعتين ذريتين. وتوجه الصاروخ إلى محطة الفضاء الدولية المتموضعة على ارتفاع 400 كيلومتر، حيث ستضع ذراع آلية نظام «إيسز» خارج المحطة على وحدة كولومبوس. وسيبقى النظام هناك لـ30 شهرا لجمع بيانات الساعتين. وفي مؤتمر صحفي قبل انطلاق المهمة، قال المسؤول البريطاني عن مشروع «إيسز» (ACES) في وكالة الفضاء الأوروبية سيمون وينبرغ، إنّ الوقت ضروري لعمل أجهزة الكمبيوتر وأنظمة تحديد المواقع عبر الأقمار الصناعية، وهو موجود في «مختلف معادلات الفيزياء». ومن المعروف منذ العام 1915 ونظرية النسبية العامة لألبرت أينشتاين أن الزمن ليس هو نفسه في كل مكان، فهو يُبطئ على مقربة من جسم ضخم، إلى درجة التوقف عند حافة ثقب أسود. وعلى كوكب الأرض، يمر الوقت بشكل أسرع عند قمة برج إيفل منه عند قاعدته، ولكن «أثر أينشتاين» هذا ضئيل جدا. غير إنه يصبح ملحوظا عند الابتعاد أكثر في الفضاء. على ارتفاع 20 ألف كيلومتر، تتقدم الساعات الذرية لأنظمة تحديد المواقع عبر الأقمار الصناعية بأربعين ميكروثانية كل يوم مقارنة بتلك الموجودة على كوكب الأرض. ويهدف هذا المشروع إلى تحسين قياس هذا «التحول الجاذبي» بِقَدر منزلتين عشريتين، للوصول إلى دقة تصل إلى «واحد على المليون»، بفضل الساعتين الذريتين لنظام «إيسز». «شوكة ضبط في الفضاء» وتشكّل الساعة الأولى «فاراو» التي صمّمها المركز الوطني الفرنسي للدراسات الفضائية (CNES)، أنبوبا مفرغا من الهواء، يجرى فيه تبريد ذرات السيزيوم بالليزر إلى درجة حرارة قريبة من الصفر المطلق (-273 درجة مئوية). وعند تجميدها بفعل البرد وفي ظل انعدام الوزن، ستحتسب اهتزازاتها عند تردد معين بدقة أكبر من تلك الموجودة على الأرض. منذ العام 1967، تُعادل الثانية رسميا 9,192,631,770 فترة من الموجة الكهرومغناطيسية المنبعثة من ذرة السيزيوم 133 التي تغير حالة الطاقة. وأوضح فيليب لوران، رئيس أنشطة «ACES/PHARAO» في مرصد باريس، أن «فاراو» سيعمل بمثابة «شوكة ضبط» تعيد وضع تعريف الثانية. وستساعده ساعة ذرية، وهي عبارة عن جهاز مازر عامل بالهيدروجين جرى ابتكاره في سويسرا، على المحافظة على استقراره. وفي النهاية، لن تنحرف إلا بقدر ثانية واحدة فحسب كل 300 مليون سنة. وقد استغرق هذا الإنجاز التكنولوجي أكثر من 30 سنة من العمل، تخللته تأخيرات وصعوبات كثيرة. ومنذ ذلك الحين ظهرت على الأرض الساعات الضوئية التي تستخدم ترددات أعلى وأكثر دقة بمئة مرة. ساعات ذرية وفي حين أن هذا الجيل الجديد «سيتجاوز الساعات الذرية في المستقبل»، إلا أنه يظل تكنولوجيا «حديثة نسبيا» و«لم يتم وضع أي منها في المدار»، بحسب وينبرغ الذي اعتبر أنّ نظام «إيسز» «فريد من نوعه». وستنقل إشارته إلى الأرض عبر موجات دقيقة. وعلى الأرض، ستقوم تسعة محطات (في أوروبا، وبريطانيا، واليابان، والولايات المتحدة) بمقارنته بالوقت الذي تقيسه ساعاته الخاصة. وقال لوران إن «الاختلافات ستخضع للتحليل لتحديد ما إذا كانت النتيجة متّسقة مع توقعات نظرية النسبية». وإذا لم تكن الحال كذلك «ستُفتح نافذة جديدة في عالم الفيزياء». من الذي سيتعين عليه إجراء التعديلات اللازمة لجعل معادلات أينشتاين تتطابق مع الملاحظات؟ وقد يكون ذلك تقدما في السعي إلى ما يطمح إليه الفيزيائيون، وهو التوفيق بين النسبية العامة التي تفسر طريقة عمل الكون، والفيزياء الكمومية التي تحكم اللامتناهي في الصغر، وهما نظريتان تعملان بشكل جيد جدا، لكنهما غير متوافقتين حتى الآن.
الوسط
٢٠-٠٤-٢٠٢٥
- الوسط
رائد فضاء أميركي يعود إلى الأرض في عيده السبعين برفقة زميلين روسيين
في يوم عيد ميلاده السبعين، عاد رائد الفضاء الأميركي دونالد بيتيت إلى الأرض الأحد مع رائدي الفضاء الروسيين أليكسي أوفشينين وإيفان فاغنر، بعد سبعة أشهر أمضوها في محطة الفضاء الدولية، وفق ما أعلنت وكالة الفضاء الأميركية (ناسا). وقالت وكالة الفضاء الأميركية «غادر الرواد الثلاثة محطة الفضاء (السبت) الساعة 18,57 (بتوقيت واشنطن، أو 22,57 ت غ) على متن مركبة الفضاء سويوز إم إس-26 قبل أن يهبطوا بسلام بمساعدة مظلة الساعة 21,20 (الساعة 6,20 صباح الأحد بتوقيت كازاخستان) في جنوب شرقي مدينة جيزكازغان»، بحس بوكالة «فرانس برس». أكبر رائد فضاء نشط ورحبت وكالة «ناسا»، في بيانها، بعودة بيتيت «في عيد ميلاده السبعين يوم الأحد 20 أبريل»، مما يجعله، وفقا للصحافة الأميركية، أكبر رائد فضاء نشط. وأكدت وكالة الفضاء الروسية روسكوسموس هبوط مركبة الفضاء «سويوز إم إس-26» في سهوب كازاخستان. وتُظهر صور نشرتها وكالة ناسا رائدي الفضاء الروسيين من وكالة الفضاء روسكوسموس، أوفشينين وفاغنر، إضافة إلى بيتيت، وهم يبتسمون محاطين بفرق أرضية في كازاخستان. وغادر الرجال الثلاثة الأرض في 11 سبتمبر «لقضاء 220 يوما في الفضاء، والدوران حول الأرض 3520 مرة، والسفر لمسافة 93,3 مليون ميل»، أو 150 مليون كيلومتر، وفقا لوكالة الفضاء الأميركية. خلال الأشهر السبعة التي أمضاها على متن محطة الفضاء الدولية، أجرى دون بيتيت «أبحاثا لتحسين قدرات الطباعة ثلاثية الأبعاد في المدار، وتقنيات معالجة مياه الصرف الصحي، وزراعة النباتات وإدارة الحرائق في الجاذبية الصغرى»، بحسب «ناسا». إجراء 50 تجربة علمية في الفضاء وفي 8 أبريل، التحمت مركبة الفضاء الروسية سويوز إم إس-27 التي تحمل رائدي الفضاء الروسيين سيرغي ريجيكوف وأليكسي زوبريتسكي، بالإضافة إلى رائد الفضاء من وكالة «ناسا»، جوني كيم، بمحطة الفضاء الدولية لإجراء 50 تجربة علمية في الفضاء، وفقا لوكالة روسكوموس. ومن المقرر أن يعودوا إلى الأرض في التاسع من ديسمبر. ويُعدّ الفضاء أحد آخر مجالات التعاون بين روسيا والولايات المتحدة، بعد أن بلغت العلاقات بينهما أدنى مستوياتها بسبب الصراع في أوكرانيا، قبل وصول دونالد ترامب إلى السلطة وبدئه التقارب مع الرئيس الروسي فلاديمير بوتين. وبعد أكثر من تسعة أشهر من البقاء عالقين على متن محطة الفضاء الدولية، عاد رائدا الفضاء الأميركيان سوني ويليامز وبوتش ويلمور إلى الأرض في 19 مارس، وذلك عبر مركبة مصنوعة من «سبايس إكس» المملوكة للملياردير وحليف دونالد ترامب، إيلون ماسك.
الوسط
٢٠-٠٤-٢٠٢٥
- الوسط
رحلة فضائية جديدة لاختبار النسبية.. ما القصة؟
تطلق وكالة الفضاء الأوروبية الإثنين مجموعة تضم ساعتين ذريتين إلى محطة الفضاء الدولية بهدف قياس الوقت بدقة عالية جداً واختبار نظرية النسبية، ما يعد تتويجاً لأكثر من 30 عاماً من العمل. وستتيح هذه المهمة للعلماء «قياس تأثير الارتفاع على مرور الوقت»، وفق ما أوضح رئيس مشروع «فاراو» (PHARAO) في المركز الوطني الفرنسي للدراسات الفضائية ديدييه ماسونيه، لوكالة «فرانس برس». ومن المعروف منذ العام 1915 ونظرية النسبية العامة لألبرت أينشتاين أن الزمن ليس هو نفسه في كل مكان، فهو يُبطئ على مقربة من جسم ضخم، إلى درجة التوقف عند حافة ثقب أسود. وعلى كوكب الأرض، يمر الوقت بشكل أسرع عند قمة برج إيفل منه عند قاعدته، ولكن «أثر أينشتاين» هذا ضئيل جداً. غير إنه يصبح ملحوظاً عند الابتعاد أكثر في الفضاء. - - ولا بد لأنظمة تحديد المواقع عبر الأقمار الصناعية، مثل نظام تحديد المواقع العالمي (جي بي إس) أو نظام «غاليليو» من أن تأخذ هذا المُعطى في الاعتبار للتمكن من توفير موقع دقيق. والساعات الذرية لهذه الأنظمة المتموضعة على ارتفاع 20 ألف كيلومتر تتقدم بأربعين ميكروثانية كل يوم مقارنة بتلك الموجودة على كوكب الأرض. ويهدف هذا المشروع إلى تحسين قياس هذا «التحول الجاذبي» بِقَدر منزلتين عشريتين، للوصول إلى دقة تصل إلى «واحد على المليون»، بحسب ماسونيه. ويتولى صاروخ «فالكون 9» تابع لشركة «سبايس إكس» ينطلق الاثنين من قاعدة كاب كانافيرال الأميركية نقل نظام «إيسز» ACES المكون من ساعتين ذريتين إلى محطة الفضاء الدولية المتموضعة على ارتفاع 400 كيلومتر. وتشكّل الساعة الأولى «فاراو» القلب النابض لهذا النظام. فداخل أنبوب مفرغ من الهواء، سيتم تبريد ذرات السيزيوم بالليزر إلى درجة حرارة قريبة من الصفر المطلق (-273 درجة مئوية). وعند تجميدها بفعل البرد وفي ظل انعدام الوزن، ستُحتسب اهتزازاتها عند تردد معين بدقة أكبر من تلك الموجودة على الأرض. ما هي الثانية الذرية؟ ما علاقة هذا بالوقت؟ عُرِّفت الثانية (وهي الوحدة الزمنية) طويلاً على أنها جزء من دوران كوكب الأرض، أو 1/86400 من اليوم الشمسي المتوسط. لكن كوكب الأرض لا يدور بانتظام، على عكس «تكتكة» الذرة. منذ العام 1967، تُعادل الثانية رسمياً 9.192.631.770 فترة من الموجة الكهرومغناطيسية المنبعثة من ذرة السيزيوم 133 التي تغيّر حالة الطاقة. عند دمجها مع ساعة ذرية أخرى هي ساعة مازر العاملة بالهيدروجين، توفر «فاراو» دقة واستقراراً كبيرين جداً، ولن تنحرف إلا بقدر ثانية واحدة فحسب كل 300 مليون سنة.
