علماء يحسبون موعد نهاية الكون حتى تحلل آخر ذرة

يتحلل الكون أسرع بكثير مما كان يُعتقد، بحسب نتائج حسابات أجراها 3 علماء هولنديين حول ما يُسمى بإشعاع هوكينغ، وقد حسبوا أن آخر بقايا النجوم تستغرق حوالي 10 أس 78 سنة لتتلاشى، وهذا أقصر بكثير من المدة المفترضة سابقا وهي 10 أس 1100 سنة.
وهذا رقم كبير جدا لدرجة تفوق قدراتنا على تخيله، يعني هذا الرقم واحد وخلفه 78 صفرا، ولكتابته بالحروف فإنك بحاجة لتكرار كلمة مليار أكثر من 8 مرات.
تبخر النجوم
اقترح ستيفن هوكينغ عام 1975 أنه على عكس نظرية النسبية، يمكن للجسيمات والإشعاع الهرب من الثقب الأسود، لأنه على حافة الثقب الأسود، يمكن أن يتشكل جسيمان مؤقتان، وقبل اندماجهما، يُمتص أحدهما داخل الثقب الأسود ويهرب الجسيم الآخر.
إحدى عواقب هذه العملية هي أن الثقب الأسود يتحلل ببطء شديد إلى جسيمات وإشعاع، أي أنه يتبخر، وهذا يتناقض مع نظرية النسبية لألبرت آينشتاين، التي تنص على أن الثقوب السوداء لا يمكن إلا أن تنمو.
الفكرة كانت في البداية محصورة بالثقوب السوداء فقط، لكن العلماء الهولنديون، بحسب دراسة نشرت مؤخرا في دورية "جورنال أوف كوزمولوجي أند أستروبار تِكل فيزكس" أشاروا إلى أن الثقوب السوداء ليست فقط ما يمكنه التبخر، بل حتى النجوم النيوترونية والنجوم الأقزام البيضاء يمكن أن "تتبخر" أيضًا بالفكرة نفسها.
إعلان
وبناء على ذلك، قام الباحثون بحساب الزمن المطلوب لتبخر كل محتويات الكون، حسب حساباتهم الجديدة، فإن عمر الكون النهائي أقصر بكثير مما كنا نظن، والسبب في ذلك أن العلماء أخذوا بعين الاعتبار أن الإشعاع لا يحدث فقط من سطح الجسم، بل من مجاله الجاذبي كله.
ووجد الباحثون أن النجوم النيوترونية والثقوب السوداء النجمية تستغرق المدة الزمنية نفسها للتحلل، وهي 10أس 67 سنة، كان هذا غير متوقع لأن الثقوب السوداء تتمتع بمجال جاذبية أقوى، مما يُفترض أن يُسرع تبخرها، لكن تبين من الدراسة أن الثقوب السوداء ليس لها سطح، فهي تُعيد امتصاص بعض إشعاعها الخاص، مما يُعيق العملية.
الموت الحراري
وتأتي تلك النتائج كمد للخطوط على استقامتها في سياق فرضية "الموت الحراري" للكون، وتمثل أحد السيناريوهات المحتملة لنهاية الكون، والفكرة هي أن الكون لن ينفجر فجأة، بل يموت بهدوء وبطء شديد، حيث يستنفد كل طاقته تدريجيًا حتى لا يتبقى شيء يمكن أن يتحرك أو يتغير.
فبعد مليارات السنين، تستهلك النجوم وقودها (من الهيدروجين)، وتتحول إلى أقزام بيضاء، أو نجوم نيوترونية، أو ثقوب سوداء، وبالتالي لا تبقى أي نجوم تشع حرارة أو ضوءا، ولا يوجد شيء جديد يُولد، ومن ثم فإن الطاقة تُوزَّع تدريجيا بالتساوي في كل مكان.
وفي هذا السياق فإن الكون يصل إلى حالة اسمها "توازن حراري، حيث لا فرق في درجات الحرارة بين مكان وآخر، ولا يمكن لأي عملية فيزيائية أن تستمر، لأن كل شيء توقف.
البشر والقمر
ولأن الباحثين كانوا يُجرون البحث على أي حال، فقد حسبوا أيضًا المدة التي تستغرقها أجسام نعرفها، مثل القمر أو جسم الإنسان، للتبخر عبر إشعاع يُشبه إشعاع هوكينغ، وظهر أنها تساوي 10أس 90 سنة.
إعلان
وبالطبع، يُشير الباحثون إلى وجود عمليات أخرى قد تُسبب اختفاء البشر والقمر أسرع من التقديرات المُتوقعة، ويجري ذلك على كل ما سبق من أجرام، لكن الحسابات هنا نظرية تماما، وفي النهاية فإنها لا تشكل خطرًا حقيقيًا أو وشيكًا.
لكن لماذا يقوم العلماء بهذه الحسابات التي تبدو نظرية تماما وبلا أي فائدة؟ السبب تقني بحت، فهذه الحسابات تساعد العلماء على فهم إشعاع هوكينغ بشكل أعمق، وهو مثال على تفاعل بين الرياضيات والفيزياء الكمية وعلم الفلك.

جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا

اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:

التعلم مع الذكاء الاصطناعيالتحقق من الحقائقتحويل النص إلى كلامملخص الذكاء الاصطناعي

أخبار ذات صلة

الجزيرة

منذ 2 أيام

• الجزيرة

أقوى عاصفة شمسية في 2025 تضرب الأرض فما نتائجها؟

حسب الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي في الولايات المتحدة الأميركية، فقد أطلقت الشمس يوم 14 مايو/أيار 2025 توهّجًا من الفئة إكس 2.7، بلغ ذروته عند الساعة 08:25 صباحًا بتوقيت غرينتش. التوهج الشمسي هو انفجار هائل للطاقة يحدث في الغلاف الجوي للشمس، نتيجة إطلاق مفاجئ للطاقة المخزنة في الحقول المغناطيسية، خاصةً فوق مناطق على سطح الشمس تسمى "البقع الشمسية"، وهي مناطق تظهر في صور التلسكوبات داكنة على سطح الشمس، لأن درجة حرارتها أقل بقدر صغير من محيطها. ويؤدي هذا الانفجار إلى انبعاث إشعاعات قوية تشمل الأشعة السينية، الأشعة فوق البنفسجية، وأشعة غاما، بالإضافة إلى موجات راديوية. وتُصنّف التوهّجات حسب شدّتها إلى فئات تبدأ من "إيه" وتصل إلى "إكس"، حيث تُعتبر فئة "إكس" الأقوى، ويعد التوهج الأخير أقوى التوهجات التي انطلقت من الشمس خلال عام 2025. أثر محدود وتصل هذه الانبعاثات إلى الأرض لتتفاعل مع مجالها المغناطيسي، متسببة بشكل أساسي في ظاهرة الشفق القطبي الشهيرة، وهي أضواء ملونة تظهر في السماء في المناطق القريبة من القطبين. وتمر الشمس بدورة نشاط تستغرق نحو 11 سنة، تتراوح بين الحد الأدنى للنشاط والحد الأقصى للنشاط، وخلال فترة الحد الأقصى، تزداد عدد البقع الشمسية، وبالتبعية يزداد عدد التوهجات الشمسية. الدورة الشمسية الحالية، المعروفة باسم "الدورة الشمسية 25″، بدأت في ديسمبر/كانون الأول 2019 ومن المتوقع أن تستمر حتى عام 2030 تقريبًا، وتتميز هذه الدورة بزيادة ملحوظة في النشاط الشمسي مقارنة بالدورة السابقة، مع توقعات بأن تصل إلى ذروتها في 2025. وتسبّب هذا التوهّج الأخير في انقطاعات مؤقتة للاتصالات اللاسلكية على الجانب النهاري من الأرض، خاصة في أوروبا وآسيا والشرق الأوسط، وبشكل خاص تأثّرت خدمات الاتصالات عالية التردد، المستخدمة في الطيران والملاحة والاتصالات البحرية. وقد انطلق التوهج الشمسي الأخير من بقعة شمسية سميت إيه آر 4087، والتي أطلقت بدورها عددا من التوهجات الشمسية الأخف مؤخرا. هل تؤثر التوهجات الشمسية على الإنسان؟ الغلاف الجوي والمجال المغناطيسي للأرض يعملان كدرع واقٍ، يمنعان معظم الإشعاعات الناتجة عن التوهجات الشمسية من الوصول إلى سطح الأرض، مما يجعل تأثيرها المباشر على صحة البشر ضئيلًا أو غير موجود على الإطلاق. وكانت بعض الدراسات قد أشارت إلى أن العواصف الشمسية قد تؤثر على الساعة البيولوجية للإنسان، ومع ذلك، لا يوجد اتفاق بين العلماء حول هذا الأمر، ولا توجد أدلة قاطعة على تأثيرات صحية خطيرة مباشرة. ويؤكد العلماء أن المخاطر تظهر بشكل أساسي في الارتفاعات العالية، مثل رواد الفضاء أو الطيارين في الرحلات القطبية، حيث يعتقد أنهم قد يكونون أكثر عرضة لتأثيرات الإشعاعات الشمسية، لذا يتم اتخاذ احتياطات خاصة في هذه الحالات. ما التأثير على الطقس؟ كما أن التوهجات الشمسية لا تسبب تغيرات مباشرة في الطقس اليومي مثل الأمطار أو درجات الحرارة. ويعتقد العلماء أن العامل الأساسي المؤثر في مناخ الأرض حاليا هو التغير المناخي، والذي يرفع من تطرف الظواهر المناخية مثل الموجات الحارة. وقد أشارت بعض الدراسات إلى أن النشاط الشمسي قد يؤثر على المناخ على المدى الطويل، مثل فترات التبريد أو الاحترار، ولكن هذه التأثيرات معقدة وتحتاج إلى مزيد من البحث لفهمها بالكامل، ولا يوجد حتى الآن اتفاق بين العلماء على صحتها. وبشكل أساسي يعمل نطاق "طقس الفضاء" حاليا على دراسة تلك التوهجات، بغرض أساسي وهو تأمين التكنولوجيا، حيث يمكن للتوهجات الشمسية أن تؤثر على الاتصالات اللاسلكية وأنظمة الملاحة والأقمار الصناعية، مما قد يؤدي إلى انقطاعات مؤقتة أو تشويش في الإشارات. تقوم وكالات الفضاء ومراكز الأرصاد الفضائية بمراقبة الشمس باستمرار، وفي هذا السياق يتم بتحديث أنظمة الحماية للأقمار الصناعية وشبكات الكهرباء، وتتخذ شركات الاتصالات والطيران احتياطات إضافية خلال فترات النشاط الشمسي المرتفع.

الجزيرة

منذ 3 أيام

• الجزيرة

علماء يحسبون موعد نهاية الكون حتى تحلل آخر ذرة

يتحلل الكون أسرع بكثير مما كان يُعتقد، بحسب نتائج حسابات أجراها 3 علماء هولنديين حول ما يُسمى بإشعاع هوكينغ، وقد حسبوا أن آخر بقايا النجوم تستغرق حوالي 10 أس 78 سنة لتتلاشى، وهذا أقصر بكثير من المدة المفترضة سابقا وهي 10 أس 1100 سنة. وهذا رقم كبير جدا لدرجة تفوق قدراتنا على تخيله، يعني هذا الرقم واحد وخلفه 78 صفرا، ولكتابته بالحروف فإنك بحاجة لتكرار كلمة مليار أكثر من 8 مرات. تبخر النجوم اقترح ستيفن هوكينغ عام 1975 أنه على عكس نظرية النسبية، يمكن للجسيمات والإشعاع الهرب من الثقب الأسود، لأنه على حافة الثقب الأسود، يمكن أن يتشكل جسيمان مؤقتان، وقبل اندماجهما، يُمتص أحدهما داخل الثقب الأسود ويهرب الجسيم الآخر. إحدى عواقب هذه العملية هي أن الثقب الأسود يتحلل ببطء شديد إلى جسيمات وإشعاع، أي أنه يتبخر، وهذا يتناقض مع نظرية النسبية لألبرت آينشتاين، التي تنص على أن الثقوب السوداء لا يمكن إلا أن تنمو. الفكرة كانت في البداية محصورة بالثقوب السوداء فقط، لكن العلماء الهولنديون، بحسب دراسة نشرت مؤخرا في دورية "جورنال أوف كوزمولوجي أند أستروبار تِكل فيزكس" أشاروا إلى أن الثقوب السوداء ليست فقط ما يمكنه التبخر، بل حتى النجوم النيوترونية والنجوم الأقزام البيضاء يمكن أن "تتبخر" أيضًا بالفكرة نفسها. إعلان وبناء على ذلك، قام الباحثون بحساب الزمن المطلوب لتبخر كل محتويات الكون، حسب حساباتهم الجديدة، فإن عمر الكون النهائي أقصر بكثير مما كنا نظن، والسبب في ذلك أن العلماء أخذوا بعين الاعتبار أن الإشعاع لا يحدث فقط من سطح الجسم، بل من مجاله الجاذبي كله. ووجد الباحثون أن النجوم النيوترونية والثقوب السوداء النجمية تستغرق المدة الزمنية نفسها للتحلل، وهي 10أس 67 سنة، كان هذا غير متوقع لأن الثقوب السوداء تتمتع بمجال جاذبية أقوى، مما يُفترض أن يُسرع تبخرها، لكن تبين من الدراسة أن الثقوب السوداء ليس لها سطح، فهي تُعيد امتصاص بعض إشعاعها الخاص، مما يُعيق العملية. الموت الحراري وتأتي تلك النتائج كمد للخطوط على استقامتها في سياق فرضية "الموت الحراري" للكون، وتمثل أحد السيناريوهات المحتملة لنهاية الكون، والفكرة هي أن الكون لن ينفجر فجأة، بل يموت بهدوء وبطء شديد، حيث يستنفد كل طاقته تدريجيًا حتى لا يتبقى شيء يمكن أن يتحرك أو يتغير. فبعد مليارات السنين، تستهلك النجوم وقودها (من الهيدروجين)، وتتحول إلى أقزام بيضاء، أو نجوم نيوترونية، أو ثقوب سوداء، وبالتالي لا تبقى أي نجوم تشع حرارة أو ضوءا، ولا يوجد شيء جديد يُولد، ومن ثم فإن الطاقة تُوزَّع تدريجيا بالتساوي في كل مكان. وفي هذا السياق فإن الكون يصل إلى حالة اسمها "توازن حراري، حيث لا فرق في درجات الحرارة بين مكان وآخر، ولا يمكن لأي عملية فيزيائية أن تستمر، لأن كل شيء توقف. البشر والقمر ولأن الباحثين كانوا يُجرون البحث على أي حال، فقد حسبوا أيضًا المدة التي تستغرقها أجسام نعرفها، مثل القمر أو جسم الإنسان، للتبخر عبر إشعاع يُشبه إشعاع هوكينغ، وظهر أنها تساوي 10أس 90 سنة. إعلان وبالطبع، يُشير الباحثون إلى وجود عمليات أخرى قد تُسبب اختفاء البشر والقمر أسرع من التقديرات المُتوقعة، ويجري ذلك على كل ما سبق من أجرام، لكن الحسابات هنا نظرية تماما، وفي النهاية فإنها لا تشكل خطرًا حقيقيًا أو وشيكًا. لكن لماذا يقوم العلماء بهذه الحسابات التي تبدو نظرية تماما وبلا أي فائدة؟ السبب تقني بحت، فهذه الحسابات تساعد العلماء على فهم إشعاع هوكينغ بشكل أعمق، وهو مثال على تفاعل بين الرياضيات والفيزياء الكمية وعلم الفلك.

الجزيرة

منذ 4 أيام

• الجزيرة

أجنحة الفراشات المحلقة.. ديناميكا فريدة وبراعة في التصميم

على عكس الطيور أو النحل، تُظهر الفراشات حركات تحليق تبدو عشوائية ومتقطعة لكنها أبعد ما يكون عن ذلك، حيث يعود هذا النمط الغريب من الطيران في المقام الأول إلى التحكم الفريد في ميل الجسم. وفي دراسة جديدة بدورية "فيزيكس أوف فلويدز" قام العلماء من جامعة بيهانغ الصينية بدراسة نمط طيران فراشة الملفوف الأبيض (بيريس رابي) وذلك لفهم تلك الآلية. وللتوصل إلى هذه النتائج، استخدم الباحثون كاميرات عالية السرعة لتصوير الفراشات وهي تحلق بكل الأوضاع الممكنة. وبعد ذلك، حلل الذكاء الاصطناعي آلاف الإطارات في الثانية من بيانات الطيران، وتتبع حركات الجسم ومواضع الأجنحة بتقنية ثلاثية الأبعاد، مما سمح للعلماء برؤية كيفية حدوث تغيرات درجة الميل في الوقت الفعلي أثناء الطيران، دون إزعاج الحشرة. شيء مختلف يعرف ميل الجسم بأنه زاوية جسم الفراشة بالنسبة للأرض، وتخيل الأمر كما لو كنت تميل جسمك للأمام أو للخلف أثناء محاولة البقاء في مكانك، فسيؤثر ذلك بالطبع على وضعك وقد تقع. وتحوم معظم الكائنات الطائرة عن طريق إبقاء أجسامها بزاوية ثابتة (ميل جسم ثابت) مع رفرفة أجنحتها بسرعة، لكن تبين للباحثين أنه في حالة الفراشات، يتغير ميل الجسم باستمرار، ويتأرجح أحيانًا للأمام أو للخلف. وبحسب الدراسة فإن هذا التعديل، إلى جانب تعديلات زوايا ميل أجنحتها، يسمح للفراشات بتوليد قوة كافية للحفاظ على طيرانها المحلّق. ويأتي ذلك بشكل خاص لأن الفراشات تتميز بأنها ذات أجنحة خفيفة وكبيرة وسرعات رفرفة بطيئة (حوالي 7-15 مرة في الثانية) ويمكنها ذلك من ضبط ميل جسمها بشكل لحظي، مما يعطيها قدرات طيران يمكن وصفها بالاستثنائية. إعلان وهذه التغييرات الطفيفة في درجة ميل الجسم ليست عشوائية، بل تساعد الفراشات على ضبط مقدار الرفع الذي تولده، أو البقاء في مكانها أو التحرك برفق. تطبيقات واعدة يفيد هذا النوع من الأبحاث في فهم كيفية تحليق الفراشات، الأمر الذي يمكن أن يساعد المهندسين على تصميم روبوتات طائرة دقيقة ذات قدرة مناورة مُحسّنة، حيث يُمكن أن يُؤدي دمج ديناميكيات حركة الجسم والجناح -التي تعلمها العلماء من الفراشات في تصاميم تلك المركبات الدقيقة- على القيام بمناورات رشيقة في الأماكن الضيقة، مما يجعلها مناسبة للملاحة الداخلية، ومهام البحث والإنقاذ، وعمليات المراقبة. ومن خلال محاكاة رفرفة الأجنحة منخفضة التردد وتعديلات الجسم للفراشات، يُمكن للروبوتات الصغيرة الطائرة والمسيرات تحقيق طيران موفر للطاقة، مما يُطيل وقت التشغيل ويُقلل من استهلاك الطاقة. ويُمكن لفهم التفاعل بين حركات الجسم والجناح في الفراشات أن يُساعد في تطوير خوارزميات تحكم تكيفية في الروبوتات، مما يسمح بطيران أكثر استجابة واستقرارًا في ظروف بيئية مُتغيرة.