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.

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

الوسط

منذ 3 أيام

• الوسط

تقنية تبريد جديدة تهدف إلى تكييف الهواء دون غازات ملوثة

يمهّد ابتكار، هو عبارة عن عجينة ناعمة شمعية بيضاء اللون تتمتع بخصائص واعدة، وتتغير حرارتها بأكثر من 50 درجة تحت الضغط، الطريق لجيل ثوري من مكيفات الهواء الخالية من الغازات المسببة للاحترار المناخي. وعلى عكس الغازات المستخدمة في الأجهزة الحالية، فإن هذه المبردات الصلبة لا تتسرّب. ويقول كزافييه مويا، الأستاذ في فيزياء المواد بجامعة كامبريدج البريطانية، إن هذه المواد أكثر كفاءة في استخدام الطاقة، وفق وكالة «فرانس برس». هناك نحو مليارَي مكيّف هواء قيد الاستخدام في مختلف أنحاء العالم، ويتزايد عددها مع ارتفاع درجة حرارة الكوكب. وبين التسريبات واستهلاك الطاقة، تتزايد الانبعاثات المرتبطة بها أيضا كل عام، بحسب وكالة الطاقة الدولية. ويدرس كزافييه مويا منذ 15 سنة خصائص هذه البلورات البلاستيكية في مختبره بالجامعة البريطانية المرموقة. وعلى طاولة عمله آلة ضخمة بالأحمر والرمادي تعلوها أسطوانة، تختبر درجة حرارة المادة اعتمادا على الضغط. وتهدف هذه الخطوة إلى تحديد أفضل المبرّدات بين هذه الفئة من المواد المستخدمة أصلا في الكيمياء، التي يسهل الحصول عليها إلى حد ما، لكن يبقى التركيب الدقيق للجزيئات سريا. ليست هذه الظاهرة مرئية للعين المجردة، لكنّ البلورات تتكوّن من جزيئات قادرة على الدوران حول نفسها. وعند الضغط عليها، تتوقف حركتها وتبدد طاقتها على شكل حرارة. من ناحية أخرى، يؤدي إطلاقها إلى خفض درجة الحرارة المحيطة، وهو ما يسمّى «تأثير الباروكالوري». مشروبات غازية باردة يقول أستاذ فيزياء البناء بجامعة «يو سي إل» في لندن، كلايف إيلويل: «الطلب على تكييف الهواء سيرتفع بشكل كبير على مستوى العالم بحلول عام 2050». ويرى أن «المواد الصلبة الباروكالورية لديها القدرة على أن تكون بكفاءة الغاز نفسها، إن لم تكن أكثر كفاءة». ويضيف: «مهما تكن التكنولوجيا الجديدة التي سيجرى إطلاقها، يتعيّن أن تلبّي المتطلبات الأساسية، مثل حجم الجهاز أو الضجيج الذي تصدره، إذا كانت تأمل إيجاد طريقها إلى المنازل والسيارات». وإلى جانب أبحاثه في كامبريدج، أنشأ كزافييه مويا عام 2019 شركة ناشئة، تحمل اسم «باروكال»، لاستخدام اكتشافات مجموعته البحثية عمليا. وتضم الشركة تسعة أشخاص، وتمتلك مختبرها الخاص، وهو حاليا عبارة عن مستودع متواضع في موقف للسيارات. لكن الشركة الناشئة تجتذب المتابعين، ففي السنوات الأخيرة جمعت نحو أربعة ملايين يورو، خصوصا من مجلس الابتكار الأوروبي، وهو برنامج تابع للاتحاد الأوروبي تشارك فيه المملكة المتحدة، ومنظمة «بريكثرو إنرجي» التي أنشأها الملياردير الأميركي بيل غيتس. وتخطط الشركة لزيادة قوتها العاملة إلى 25 أو 30 شخصا هذا العام. داخل المستودع، يعادل حجم النموذج الأولي لمكيف الهواء حجم حقيبة سفر كبيرة. وبعيدا عن كونه صغيرا، يصدر صوت طنين مرتفعا عندما تزيد أو تقلل الدائرة الهيدروليكية الضغط في الأسطوانات الأربع المملوءة بالحبيبات. لكنّ هذا الجهاز يعمل. وقد ثُبّت برّاد صغير على النظام، بينما تحافظ علب المشروبات الغازية الموجودة داخله على برودة تامة. خفض الفواتير يقرّ مهندس المواد في «باروكال»، محسن العبادي، بأنّ هذا النموذج الأولي «لم يجر تحسينه بشكل فعلي حتى الآن، لا من حيث كتلته ولا حجمه، ولا حتى صوته». لكنّ الأنظمة الجديدة التي تعمل الشركة على تطويرها ستكون مماثلة في الحجم لتلك التي تعمل بالغاز، وصوتها منخفض مثلها. وفي حين تركّز الشركة حاليا على التبريد، من الممكن أيضا استخدام هذه التكنولوجيا لإنتاج الحرارة. وتدرس فرق عدة في مختلف أنحاء العالم هذه المواد، لكنّ فريق كامبريدج هو الرائد في هذا المجال، بحسب «بريكثرو إنرجي» التي تشير إلى أن هذه الأجهزة «لديها القدرة على خفض الانبعاثات بنسبة تصل إلى 75% مقارنة بالأنظمة التقليدية». وتأمل شركة «باروكال» إطلاق أول منتج في السوق خلال ثلاث سنوات، بحسب مدير المبيعات فلوريان شابوس. وسيكون هذا المنتج في البداية عبارة عن وحدات تبريد لمراكز التسوق الكبيرة والمستودعات والمدارس، وحتى مراكز البيانات. يُعتقد أن إقناع الشركات بالتكنولوجيا سيكون أسهل في البداية إذا كانت أكثر تكلفة للشراء، ولكن ستسهم في خفض الفواتير. وتسعى «باروكال» في نهاية المطاف للوصول إلى أسعار تعادل الأنظمة التقليدية، لاستهداف الأفراد.

الوسط

منذ 5 أيام

• الوسط

تباطؤ إزالة الغابات في البرازيل للمرة الأولى منذ 6 سنوات

تباطأت إزالة الغابات في مختلف النظم البيئية الكبرى في البرازيل عام 2024، للمرة الأولى منذ ست سنوات، وهو تطور مشجّع قبل أشهر فقط من استضافة البلاد لمؤتمر الأمم المتحدة للمناخ «كوب 30»، بحسب وكالة «فرانس برس». وبلغ إجمالي المساحة التي جرى إزالة الغابات منها خلال العام في الدولة الواقعة في أميركا الجنوبية 1,24 مليون هكتار، أي أقل بنسبة 32,4% عن العام السابق، بحسب أحدث تقرير لشبكة «ماب بايوماس» للمراقبة نُشر الخميس. وفي العام 2023، رُصد انخفاض بنسبة 11% في مساحة الغابات التي جرى إزالتها مقارنة بالعام السابق، وفق هذه الشبكة التي تضم منظمات غير حكومية وجامعات وشركات تكنولوجيا، وبدأت بتسجيل البيانات عام 2019. لكنّ هذا التراجع لم يشمل مختلف المناطق الأحيائية، كما هو الحال في العام 2024. تفاقم ظاهرة الاحترار المناخي وتشكل هذه النتائج أنباء جيدة لحكومة الرئيس لويس إيناسيو لولا دا سيلفا، الذي تعهّد بوقف إزالة الغابات غير القانونية بحلول عام 2030. ويُعدّ الغطاء النباتي ضروريا لامتصاص ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي، وتدميره يؤدي إلى تفاقم ظاهرة الاحترار المناخي. أكبر الغابات المطيرة الاستوائية في العالم ويأمل الرئيس اليساري أن يعطي مؤتمر المناخ (كوب30) الذي سيعقد في نوفمبر في مدينة بيليم في منطقة الأمازون، دفعة قوية لالتزام البلدان بمكافحة تغير المناخ. ورغم التقدم الذي أحرزته، لا تزال البرازيل تخسر ما معدّله 3403 هكتارات من الغطاء النباتي يوميا. وفي الأمازون، أكبر الغابات المطيرة الاستوائية في العالم، يؤدي قطع الأشجار إلى تدمير ما معدله 1035 هكتارا يوميا، أو «نحو سبع أشجار في الثانية»، بحسب التقرير. وشهدت المناطق المحمية تحسنات كبيرة أيضا، ففي سنة 2024، أصبحت ثلثي الأراضي الأصلية خالية من إزالة الغابات. وبين عامي 2019 و2024، خسرت البرازيل مساحة من الغابات تعادل مساحة كوريا الجنوبية، أي 9,88 مليون هكتار. وقد حدث ثلثا هذا الإزالة للغابات في منطقة الأمازون.

الوسط

منذ 6 أيام

• الوسط

إرجاء إطلاق أول صاروخ أسترالي بسبب مشكلة تقنية

أُرجئت اليوم الخميس ليوم واحد أول عملية إطلاق صاروخ أسترالي إلى المدار، بسبب مشكلة تقنية خارجية، على ما أعلنت شركة «غيلمور سبايس تكنولوجيز» المسؤولة عن المشروع. وكان من المقرر أن ينطلق صاروخ «إيريس» المؤلف من ثلاث طبقات من قاعدة تقع بالقرب من بوين على ساحل أستراليا الشرقي، محمّلا بعبوة «فيجيمايت»، وهو منتج غذائي شائع في البلاد. وقالت المسؤولة عن التواصل في الشركة ميشيل غيلمور، في حديث إلى وكالة «فرانس برس» الخميس، إنّ «المشكلة تتعلق بنظام إمداد الطاقة الخارجي الذي نستخدمه أثناء التحقق من سلامة النظام». وأضافت «وجدنا الحل لكن لم يكن لدينا الوقت لتطبيقه وتزويد الصاروخ بالوقود ضمن نافذة الإطلاق اليوم». وحُدّدت نافذة إطلاق مدتها أيام عدة. وإذا نجحت العملية، سيكون «إيريس» أول صاروخ مصنوع في أستراليا يُطلق إلى المدار من الأراضي الأسترالية. وأكد الرئيس التنفيذي لـ«غيلمور سبايس تكنولوجيز» آدم غيلمور أن التوقعات كانت محدودة بالنسبة إلى عملية الإطلاق الأولى. وقال لوكالة فرانس برس «إذا وصل الصاروخ إلى المدار، فمن المحتمل أن أصاب بنوبة قلبية، لأنني سأفاجأ جدا، ولكني سأشعر أيضا بسعادة كبيرة». ما مواصفات الصاروخ الأسترالي؟ وصُمم الصاروخ الذي يبلغ طوله 23 مترا لإطلاق أقمار اصطناعية صغيرة في مدار أرضي منخفض. ويعتمد «إيريس» الذي يزن 30 طنا إذا كان خزانه مليئا بالوقود، على نظام دفع هجين يستخدم وقودا خامدا صلبا ومؤكسدا سائلا يوفر الأكسجين اللازم لاحتراقه، وفق غيلمور. أما الحمولة المُعتمدة في الرحلة التجريبية فهي عبوة من معجون «فيجيمايت» المالح الشائع تناوله في أستراليا، علما أنّ الصاروخ قادر على نقل حمولة تراوح بين 100 و200 كيلوغرام، مع تحسينات لا تزال قيد التطوير.