أخبار التكنولوجيا : سحابة من غاز الهيدروجين تكشف لغز المادة المفقودة في الكون
الاثنين 21 أبريل 2025 06:00 مساءً
نافذة على العالم - في تطور علمي مهم، أعلن فريق دولي من علماء الفلك أن سحب غاز الهيدروجين قد تكون هي المفتاح لحل أحد أكبر ألغاز الكون: المادة الطبيعية المفقودة، فبينما تمثل المادة المعروفة، مثل النجوم والمجرات، نسبة 15٪ فقط من كتلة الكون، ظل النصف الآخر من المادة 'المرئية' غير محسوب أو مكتشف لعقود، ما أثار تساؤلات عميقة لدى العلماء.
قاد الباحث سيموني فيرارو من جامعة كاليفورنيا في بيركلي فريقًا بحثيًا دوليًا، وتمكنوا من الوصول إلى نتائج تشير إلى أن سحب غاز الهيدروجين المحيطة بمعظم المجرات أكبر بكثير مما كان يعتقد سابقًا. ووفقًا للدراسة المنشورة على موقع الأبحاث العلمية 'arXiv'، فإن هذه السحب الشاسعة قد تكون هي السبب الرئيسي في المادة الطبيعية المفقودة، غير المرتبطة بالمادة المظلمة.
استخدم العلماء بيانات من أداة Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI)، التي ساعدت الفريق على تحليل صور لحوالي 7 ملايين مجرة. تمكن الفريق من قياس هالات ضعيفة من غاز الهيدروجين المتأين، تقع على أطراف المجرات، وهي غير مرئية بالطرق التقليدية. واعتمدوا أيضًا على تحليل الإشعاع المتبقي من الانفجار العظيم المنتشر عبر الكون.
وأكد الباحثون أنه في حال ارتباط هذه الهالات الضوئية الخافتة ببعضها البعض، فإنها تشكل ما يُعرف بـالشبكة الكونية، والتي قد تفسر وجود المادة التي لم يتم رصدها من قبل.
البحث يعيد النظر في سلوك الثقوب السوداء
تشير النتائج أيضًا إلى ضرورة إعادة تقييم دور الثقوب السوداء في طرد الغازات من المجرات. كانت الفرضيات القديمة ترى أن الثقوب السوداء تطلق كميات هائلة من الغازات في وقت مبكر من دورة حياتها. أما الآن، فتقترح الدراسة أن الثقوب السوداء تعمل بوتيرة أعلى وعلى فترات متقطعة، وهو ما يعزز احتمال مساهمتها في توزيع غاز الهيدروجين بشكل أوسع.
وفي تصريح لها، قالت الباحثة بوريانا هادزيسكا إن من النظريات المطروحة أن الثقوب السوداء 'تعمل وتتعطل' في دورات متقطعة، وهو ما لم يكن محسوبًا سابقًا.
أوضح الباحثون أن الخطوة القادمة تتمثل في دمج هذه البيانات الجديدة ضمن نماذج الكون الحالية. وأشارت هادزيسكا إلى وجود اهتمام كبير من العلماء في استخدام هذه القياسات لإجراء تحليلات أعمق وفهم أفضل للغاز المفقود.
يعد هذا الاكتشاف خطوة فارقة في علم الكونيات، وقد يفتح الباب أمام فهم جديد لتكوين المادة وتوزيعها في الكون. كما أنه يعزز فكرة أن الكون لا يزال يحمل الكثير من الأسرار التي تنتظر من يكشف عنها، وقد يكون غاز الهيدروجين أحد المفاتيح الأساسية لذلك.
هاشتاغز
جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا
اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:
التعليقات
لا يوجد تعليقات بعد...
أخبار ذات صلة
الجمهورية
منذ 15 ساعات
- الجمهورية
دراسة جديدة .. سكين حاد وبطء في التقطيع يخففان دموع البصل
وأشار موقع arXiv إلى أن العلماء كانوا على دراية بهذه العملية الكيميائية منذ فترة طويلة، إلا أن أحدا لم يدرس بالتفصيل السلوك الدقيق للبصل عند تقطيعه حتى وقت قريب. لذلك، قرر فريق من علماء الفيزياء في جامعة كورنغ بقيادة سونغ هوان جونغ سد هذه الفجوة البحثية، والتحقق مما إذا كانت المعايير الفيزيائية للسكين (مثل حدَّته) وسرعة القطع قادرة على تقليل كمية المواد المهيجة المنبعثة. ووفقا للباحثين، يُطلق البصل عند تقطيعه مركبا كيميائيا يُعرف باسم سين-بروبانيثيال-S-أوكسيد، وهو المسؤول عن تهيج الأغشية المخاطية للعين. ومع ذلك، فقد تبيّن أن درجة هذا التهيج لا تعتمد فقط على العوامل الكيميائية ، بل أيضا على الطريقة الميكانيكية لتقطيع البصل. ولدراسة هذه العملية بدقة، صمّم الباحثون جهازا خاصا - عبارة عن مقصلة مزودة بمجموعة من السكاكين القابلة للتبديل. ولتسهيل تتبع انتشار العصارة البصل ية، استخدموا صبغة خاصة لتلوين البصل. وباستخدام تقنيات تصوير متقدمة مثل الفيديو عالي الدقة و المجهر الإلكتروني ، تمكّن الفريق من توثيق تفاعل شفرة السكين مع أنسجة البصل تحت ظروف قطع مختلفة بدقة غير مسبوقة. كشفت نتائج الدراسة أن استخدام سكين غير حاد لا يقوم بقطع البصل فعليا، بل يضغط عليه، مما يتسبب في تشوّه طبقاته وإطلاق العصارة إلى الهواء. في المقابل، تؤدي زيادة سرعة التقطيع إلى ارتفاع كمية الرذاذ المتطاير وإطالة فترة بقائه معلقا في الهواء. وأوصى الباحثون باستخدام سكين حادة وتجنب الإسراع في عملية التقطيع لتجنب تهيج العينين أثناء تقطيع البصل. فقد أثبتت الدراسة أن هذه الطريقة تقلل بشكل كبير من انبعاث المواد المهيجة المتطايرة.
البورصة
منذ 2 أيام
- البورصة
دكتور أحمد الشناوى يكتب: كيف يقود الهيدروجين الأخضر ثورة الكهرباء؟
أصبحت عبارة «الهيدروجين الأخضر» تتردد كثيراً فى وسائل الإعلام المرئية، والمسموعة، والصحف، والمجلات، ومنصات التواصل الاجتماعى، وكأنها تمثل الحل السحرى لأزمة الطاقة الكهربائية فى العالم، وفى هذا المقال نُجيب عن أبرز التساؤلات المتعلقة بهذا النوع من الوقود النظيف. فى البداية، يتم إنتاج الهيدروجين من خلال عملية التحليل الكهربائى للماء، إذ يتكوَّن الماء من ذرتى هيدروجين وذرة أكسجين، وبحسب تصنيف الأمم المتحدة، يُطلق على الهيدروجين ألوان مختلفة، وفقاً لمصدر الطاقة الكهربائية المستخدمة فى عملية التحليل. تتنوع مصادر إنتاج الكهرباء ما بين الطاقة الشمسية، وطاقة الرياح، والطاقة النووية، والفحم، والوقود الأحفورى (كالغاز الطبيعى والمازوت). فعلى سبيل المثال، يُطلق اسم «الهيدروجين الأسود» على الهيدروجين الناتج من الكهرباء المولدة باستخدام الفحم، فى حين يُطلق «الهيدروجين الأخضر» على الهيدروجين الناتج من الكهرباء المُولدة من مصادر متجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، ويمتاز الهيدروجين الأخضر بكونه وقوداً نظيفاً لا يُسبب أى انبعاثات كربونية. وقد دفع النقص فى إمدادات الغاز الطبيعى، نتيجة الأزمة الروسية الأوكرانية، الدول الأوروبية إلى التوسع فى استخدام الهيدروجين الأخضر كبديل آمن ومستدام. ومن مظاهر هذا التوسع، انتشار السيارات العاملة بالهيدروجين الأخضر فى أوروبا، إلى جانب بناء محطات تموين خاصة بها، وتتميز هذه السيارات بأنها صديقة للبيئة، لا تصدر عنها انبعاثات كربونية، كما أنها منخفضة التكلفة من حيث الصيانة. وقد خطت فرنسا خطوة رائدة بإنتاج أول قطار يعمل بالهيدروجين الأخضر من خلال شركة «ألستوم»، وأصبح مصطلح «النقل الأخضر» أو «النقل النظيف» رائجاً فى القارة العجوز، التى تشهد تجارب مُماثلة على سفن الحاويات العاملة بالهيدروجين. وللهيدروجين الأخضر ميزة إضافية فى محطات الكهرباء التقليدية العاملة بالوقود الأحفورى؛ إذ يحتوى على طاقة تفوق بثلاثة أضعاف ما يحتويه الوقود التقليدى، مع انعدام الانبعاثات الضارة. ويمكن مزجه بنسبة تصل إلى 20% مع الغاز الطبيعى فى الشبكات الحالية دون الحاجة إلى بنية تحتية جديدة، ما يعنى خفض التكلفة، وسهولة التطبيق، وإمكانية تخزينه واستخدامه فى حالات الطوارئ أو اضطرابات السوق. ويُقدَّر الإنتاج العالمى من الهيدروجين الأخضر حالياً بنحو 80 مليون طن سنوياً. وتشير التقديرات إلى أنه بحلول عام 2050، سيغطى الهيدروجين الأخضر حوالى 25% من احتياجات الطاقة عالمياً، بحجم مبيعات سنوى قد يصل إلى 770 مليار دولار. ووفقاً لمجلس الطاقة العالمى، فإنه بحلول عام 2025، من المتوقع أن تشمل إستراتيجيات الهيدروجين الوطنية دولاً تمثل أكثر من 80% من الناتج المحلى الإجمالى العالمى، وتُعد كندا وفرنسا واليابان وأستراليا والنرويج وألمانيا والبرتغال وإسبانيا وتشيلى والصين وفنلندا من أبرز الدول الرائدة فى هذا الاتجاه. وفى العالم العربى، أعلنت منظمة أوابك (منظمة الأقطار العربية المصدرة للبترول) أن عدد الدول العربية المهتمة بالاستثمار فى مشروعات الهيدروجين الأخضر ارتفع إلى سبع دول، وهي: مصر، والإمارات، والسعودية، والعراق، والجزائر، وعمان، والمغرب. وتوقع العديد من المصادر أن يصل حجم سوق الهيدروجين الأخضر إلى 300 مليار دولار بحلول 2050، وأن يوفر نحو 400 ألف فرصة عمل فى قطاع الطاقة المتجددة عالمياً، مع ارتفاع الطلب العالمى إلى 530 مليون طن سنوياً فى العام نفسه. أما فى مصر، فقد وجَّه الرئيس عبدالفتاح السيسى عام 2022 بإعداد إستراتيجية وطنية متكاملة لإنتاج الهيدروجين الأخضر، مع توفير البنية التحتية اللازمة لهذه المشروعات، مؤكداً أن التحول إلى الطاقة المستدامة يُعد من أهم أركان رؤية مصر 2030. وقد بدأت الدولة بالفعل فى تنفيذ هذه التوجيهات من خلال شراكات بين صندوق مصر السيادى والقطاع الخاص، كان أبرزها افتتاح أول مصنع لإنتاج الهيدروجين الأخضر بالمنطقة الاقتصادية لقناة السويس فى نوفمبر 2022، بالشراكة مع شركة «سكاتك» النرويجية، بإنتاج مبدئى يبلغ 15 ألف طن سنوياً. وفى يونيو 2024، وأثناء استضافة مصر مؤتمر الاستثمار بالتعاون مع الاتحاد الأوروبى، تم توقيع اتفاقية لإنتاج الهيدروجين الأخضر ومشتقاته فى منطقة رأس شقير، بهدف تعزيز التنمية المستدامة، وتوطين الصناعة، وتوفير وقود نظيف للسفن العابرة فى قناة السويس، ما يرفع القيمة المضافة للاقتصاد المصرى. تمثل هذه الخطوات رؤية إستراتيجية متكاملة تهدف إلى تحويل مصر إلى مركز إقليمى وعالمى للطاقة والوقود الأخضر، وضمان تنوع مصادر الطاقة وتحقيق مزيج مستدام، يقى البلاد تقلبات أسواق النفط العالمية. وفى الختام، أؤكد أن الهيدروجين الأخضر هو وقود المستقبل، ومحور رئيسى فى معادلة أمن الطاقة العالمي. : الاقتصاد الأخضرالطاقةالكهرباءتغير المناخ
أخبار اليوم المصرية
منذ 5 أيام
- أخبار اليوم المصرية
الدكتور حسين محيى الدين يكتب: الهيدروجين الأخضر .. التحديات والفرص
الهيدروجين الأخضر هو غاز يتم إنتاجه بطريقة صديقة للبيئة، حيث يُنتج باستخدام التحليل الكهربائي للماء بواسطة كهرباء مولدة من مصادر طاقة متجددة مثل الطاقة الشمسية أو الرياح، هذا يعني أنه لا ينتج أي انبعاثات كربونية أثناء إنتاجه، على عكس الهيدروجين التقليدي، الذي يعتمد على الوقود الأحفوري، ويتم إنتاج الهيدروجين الأخضرمن خلال عملية مكونة من عدة خطوات، باستخدام الكهرباء النظيفة، حيث يتم توليد الكهرباء من مصادر متجددة، مثل الألواح الشمسية أو توربينات الرياح، لضمان عدم انبعاثات كربون، كما أيضا يتم تحليل الماء كهربائيًا، بتمرير الكهرباء عبر الماء في جهاز يُسمى المحلل الكهربائي، مما يؤدي إلى فصل جزيئات الماء إلى الهيدروجين (H₂) والأكسجين (O₂)، ثم يتم جمع الهيدروجين النقي، وتخزينه في خزانات خاصة تحت ضغط عالي أو في صورة سائلة، ليكون جاهزًا للاستخدام في التطبيقات المختلفة. اما الأكسجين الناتج عن عملية انتاج الهيدروجين، فيمكن إطلاقه في الهواء أو الإستفادة منه في صناعات أخرى، مثل التطبيقات الطبية أو عمليات الإحتراق الصناعي، وهذه التقنية تُعد من أنظف طرق إنتاج الهيدروجين، لكنها تتطلب كميات كبيرة من الكهرباء ومعدات متطورة، مما يجعل تكلفتها مرتفعة حاليًا، ومع التطورات المستمرة، من المتوقع أن تصبح هذه العملية أكثر كفاءة وأقل تكلفة في المستقبل. وتتعدد فوائد الهيدروجين الأخضر، فينتج عنه مجموعة واسعة من الفوائد البيئية والاقتصادية والتكنولوجية، مما يجعله أحد الحلول الواعدة لمستقبل الطاقة المستدامة، من أهم مميزاتة، تقليل الانبعاثات الكربونية، ويُنتج دون إطلاق ثاني أكسيد الكربون، مما يساهم في مكافحة تغير المناخ وتقليل التلوث البيئي وتحسين جودة الهواء. ، كما يمكن استخدامه كوقود نظيف في وسائل النقل مثل السيارات والقطارات والسفن والطائرات، مما يقلل من الاعتماد على الوقود الأحفوري، ويمكن استخدامه لتخزين الطاقة الشمسية والرياح، مما يضمن استمرارية إمداد الكهرباء حتى في الظروف غير المثالية. كما أن الهيدروجين الأخضر يدعم الصناعات الثقيلة، حيث يحل محل الوقود الأحفوري في الصناعات التي يصعب كهربتها، مثل إنتاج الصلب والأسمنت، وهو عامل تحفيز للاقتصاد الأخضر، ويفتح فرصًا للاستثمار وخلق وظائف جديدة في مجالات التكنولوجيا والطاقة المتجددة، وتحسين جودة الحياة، ويقلل من التلوث البيئي، مما يحسن الصحة العامة ويجعل المدن أكثر ملاءمة للعيش. ومن أهم التطبيقات العملية للهيدروجين الأخضر، أولها هو إحداث تحول كبير في العديد من الصناعات، منها النقل المستدام، حيث يُستخدم كوقود نظيف للسيارات، الحافلات، القطارات، الطائرات وحتى السفن، حيث يوفر بديلاً فعالاً للوقود الأحفوري دون انبعاثات ضارة، كما يمكن استخدامه في محطات توليد الطاقة لتخزين الطاقة المتجددة وتحويلها إلى كهرباء عند الحاجة، مما يساهم في استقرار الشبكات الكهربائية، ويستخدم في الصناعات الثقيلة، حيث يدخل في عمليات إنتاج الفولاذ والأسمنت والزجاج، ويساعد في تقليل البصمة الكربونية لهذه الصناعات التي يصعب كهربتها. كما يستخدم الهيدروجين الأخضر في أعمال التدفئة والتبريد في المنازل والمباني التجارية، مما يوفر خيارًا أكثر استدامة مقارنة بالغاز الطبيعي، وكذلك يستخدم في تصنيع المواد الكيميائية مثل إنتاج الأمونيا والميثانول، مما يفتح المجال لتطبيقات زراعية وصناعية أكثر صداقة للبيئة، ويُمكن تخزينه ونقله بسهولة، مما يسهل تصدير الطاقة المتجددة إلى الدول التي تحتاج إليها، ورغم هذه الإمكانيات الواعدة، لا تزال هناك تحديات تتعلق بتكلفة الإنتاج وتطوير البنية التحتية اللازمة لاعتماده على نطاق واسع. ولكن هناك بعض التحديات تواجه انتاج الهيدروجين الأخضر، فبالرغم من الفوائد العديدة له، هناك العديد من التحديات التي تعيق انتشاره على نطاق واسع، ومنها، التكلفة العالية للإنتاج، فعملية التحليل الكهربائي للماء لا تزال باهظة الثمن مقارنة بطرق إنتاج الهيدروجين التقليدي المستند إلى الوقود الأحفوري، والحاجة إلى طاقة متجددة وفيرة، حيث يتطلب إنتاج الهيدروجين الأخضر كميات كبيرة من الكهرباء النظيفة، مما يستدعي توسعًا في مشاريع الطاقة المتجددة لضمان توفرها، وكذلك البنية التحتية المحدودة، فمعظم شبكات توزيع الهيدروجين غير متطورة، مما يجعل نقله وتخزينه أمرًا صعبًا ومكلفًا، وكذلك انخفاض كفاءة التحليل الكهربائي، فتقنيات التحليل الكهربائي الحالية تحتاج إلى تحسين لجعل الإنتاج أكثر كفاءة من حيث الطاقة والتكاليف، والتنافس مع مصادر الطاقة الأخرى، فلا يزال الهيدروجين الأخضر في مرحلة مبكرة مقارنة بالبطاريات وتكنولوجيا الطاقة المتجددة الأخرى التي قد تكون أكثر اقتصادية في بعض التطبيقات، وكذلك التحديات اللوجستية، فتخزين الهيدروجين ونقله يتطلب معدات خاصة، لأنه غاز شديد التقلب ويحتاج إلى ضغط عالٍ أو التسييل، مما يضيف تعقيدات لوجستية. ورغم هذه العوائق، فإن التطورات التكنولوجية المتسارعة والدعم الحكومي المتزايد يمكن أن تسهم في تقليل هذه التحديات، مما قد يجعل الهيدروجين الأخضر أكثر انتشارًا في المستقبل. ...........
