أحدث الأخبار مع #لألبرتأينشتاين
نافذة على العالم
منذ يوم واحد
- علوم
- نافذة على العالم
أخبار التكنولوجيا : رقصة كونية بين ثقوب سوداء تسلط الضوء على الرياضيات الخفية فى الكون
الاثنين 19 مايو 2025 01:31 مساءً نافذة على العالم - توصل العلماء إلى أدق تنبؤات حتى الآن بشأن اضطرابات الزمكان الغامضة التي تحدث عندما يمر ثقبان أسودان بالقرب من بعضهما البعض، وتُظهر النتائج الجديدة في مجلة نيتشر، أن المفاهيم الرياضية المجردة من الفيزياء النظرية لها استخدام عملي في نمذجة تموجات الزمكان، مما يمهد الطريق لنماذج أكثر دقة لتفسير بيانات الرصد. ووفقًا لما ذكره موقع "space"، فإن موجات الجاذبية هي تشوهات في نسيج الزمكان ناتجة عن حركة الأجسام الضخمة مثل الثقوب السوداء أو النجوم النيوترونية، كما تم التنبؤ بها لأول مرة في نظرية النسبية العامة لألبرت أينشتاين عام 1915، وتم رصدها مباشرة لأول مرة بعد قرن من الزمان، في عام 2015. ومنذ ذلك الحين، أصبحت هذه الموجات أداة رصد قوية لعلماء الفلك الذين يستكشفون بعضًا من أكثر أحداث الكون عنفًا وغموضًا، ويوضح هذا التصور الطاقة التي تحملها موجات الجاذبية المنبعثة عندما يمر ثقبان أسودان بالقرب من بعضهما البعض. كما أنه لفهم الإشارات التي تلتقطها أجهزة الكشف الحساسة مثل ليجو (مرصد موجات الجاذبية بالتداخل الليزري) وفيرجو، يحتاج العلماء إلى نماذج دقيقة للغاية للشكل المتوقع لتلك الموجات، مشابهة في جوهرها لتوقعات الطقس الفضائي. واعتمد الباحثون على حواسيب عملاقة قوية لمحاكاة تفاعلات الثقوب السوداء التي تتطلب تحسين مساراتها تدريجيًا، وهي عملية فعالة ولكنها بطيئة ومكلفة حسابيًا. كما اتخذ فريق بقيادة ماتياس دريس من جامعة هومبولت في برلين نهجًا مختلفًا، فبدلاً من دراسة الاندماجات، ركز الباحثون على "أحداث التشتت"، وهي حالات يدور فيها ثقبان أسودان بالقرب من بعضهما البعض تحت تأثير جاذبيتهما المتبادلة، ثم يواصلان مسارين منفصلين دون اندماج. تُولد هذه اللقاءات إشارات موجات جاذبية قوية مع تسارع الثقبين الأسودين متجاوزين بعضهما البعض. لنمذجة هذه الأحداث بدقة، لجأ الفريق إلى نظرية المجال الكمي، وهي فرع من الفيزياء يُستخدم عادةً لوصف التفاعلات بين الجسيمات الأولية، بدءًا من التقريبات البسيطة وتقسيم التعقيد بشكل منهجي، حسب الباحثون النتائج الرئيسية لتحليق الثقوب السوداء بالقرب منها: مقدار انحرافها، ومقدار الطاقة التي تُشعّ كموجات جاذبية، ومقدار ارتداد هذه الوحوش العملاقة بعد التفاعل. حتى الآن، كان يُعتقد أنها مجرد مفاهيم رياضية بحتة، لا دور لها في الاختبار المباشر مرتبطًا بالظواهر الملحوظة، وفي الدراسة الجديدة، ظهرت هذه الأشكال في حسابات تصف الطاقة المنبعثة كموجات جاذبية عند مرور ثقبين أسودين بجانب بعضهما البعض، وهذه هي المرة الأولى التي تظهر فيها في سياق يُمكن، من حيث المبدأ، اختباره من خلال تجارب واقعية.
بوابة ماسبيرو
٠٦-٠٥-٢٠٢٥
- علوم
- بوابة ماسبيرو
الوقت على القمر.. لجنة الفضاء بالكونجرس الأمريكي تطالب بساعة قياسية
في خطوة تقربنا من الحصول على ساعة زمنية قمرية هذا الأسبوع، يوجه مشروع قانون أقرته لجنة العلوم والفضاء والتكنولوجيا في مجلس النواب الأمريكي، مدير وكالة ناسا لتطوير طريقة لتنسيق وقياس الوقت على القمر. يحمل مشروع القانون عنوان "قانون توحيد التوقيت السماوي" (أو مشروع القانون رقم 2313)، وقد أُقر من اللجنة بتصويت شفوي الثلاثاء (29 أبريل)، وسيحال الآن إلى مجلس النواب بكامل هيئته للتصويت عليه لاحقا.. وفقا لموقع Space. وفي حال إقراره في مجلس النواب (ثم في مجلس الشيوخ الأمريكي)، سيحال إلى مكتب الرئيس ترامب، حيث يوقع عليه ليصبح قانونا نافذة.. وفقا لموقع space. وينص مشروع القانون على "إلزام مدير إدارة الطيران والفضاء الوطنية بتطوير معايير التوقيت السماوي لدعم العمليات والبنية الأساسية المستقبلية على القمر وما حوله والأجرام السماوية الأخرى غير الأرض، ولأغراض أخري. كما ينص مشروع القانون أيضا على أن تعمل وكالة ناسا مع المؤسسات العامة والخاصة والأكاديمية ذات الصلة، والشركاء الدوليين، وهيئات وضع المعايير الدولية لتطوير نظام الوقت الجديد، مع بعض المتطلبات الرئيسية كدليل. و يجب أن يكون التوقيت القمري المنسق الجديد (LTC) قابلاً للترجمة إلى التوقيت العالمي المنسق (UTC)؛ ويجب أن يكون دقيقاً بما يكفي للملاحة الفضائية الدقيقة والاتصالات؛ ويجب أن يعمل دون انقطاع خلال فترات فقدان الاتصال مع الأرض ؛ وأخيراً، يجب أن يكون نظام الوقت الجديد قابلاً للتطوير بحيث يمكن إنشاء أنظمة زمنية مماثلة للأجرام السماوية الأخرى خارج القمر، وخاصة المريخ . يشار إلى أن تحديد منطقة زمنية مخصصة على القمر لم يحظ باهتمام كبير في الماضي، إذ استخدمت ناسا ووكالات أخرى "الوقت المنقضي للمهمة" ووسائل أخرى لضبط الوقت لتنسيقِ الملاحة والاتصالات في الفضاء القمري. ومع ذلك، وبما أن ناسا ووكالات الفضاء الأخرى تركز أنظارها حاليا على مهمات قمرية جديدة وإنشاء وجود قمري دائم، فقد يكون نظام ضبط الوقت المشترك فكرة جيدة. وتتمثل أحد الأسباب الرئيسية لعدم قدرة العلماء على استخدام وقت الأرض على القمر، ببساطة، يتعلق بنظرية النسبية العامة لألبرت أينشتاين ، التي تظهر ترابط الجاذبية والكتلة ومرور الوقت ترابطا وثيقا. لذا، فإن جميع ساعاتنا الأرضية مضبوطة فعليا على جاذبية الأرض، بينما يجب ضبط ساعات القمر وفقا لكتلة القمر وجاذبيته الأقل بكثير. يمر الوقت على القمر أسرع بنحو 58.7 ميكروثانية من الوقت على الأرض، وعندما تتعامل مع هذا النوع من الدقة المطلوبة للاتصالات والملاحة عن بعد بين سطح القمر وكوكبنا، فإن هذا الاختلاف (حوالي 58.7 مليون جزء من الثانية فقط) يمكن أن يسبب مشاكل حقيقية في العالم. مع مواجهة ناسا لتخفيضات كبيرة مقترحة في تمويلها هذا العام وما بعده، يعد التصويت بالإجماع على إقرار مشروع القانون رقم 2313 أمرا مشجعا لمستقبل مهمة أرتميس التابعة لناسا، والتي تهدف إلى إعادة البشر إلى القمر خلال السنوات القليلة المقبلة، وفي نهاية المطاف إنشاء قاعدة دائمة على سطحه.. ستكون تقنية LTC ضرورية لأي عمليات دائمة على سطح القمر وفي مداره.
الوسط
٢١-٠٤-٢٠٢٥
- علوم
- 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.
العربية
٢٠-٠٤-٢٠٢٥
- علوم
- العربية
ساعتان ذريتان إلى محطة الفضاء الدولية لاختبار نظرية النسبية
تتويجاً لأكثر من 30 عاماً من العمل، تطلق وكالة الفضاء الأوروبية، الاثنين، مجموعة تضم ساعتين ذريتين إلى محطة الفضاء الدولية بهدف قياس الوقت بدقة عالية جداً واختبار نظرية النسبية. وستتيح هذه المهمة للعلماء "قياس تأثير الارتفاع على مرور الوقت"، وفق ما أوضح لوكالة الأنباء الفرنسية ديدييه ماسونيه رئيس مشروع "فاراو" PHARAO في المركز الوطني الفرنسي للدراسات الفضائية. ومن المعروف منذ عام 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 أنه يصبح ملحوظاً عند الابتعاد أكثر في الفضاء. ولا بد لأنظمة تحديد المواقع عبر الأقمار الاصطناعية، 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 "سبيس 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 الهوا، سيتم 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. الثانية الذرية ما علاقة هذا بالوقت؟ عُرِّفَت 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 عام 1967، تُعادل الثانية رسمياً 9.192.631.770 فترة من الموجة الكهرومغناطيسية المنبعثة من ذرة السيزيوم 133 التي تغير 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. وأكد سيمون وينبرغ المسؤول البريطاني عن مشروع "إيسز" في وكالة الفضاء الأوروبية خلال مؤتمر صحافي أن "الانطلاق من مفهوم ساعة ذرية، ودخول المدار، والتمكن من الحفاظ على معيار الثانية في محطة الفضاء الدولية وإشراكه مع الساعات الذرية في كل مكان على الأرض" أثبت أنه مشروع "بالغ الصعوبة والدقة من الناحية التكنولوجية". وشهدت هذه "الرحلة الطويلة" التي بدأت قبل 32 عاماً الكثير من التقلبات والمنعطفات والصعوبات. من تصغير حجم الساعة الذرية وتكييفها مع البيئة الفضائية، بعدما كان نموذجها الأصلي "يشغل غرفة كاملة" في مرصد باريس إلى تصميم وصلة موجات صغرى دقيقة بما يكفي لنقل وقت "فاراو" إلى كوكب الأرض بشكل موثوق به. وعلى الأرض، ستتولى تسع محطات في أنحاء عدة من العالم (في أوروبا واليابان والولايات المتحدة) مقارنة وقت "فاراو" بالوقت الذي تقيسه ساعاتها الخاصة. وقال فيليب لوران المسؤول عن أنشطة "فاراو-إيسز" في مرصد باريس لوسائل الإعلام، إن "الاختلافات ستخضع للتحليل لتحديد ما إذا كانت النتيجة متسقة 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؟ وربما يكون ذلك تقدماً في السعي إلى ما يطمح إليه الفيزيائيون، وهو التوفيق بين النسبية العامة التي تفسر كيفية عمل الكون، والفيزياء الكمومية التي تحكم اللامتناهي في الصغر، وهما نظريتان تعملان بشكل جيد جداً، لكنهما غير متوافقتين حتى الآن.
الوسط
٢٠-٠٤-٢٠٢٥
- علوم
- 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.
