"المادة المظلمة والديناصورات". فصل من كتاب. فيزيائي هارفارد لديه نظرية جديدة جذرية عن الوجود البشري

تشير الأبحاث الحديثة حول هذه المادة الغامضة إلى سيناريو يمكن أن تكون فيه "مذنبة" بانقراض الديناصورات ، أو على الأقل حقيقة أن المذنبات ضربت كوكبنا.

في حين أن تسلسل الأحداث التي تربط المادة المظلمة بالديناصورات أو المذنبات لا يزال غامضًا إلى حد ما ، فإن التكهنات نفسها مثيرة للفضول لأنها تتضمن سؤالين فلكيين مهمين: طبيعة المادة المظلمةو تغيير في اتجاهات طيران الأجسام الفضائية. وُلدت فكرة المادة المظلمة غير المعروفة في اللحظة التي اكتشف فيها العلماء أن هناك بعض قوى الجاذبية التي لا يمكن تفسيرها في الكون والتي تجعل المجرات تتحرك. وفي العام الماضي ، طور ليزا راندال وماثيو ريس من جامعة هارفارد ، جنبًا إلى جنب مع زملائهم ، نموذجًا يشير إلى أن المادة المظلمة هي نوع من الأقراص الرقيقة غير المرئية الكامنة في المجرات ، أو تقع في زاوية معينة على طول اتجاهها.

سحابة أورتهي منطقة كروية افتراضية النظام الشمسي، كمصدر للمذنبات طويلة الأمد. من الناحية العملية ، لم يتم تأكيد وجود سحابة أورت ، لكن العديد من الحقائق غير المباشرة تشير إلى وجودها.

مثلما يدور النظام الشمسي حول مركز مجرتنا درب التبانة ، تتحرك المجرة أيضًا لأعلى ولأسفل كل 70 مليون سنة تقريبًا. هذا يعني أنه كل 35 مليون سنة تقريبًا يجب أن يعبر قرص من المادة المظلمة المجرة.

لاحظ راندال وريس أن هذه الدورة ترتبط بتوقيت تأثيرات المذنبات على الأرض.

هذا ما جعل الباحثين يتساءلون عما إذا كانت هناك علاقة بين سقوط الأجرام السماوية ومرور النظام الشمسي عبر المادة المظلمة. في رأيهم ، عندما يحدث هذا ، أولاً ، يبذل القرص قوة جاذبية أقوى على النظام الشمسي. يمكن لمثل هذه القوة أن تعطل سحابة أورت ، وبالتالي تمزق عددًا من المذنبات منها وترسلها إلى نظامنا.

لذلك ، على سبيل المثال ، في العام الماضي طار إلينا من سحابة أورت. ثانيًا ، عندما نظر الباحثون إلى الحفر على الأرض التي يزيد طولها عن 20 كيلومترًا التي تم إنشاؤها في الـ 250 مليون سنة الماضية ، لاحظوا أن تواتر وعمق هذه الحفر يزدادان على وجه التحديد في 35 مليون دورة عندما كان النظام الشمسي قد تغير. ومع ذلك ، فإن فوهة ارتطام المذنب ، التي تشكلت منذ حوالي 66 مليون سنة ، لا تتطابق تمامًا مع النموذج المقترح ، لكن راندال يقول إنها قريبة جدًا.

نقطة أخرى معقدة للتحليل هي أن الفوهات على الأرض تبقى من تأثيرات المذنبات وتأثيرات الكويكبات. لكن المذنبات فقط من سحابة أورت هي في البداية بعيدة بما يكفي لتُنسب إلى تأثير المادة المظلمة.

يأمل العلماء أن يتمكنوا في المستقبل من التمييز والتحليل بمزيد من التفصيل للأنواع المختلفة من التأثيرات على سطح الأرض. يقول لويجي فوشيني من المرصد الفلكي في ميلانو إن مثل هذه النظريات ضرورية للعلم.

الفلكي ، المرصد في ميلانو أعتقد أنه من الجدير دائمًا طرح أكبر عدد ممكن من الفرضيات.

ومع ذلك ، في رأيه ، لا يزال هناك القليل من الأدلة على وجود علاقة بين تكرار ارتطام المذنبات ونظرية قرص المادة المظلمة.

لا يمكننا رؤيته أو الشعور به. لكن ليزا راندال تعتقد أن المادة المظلمة يمكن أن تفسر الكثير عن كوننا - بما في ذلك موت الديناصورات. لكن كل هواة علم الفلك يعرفون أن المادة المظلمة هي شيء بعيد المنال. لا نراه ، لا نسمعه ، لا نشعر به ، لا نعرف طعمه ورائحته. حتى مع وجود أكثر المعدات العلمية إبداعًا في العالم ، لم نتمكن بعد من الحصول على دليل على وجود هذا الشكل المحدد منذ فترة طويلة من المادة على الإطلاق - على الرغم من الاعتقاد بأن الكون مليء بالمادة المظلمة.

ولكن إذا لم يعد وجودها موضع شك ، فلا يزال هناك العديد من الأسئلة حول المادة المظلمة - بما في ذلك نوع الجسيمات التي تتكون منها. وإلى جانب علماء بارزين آخرين ، تحاول عالمة الفيزياء بجامعة هارفارد ليزا راندال الإجابة على هذه الأسئلة.

منذ وقت ليس ببعيد ، تحدث كبير المحررين العلميين في Huffington Post مع راندال ، ونتيجة لذلك ، ولدت مقابلة شيقة ، سنشاركها معك. من الممتع دائمًا سماع رأي متخصص حول موضوعه ، وحتى بلغة يسهل الوصول إليها.

ما هي المادة المظلمة؟

إنه شكل بعيد المنال من المادة يتفاعل من خلال الجاذبية مثل المادة العادية ، لكنه لا ينبعث أو يمتص الضوء. يبدو أن المادة المظلمة موجودة في كل مكان في الكون. لكننا لا ندركها بشكل مباشر: فقط من خلال تأثيرها الجاذبي ، لأنها تتفاعل بشكل ضعيف مع المادة العادية التي اعتدنا عليها.

هل المادة المظلمة مصنوعة من الذرات؟

رقم. لا تتكون من ذرات أو حتى جسيمات أولية مألوفة لنا مثل البروتونات والإلكترونات ، المشحونة وبالتالي تتفاعل مع الضوء. ومع ذلك ، فمن الممكن أن تكون المادة المظلمة تتكون من جسيمات تتشابه كتلتها مع تلك التي نعرفها. إذا كان هذا هو الحال ، وإذا كانت هذه الجسيمات تتحرك بالسرعة التي يمكننا تخيلها ، فإن بلايين من جسيمات المادة المظلمة تخترق كل واحد منا كل ثانية. لكن لا أحد يلاحظ.

إذا كانت غير مرئية ، فلماذا نسميها "مظلمة"؟

ربما يكون من الأفضل استخدام المادة المظلمة باسم "مادة شفافة". ما نسميه عادة "داكن" هو شيء يمتص الضوء ، مثل قميصك أو سترتك السوداء. ولكن في حالة المادة المظلمة ، يمر الضوء ببساطة من خلالها.

كيف نعرف أن المادة المظلمة موجودة؟

نحن نعلم أنه موجود لأننا نرى آثاره على النجوم والمجرات. باستخدام التلسكوبات والأدوات الأخرى ، يمكننا أن نرى أن شيئًا آخر غير جاذبية النجوم والمجرات التي نلاحظها يؤثر على حركة تلك النجوم والمجرات.

تؤثر المادة المظلمة على تمدد الكون ، والمسار الذي تسلكه أشعة الضوء للوصول إلينا من الأشياء البعيدة ، والعديد من الظواهر الأخرى القابلة للقياس التي تقنعنا بوجود المادة المظلمة. نحن نعرف المادة المظلمة - ووجودها غير المشروط - من خلال قياس تأثيرات الجاذبية.

تم طرح فرضية المادة المظلمة لأول مرة منذ عدة عقود. اخبرنا عنها.

تم اقتراح المادة المظلمة لأول مرة في عام 1933 من قبل فريتز زويكي ، عالم الفلك السويسري في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا. لقد توصل إلى هذه الفكرة بعد ملاحظة سرعات النجوم في مجموعة عملاقة من المجرات المرتبطة بالجاذبية والمعروفة باسم Coma Cluster. يتطلب الأمر قدرًا معينًا من الجاذبية للحفاظ على النجوم سريعة الحركة في الكتلة من الانجراف بعيدًا. واستنادًا إلى حسابات سرعة النجوم ، حسب زويكي أن مقدار الكتلة التي يجب أن يمتلكها العنقود للحصول على قوة الجاذبية اللازمة كانت أكبر بـ 400 مرة من مساهمة الكتلة المضيئة المقاسة - أي المادة التي ينبعث منها الضوء. لحساب كل هذه المسألة الإضافية ، اقترح زويكي وجود ما أسماه ، مواد dunkle، وهي كلمة ألمانية تعني "المادة المظلمة".

على الرغم من هذه الملاحظات المبكرة ، تم تجاهل المادة المظلمة أساسًا لفترة طويلة (وكان تقديره للمادة المفقودة كبيرًا جدًا في الواقع). ولكن في سبعينيات القرن الماضي ، تم إحياء الفكرة عندما لاحظ علماء الفلك حركة المجرات الساتلية - المجرات الصغيرة بالقرب من المجرات الأكبر - والتي لا يمكن تفسيرها إلا من خلال وجود مادة غير مرئية إضافية. جلبت هذه الملاحظات وغيرها المادة المظلمة إلى عالم البحث الجاد.

ولكن تم تعزيز مكانتها بشكل كبير في السبعينيات من خلال عمل فيرا روبين ، عالمة الفلك في معهد كارنيجي في واشنطن. وجدت روبن وزميلها كينت فورد أن معدلات دوران النجوم كانت متشابهة إلى حد كبير في أي مسافة من مركز المجرة. أي أن النجوم تدور بسرعة ثابتة حتى أبعد من المنطقة التي تحتوي على مادة مضيئة. كان التفسير الوحيد الممكن هو وجود بعض المادة المجهولة المصير والتي ساعدت على إبقاء النجوم البعيدة تتحرك بشكل أسرع من المتوقع.

كان الاستنتاج الرائع الذي توصل إليه هؤلاء الباحثون أن المادة العادية تمثل فقط سدس الكتلة اللازمة لإبقاء النجوم في المدار. كانت ملاحظاتهم هي الدليل الأكثر إقناعًا للمادة المظلمة في ذلك الوقت.

ما هي الحالة الحالية للمعرفة حول المادة المظلمة؟

حقق العلماء تقدمًا كبيرًا في فهم المادة المظلمة ، لكن تظل هناك أسئلة كبيرة. بالنسبة لباحث مثلي ، هذا هو الوضع الأمثل. ربما يمكن للمرء أن يقول إن الفيزيائيين الذين يدرسون "الظلام" يشاركون في ثورة كوبرنيكوس بشكل أكثر تجريدًا. لا يقتصر الأمر على أن الأرض ليست مركز الكون ماديًا فحسب ، بل إن حالتنا الفيزيائية بعيدة كل البعد عن كونها مركزية لمعظم المادة.

كان الكشف عن العناصر الأساسية للمادة العادية أمرًا صعبًا ، لكن دراستها كانت أكثر وضوحًا من دراسة المادة المظلمة التي تحيط بنا. على الرغم من ضعف تفاعلاتها ، في السنوات العشر القادمة ، لدى العلماء فرصة حقيقية لتحديد وتحديد طبيعة المادة المظلمة. وبما أن المادة المظلمة تتراكم في المجرات والبنى الأخرى ، فإن الملاحظات المستقبلية للمجرة والكون تسمح للفيزيائيين وعلماء الفلك بدراستها بطرق جديدة.

ما الذي يمكن أن تخبرنا به الاكتشافات الجديدة حول المادة المظلمة عن أصل الكون؟

لا أحد يعرف كيف بدأ الكون ، وفهم المادة المظلمة لن يجلب لنا بالضرورة أفكارًا جديدة. لكن وجود المادة المظلمة يساعدنا على فهم كيفية تطور الكون وكيف تشكلت هياكل مثل المجرات. إذا كانت للمادة المظلمة خصائص خاصة ، فقد تنعكس في أحجام المجرات وتوزيعها.

ماذا عن وجود أكوان متعددة - ما يسمى بالأكوان المتعددة؟

المادة المظلمة والأكوان المتعددة ليست مرتبطة حقًا بأي شكل من الأشكال. نحن نعلم عن المادة المظلمة من خلال تأثيرها على توسع الكون ، من بين أشياء أخرى. قد تكون الأكوان الأخرى مادة أكثر قتامة بمعنى أنها بعيدة جدًا عنا لدرجة أنها لن تؤثر علينا جاذبيًا حتى مرة واحدة في عمر الكون. لكن هذا يعني أيضًا أنه لا يمكننا دراستها بالملاحظة. أفضل دراسة "الأكوان المتعددة" الموجودة هنا والآن.

ما العلاقة بين المادة المظلمة والديناصورات التي كتبت عنها في كتابك؟

أعتقد أنا وزملائي أن المادة المظلمة قد تكون مسؤولة في النهاية (بشكل غير مباشر) عن انقراض الديناصورات. نحن نعلم أنه قبل 66 مليون سنة ، سقط جسم لا يقل عرضه عن 10 كيلومترات على الأرض من الفضاء ودُمر الديناصورات البرية، وكذلك ثلاثة أرباع الأنواع الأخرى على الأرض. يمكن أن يكون هذا الجسم مذنبًا من حزام أورت ، وهي منطقة افتراضية من المذنبات والأجسام الأخرى خارج مدار نبتون. لكن لماذا خرج هذا المذنب من مداره المستقر في حزام أورت ، لا أحد يعرف حقًا.

تخميننا هو أنه أثناء مرور النظام الشمسي عبر المستوى الأوسط لمجرة درب التبانة ، اصطدم بقرص من المادة المظلمة أدى إلى إخراج هذا الجسم البعيد ، مما أدى إلى اصطدام كارثي. في جوارنا من المجرة ، يحيط بنا الجزء الأكبر من المادة المظلمة في هالة كروية منتشرة وناعمة بشكل لا يصدق.

يوضح الرسم التوضيحي حركة الشمس عبر مستوى المجرة.

تم توزيع نوع المادة المظلمة التي أدت إلى زوال الديناصورات بشكل مختلف تمامًا عن معظم المادة المظلمة في الكون. يجب أن يترك هذا النوع الإضافي من المادة المظلمة الهالة كما هي ، لكن تفاعلها الممتاز جعلها تتكثف في قرص - في وسط طائرة درب التبانة. أصبحت هذه المنطقة الرفيعة شديدة الكثافة لدرجة أنه مع مرورها وتذبذب الشمس لأعلى ولأسفل أثناء تحركها عبر مجرتنا ، كان تأثير الجاذبية لهذا القرص قويًا بشكل لا يصدق.

كانت جاذبيتها قوية بما يكفي لضرب المذنبات على الحافة الخارجية للنظام الشمسي ، حيث كان السحب المعاكس للشمس أضعف من أن يعيدهم إلى مكانهم. تم إخراج المذنبات الهاربة من النظام الشمسي أو - على الفور - أعيد توجيهها إلى النظام الشمسي الداخلي ، حيث يمكن أن تضرب الأرض.

إذا كانت المادة المظلمة يمكن أن تفسر زوال الديناصورات ، فهل يمكنها أيضًا تفسير كيف بدأت الحياة على الأرض؟

من المؤكد تقريبًا أن المواد التي تسقط على الأرض ، مثل المذنبات والكويكبات ، لعبت دورًا في تحديد تكوين الأرض ويمكن أن تلعب أيضًا دورًا في بدء عمليات الحياة الرئيسية. تظل معظم هذه النظريات تخمينية ، لكنها تتناسب جيدًا مع صورة العالم وتستحق الجهد المبذول عليها.

وإذا كانت المادة المظلمة يمكن أن ترسل مذنبات أو كويكبات خطيرة في اتجاهنا ، فهل يجب أن نقلق؟

بالطبع ، أحيانًا تقترب الكويكبات كثيرًا. ستحدث التصادمات بلا شك ، لكن تواترها وحجمها المتوقعين يظلان موضع نقاش. ما إذا كان هناك شيء سيصيبنا ، وما إذا كان سيضر بنا بمرور الوقت وما إذا كان يجب أن نقلق بشأنه ، فهذه مشكلات لم يتم حلها بعد. أنا شخصياً لا أعتبر هذا أكبر خطر على البشرية.

هل يجب أن نقلق؟ يعتمد ذلك على الحجم والتكلفة وعتبة قلقنا والقرارات التي يتخذها المجتمع وما إذا كان بإمكاننا التعامل مع التهديد. نادرا ما تسبب مثل هذه التهديدات ضجة ، حتى لو كان هناك ضرر محتمل. وعلى الرغم من أنهم قادرون بالفعل على ضرب وتدمير مركز سكاني كبير ، فإن فرص حدوث ذلك في المستقبل المنظور ضئيلة للغاية.

تختلف نظرتك للفضاء كفيزياء عن وجهة نظر الأشخاص البعيدين عن العلم. ما هي الاستنتاجات الخاطئة التي يتوصل إليها هؤلاء الناس عن الكون؟

هناك الكثير ، لكن دعوني أركز على المادة المظلمة نفسها. نظرًا لأنهم لم يروها من قبل (لم يشعروا بدفئها أو رائحتها) ، فإن العديد من الأشخاص الذين أتحدث معهم يندهشون عندما يتعرفون على وجود المادة المظلمة ويجدونها غامضة للغاية - أو حتى يسألون عما إذا كانت هناك أية أخطاء. يسأل الناس كيف يمكن حتى أن معظم المادة - خمسة أضعاف كمية المادة العادية - لا يمكن اكتشافها باستخدام التلسكوبات الحديثة.

أنا شخصياً أتوقع شيئًا عكس ذلك (على الرغم من أن الجميع لا يعتقد ذلك). سيكون لغزا أكبر بكثير بالنسبة لي إذا كانت كل المادة التي نراها بأعيننا هي المادة الوحيدة الموجودة. لماذا لدينا أعضاء حسية كاملة يشعر بها كل شخص تقريبًا؟ درس كبيرالذي حصل عليه الفيزيائيون على مر القرون هو مقدار إخفاءه عن وجهة نظرنا. من وجهة النظر هذه ، يجب أن يبدو السؤال مختلفًا: لماذا يجب أن يتقارب كل شيء نعرفه مع كثافة الطاقة الموجودة فيه؟

هل تشعر ببعض العظمة في الكون؟ أم أن معرفتك العلمية تضع كل شيء في مكانه؟

عندما بدأت التركيز على الأفكار الكامنة وراء كتابي ، شعرت بالدهشة والسحر ليس فقط بمعرفتنا الحالية بالبيئة - المحلية ، والشمسية ، والمجرة ، والعالمية - ولكن بمدى أملنا في فهم كل شيء على جزيرتنا الصغيرة في كل شيء هنا على الأرض. لقد أدهشتني أيضًا الروابط العديدة بين الظواهر التي تسمح لنا بالوجود على الإطلاق.

فقط لكي تفهم ، وجهة نظري ليست دينية. لا أرى حاجة لمنح كل شيء هدفًا أو معنى. ومع ذلك ، أشعر بلا حول ولا قوة بما نميل إلى تسميته بالعواطف الدينية بينما أحاول فهم ضخامة الكون ، وماضينا ، وكيف تتلاءم جميعها معًا. تبدأ في النظر إلى الحياة اليومية الغبية بطريقة مختلفة. سمح لي هذا البحث الجديد بإلقاء نظرة مختلفة على العالم وعلى العديد من أجزاء الكون التي خلقت الأرض - ونحن.

منذ وقت ليس ببعيد ، خلال عطلة الربيع في هارفارد ، قررت زيارة الأصدقاء في كولورادو ، والقيام ببعض الأعمال هناك والذهاب للتزلج. تعد جبال روكي مكانًا ممتازًا للعزلة والتفكير ، حيث تكون الليالي رائعة مثل النهار. في الليالي الصافية ، تضيء ومضات من "شهاب" - تلك النيازك القديمة الصغيرة التي تنهار في السماء - السماء. ذات ليلة ، وقفت أنا وصديقي في المنزل ، مفتونين بوفرة الأجسام المضيئة التي تتتبع السماء المظلمة. اتضح أن هناك عدة نيازك ملحوظة تمامًا في مجال رؤيتي ، ثم رأينا نيزكًا كبيرًا حقًا ، ولم يختف أثره لعدة ثوانٍ.

على الرغم من أنني فيزيائي ، إلا أن مثل هذه النظارات غالبًا ما تضعني في حالة سلام ، وأنا ببساطة أستمتع بها. لكن هذه المرة ، فكرت في نوع الكائن وما قد يعني مساره. النيزك هو نهاية قصة 4.5 مليار سنة - ومضة مدتها ثانية واحدة تشير إلى أن الجسم النيزكي قطع 50-100 كيلومتر عبر الغلاف الجوي قبل أن يتبخر ويختفي. على الأرجح ، مر فوق رؤوسنا على ارتفاع 50-100 كيلومتر ، ولهذا نرى أثره على شكل قوس كبير في السماء. هذا ، بشكل عام ، كل شيء - مشهد جميل وشيء يمكننا شرحه جزئيًا على الأقل. عندما قلت أن هذه الصورة الرائعة في السماء كانت نتيجة الاحتراق في الغلاف الجوي لجسيم من الغبار الكوني أو جسم بحجم حصاة صغيرة ، تفاجأ صديقي الذي لم يكن عالمًا وأعلن ذلك. ، في رأيه ، كان جسمًا لا يقل عرضه عن كيلومترات.

انتقل حديثنا بسرعة من جمال السماء ليلاً إلى حجم الكارثة التي يمكن أن تكون ناجمة عن سقوط جسم بحجم كيلومتر على الأرض. إن احتمال اصطدام جسم بهذا الحجم الكبير بالأرض ضئيل ، كما أن احتمال سقوط أي جسم كبير في منطقة مكتظة بالسكان يكون أقل. ومع ذلك ، فإن ظهور سطح القمر (هناك عدد قليل جدًا من الحفر المحفوظة على الأرض لاستخلاص أي استنتاجات منها) يشير إلى أن ملايين الأجسام الكبيرة التي يتراوح حجمها من كيلومتر واحد إلى 1000 كيلومتر قد اصطدمت به أثناء وجود أرض. ومع ذلك ، حدثت معظم هذه الاصطدامات منذ مليارات السنين خلال القصف الثقيل المتأخر ، والذي ، على الرغم من الاسم ، لوحظ بعد فترة وجيزة من تكوين النظام الشمسي ، حتى قبل أن يصبح مستقرًا إلى حد ما.

لحسن الحظ للحياة على الأرض ، انخفض تواتر الاصطدامات النيزكية الكبيرة بشكل كبير منذ القصف. حتى نيزك سقط مؤخرًا في سيبيريا ، تم تصويره بواسطة مسجلات الفيديو وبمساعدة الهواتف المحمولة، - نيزك تشيليابينسك ، الذي ترك أثرًا مشرقًا في السماء وعلى YouTube - كان عرضه حوالي 20 مترًا فقط. وكان الاصطدام الأخير الوحيد لجسم بهذا الحجم ، والذي تحدث عنه صديقي ، هو سقوط شظايا من المذنب شوميكر - التحمل على كوكب المشتري في عام 1994. كان الجسم أكبر وربما عدة كيلومترات قبل أن ينكسر. كان الدليل على العواقب التي يمكن أن تؤدي إليها شظايا بحجم كيلومتر هو سحابة مظلمة بحجم الأرض فوق سطح كوكب المشتري. يبلغ قطره عشرين مترًا جسمًا كبيرًا ، لكن عرض الكيلومتر أمر مختلف تمامًا.

ومع ذلك ، لا ينبغي لأحد أن ينسى أن تاريخ النيازك لا يرتبط فقط بالدمار. أجسام النيازك والنيازك الدقيقة ، التي تتساقط باستمرار على الأرض ، تجلب أيضًا شيئًا جيدًا. النيازك - شظايا من النيازك التي وصلت إلى سطح الأرض ، يمكن أن تكون مصادر للأحماض الأمينية ، مهمة بشكل أساسي لظهور الحياة ، وكذلك الماء - مكون رئيسي آخر للحياة في الشكل الذي نعرفه. بدون شك ، فإن معظم المعادن التي نستخرجها من أحشاء الأرض لها أيضًا أصل خارج الأرض. يمكن القول أيضًا أن البشر لم يكن ليُوجد لولا الارتفاع السريع للثدييات الذي حدث بعد تأثير النيزك على الأرض (انظر الفصل 12 للحصول على التفاصيل) الذي قضى على الديناصورات.

إنه انقراض جماعي عملاق صِنفالتي حدثت قبل 66 مليون سنة ، هي مجرد قصة واحدة من قصص عديدة تربط الحياة على الأرض بتطور النظام الشمسي. هذا الكتاب ، حول مادة تبدو مجردة مثل المادة المظلمة ، والتي أدرسها ، مكرس في الواقع لعلاقة الأرض ببيئتها الكونية. أنتقل الآن إلى قصة ما نعرفه عن الكويكبات والمذنبات التي ضربت الأرض ، والندوب التي خلفوها وراءهم. سأتطرق أيضًا إلى مسألة ما قد يصطدم بكوكبنا في المستقبل وما إذا كان يمكن تجنب زيارات هؤلاء الضيوف المدمرين وغير المرغوب فيهم.

صاعقة مدوية

تبدو ظاهرة غير عادية مثل سقوط الأجسام الفضائية على الأرض مذهلة للغاية لدرجة أن العلم الرسمي لم يقبل في البداية معظم التقارير عن مثل هذه الحالات على أنها موثوقة. على الرغم من أن الناس في العصور القديمة كانوا يعتقدون أن الأجسام من الفضاء الخارجي يمكن أن تصل إلى سطح الأرض ، وكان الفلاحون يعتقدون ذلك في الآونة الأخيرة ، إلا أن الطبقات الأكثر استنارة كانت تشك في مثل هذه الفكرة حتى القرن التاسع عشر. كان الرعاة غير المتعلمين الذين شاهدوا الأجسام تسقط من السماء يعرفون ما هو عليه ، لكن شهاداتهم لم توحي بالثقة ، لأن العديد منهم تحدثوا عن أحداث خيالية. حتى العلماء الذين قبلوا في النهاية حقيقة أن الأجسام كانت تسقط على كوكبنا لم يعتقدوا في البداية أن هذه الصخور كانت من أصل كوني. فضلوا البحث عن مصدرهم على الأرض ، على وجه الخصوص ، رأوه في البراكين.

لم يصبح الأصل الكوني للأحجار النيزكية جزءًا من الفكرة المقبولة عمومًا حتى يونيو 1794 ، بعد سقوط عرضي للحجارة على أراضي الأكاديمية في سيينا ، حيث لاحظ الحدث العديد من المثقفين الإيطاليين والسياح البريطانيين. بدأ كل شيء بسحابة مظلمة عالية ، من حيث ، بعد الحجارة التي سقطت مثل المطر على الأرض ، ذهب الدخان ، وسقطت شرارات وظهر برق أحمر يتحرك ببطء. وجد الأباتي أمبروجيو سولداني في سيينا أن المادة الساقطة مثيرة للاهتمام بما يكفي لجمع شهادات شهود العيان وإرسال عينة إلى الكيميائي المقيم في نابولي غولييلمو طومسون - تحت هذا الاسم المستعار كان ويليام طومسون ، الذي اضطر لمغادرة أكسفورد نتيجة فضيحة بسبب علاقته مع خادم. أشار الفحص الدقيق للعينة إلى وجود كائن خارج كوكب الأرض. لقد كان تفسيرًا أكثر منطقية من الافتراضات البعيدة عن دوران القمر أو البرق الذي يضربه الغبار. كما أنه كان منطقيًا أكثر من الاقتراح البديل المعقول على ما يبدو لأصل بركاني لهذه الأحجار من فيزوف النشط آنذاك. كانت فكرة المصدر البركاني مفهومة تمامًا ، لأن ثوران بركان فيزوف حدث قبل 18 ساعة فقط. ومع ذلك ، كان فيزوف على بعد 320 كم ولم يكن في هذا الاتجاه على الإطلاق ، لذلك تم رفض النظرية البركانية.

تم حل مسألة أصل النيازك أخيرًا بواسطة الكيميائي إدوارد هوارد ، بمساعدة الأرستقراطي الفرنسي والعالم جاك لويس ، كونت دي بورنون ، الذي فر إلى لندن خلال الثورة الفرنسية في عام 1800. قام هوارد والكونت بإجراء تحليل نيزك سقط بالقرب من بيناريس في الهند. كما اتضح ، كان محتوى النيكل في تركيبته أعلى بكثير من تركيز هذا المعدن الذي يميز سطح الأرض ، وكذلك بالنسبة للصخور الحجرية المنصهرة تحت ضغط عالٍ. كان التحليل الكيميائي الذي أجراه طومسون ، هوارد ، وكونت دي بورنون هو بالضبط ما افتقر إليه العالم الألماني إرنست فلورنس فريدريش كلادني لدعم فرضيته الخاصة بأن سرعة سقوط مثل هذه الأجسام على الأرض كانت سريعة جدًا بحيث لا يمكن قبولها بخلاف التفسيرات الكونية. من الغريب أن سقوط جسم سماوي في سيينا حدث بعد شهرين فقط من نشر كتاب Chladni's On the Origin of Ironmasses ، والذي تلقى - للأسف! - مراجعات غير مواتية وتقييمات سلبية إلى أن بدأت إحدى الصحف البرلينية بعد ذلك بعامين في الكتابة عن سقوط سيينا.

في إنجلترا ، أكثر شعبية كتاب صغيرإدوارد كينج ، FRS ، نشر في نفس العام. تناول كتاب كينغ حدث سيينا واحتوى على العديد من الإشارات إلى عمل كلادني. في إنجلترا ، ظهرت الحجج المؤيدة للأصل الكوني للأحجار النيزكية قبل ذلك ، في 13 ديسمبر 1795 ، بعد سقوط حجر يزن أكثر من 25 كجم في Wold Cottage ، يوركشاير. نظرًا للثقة المتزايدة في طرق الكيمياء ، والتي لم يعد يتم الخلط بينها وبين الكيمياء ، وشهادة العديد من شهود العيان في القرن التاسع عشر. يتم التعرف أخيرًا على النيازك على حقيقتها. منذ ذلك الوقت ، سقطت على كوكبنا أجسام كثيرة بلا شك من أصل خارج كوكب الأرض.

أحداث أقرب إلى عصرنا

تضمن العناوين الرئيسية التي تشير إلى النيازك والنيازك جذب اهتمام الجميع. ومع ذلك ، على الرغم من الاهتمام الشديد بهذه الظواهر الساطعة ، لا ينبغي أن ننسى أن الأرض اليوم بشكل عام في حالة توازن مع النظام الشمسي ، وأن الأحداث الدرامية لا تحدث كثيرًا. جميع النيازك تقريبًا ليست كبيرة بما يكفي لاختراق الغلاف الجوي العلوي ، حيث تتبخر معظم موادها الصلبة. الأجسام الأكبر تصل فقط في بعض الأحيان. ومع ذلك ، فإن الجسيمات الصغيرة تقصف الأرض باستمرار. معظم النيازك الدقيقة التي تدخل الغلاف الجوي صغيرة جدًا لدرجة أنها لا تحترق. كما أن الأجسام التي يبلغ حجمها المليمتر تسقط في كثير من الأحيان - ربما كل 30 ثانية - وتحترق دون أي عواقب. الأجسام التي يزيد حجمها عن 2-3 سم تحترق جزئيًا في الغلاف الجوي ، وقد تصل شظاياها إلى سطح الأرض ، لكنها أصغر من أن تُلاحظها.

مرة كل بضعة آلاف من السنين ، يمكن أن ينفجر جسم كبير في الغلاف الجوي السفلي. حدث أكبر حدث من هذا القبيل نعرفه في عام 1908 في منطقة Podkamennaya Tunguska ، روسيا. حتى بدون الاصطدام بالسطح ، فإن انفجار مثل هذا الجسم في الغلاف الجوي يمكن أن يترك علامة ملحوظة على الأرض. لا نعرف بالضبط ما الذي انفجر في السماء بالقرب من نهر Podkamennaya Tunguska في التايغا السيبيرية - كويكب أو مذنب. وقوة هذا الانفجار يبلغ قرابة 50 مترا الشهاب المتفجر- جسم فضائي تم تدميره في الغلاف الجوي - كان يساوي 10-15 مليون طن من مكافئ مادة تي إن تي ، وهو ما يعادل 1000 مرة أكثر انفجار ذريفي هيروشيما ، لكنها أصغر من أقوى سلاح نووي تم اختباره على الإطلاق. دمر الانفجار غابة على مساحة 2000 كم 2 ، وتقدر قوة موجة الصدمة بنحو 5 نقاط على مقياس ريختر. من الجدير بالذكر أنه في المكان الذي كان من المفترض أن يكون فيه مركز الانفجار ، ظلت الأشجار قائمة ، ولكن في المنطقة ، قُطعت الغابة بالكامل. حجم المنطقة الأشجار الدائمةويشير عدم وجود فوهة بركان إلى أن الجسد انهار على ارتفاع 6 إلى 10 كيلومترات.

تختلف تقديرات مخاطر تكرار مثل هذا الحدث إلى حد ما بسبب الغموض في تقديرات حجم جسم Tunguska ، والتي تتراوح من 30 إلى 70 مترًا. التردد من مرة كل عدة مئات من السنين إلى مرة كل 2000 سنة. بطريقة أو بأخرى ، تسقط معظم النيازك على الأرض في أماكن غير مأهولة نسبيًا ، نظرًا لأن المناطق المكتظة بالسكان مبعثرة تمامًا.

نيزك تونجوسكا ليس استثناء بهذا المعنى. وانفجرت فوق منطقة غير مأهولة في سيبيريا ، على بعد 70 كم من أقرب مركز تجاري وحتى أبعد من أقرب قرية - قرية Nizhnekarelinskoye. ومع ذلك ، كان الانفجار قويا بما يكفي لإسقاط جميع النوافذ في هذه القرية غير القريبة للغاية وإسقاط المارة. كان على القرويين الابتعاد عن وميض السماء الساطع. بعد عقدين من الانفجار ، تم إخبار العلماء الذين زاروا المنطقة أن الرعاة المحليين سمعوا رعدًا يصم الآذان ، بل إن اثنين منهم لقوا حتفهم بسبب موجة الصدمة. كانت العواقب على عالم الحيوان رهيبة - مات ما يقرب من 1000 غزال من الحريق الذي بدأ نتيجة للانفجار.

كانت عواقب الانفجار محسوسة بشكل كبير أكبر مساحة. سمع الناس الزئير على مسافة مساوية لعرض فرنسا ، وتغير الضغط الجوي في جميع أنحاء العالم. دارت موجة الصدمة الكرة الأرضية ثلاث مرات. في الواقع ، لوحظت العديد من الآثار المدمرة للنيزك Chicxulub الأكبر والأفضل دراسة والذي قضى على الديناصورات ، والتي سنتحدث عنها لاحقًا ، بعد سقوط نيزك Tunguska - الرياح القوية والحرائق وتغير المناخ و اختفاء ما يقرب من نصف الأوزون في الغلاف الجوي.

ومع ذلك ، بما أن النيزك انفجر في منطقة نائية وغير مأهولة ، ولم يتم تطوير وسائل الإعلام في ذلك الوقت ، لم يعرف معظم الناس شيئًا تقريبًا عن هذا الانفجار الهائل لعدة عقود ، حتى تم تحديد المدى الحقيقي للدمار نتيجة البحث. . لم يحدث حدث Tunguska في أماكن نائية فحسب ، بل إن الحرب العالمية الأولى ، ثم الثورة في روسيا ، حالت دون انتشار المعلومات عنها. إذا حدث هذا الانفجار قبل ساعة أو بعد ذلك ، فقد يكون قد حدث في منطقة مكتظة بالسكان ، حيث تسببت التأثيرات الجوية أو تسونامي في المحيط في مقتل الآلاف من الناس. في هذه الحالة ، كان الأثر سيبقى ليس فقط على سطح الأرض ، ولكن أيضًا في تاريخ القرن العشرين. والأرجح أنه كان سيؤثر بشدة على السياسة اللاحقة وتطور العلوم.

في القرن الذي مضى منذ انفجار تونغوسكا ، سقطت عدة أجرام سماوية أصغر حجمًا ، لكنها لا تزال جديرة بالملاحظة ، على الأرض. ربما كانت كرة النار التي انفجرت في الغلاف الجوي في منطقة الأمازون بالبرازيل عام 1930 واحدة من أكبر الكرات النارية ، على الرغم من ضعف توثيق هذا الحدث. كانت قوة انفجارها أقل مما كانت عليه في Tunguska tiga ، وتراوحت ، وفقًا للتقديرات ، من 1/100 إلى 1/2 من كرة النار Tunguska. ومع ذلك ، فإن كتلة الجسم النيزكي تجاوزت 1000 طن ، ومن الممكن أن تصل إلى 25000 طن ، والطاقة المنبعثة تقترب من 100 كيلو طن بما يعادل مادة تي إن تي. تختلف تقييمات المخاطر ، لكن الأجسام التي يتراوح حجمها من 10 إلى 30 مترًا يمكن أن تسقط على الأرض بتردد يتراوح من مرة كل عقد إلى مرة كل عدة مئات من القرون. التردد المحسوب يعتمد بشكل كبير على حجم الجسم. عند تغيير حجم الجسم بمعامل اثنين ، تختلف التقديرات بمعامل 10.

انفجرت صاعقة ، مماثلة في حجمها للأمازون ، على ارتفاع 15 كم فوق إسبانيا بعد ذلك بعامين ، وأطلقت ما يقرب من 200 كيلو طن من طاقة تي إن تي. على مدى نصف القرن التالي ، حدثت انفجارات عدة مرات ، لكن لا يمكن مقارنة أي منها بالحدث الذي وقع في البرازيل ، لذلك لن أسردها. فقط ما يسمى بحادثة فيلا ، التي وقعت في عام 1979 بين جنوب المحيط الأطلسي والمحيط الهندي ، تستحق الاهتمام. حصلت على اسمها من اسم قمر الاستطلاع الأمريكي فيلا ، الذي رصد الوميض. على الرغم من أنه كان يعتقد في الأصل أنه ناتج عن نيزك ، إلا أن الكثيرين ينظرون الآن إلى الحدث على أنه اختبار أرضي لسلاح نووي.

بالطبع ، تكتشف معدات المراقبة أيضًا الكرات النارية الحقيقية. أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء التابعة لوزارة الدفاع الأمريكية وأجهزة استشعار وزارة الطاقة الأمريكية العاملة في الجزء المرئي من الطيف سجلت في 1 فبراير 1994 انفجار نيزك من 5 إلى 15 مترًا فوق المحيط الهاديفي منطقة جزر مارشال. كما شوهد من قبل اثنين من الصيادين قبالة ساحل جزيرة كوراي ، ميكرونيزيا ، على بعد عدة مئات من الكيلومترات من مكان حدوثه. حدث انفجار آخر لجسم طوله 10 أمتار بسعة 25 كيلو طن من مادة تي إن تي في عام 2002 فوق البحر الأبيض المتوسط ​​بين اليونان وليبيا. ولوحظ حدث أكثر حداثة في 8 أكتوبر 2009 بالقرب من مدينة بون بإندونيسيا. ربما كان هذا نتيجة انفجار جسم قطره حوالي 10 أمتار بقوة 50 كيلو طن.

يمكن أيضًا أن تكون المذنبات أو الكويكبات المتجولة مصدرًا للنيازك. يصعب التنبؤ بمسارات المذنبات البعيدة ، ولكن يمكن اكتشاف كويكبات كبيرة بما يكفي قبل وقت طويل من اقترابها من الأرض. كان الكويكب الذي ضرب السودان في عام 2008 كبيرًا. في ذلك العام ، في 6 أكتوبر ، قرر العلماء أن الكويكب الذي اكتشفوه يجب أن يصطدم بالأرض في صباح اليوم التالي. وقد حدث ذلك. لم يكن الاصطدام كبيرًا ، ولم يسكن أحد بالقرب من موقع التحطم. ومع ذلك ، أظهرت هذه الحالة أن السقوط الأجرام السماويةفي بعض الحالات ، من الممكن التنبؤ ، على الرغم من أن مدى سرعة معرفتنا بذلك يعتمد على حساسية أجهزتنا وحجم الجسم وسرعته.

كان آخر حدث بارز هو سقوط نيزك تشيليابينسك ، وقد حدث في 15 فبراير 2013 ولم يقتصر الأمر على الصور فحسب ، بل في ذكريات الناس أيضًا. انفجرت كرة النار هذه على ارتفاع 20-50 كم فوق الجزء الجنوبي من منطقة الأورال في روسيا. بلغت قوة الانفجار 500 كيلو طن في مكافئ مادة تي إن تي ، وتبدد الجزء الرئيسي منه في الغلاف الجوي ، لكن موجة الانفجار استمرت في الوصول إلى سطح الأرض في غضون دقائق قليلة. كان المذنب في الحدث كويكبًا قطره 15-20 متراً ووزنه حوالي 13000 طن ، والذي كان يتحرك ، وفقًا للحسابات ، بسرعة 18 كم / ثانية - حوالي 60 مرة أسرع من الصوت. لم يشاهد المراقبون الانفجار فحسب ، بل شعروا أيضًا بالحرارة المنبعثة نتيجة تباطؤ الجسم في الغلاف الجوي.

وأصيب نحو 1500 شخص في الانفجار لكن في الغالب بسبب آثار ثانوية مثل كسر زجاج النوافذ. تبين أن عدد الضحايا كان كبيرًا جدًا نظرًا لحقيقة أن الكثيرين هرعوا إلى النوافذ للنظر إلى مصدر الضوء الساطع المتطاير بسرعة - وهو مشهد غير عادي. كما في فيلم رعب ، ضوء في السماء جعل الناس يقتربون من أخطر مكان في نفس اللحظة هزة أرضيةوتسبب في أكبر قدر من الضرر.

بالإضافة إلى الضجيج الذي انتشر في وسائل الإعلام ، في وقت تأثير جسم النيزك فقط ، كانت هناك تقارير تفيد بأن كويكبًا آخر كان يقترب من الأرض. إذا اقترب نيزك تشيليابينسك دون أن يلاحظه أحد ، فإن هذا الجسم الآخر الذي يبلغ طوله 30 مترًا ، والذي جعل أقرب اقتراب له إلى الأرض بعد حوالي 16 ساعة ، لم يدخل الغلاف الجوي أبدًا. أعرب الكثير من الناس عن فكرة الأصل المشترك لكلا الكويكبات ، لكن الأبحاث اللاحقة أظهرت أن هذا ليس هو الحال على الأرجح.

الأجسام القريبة من الأرض

بالإضافة إلى الكويكب الذي تم التنبؤ به في فبراير 2013 ، اقتربت العديد من الأجسام الأخرى من الأرض ، والتي على الرغم من أنها لم تدخل الغلاف الجوي ، إلا أنها جذبت دائمًا اهتمام كبير. كانت الأجسام نفسها التي اصطدمت بالأرض في الغالب غير ضارة. بطريقة أو بأخرى ، كان للتصادمات الماضية تأثير حقيقي على البنية الجيولوجية والبيولوجية لكوكبنا ، ولا توجد ضمانات بأن هذا لن يحدث مرة أخرى في المستقبل. مع تعمق معرفتنا بالكويكبات ، والوعي (ربما المبالغ فيه) لخطرها المحتمل ، يتكثف البحث عن الأجسام التي يمكنها عبور مدار الأرض.

تحدث الاصطدامات الأكثر شيوعًا (على الرغم من أنها ليست بالضرورة الأكبر) مع ما يسمى بـ الأجسام القريبة من الأرض، وهي قريبة جدًا من الأرض وتقترب من الشمس على مسافة لا تزيد عن 30٪ من المسافة بين الأرض والشمس. يتم تلبية هذا المعيار من قبل حوالي 10000 كويكب بالقرب من الأرض وعدد أقل قليلاً من المذنبات ، بالإضافة إلى بعض النيازك الكبيرة وحتى ، من وجهة نظر رسمية ، المركبات الفضائية التي تدور حول الشمس.

تنقسم الكويكبات القريبة من الأرض إلى عدة فئات (الشكل 16). تسمى الأجسام التي تدخل الفضاء القريب من الأرض وتقترب من الأرض دون عبور مدارها كيوبيدباسم كويكب اكتشف عام 1932 ، اقترب من الأرض على ارتفاع 16 مليون كيلومتر ، أو 0.11 وحدة فلكية. هـ- على الرغم من أنها لا تتقاطع حاليًا مع مسارنا ، إلا أن هناك مخاوف من أن الاضطرابات التي يسببها كوكب المشتري أو المريخ يمكن أن تزيد من انحراف مداراتها وتؤدي إلى تقاطع مع مدار الأرض. أبولوس- يرتبط اسمها أيضًا بكويكب معين - يعبر حاليًا مدار الأرض في اتجاه شعاعي ، على الرغم من حقيقة أن مداراتها أعلى أو أسفل مستوى مسير الشمس (المسار الظاهر للشمس في السماء ، والذي يحدد مستوى مدار الأرض) ، في الممارسة العملية لا يصطدمون بالأرض. ومع ذلك ، يمكن أن تتغير مساراتها بمرور الوقت وتنحرف في اتجاه خطير. الفئة الثانية من الكويكبات العابرة للأرض ، والتي تختلف عن أبولوس في موقع مداراتها ، والتي تكون أصغر من مدار الأرض ، تسمى أتونس. تحمل عائلة آتون أيضًا اسم أحد الكويكبات من هذا النوع. الفئة الأخيرة من الكويكبات القريبة من الأرض هي أثيرا- تقع مدارات هذه الأجسام بالكامل داخل مدار الأرض. يصعب اكتشافها ، لذا فنحن لا نعرف سوى عدد قليل من هذه الكويكبات.

الكويكبات القريبة من الأرض لا تعيش طويلًا وفقًا للمعايير الجيولوجية والكونية. يبقون في المنطقة القريبة من الأرض لمدة لا تزيد عن بضعة ملايين من السنين قبل مغادرة النظام الشمسي أو الاصطدام بالشمس أو بعض الكواكب. هذا يعني أنه من أجل الحفاظ على السكان في منطقة قريبة من مدار الأرض ، يجب أن تأتي كويكبات جديدة باستمرار إلى داخلها. ربما تم تسهيل ذلك من خلال التأثيرات المقلقة لكوكب المشتري على حزام الكويكبات.

معظم الكويكبات القريبة من الأرض عبارة عن أجسام حجرية ، بالإضافة إلى وجود عدد غير قليل من الكويكبات الكربونية التي تحتوي على الكربون. فقط كيوبيد ، التي لا تعبر مسارنا حاليًا ، لها أبعاد يزيد قطرها عن 10 كم. من بين أبولوس ، هناك عدد قليل جدًا من الأجسام التي يزيد عرضها عن 5 كيلومترات - وهو ما يكفي لإحداث دمار كبير إذا كانت في مسار الأرض. أكبر كويكب قريب من الأرض يبلغ قطره 32 كم هو جانيميد ، الذي سمي على اسم ابن ملك طروادة. يُطلق على أحد أقمار المشتري أيضًا اسم جانيميد ، لكن هذا كائن مختلف تمامًا. وهي أيضًا الأكبر ، لكنها من بين الأقمار الصناعية في النظام الشمسي.

أصبحت الكويكبات القريبة من الأرض مجالًا آخر للبحث المكثف في السنوات الخمسين الماضية. قبل ذلك ، لم يأخذ أحد على محمل الجد فكرة احتمال اصطدامهما بالأرض. الآن ، في جميع أنحاء العالم ، يجري العمل على فهرسة وتتبع الكويكبات القريبة من الأرض. في المرة الأخيرة التي كنت فيها في جزر الكناري وزرت مرصدًا في تينيريفي ، كان مديره وعشرات الطلاب يقومون بتحليل البيانات بحثًا عن الكويكبات. التلسكوب هناك ليس كبير وحديث ولكن أعجبت باهتمام الطلاب ومعرفة طرق البحث.

تستخدم التلسكوبات الأكثر حداثة للبحث عن الكويكبات أجهزة مقترنة بالشحن ، أي مصفوفات أشباه الموصلات التي تحول الفوتونات إلى شحنة كهربائية وتحدد مكان سقوط الفوتونات. تعمل أنظمة القراءة التلقائية أيضًا على زيادة وتيرة اكتشاف الكويكبات. ينشر مركز الكواكب الصغيرة التابع لمركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية على الويب (http://www.minorplanetcenter.net/) أحدث أعداد الكواكب الصغيرة والمذنبات والأشياء التي تم اكتشافها.

لأسباب واضحة ، يتم توجيه معظم الاهتمام إلى المدارات القريبة من مدار الأرض. تتعاون الولايات المتحدة والاتحاد الأوروبي للعثور على مثل هذه الأشياء كجزء من مبادرة Spaceguard ، التي سميت على اسم رواية الخيال العلمي آرثر سي كلارك Rendezvous with Rama. تم تحديد الهدف من برنامج Spaceguard الأول في تقرير مراجعة عام 1992 إلى الكونجرس الأمريكي ، والذي على أساسه تقرر تحديد معظم الأجسام القريبة من الأرض التي يزيد حجمها عن كيلومتر واحد في غضون عقد من الزمن. الكيلومتر هو حجم كبير ، فهو أكبر من حجم أصغر جسم قادر على التسبب في الضرر ، ومع ذلك ، تم إيقاف هذه القيمة لأن كائنات الكيلومترات يسهل اكتشافها ويمكن أن تؤدي إلى تدمير عالمي. لحسن الحظ ، فإن الأجسام التي يبلغ طولها كيلومترًا والتي نعرفها تدور في الغالب في مدارات بين المريخ والمشتري في حزام الكويكبات. حتى يغيروا مداراتهم ويتحولون إلى أجسام قريبة من الأرض ، لا يوجد خطر فيهم.

مكنت الملاحظات النشطة وتنبؤات المدار وعمليات المحاكاة الحاسوبية علماء الفلك من الوصول إلى هدف مبادرة Spaceguard المتمثل في تحديد أكثر الأجسام القريبة من الأرض التي يبلغ طولها كيلومترًا في عام 2009 ، وفقًا للجدول الزمني تقريبًا. تشير أحدث البيانات إلى أن عدد الكويكبات القريبة من الأرض التي يبلغ طولها كيلومترًا وأكبرها يقترب من 940. وقد حددت لجنة أنشأتها الأكاديمية الوطنية الأمريكية للعلوم أنه حتى مع كل أوجه عدم اليقين ، فإن هذا الرقم دقيق إلى حد ما ، و مجموعمثل هذه الأجسام لا تتجاوز 1100. وقد ساعد البحث النشط أيضًا في تحديد حوالي 100000 كويكب وحوالي 10000 كويكب بالقرب من الأرض يقل حجمها عن كيلومتر واحد.

معظم الكويكبات الكبيرة القريبة من الأرض التي استهدفتها مبادرة Spaceguard هي كائنات فضائية من المناطق الداخلية والوسطى لحزام الكويكبات. وجدت لجنة الأكاديمية الوطنية للعلوم أن حوالي 20٪ من مداراتها تقع ضمن 0.05 AU. ه.من الأرض. تسمى هذه الكويكبات "الأجسام القريبة من الأرض التي قد تكون خطرة". وفقًا لاستنتاج الأكاديمية ، لا يشكل أي من هذه الأشياء تهديدًا في القرن الحالي ، وهو بالطبع لا يسعه إلا أن يفرح. ومع ذلك ، فإن مثل هذا الاستنتاج ليس مفاجئًا على الإطلاق ، نظرًا لأن التكرار المتوقع لتصادم الأجسام التي يبلغ طولها كيلومترات مع الأرض لا يتجاوز مرة واحدة في عدة مئات من آلاف السنين.

في الواقع ، يُعرف جسم واحد فقط قريب من الأرض باحتمال كبير لحدوث تصادم مع الأرض في المستقبل القريب. ومع ذلك ، فإن احتمال نهجها هو 0.3 ٪ فقط ، وحتى ذلك الحين ليس قبل 2880. نحن عمليا غير مهدد من قبل أي شيء ، على الأقل في الوقت الحاضر ، حتى مع الأخذ في الاعتبار جميع أوجه عدم اليقين. أثار بعض علماء الفلك في البداية مخاوف بشأن كويكب آخر ، وهو الكويكب الشيطاني أبوفيس الذي يبلغ ارتفاعه 300 متر ، والذي وفقًا للحسابات ، يجب أن يكون الأقرب إلى الأرض في عام 2029 ويمر ، ثم يعود في عام 2036 أو 2037 وربما يصطدم به. وفقًا للافتراضات ، فإن مسار الكويكب سيمر عبر ما يسمى بـ "ممر الجاذبية" ، والذي يمكن أن يرسله إلى الأرض. ومع ذلك ، أظهرت حسابات أخرى أن هذا كان إنذارًا خاطئًا. لا يجب أن يصطدم أبوفيس ولا أي جسم آخر معروف لنا بالأرض في المستقبل المنظور.

في هذا المكان ، يمكن للمرء أن يتنفس الصعداء ، إن لم يكن للأشياء الصغيرة التي لا يمكن استبعادها. على الرغم من أن حجمها أقل من كيلومتر واحد ولا يمكن أن تسبب أضرارًا بنفس الحجم ، إلا أن تواتر اقترابها من الأرض وسقوطها أعلى من ذلك بكثير. لذلك ، تم تعديل هدف مبادرة Spaceguard في عام 2005 وهو يوفر الآن الكشف والفهرسة ووصف ما لا يقل عن 90 ٪ من الأجسام القريبة من الأرض التي يحتمل أن تكون خطرة أكبر من 140 مترًا. من غير المحتمل أن يؤدي هذا العمل إلى اكتشاف أي شيء كارثي حقًا ، لكن الفهرسة أمر جيد.

تقييم المخاطر

من الواضح أن الكويكبات من وقت لآخر قريبة جدًا من الأرض. تحدث الاصطدامات ، لكن تواترها وشدتها المتوقعة لا تزال موضع نقاش. لنقول ما إذا كان شيء ما سوف يصطدم بالأرض أم لا وما إذا كان سيتسبب في ضرر في المستقبل المنظور ، لا يمكننا بشكل قاطع وبشكل قاطع.

هل يجب أن نقلق؟ كل هذا يتوقف على الحجم والتكاليف والشعور بالخوف وتصميم البلدان على اتخاذ التدابير اللازمة وتصوراتنا للسيطرة على الأحداث. تتعلق الجوانب المادية التي تم تناولها في هذا الكتاب بشكل أساسي بالعمليات التي تحدث على مدى ملايين وحتى مليارات السنين. النموذج الذي عملت عليه (سنتحدث عنه في الجزء التالي من الكتاب) مرتبط بالدوري ، بتردد 30-35 مليون سنة ، تصادمات مع أجسام نيزك كبيرة (عدة كيلومترات). لا شيء من هذا ، على نطاق زمني ، يمكن أن يمثل مشكلة ملحة للبشرية. الناس لديهم مخاوف أكثر إلحاحًا.

مهما كان الأمر ، حتى لو كان هذا انحرافًا طفيفًا ، فإن كتابًا عن تأثيرات النيازك لا يمكن أن يكون جيدًا دون توضيح الفهم العلمي لتأثيرها المحتمل على عالمنا. يظهر هذا الموضوع في كثير من الأحيان في الأخبار والمحادثات بحيث لا داعي لاقتباس بعض التقييمات الحالية. تستخدم الحكومات التنبؤات أيضًا عندما يتعلق الأمر بمناقشة كيفية اكتشاف الكويكبات ومنعها من الاصطدام بالأرض.

وفقًا لقانون الاعتمادات الموحدة لعام 2008 ، دعت وكالة ناسا المجلس الوطني للعلوم التابع للأكاديمية الوطنية الأمريكية للعلوم لإجراء دراسة للأجسام القريبة من الأرض. لم يكن الهدف هو الحل مشاكل نظريةالاصطدامات ، ولكن في تقييم مخاطر الاصطدام مع الكويكبات المارقة وإمكانية الحد من هذا الخطر.

تم تركيز الانتباه على دراسة الأجسام الصغيرة القريبة من الأرض التي تصطدم بالأرض كثيرًا والتي من المحتمل أن تتحرك بعيدًا عن الأرض. تتشابه المذنبات في مداراتها القصيرة في مساراتها مع الكويكبات ، لذا يمكن اكتشافها بنفس الطريقة. يكاد يكون من المستحيل اكتشاف المذنبات طويلة المدى مسبقًا. بالإضافة إلى ذلك ، فهي تأتي من جميع الاتجاهات ومن غير المرجح أن تكون في المستوى الاستوائي لمدار الأرض ، مما يجعل العثور عليها أمرًا صعبًا. في كلتا الحالتين ، في حين أن بعض الأحداث الأخيرة ربما كانت مرتبطة بالمذنب ، تظهر المذنبات في محيط الأرض بشكل أقل تكرارًا. وأخيرًا ، لا توجد عمليًا أي إمكانية للكشف عن المذنبات طويلة الأمد بمثل هذا الزمام من أجل الحصول على الوقت للقيام بشيء ما ، حتى لو سمحت لنا القدرات التقنية بتشتيت الكويكبات. وبالتالي ، نظرًا لأنه من غير الممكن حاليًا تصنيف المذنبات طويلة الأمد الخطرة ، فإن البحث الحالي يقتصر على الكويكبات والمذنبات قصيرة المدى.

ومع ذلك ، فإن المذنبات طويلة المدى - أو على الأقل المذنبات القادمة من النظام الشمسي الخارجي - ستكون محور الاهتمام لاحقًا. تكون الأجسام من النظام الشمسي الخارجي أقل ارتباطًا بكثير ، لذلك من الأسهل للاضطرابات - الجاذبية وغيرها - دفعها خارج المدار وإرسالها إلى النظام الشمسي أو خارجه. على الرغم من أنها ليست من بين الأشياء التي تغطيها دراسة أكاديمية العلوم ، إلا أن اهتمام العلماء بها لا يختفي.

استنتاجات العلماء

في عام 2010 ، قدمت الأكاديمية الوطنية الأمريكية للعلوم بياناتها حول الكويكبات والمخاطر المرتبطة بها في ورقة بعنوان حماية كوكب الأرض: تقرير عن استراتيجيات تتبع الأجسام القريبة من الأرض وتخفيف الاصطدام. سأقدم أدناه الاستنتاجات الأكثر إثارة للاهتمام من هذه الورقة وأقدم بعض الجداول والرسوم البيانية جنبًا إلى جنب مع التعليقات التي تشرح محتواها.

عند تفسير الأرقام ، تذكر أن تأخذ في الاعتبار الكثافة المنخفضة نسبيًا للمناطق الحضرية المكتظة بالسكان ، والتي يقدرها مشروع رسم الخرائط الحضرية العالمية بحوالي 3٪ من مساحة اليابسة على الأرض. على الرغم من أن الدمار الذي لحق بأي منطقة لن يسبب البهجة ، إلا أن أكبر المخاوف مرتبطة بالمناطق الحضرية. تؤدي الكثافة المنخفضة للمدن على سطح الأرض إلى حقيقة أن تواتر التسبب في أضرار كبيرة بواسطة أجسام صغيرة نسبيًا خارج كوكب الأرض يقل بنحو 30 مرة عن تواتر تأثيرها. لذلك ، وفقًا للتوقعات ، إذا اصطدم جسم بحجم من 5 إلى 10 أمتار مع الأرض مرة كل قرن ، ثم اصطدم مثل هذا الجسم مدينة كبيرةيجب ألا يتوقع أكثر من مرة واحدة كل ثلاثة آلاف سنة.

يجب على المرء أيضًا أن يأخذ في الاعتبار عدم اليقين الكبير في جميع التوقعات تقريبًا ، والذي يقدر في أفضل الأحوال بعشرة أضعاف. أحد أسباب كثرة القصص في وسائل الإعلام حول خطر اقتراب الأشياء البعيدة منا ، والتي تبين في النهاية أنها فارغة ، هو أنه حتى الخطأ الصغير في تحديد المسار يغير بشكل كبير الاحتمال المحسوب للتصادم. بالإضافة إلى ذلك ، لا يمكننا تقدير حجم التأثير والضرر الذي يمكن أن تسببه حتى الأجسام الكبيرة المعروفة. ومع ذلك ، حتى مع كل أوجه عدم اليقين ، فإن نتائج دراسة الأكاديمية الوطنية للعلوم موثوقة ومفيدة للغاية. لذلك ، مع الأخذ في الاعتبار حالة عدم اليقين الحالية ، دعنا ننتقل إلى دراسة الإحصاءات الحديثة نسبيًا (المتعلقة بعام 2010).

طاولتي المفضلة تظهر في الشكل. 17. يظهر أن اصطدام الكويكبات يقتل ما معدله 91 شخصا في السنة. على الرغم من أن تأثيرات اصطدامات الكويكبات لا تُقارن بأخطر أسباب الوفاة - تلك التي يمكن مقارنتها من حيث الحجم بوفيات الكراسي المتحركة (غير موضحة) ، فإن الرقم 91 في الجدول المقابل للكويكبات مثير للدهشة قليلاً ويبدو مرتفعًا بشكل مثير للقلق. يبدو أيضًا دقيقًا بشكل سخيف نظرًا للشكوك التي تحدثنا عنها. بالطبع ، لا يموت 91 شخصًا كل عام نتيجة اصطدام كويكب. في الواقع ، لم يتم توثيق سوى عدد قليل من هذه الحالات عبر التاريخ. هذا الرقم المرتفع مضلل ، لأنه يأخذ في الاعتبار عواقب الاصطدامات الضخمة ، والتي ، كما قيل ، نادرًا ما تحدث. الرسم في الشكل. 18 يوضح هذا.

ويترتب على هذا الرسم البياني أن الغالبية العظمى من النتائج المميتة الواردة في الجدول مرتبطة بأجسام كبيرة ، وهي حالات نادرة للغاية. يشار إلى ذلك من خلال ذروة يبلغ قطرها عدة كيلومترات. مثل هذه الأحداث نادرة للغاية ، فهي نوع من "البجعات السوداء" من الاصطدام بالكويكبات. إذا اقتصرنا على أشياء يقل حجمها عن 10 أمتار ، فإن عدد النتائج المميتة في السنة ينخفض ​​إلى عدة وحدات ، وهذا هو الحد الأعلى. إذن ما هو تكرار سقوط الأجسام ذات الأحجام المختلفة الذي يجب أن نتوقعه بشكل واقعي؟ مخطط آخر يساعد في إيجاد إجابة هذا السؤال (الشكل 19). إنه أكثر تعقيدًا ، لكن تعامل معه بفهم. في الواقع ، هذا هو جوهر أفكارنا الحالية.

على الرغم من صعوبة فهم ما يتحدث عنه هذا المخطط ، إلا أنه يحتوي على الكثير من المعلومات. يستخدم مقياس لوغاريتمي. هذا يعني أنه مع تغير الحجم ، يتغير تكرار (وقت) الاصطدامات أكثر بكثير مما قد يبدو. على سبيل المثال ، إذا كان بإمكان جسم يبلغ ارتفاعه 10 أمتار أن يصطدم بالأرض مرة كل عقد ، فيمكن أن يصطدم جسم يبلغ ارتفاعه 25 مترًا بالأرض مرة كل 200 عام. وهذا يعني أيضًا أن التغييرات الصغيرة في المعلمات المقاسة يمكن أن يكون لها تأثير كبير جدًا على التنبؤات.

يوضح المحور العلوي مقدار الطاقة ، بالميغاطن ، الذي ينطلق منه جسم بحجم معين إذا تحرك بسرعة 20 كم / ثانية. على سبيل المثال ، يطلق جسم يبلغ ارتفاعه 25 مترًا طاقة مكافئة للطاقة الناتجة عن انفجار واحد ميغا طن من مادة تي إن تي. يُظهر الرسم التخطيطي أيضًا العدد المتوقع للكائنات اعتمادًا على الحجم والسطوع المحتمل ، والذي يميز القدرة على اكتشاف الكائن وتعقبه. الكويكبات الصغيرة ، على الرغم من أن عددها كبير ، يصعب اكتشافها بسبب ضآلة هذه الأجسام ، ونتيجة لذلك ، انخفاض سطوعها.

التكرار التقديري للتصادمات ، على سبيل المثال ، مع جسم يبلغ طوله 500 متر هو مرة واحدة كل 100000 عام ، وجسم طوله كيلومتر مرة كل 500000 عام ، وجسم يبلغ طوله 5 كيلومترات مرة كل 200 مليون سنة. ويترتب على الرسم التخطيطي أيضًا أن الاصطدام بجسم يبلغ طوله 10 كيلومترات ، أي مثل هذا الجسم الذي أدى إلى انقراض الديناصورات ، يجب توقعه مرة كل 10-100 مليون سنة.

إذا كنت مهتمًا فقط بتكرار التصادمات ، فمن الأفضل استخدام الرسم البياني الأبسط في الشكل. 20. لاحظ أن أعلى المحور الرأسي له قيم أصغر والقاع به قيم أكبر ، لذا فإن التصادمات الكبيرة أقل شيوعًا من الاصطدامات الصغيرة. لاحظ أيضًا أن الأرقام الموجودة على المحور الرأسي هي في تدوين أسي ، بمعنى آخر ، فهي توضح عدد المرات التي يجب أن يضرب فيها الرقم 10 في نفسه. على سبيل المثال ، 10 1 يساوي 10 ، و 10 2 يساوي 100 ، و 10 0 يساوي واحدًا.

أخيرًا ، لإعطاء فكرة عن درجة خطر الكائنات ذات الأحجام المختلفة ، سأقدم جدولًا آخر تم تجميعه على أساس نتائج دراسة أجرتها الأكاديمية الوطنية للعلوم (الشكل 21). ويترتب على ذلك أن الاصطدام بجسم قطره عدة كيلومترات سيكون له تأثير عالمي. تعد الاصطدامات مع النيازك الكبيرة أكثر ندرة من الكوارث الطبيعية الأخرى ، لذا فهي لا تشكل تهديدًا مباشرًا. ومع ذلك ، إذا حدثت ، فإن العواقب وخيمة. يوضح الجدول أيضًا ، على سبيل المثال ، أن جسمًا بحجم 300 متر يمكن أن يصطدم بالأرض مرة كل 100000 عام. يمكن أن تكون النتيجة زيادة في تركيز الكبريت في الغلاف الجوي إلى مستوى مماثل للمستوى بعد انفجار بركان كراكاتوا ، وإلحاق أضرار بالحياة ، أو على الأقل الزراعةعلى معظم أنحاء الكوكب. وهذا الجدول ، مثل الرسوم البيانية السابقة ، يشير إلى أن انفجارًا جويًا مشابهًا لانفجار تونجوسكا يمكن أن يحدث مرة كل ألف عام. ستعتمد تفاصيل أي سيناريو كارثي من هذا القبيل ، بالطبع ، على حجم الكائن والموقع المحدد الذي سيسقط فيه.

ما يجب القيام به

ما هو الاستنتاج من هذا؟ بادئ ذي بدء ، إنه لأمر رائع أن العديد من الأجسام تدور معنا في الفضاء. نعتقد أن الأرض خاصة ، ولكن في الواقع ، إذا نظرت بشكل أوسع ، فهي مجرد واحدة من الكواكب الداخلية للنظام الشمسي ، والتي تدور حول نجم معين. بطريقة أو بأخرى ، على الرغم من أننا ندرك قرب جيراننا من الفضاء ، فإن الاستنتاج الثاني الذي يتبع ما قيل هو أن الكويكبات ليست أكبر تهديد للوجود البشري. قد تحدث الاصطدامات وقد تسبب حتى أضرارًا ، لكنها لا تشكل خطرًا وشيكًا على البشر ، على الأقل ليس في المستقبل المنظور.

ولكن حتى لو كان هذا هو الحال ، فإن السؤال عما يجب فعله في حالة حدوث شيء خطير يجب أن يظل مطروحًا. سيكون من العار أن تشاهد شيئًا ما على مسار خطير للأرض لعدة سنوات ولا تكون قادرًا على تغيير مصيرك. لا يعني عدم وجود خطر جسيم أننا يجب ألا نفعل أي شيء لحماية أنفسنا من تدمير نيزك أو التفكير في تجنب الاصطدام.

ليس من المستغرب أن يعمل الكثيرون على حل المشكلة وهناك العديد من المقترحات للحماية من الأجسام الفضائية الخطرة ، على الرغم من أن الأمر لم يأت بعد إلى إيجاد وسائل حقيقية. استراتيجيتان رئيسيتان للدفاع هما تدمير الأشياء أو انحرافها. الدمار في حد ذاته ليس كذلك افضل فكرة. من المرجح أن يؤدي كسر شيء يهدد الأرض إلى العديد من الشظايا المتدفقة في نفس الاتجاه إلى زيادة فرص حدوث تصادم. على الرغم من أن الضرر الناتج عن جزء واحد سيكون أقل ، إلا أن التأثير التراكمي للتصادم مع العديد من الشظايا من غير المرجح أن يلهم أي شخص.

لذا فإن الانحراف يبدو وكأنه نهج أكثر عقلانية. تتضمن استراتيجيات الانحراف الأكثر فاعلية زيادة أو تقليل سرعة جسم يقترب ، بدلاً من الدفع الجانبي. الأرض صغيرة جدًا وتتحرك بسرعة نسبيًا حول الشمس (بسرعة حوالي 30 كم / ثانية). اعتمادًا على الاتجاه الذي يقترب منه الجسم ، فإن تغيير مساره بحيث يصل قبل سبع دقائق فقط أو بعد ذلك (وهو الوقت الذي يكون فيه للأرض وقت لقطع مسافة مساوية لنصف قطرها) يمكن أن يحول الاصطدام إلى تصادم مثير للإعجاب ولكنه آمن طار بواسطة. هذا لا يتطلب تغيير جذري في المدار. إذا تم اكتشاف الجسم مسبقًا ، على سبيل المثال ، قبل عدة سنوات من الاصطدام ، فسيكون ضبط السرعة الصغير كافيًا.

لن ينقذنا أي من مقترحات الانحراف أو التدمير من جسم أكبر من بضعة كيلومترات في الحجم ، قادرًا على التسبب في كارثة عالمية. لحسن الحظ ، من غير المرجح توقع حدوث مثل هذا التصادم في المليون سنة القادمة. في حالة الأجسام الصغيرة التي يصل حجمها إلى كيلومتر واحد ، يمكننا من حيث المبدأ حماية أنفسنا ، فإن أكثر وسائل الانحراف فعالية هي الانفجار النووي. ومع ذلك ، يحظر القانون الدولي استخدام الأسلحة النووية في الفضاء الخارجي ، على الأقل في الوقت الحالي ، لذلك لا يتم تطوير هذه التكنولوجيا. من الممكن أيضًا ، على الرغم من أنه أقل كفاءة ، استخدام جسم صدم ، والذي سينقل طاقته الحركية ، أي طاقة حركته ، إلى الكويكب الذي يقترب. عندما يكون هناك وقت كافٍ ، خاصةً إذا كان هناك احتمال حدوث عدة تصادمات ، يمكن أن تكون هذه الاستراتيجية فعالة بالنسبة للكويكبات التي يصل حجمها إلى عدة مئات من الكيلومترات. تتضمن مقترحات تقنية الانحراف الأخرى الألواح الشمسية ، والمركبات الفضائية التي تعمل كقاطرات الجاذبية ، والمحركات النفاثة - بشكل أساسي أي شيء يمكن أن يولد قوة كافية. هذه الأساليب تعمل بكامل طاقتها في حالة وجود أجسام يصل حجمها إلى مئات الأمتار ، ولكن فقط إذا تم اكتشاف الخطر لعدة عقود. كل هذا (مثل الكويكبات نفسها) يتطلب مزيدًا من الدراسة ، لذلك من السابق لأوانه تحديد ما سينجح بالضبط.

على الرغم من أن هذه المقترحات مثيرة للاهتمام وجديرة بالاهتمام ، إلا أنها في الوقت الحاضر ليست أكثر من لمحة عن المستقبل. لا توجد حاليا أي من هذه التقنيات. في الوقت نفسه ، هناك مشروع واحد ، وهو تقييم تأثير وانحراف الكويكبات ، المصمم لاختبار جدوى فكرة الكبش الحركي ، يجري العمل عليه بالفعل بجدية تامة. يجري العمل أيضًا على مشروع آخر ، وهو Asteroid Redirect Mission ، والذي يتضمن نقل كويكب أو جزء منه إلى مدار قمري ، وربما تنظيم هبوط لأشخاص عليه لاحقًا. بطريقة أو بأخرى ، لم يبدأ بعد الإنشاء الفعلي لأي هياكل لهذه المشاريع.

يعترض البعض على إنشاء تقنيات مضادة للكويكبات على أساس أنها قد تكون خطيرة بالمعنى الواسع. هناك مخاوف ، على سبيل المثال ، من أنها ستستخدم لأغراض عسكرية ، وليس لإنقاذ الأرض ، على الرغم من أنه ، في رأيي ، هذا غير مرجح للغاية ، بالنظر إلى الإجراءات الوقائية اللازمة للاستخدام الفعال لهذه الوسائل. هناك أيضًا اعتبارات تتعلق بالخطر النفسي والاجتماعي المتمثل في العثور على كويكب في مسار اصطدام الأرض عندما يكون الوقت متأخرًا جدًا أو من المستحيل تقنيًا تغيير أي شيء ، ولكن في رأيي هذا ليس أكثر من تكتيك حل تأخير يمكن استخدامه ضد أي عروض بناءة.

حتى لو تم إهمال هذه المخاوف المشكوك فيها ، فلا يزال لدينا سؤال حول ما إذا كان يجب علينا بطريقة ما الاستعداد لتأثيرات الكويكبات ، وإذا كان الأمر كذلك ، فمتى. في الواقع ، إنها مسألة أموال وموارد. تنظم الأكاديمية الدولية للملاحة الفضائية اجتماعات لمناقشة مثل هذه القضايا واتخاذ قرار بشأن أفضل استراتيجية. تحدث أحد زملائي الذي حضر مؤتمرًا في فلاجستاف بولاية أريزونا في عام 2013 حول الدفاع الكوكبي ضد مخاطر مذنبات الكويكبات عن كيفية ممارستهم لما يجب عليهم فعله في حالة اقتراب الكويكب واضطروا إلى العثور عليه أفضل استراتيجيةتنظيم إنذار التدريب. كان عليهم تحديد "ما يجب فعله مع عدم اليقين بشأن حجم الجسم والتغيير في المدار بمرور الوقت" ، و "متى يشرع في العمل" ، و "في أي نقطة يجب إبلاغ الرئيس" (عُقد المؤتمر في الولايات المتحدة الأمريكية ، بعد كل شيء) ، "عند أي نقطة يكون من الضروري البدء في إخلاء سكان المنطقة" و "عندما يكون من الضروري إطلاق صاروخ بشحنة نووية من أجل منع وقوع مأساة محتملة". هذه الأسئلة ، على الرغم من أنها بدت لي بطريقة ما تهدف إلى الترفيه عن الضيوف ، فقد أظهرت بوضوح أنه حتى علماء الفلك ذوي النوايا الحسنة والمطلعين يمكن أن يكون لديهم مواقف وردود فعل مختلفة تجاه جسم فضائي يقترب.

آمل أن أكون قد أقنعتك بأن مثل هذه التهديدات ليست كلها ذات صلة ، حتى لو كانت يمكن أن تسبب ضررًا. في حين أنه من الممكن ، في ظل بعض الظروف المؤسفة ، أن يصطدم كويكب بالأرض ويدمر مركزًا سكانيًا كبيرًا ، فإن فرص حدوث مثل هذا السيناريو في المستقبل المنظور ضئيلة للغاية. بصفتي عالمًا ، أؤيد مراعاة وحساب مسارات أكبر عدد ممكن من الأجسام الفضائية. بصفتي متحمسًا ، أدافع عن مركبة فضائية يمكن أن تأخذ جسمًا يحتمل أن يكون خطيرًا بالقرب من الأرض في مدار آمن. ومع ذلك ، في الواقع ، لا أحد يعرف على وجه اليقين ما هو الأفضل القيام به.

في نهاية المطاف ، يجب على المجتمع أن يفهم ذلك ، كما هو الحال في أي حالة علمية و برنامج تقنيما سيكلفنا ، وما الذي سنتعلمه وما هي الفوائد الإضافية التي سنحصل عليها. الآن بعد أن عرفت الحقائق الأساسية ، لديك الفرصة لتكوين رأي مستنير إذا لزم الأمر. البيانات الحالية تساعد ، ولكن لا يمكن اعتبارها كاملة. كما هو الحال في العديد من القرارات السياسية ، نحتاج إلى ربط الافتراضات العلمية بالاعتبارات العملية والضرورات الأخلاقية. في رأيي ، حتى في حالة عدم وجود تهديد ، فإن العلم نفسه مثير للاهتمام بدرجة كافية بحيث يستحق استثمارًا صغيرًا نسبيًا في البحث عن كويكبات جديدة ودراستها. ومع ذلك ، فإن الوقت وحده هو الذي سيحدد ما سيختاره المجتمع ورأس المال الخاص في النهاية.

جورج إي براون جونيور قسم مسح الأجسام القريبة من الأرض من قانون ترخيص ناسا لعام 2005 (القانون العام 109-155).

نسخة طبق الأصل

1 - المادة المظلمة والديناصور

2 ليزا راندال دارك المسألة والديناصور الترابط المذهل للكون بصمة هاربر كولينز

3 ليزا راندال DARK MATTER AND DINOSAURS تفاعل مذهل من الأحداث في الكون موسكو 2017

4 UDC 524.8: BBC: 28.01 P96 مترجم Vyacheslav Ionov المحرر العلمي Elena Naimark ، Dr. of Biol. علوم؛ ديمتري جوربونوف ، دكتوراه. فيز.رياضيات. P96 Randall L. المادة المظلمة والديناصورات: ترابط مذهل للأحداث في الكون / ليزا راندال ؛ لكل. من الانجليزية. موسكو: ألبينا غير خيالي ، ص. ISBN ما الذي تشترك فيه المادة المظلمة مع الديناصورات التي هيمنت على الأرض لملايين السنين ثم انقرضت فجأة؟ يُعتقد أن سبب وفاتهم كان الاصطدام بمذنب ، لكن لا أحد يعرف لماذا غادر مداره المعتاد. في هذه التحفة الأدبية العلمية الشهيرة ، تقدم الفيزيائية النظرية الشهيرة ليزا راندال تفسيرها. كانت المادة المظلمة ، في رأيها ، هي التي يمكن أن ترسل مذنباً قاتلاً للديناصورات إلى الأرض. تقرأ تعقيدات علم الفلك وعلم الأحياء في الكتاب مثل قصة بوليسية ، حيث تساعد الأفكار الجديدة حول المادة المظلمة ليس فقط في الكشف عن أسرار الانقراضات الجماعية الخمسة ، ولكن أيضًا عن أصول وجودنا. UDC 524.8: LBC: 28.01 تم نشر هذا الكتاب كجزء من برنامج Dmitry Zimin Book Projects ويتابع سلسلة مكتبة Dynasty. ديمتري بوريسوفيتش زيمين هو مؤسس شركة Vimpelcom (Beeline) ومؤسسة Dynasty للبرامج غير التجارية ومؤسسة Moscow Time Foundation. يجمع برنامج Dmitry Zimin Book Projects بين ثلاثة مشاريع معروفة جيدًا للقراء: نشر الكتب العلمية الشهيرة المترجمة Dynasty Library ، واتجاه النشر لمؤسسة Moscow Time Foundation ، وجائزة Enlightener في مجال الأدب العلمي الشعبي باللغة الروسية . يمكن العثور على معلومات مفصلة حول مشاريع كتاب ديمتري زيمين على موقع الويب ziminbookprojects.ru. كل الحقوق محفوظة. لا يجوز إعادة إنتاج أي جزء من هذا الكتاب بأي شكل أو بأي وسيلة ، بما في ذلك النشر على الإنترنت وفي شبكات الشركات ، وكذلك التسجيل في ذاكرة الكمبيوتر للاستخدام الخاص أو العام ، دون إذن كتابي من مالك حقوق النشر. لتنظيم الوصول إلى المكتبة الإلكترونية للناشر ، يرجى الاتصال بـ ISBN (الروسية) ISBN (الإنجليزية) ليزا راندال ، 2015 الطبعة الروسية ، الترجمة ، التصميم. LLC "Alpina non-fiction" ، 2017

5 المحتويات مقدمة ... 7 الجزء الأول: بداية الكون وتطوره 1 المجتمع السري للمادة المظلمة اكتشاف المادة المظلمة أسئلة كبيرة بالقرب من البداية: نقطة بداية جيدة جدًا ولادة مجرة ​​... 85 جزء II النظام الشمسي الحي 6 أجسام النيازك والنيازك والنيازك الحياة القصيرة والمشرقة للمذنبات حافة النظام الشمسي الحياة ، مليء بالمخاطرالصدمة والرعب انقراضات جماعية

6 12 نهاية حياة الديناصورات في المنطقة الصالحة للسكن ، ماذا ستكون ، مذنبات سحابة أورت الجزء الثالث طبيعة المادة المظلمة 16 مسألة العالم غير المرئي كيف ترى المادة المظلمة غير المرئية المرتبطة اجتماعيًا سرعة الظلام البحث عن المادة المظلمة على القرص المظلمة وتصادم المذنبات الخاتمة: شكر وتقدير من البحث الأبدي قائمة بالرسوم التوضيحية قراءة إضافية حول فهرس المؤلف

7 مقدمة نادراً ما تتلاقى كلمتي "المادة المظلمة" و "الديناصورات" ، باستثناء ربما في ألعاب الكمبيوتر ، أو في نادٍ خيالي ، أو في بعض أفلام سبيلبيرج التي لم يتم إصدارها بعد. المادة المظلمة ، المادة المراوغة في الكون ، تشارك في تفاعل الجاذبية مثل المادة العادية ، لكنها لا تنبعث أو تمتص الضوء. يسجل علماء الفلك مظاهر الجاذبية للمادة المظلمة ، ولكن في حرفيالا يرونها. حسنًا ، لا تعتقد الديناصورات أنه من الضروري شرح من هم. سيطرت هذه الفقاريات على الأرض منذ ملايين السنين. على الرغم من أن كلاً من المادة المظلمة والديناصورات تثير الخيال ، فلديك كل الأسباب للاعتقاد بأنه بين المادة المادية غير المرئية و مخلوقات أسطوريةلا يوجد شيء مشترك. من الممكن أن يكون الأمر كذلك. في الوقت نفسه ، الكون ، بحكم تعريفه ، كل واحد ، ومن حيث المبدأ ، يجب أن تتفاعل مكوناته. يقدم هذا الكتاب سيناريو افتراضيًا يعتمد على فكرة أن المادة المظلمة قد تكون مسؤولة (بشكل غير مباشر بالطبع) عن انقراض الديناصورات. يتفق علماء الحفريات والجيولوجيون والفيزيائيون على أنه منذ 66 مليون سنة اصطدم جسم فضائي بالأرض ،

8 8 المواد المظلمة والديناصورات ، التي يبلغ قطرها 10 كيلومترات على الأقل ، ودمرت الديناصورات البرية ، ومعها ثلاثة أرباع الأنواع البيولوجية التي كانت موجودة على كوكبنا. كان من الممكن أن يكون مذنبًا من محيط النظام الشمسي ، لكن لا أحد يعرف لماذا ترك مداره غير المحكم ولكن المستقر. نفترض أنه أثناء مرور الشمس عبر المستوى الأوسط لمجرة درب التبانة ، ظهرت مجموعة من النجوم والغبار الساطع في سماء الليل الصافية ، ظهر قرص من المادة المظلمة في مسار النظام الشمسي ، مما دفع المسافة البعيدة. خارج مداره ، وبالتالي تسبب في وقوع كارثة. توجد بالقرب من مجرتنا كتلة هائلة من المادة المظلمة ، تحيط بنا وتشكل هالة كروية متجانسة ومبعثرة. ومع ذلك ، فإن سبب انقراض الديناصورات كان نوعًا مختلفًا من المادة المظلمة ، والتي يتم توزيعها بشكل مختلف تمامًا عن الغالبية العظمى من المادة المظلمة المراوغة في الكون. لا يؤثر هذا النوع من المادة المظلمة على الهالة بأي شكل من الأشكال ، ولكن نتيجة التفاعلات ذات الطبيعة المختلفة ، فإنها تشكل قرصًا في المستوى الأوسط لمجرة درب التبانة. يمكن أن تكون هذه المنطقة الرقيقة كثيفة لدرجة أنه بينما يمر النظام الشمسي من خلالها أثناء تحركه على طول مدار المجرة ، يكون تأثير الجاذبية لهذا القرص قويًا بشكل غير عادي. وبعد ذلك على محيط النظام الشمسي ، حيث تضعف جاذبية الشمس ، يمكن للمذنبات أن تترك مداراتها ، محطمة بسبب الجذب القوي للقرص. مثل هذه المذنبات تطير خارج النظام الشمسي أو ، الأهم بالنسبة لنا ، تتجه نحو مركزها ، ومن ثم يصبح الاصطدام بالأرض ممكنًا. لذلك ، من حيث المبدأ ، يمكن أن يكون. أريد أن أقول على الفور أنني لا أعرف ما إذا كانت هذه الفكرة صحيحة. بعد كل شيء ، فقط نوع غير معتاد من المادة المظلمة يمكن أن يكون له تأثير ملموس على الكائنات الحية (التي ، بالمعنى الدقيق للكلمة ، لم تعد على قيد الحياة). إليكم قصة عن افتراضنا غير التافه حول وجود مادة مظلمة "مؤثرة" بشكل مدهش.

10 10 المسألة المظلمة والديناصورات يفهمون أخيرًا ، استنادًا إلى أجزاء من المعرفة المكتسبة هنا على الأرض. لقد أدهشني أيضًا تنوع العلاقات المتبادلة بين العمليات التي أدت إلى ظهور الناس. أؤكد أنني بعيد كل البعد عن نظرة دينية للعالم. لست بحاجة إلى ربط ما يحدث بهدف أو غرض أعلى. ومع ذلك ، لا يسعني إلا الشعور بالإعجاب ، والذي يُطلق عليه عادةً اسم ديني ، ومشاهدة نهجنا لفهم اللانهاية للكون ، وفهم ماضينا وعلاقتهم. وعندما نحاول التغلب على القيود الحياة اليومية، هذا الشعور مشجع للغاية. أحدث الأبحاثحرفيًا جعلني أنظر إلى العالم والعديد من عناصر الكون بطريقة مختلفة ، أدى تفاعلها إلى ظهور الأرض والإنسان. لقد نشأت في نيويورك ، في كوينز ، والجدران الحجرية للمدينة مألوفة بالنسبة لي أكثر من المناظر الطبيعية. كان الشيء القليل الذي يمكن الإعجاب به يقتصر على الحدائق والمروج التي لا تشبه كثيرًا ما كان موجودًا قبل ظهور الناس. في الوقت نفسه ، نسير حرفيًا على بقايا الكائنات الحية ، أو على الأقل قذائفها. تتكون منحدرات الطباشير ، التي يمكن رؤيتها على الساحل أو خارج المدينة ، من بقايا كائنات عاشت منذ ملايين السنين. ترتفع الجبال حيث تتلاقى الصفائح التكتونية ، وتتحرك هذه الصفائح بواسطة الصهارة المنصهرة ، والتي بدورها تنتج عن تحلل المواد المشعة بالقرب من قلب الأرض. إن حاملات الطاقة الأحفورية لدينا هي نتيجة العمليات النووية التي تحدث على الشمس ، والتي يتم تحويل طاقتها وتجميعها بطرق مختلفة. العديد من المعادن التي نستخدمها هي عناصر ثقيلة تضرب سطح الأرض بالكويكبات والمذنبات. جلبت النيازك بعض الأحماض الأمينية إلى الأرض ، وربما الحياة نفسها أو بذور الحياة. ولكن حتى قبل حدوث كل هذا ، بدأت المادة المظلمة في تكوين كتل تجذب المادة العادية إلى نفسها ، والتي تحولت في النهاية إلى مجرات ، عناقيد من المجرات.

12 12 المسألة المظلمة والديناصورات في مجرى الحياة الأرضية ، كانت أيضًا كارثية. أدى جسم فضائي واحد على الأقل إلى انقراض مدمر للأنواع البيولوجية منذ 66 مليون سنة. في الوقت نفسه ، على الرغم من أنه دمر الديناصورات تمامًا ، فقد وفر الظروف للازدهار ثدييات كبيرة، بما في ذلك شخص. الجانب الثاني المذهل بنفس القدر هو فضل عصرنا للاكتشافات العلمية ، والذي أنا على وشك التحدث عنه. ربما يمكن الإدلاء بمثل هذا البيان في أي مرحلة من تاريخ الحضارات البشرية ، لكن هذا لا يحرمها من العدالة: لقد حققنا قفزة هائلة في تطور علمنا مؤخرًا [هنا ، أدخل الرقم المناسب للسياق ] سنين. بالنسبة للدراسات التي أراجعها ، فإن هذا الرقم أقل من 50 عامًا. يجعلني كل من بحثي الخاص وعمل العلماء الآخرين مندهشًا باستمرار من حداثة وجرأة الاكتشافات الحديثة. بالبراعة والمثابرة ، يحاول العلماء ربط الأفكار السائدة بالحقائق المذهلة والمثيرة للاهتمام والمخيفة أحيانًا التي يتم الكشف عنها لنا عن العالم. تتعلق المعرفة العلمية المقدمة في هذا الكتاب بتاريخ الكون ، الذي يبلغ 13.8 مليار سنة إذا كنت مهتمًا بالكون ، أو 4.6 مليار سنة إذا كان اهتمامك بالنظام الشمسي. لكن في الوقت نفسه ، فإن تاريخ اهتمام الإنسان بهذه الألغاز العلمية له أقل من قرن. انقرضت الديناصورات منذ 66 مليون عام ، لكن علماء الأحافير والجيولوجيين اقترحوا سبب انقراضها في القرن العشرين فقط. في البداية ، استغرق الأمر عقودًا من التخمين الدقيق ، وعندها فقط يقدرها المجتمع العلمي تمامًا. هذه المواعيد ليست عشوائية. بدأ ارتباط انقراض الديناصورات بجسم خارج كوكب الأرض يبدو أكثر منطقية فقط عندما هبط رواد الفضاء على القمر ورأوا هذه الأدلة الحقيقية على الطبيعة الديناميكية للنظام الشمسي بالقرب من الحفر. في الخمسين عامًا الماضية ، أتاح التقدم الكبير في فيزياء الجسيمات وعلم الكونيات بناء معهد

13 مقدمة 13 نموذج هدية يصف العناصر الأساسية للمادة كما نفهمها اليوم. أصبحت كمية المادة المظلمة والطاقة المظلمة في الكون واضحة في العقود الاخيرةالقرن ال 20 في نفس الفترة تقريبًا ، تغير فهمنا للنظام الشمسي. وفقط في التسعينيات. اكتشف العلماء أجسام حزام كويبر بالقرب من بلوتو ، مما يدل على أن بلوتو لا يدور حول الشمس وحدها. انخفض عدد الكواكب ، ولكن فقط لأن العلم الذي درسناه في المدرسة أصبح أكثر ثراءً وأكثر تعقيدًا. الجانب الثالث يتعلق بخطى التغيير. تتكيف الأنواع من خلال الانتقاء الطبيعي إذا كان لديها الوقت الكافي للتكيف. لكن التكيف لا يحدث على الفور بطريقة جذرية. إنها بطيئة للغاية. لم تكن الديناصورات مستعدة لتأثير نيزك يصل إلى 10 كيلومترات على الأرض. لم يتمكنوا من التكيف. أولئك الذين عاشوا على الأرض ، والذين لم يتمكنوا من الحفر في الأرض بسبب حجمهم ، لم يكن لديهم مكان يذهبون إليه. مع ظهور أفكار وتقنيات جديدة ، أصبحت الخلافات حول راديكالية التغيير وتدرجه مهمة للغاية. مفتاح فهم الأغلبية أحدث الاكتشافاتعلمي وجميع الآخرين هو سرعة العمليات التي يصفونها. كثيرًا ما أسمع حديثًا عن مدى سرعة التطور في بعض المجالات ، مثل علم الوراثة وتكنولوجيا الإنترنت ، بشكل غير مسبوق. ومع ذلك ، هذا ليس صحيحًا تمامًا. أدى فهم أسباب المرض أو مبادئ الجهاز الدوري ، المكتسب منذ قرون ، إلى تغييرات عميقة على الأقل كما وعدت الوراثة اليوم. أثر ظهور الكتابة ، ثم المطبعة لاحقًا ، على طرق اكتساب المعرفة ونظرة الناس للعالم بدرجة لا تقل عن ظهور الإنترنت. كل التغييرات الحديثة ، إذا كنا نتحدث عن ميزاتها المهمة ، تتميز بسرعة استثنائية حقًا ، وهذا لا ينطبق فقط على العمليات العلمية ،

14 14 المسألة المظلمة والديناصورات ولكن أيضًا للتغيرات البيئية والاجتماعية. على الرغم من أنه من غير المحتمل أن نخشى الآن بشكل جدي الموت من اصطدام نيزك ، إلا أن تسارع معدل التغير البيئي وانقراض الأنواع يمثل خطرًا حقيقيًا للغاية ، ويمكن مقارنة عواقب هذه الظاهرة بعدة طرق مع عواقب كارثة كونية. لذا فإن الغرض من هذا الكتاب واضح تمامًا لمساعدتنا على فهم أفضل للقصة المذهلة لكيفية وصولنا إلى هنا والآن ، واستخدام المعرفة المكتسبة بحكمة. هناك جانب رابع مهم - علم رائع يصف العناصر المخفية في كثير من الأحيان لعالمنا وتطوره ، وكذلك مدى عمق معرفتنا يمكن أن تخترق الكون. كثير من الناس مفتونون بفكرة الكون المتعدد للعديد من الأكوان الأخرى التي يتعذر علينا الوصول إليها. ومع ذلك ، فإن فكرة المجموعة ليست أقل إثارة للاهتمام عوالم خفيةبيولوجيًا وجسديًا ، للدراسة والمعرفة التي لا تزال لدينا فرصة لها. آمل أن أبين في هذا الكتاب مدى إثارة التفكير فيما نعرفه وما قد نتعلمه في المستقبل. يبدأ الكتاب بشرح النقاط الرئيسية لعلم الكونيات حول كيفية تشكل الكون في حالته الحالية. تعتبر نظرية الانفجار العظيم ونموذج التضخم الكوني وتكوين الكون أولاً. يشرح هذا الجزء أيضًا ماهية المادة المظلمة ، وكيف نعرف أنها موجودة ، ولماذا تتناسب مع بنية الكون. تشكل المادة المظلمة 85٪ من المادة في الكون ، في حين أن المادة العادية ، أي ما تتكون منه النجوم والغازات والبشر ، تشكل 15٪ فقط. على الرغم من ذلك ، فإن الناس منشغلون بشكل أساسي بوجود وأهمية المادة العادية ، والتي ، لكي نكون منصفين ، تتفاعل بشكل لا يضاهى.

15 مقدمة. تأثير قوي. إن نسبة 15٪ من المادة المهيمنة التي يمكننا رؤيتها والشعور بها هي مجرد جزء بسيط من الوجود. سأعرض الدور الحاسم للمادة المظلمة في الكون ، لكل من المجرات وعناقيد المجرات التي تشكلت من البلازما الكونية المضطربة في الكون المبكر ، وللمحافظة على استقرار هذه الهياكل اليوم. يتناول الجزء الثاني من الكتاب النظام الشمسي. بالطبع ، موضوع النظام الشمسي هائل لدرجة أنه من الممكن تمامًا تخصيص كتاب منفصل له ، سيكون كافيًا حتى بالنسبة للموسوعة. لذلك ، أقصر نفسي على الأسئلة التي قد تكون مرتبطة بالديناصورات والنيازك والكويكبات والمذنبات. يصف هذا الجزء الأشياء التي اصطدمت بالأرض أو الاصطدامات التي يمكن أن نتوقعها في المستقبل ، بالإضافة إلى أدلة قليلة ولكنها مهمة على انقراض الأنواع أو سقوط النيازك التي تحدث بانتظام يحسد عليه على فترات تبلغ حوالي 30 مليون سنة. كما يناقش أصل الحياة وتدميرها ، ويلخص كل ما هو معروف عن أكبر خمسة أحداث انقراض جماعي ، بما في ذلك الكارثة التي قضت على الديناصورات. يجمع الجزء الثالث والأخير من الكتاب أفكار الجزأين الأولين ويبدأ بمناقشة نماذج المادة المظلمة. يشرح أفضل الأفكار المعروفة حول ماهية المادة المظلمة ، بالإضافة إلى أحدث الافتراضات حول تفاعلات المادة المظلمة ، والتي تم ذكرها أعلاه. في الوقت الحالي ، نعلم فقط أن المادة المظلمة تتفاعل مع المادة العادية بطريقة الجاذبية. تأثيرات الجاذبية بشكل عام لا تكاد تذكر لدرجة أننا لا نستطيع إلا أن نلاحظ تأثير الكتل الضخمة مثل الأرض والشمس ، ولكن حتى هذا ضعيف نوعًا ما. بعد كل شيء ، حتى مع حامل ورق صغير

16 16 مادة داكنة وديناصورات بمغناطيس يصد بنجاح جاذبية كوكب الأرض. في الوقت نفسه ، يمكن لقوى أخرى أن تعمل أيضًا في المادة المظلمة. يتحدى نموذجنا الجديد الافتراض المشترك والتحيز بأن المادة المألوفة فريدة من نوعها من حيث قوى الكهرومغناطيسية ، والقوى النووية الضعيفة والقوية التي تتفاعل من خلالها. هذه القوى هي التي تحدد العديد من الميزات المدهشة لعالمنا. ماذا لو كانت هناك أيضًا تفاعلات قوية غير ثقالية في أنواع معينة من المادة المظلمة؟ إذا كان هذا صحيحًا ، فإن قوى المادة المظلمة يمكن أن تكون تأكيدًا غير متوقع للصلات بين العالم الصغير والظواهر العيانية ، أعمق مما نعرفه الآن. على الرغم من أن كل شيء في الكون يمكن ، من حيث المبدأ ، أن يتفاعل ، إلا أن معظم هذه التفاعلات أضعف من أن تُلاحظ. يمكننا فقط ملاحظة ما يؤثر علينا بطريقة ملموسة. إذا تسبب شيء ما في تأثير ضئيل ، فيمكن أن يكون تحت أنوفنا ويمر دون أن يلاحظه أحد. هذا على الأرجح سبب عدم اكتشاف جسيمات المادة المظلمة التي يُفترض أنها تحيط بنا. يُظهر الجزء الثالث من الكتاب كيف أن نظرة أوسع للمادة المظلمة ، السؤال عن لماذا يجب أن يكون الكون المظلم بهذه البساطة ، عندما يكون كوننا معقدًا للغاية ، يفتح لنا إمكانيات غير مستكشفة سابقًا. ربما ترجع بعض تأثيرات المادة المظلمة إلى قوة الضوء المظلم ، إذا صح التعبير. إذا تخيلنا أن الغالبية العظمى من المادة المظلمة هي نسبة 85٪ غير مؤثرة نسبيًا من السكان ، فإن النوع المقترح حديثًا من المادة المظلمة يمكن اعتباره طبقة وسطى مزدهرة ، تقلد المادة العادية في تفاعلاتها. ستؤدي التفاعلات الإضافية إلى تغيير بنية المجرة والسماح لهذا الجزء الجديد بالتأثير على حركة النجوم والأجسام الأخرى من المادة العادية.

17 مقدمة 17 في السنوات الخمس المقبلة ، ستحدد أرصاد الأقمار الصناعية شكل مجرتنا وتكوينها وخصائصها الأخرى بدقة أكبر من أي وقت مضى ، وستخبرنا كثيرًا عن بيئتنا المجرية وتوضح ما إذا كان افتراضنا صحيحًا أم لا. مثل هذه المنظورات الملموسة تجعل المادة المظلمة ونموذجنا وسيلة حقيقية للبحث تستحق الاستكشاف ، حتى لو لم تكن المادة المظلمة هي لبنة البناء التي تتكون منها أنا وأنت. قد يشمل نطاق البحث التأثيرات مع النيازك ، وقد يكون أحدها هو الرابط بين المادة المظلمة وانقراض الديناصورات. تعطي المقدمات والمفاهيم التي تربط بين هذه الظواهر صورة رحبة ثلاثية الأبعاد للكون. لا أود أن أقدم هذه الأفكار فحسب ، بل أود أيضًا أن أدفعك لاستكشاف وفهم الثراء المذهل لعالمنا بشكل أعمق.

19 الجزء الأول نشأة الكون وتطوره

21 1 المجتمع السري للمادة المظلمة غالبًا لا نلاحظ ما لا نتوقعه. تومض الشهب وتختفي في السماء في ليلة بلا قمر ، وتتبعنا حيوانات غير مألوفة في أعقابنا في الغابة ، وتحيط بنا أشكال معمارية رائعة أثناء التجول في المدينة. لكننا لا نراهم حتى لو كانوا في مجال الرؤية. تعمل أجسامنا كملاذ لمستعمرات البكتيريا بأكملها. عدد الخلايا البكتيرية بداخلنا أكبر بعشر مرات من عدد خلايانا. لكننا لا نشعر بوجود هذه الكائنات المجهرية ، ولا نشعر كيف تمتص العناصر الغذائية وتساعد جهازنا الهضمي. فقط عندما تسيء البكتيريا التصرف وتسبب الضيق فإن معظمنا يصاب بها بل ويعترف بوجودها. لرؤية شيء ما ، عليك أن تنظر ، وإلى جانب ذلك ، تحتاج أيضًا إلى معرفة كيف تنظر. علاوة على ذلك ، فإن الظواهر التي ذكرتها للتو يمكن ملاحظتها من حيث المبدأ. تخيل الآن صعوبة فهم شيء لا يمكنك رؤيته حرفيًا. هذا هو بالضبط ما هي المادة المظلمة ، مادة الكون المراوغة ، والتي

22 22 أصل وتطور الكون يتفاعل بشكل ضعيف للغاية مع المسألة التي نفهمها. في الفصول التالية ، سوف أقدم لكم طرق القياس المختلفة التي مكنت علماء الفلك والفيزياء من إثبات وجود المادة المظلمة. سأخبركم هنا عن هذه المادة المراوغة نفسها: ما هي ، ولماذا تبدو غير مفهومة ولماذا ، من وجهة نظر بعض النظريات ، ليست كذلك. غير مرئي بين الولايات المتحدة على الرغم من أن الإنترنت عبارة عن شبكة عملاقة تربط مليارات الأشخاص في الوقت الفعلي ، إلا أن معظم أولئك الذين يتواصلون على الشبكات الاجتماعية لا يتفاعلون مع بعضهم البعض بشكل مباشر أو غير مباشر. يضيف المشاركون كأصدقاء أولئك الذين لديهم آراء واهتمامات متشابهة ، ويشتركون في صفحات الأشخاص ذوي التفكير المماثل ويلجأون إلى مصادر الأخبار التي تعكس أفكارهم الخاصة حول العالم. مع هذه التفاعلات المحدودة ، تنقسم مجموعة الأشخاص المتصلين عبر الإنترنت إلى مجموعات متميزة غير متفاعلة ، ونادرًا ما يوجد داخلها نقطة بديلةرؤية. حتى أصدقاء الأصدقاء عادة لا يذكرون الآراء المختلفة للمجموعات الأخرى ، لذلك لا يلاحظ معظم سكان الإنترنت وجود مجتمعات غير مألوفة بأفكار مختلفة وغير متوافقة. نحن لسنا معزولين جدًا عن عوالم خارج عالمنا. ولكن فيما يتعلق بالمادة المظلمة ، فنحن جميعًا ملطخون بالعالم نفسه. المادة المظلمة ببساطة ليست جزءًا من الشبكة الاجتماعية للمادة العادية. تعيش في محادثة على الإنترنت لا نعرف حتى كيف ندخلها. إنه موجود في نفس الكون ويحتل نفس مناطق الفضاء مثل المادة المرئية. ومع ذلك ، فإن جسيمات المادة المظلمة تتفاعل قليلاً جدًا مع المادة العادية كما نعرفها. كما هو الحال مع مجتمعات الإنترنت التي لسنا على دراية بها ، على أقل تقدير.

23 المجتمع السري للمادة المظلمة 23 كل يوم عن المادة المظلمة ، فلن يعرف أحد بوجودها. مثل البكتيريا الموجودة بداخلنا ، فإن المادة المظلمة هي واحدة من العديد من "الأكوان" الأخرى الموجودة تحت أنوفنا. ومثل هذه المخلوقات المجهرية ، فهي في كل مكان حولنا. تمر المادة المظلمة عبر أجسادنا ، وتحيط بنا في الفضاء الخارجي 1. ومع ذلك ، فإننا لا نلاحظ أيًا من مظاهرها ، لأنها تتفاعل بشكل ضعيف لدرجة أنها لا تشكل مجتمعًا متميزًا. هذا المجتمع معزول تمامًا عن الأمر الذي نعرفه. ومع ذلك فهو مهم جدا. إذا كانت الخلايا البكتيرية ، على الرغم من وفرتها ، تمثل 1 2 ٪ فقط من كتلتنا ، فإن المادة المظلمة ، على الرغم من أنها تشكل جزءًا ضئيلًا في أجسامنا ، تمثل حوالي 85 ٪ من المادة في الكون. كل سنتيمتر مكعب من الفضاء من حولك يحتوي على مادة مظلمة ، كتلتها تعادل تقريبًا كتلة البروتون 2. يعتمد الكثير أو القليل على الطريقة التي تنظر بها إليها. إذا كانت المادة المظلمة تتكون من جسيمات تتشابه كتلتها مع كتلة الجسيمات المعروفة لنا ، وإذا كانت هذه الجسيمات تتحرك بسرعة يمكن توقعها بناءً على القوانين المعروفة ، فإن بلايين من جسيمات المادة المظلمة تمر عبر كل واحد منا كل ثانية. بطريقة ما ، لا أحد يلاحظ ذلك. إن تأثير حتى مليارات من جسيمات المادة المظلمة علينا ضئيل للغاية. هذا هو السبب في أننا لا نستطيع إدراك المادة المظلمة حسيًا. إنه لا يتفاعل مع الضوء ، على الأقل ليس بطريقة تمكن البشر من اكتشاف هذا التفاعل. المادة المظلمة مادة مختلفة ، 1 في الواقع ، نحن لا نعرف هذا. هناك نماذج للمادة المظلمة لا تكون فيها جسيمات أولية ، بل أجسامًا عيانية مدمجة. كتلة كبيرة. لا يوجد الكثير من هذه الأشياء في الفضاء المحيط لتوقع "اجتماعات" منتظمة لجسم الإنسان معها. ملحوظة. علمي إد. 2 يجب أن نفهم أن هذا متوسط ​​، أي إذا أخذنا في الاعتبار كتلة المادة في منطقة كبيرة من الفضاء من الكون ، فإن كتلة المادة المظلمة تكون كما لو كان هناك بروتون واحد في كل سنتيمتر مكعب. ملحوظة. علمي إد.

24 24 أصل الكون وتطوره أكثر من المادة العادية ، فهو لا يتكون من ذرات أو جسيمات أولية أخرى مألوفة لنا والتي تتفاعل مع الضوء ، وهذا التفاعل أساسي لكل ما نراه. ما تتكون منه المادة المظلمة هو اللغز الذي أواجهه أنا وزملائي في الصراع. من الممكن أن تكون هذه جسيمات من نوع جديد. إذا كان الأمر كذلك ، فما هي ممتلكاتهم؟ هل يدخلون في أي تفاعلات أخرى غير تفاعلات الجاذبية؟ إذا نجحت التجارب التي يتم إجراؤها الآن ، فيمكن العثور على تفاعلات كهرومغناطيسية ضئيلة في جسيمات المادة المظلمة ، وهي صغيرة جدًا لدرجة أنها لم تكن قادرة على تسجيلها بعد. تبحث مسابر الفضاء الخاصة عن هذه التفاعلات ، وكيف يحدث ذلك ، سأشرح في الجزء الثالث من الكتاب. لكن في الوقت الحالي ، تظل المادة المظلمة غير مرئية. لا يؤثر وجودها على أجهزة الكشف عند مستوى الحساسية الحالي. ومع ذلك ، عندما تتركز المادة المظلمة في الفضاء المحلي ، يصبح تأثير جاذبيتها الصافي كبيرًا ويكون لها تأثير ملحوظ على النجوم والمجرات القريبة. تؤثر المادة المظلمة على تمدد الكون ، ومسار الضوء القادم من أجسام بعيدة ، ومدارات النجوم حول مركز المجرة ، والعديد من الظواهر الأخرى القابلة للقياس بطريقة تجعلنا نؤمن بوجودها. وبسبب تأثيرات الجاذبية التي يمكن قياسها فإننا نعرف عن وجود المادة المظلمة. بالإضافة إلى ذلك ، على الرغم من الخفاء وعدم الملموسة ، فقد لعبت المادة المظلمة دورًا رئيسيًا في تشكيل بنية الكون. يمكن مقارنة المادة المظلمة بأفراد المجتمع العاديين الذين تم التقليل من شأنها. على الرغم من أنها غير مرئية للحكام الأوائل ، بدون جيش من العمال يقوم ببناء الأهرامات ، ووضع الطرق السريعة ، وتجميع المعدات الإلكترونية ، فإن تطور الحضارة أمر مستحيل. مثل المجموعات الأخرى غير الواضحة من الأشخاص في

25 المجتمع السري للمادة المظلمة 25 في مجتمعنا ، تعتبر المادة المظلمة ذات أهمية أساسية لعالمنا. إذا لم تكن هناك مادة مظلمة في الكون المبكر ، فلن يكون هناك الآن أحد حتى يتحدث عما حدث ، ناهيك عن إنشاء صورة متماسكة لتطور الكون. بدون المادة المظلمة ، لن يكون هناك وقت لتشكيل البنية التي نلاحظها. أصبحت جلطات المادة المظلمة أجنة مجرة ​​درب التبانة ، بالإضافة إلى مجرات وعناقيد مجرات أخرى. إذا لم تتشكل المجرات ، فلن تكون هناك نجوم ، ولا نظام شمسي ، ولا حياة كما نعرفها. حتى اليوم ، يحافظ التأثير التراكمي للمادة المظلمة على سلامة المجرات وأنظمة المجرات. قد تؤثر المادة المظلمة على مسار النظام الشمسي ، إذا كان هناك قرص مظلم مذكور في المقدمة. على أي حال ، نحن لا نلاحظ المادة المظلمة مباشرة. يعرف العلماء العديد من أشكال المادة ، لكن تلك التي نعرف تركيبها يتم ملاحظتها من خلال نوع أو آخر من الضوء المنبعث أو ، بشكل عام ، الإشعاع الكهرومغناطيسي 1. يُنظر إلى الإشعاع الكهرومغناطيسي على أنه ضوء في نطاق التردد المرئي ، وخارج هذا النطاق الضيق النطاق قد يكون ، على سبيل المثال ، موجات الراديو أو الأشعة فوق البنفسجية. يمكن ملاحظة التأثيرات بالمجهر أو الرادار أو كصور بصرية في صورة فوتوغرافية. في هذه الحالة ، يوجد دائمًا تفاعل كهرومغناطيسي. ليس كل تفاعل هو الطريقة المباشرة التي تتفاعل بها الجسيمات المشحونة مع الضوء. ومع ذلك ، فإن عناصر النموذج القياسي في فيزياء الجسيمات الأولية هي العناصر الأساسية للمادة التي نعرف أنها تتفاعل إلى حد أن الضوء 1 ، ومع ذلك ، هناك جسيمات نيوترينو الأولية التي تشارك فقط في التفاعلات الضعيفة ويتم "ملاحظتها" من خلال ولادة الجسيمات المشحونة كهربائيًا من الإلكترونات ونظائرها الأثقل من الميونات ولبتونات تاو. ملحوظة. علمي إد.

26 26 أصل وتطور الكون ، إن لم يكن صديقًا مباشرًا ، فهو على الأقل صديق لصديق من جميع أشكال المادة المرئية لنا. ليس فقط البصري ، ولكن أيضًا تصوراتنا الحسية الأخرى ، اللمسية ، حاسة الشم ، الذوق والصوت ، تعتمد على التفاعلات الذرية ، والتي بدورها ترتبط بتفاعلات الجسيمات المشحونة كهربائيًا. حاسة اللمس أيضًا ، وإن كانت لأسباب أكثر دقة ، ترتبط بالاهتزازات والتفاعلات الكهرومغناطيسية. نظرًا لأن جميع الإدراكات الحسية البشرية بدون استثناء تستند إلى تفاعلات كهرومغناطيسية من نوع أو آخر ، لا يمكننا إدراك المادة المظلمة مباشرة بالطريقة التي اعتدنا عليها. على الرغم من أن المادة المظلمة موجودة في كل مكان حولنا ، فإننا لا نراها أو نشعر بها. عندما يضرب الضوء المادة المظلمة ، لا يحدث شيء ، بل يمر عبرها. بالنظر إلى أنه لم يسبق لأحد أن رآها (لمسها أو شمها) ، تفاجأ الكثير ممن تحدثت معهم من وجود المادة المظلمة واعتبروها غامضة ، حتى لو لم يسألوا عما إذا كانت من نسج الخيال. يتساءل الناس كيف يمكن أن تكون الغالبية العظمى من المادة حوالي خمسة أضعاف كتلة المادة العادية غير مرئية في التلسكوبات التقليدية. أنا شخصياً أتوقع العكس تماماً (على الرغم من أنني أعتقد أن الجميع لا يرى الأشياء بهذه الطريقة). سيكون الأمر أكثر غموضًا بالنسبة لي إذا تمكنت أعيننا من رؤية كل ما هو موجود. من قال إننا نتمتع بأعضاء حسية مثالية قادرة على إدراك كل ما هو موجود بشكل مباشر؟ أعظم شيء قدمته لنا الفيزياء على مدى قرون عديدة هو فهم مقدار ما يتم إخفاؤه عن أعيننا. من هذا المنظور ، فإن السؤال هو لماذا المادة كما نعرفها تمتلك مثل هذه الكثافة الطاقية في الكون. قد تبدو المادة المظلمة وكأنها فكرة باهظة للبعض ، لكن افتراض وجودها أقل تهورًا بما لا يقاس من مراجعة قوانين الجاذبية.

27 المجتمع السري من المادة المظلمة 27 الذي قد يفضله المعارضون لمثل هذا الإسراف. على الرغم من أن المادة المظلمة غير عادية تمامًا ، فمن المرجح أن يكون لها تفسير تقليدي إلى حد ما يتوافق تمامًا مع جميع قوانين الفيزياء المعروفة. بعد كل شيء ، لماذا على الأرض يجب أن تتصرف كل المادة التي تخضع لقوانين الجاذبية المعروفة تمامًا بنفس الطريقة التي نتعامل بها مع المادة التي نعرفها؟ باختصار ، لماذا يجب أن تتفاعل كل المادة مع الضوء؟ قد تكون المادة المظلمة ببساطة مادة لها شحنة أساسية مختلفة أو تفتقر إلى شحنة أساسية. بدون شحنة كهربائية أو تفاعلات مع الجسيمات المشحونة ، لا يمكنها امتصاص أو إصدار الضوء. ومع ذلك ، لا تزال مشكلة أحد جوانب المادة المظلمة موجودة في اسمها. لا أقصد كلمة "مسألة". هذه المادة هي في الواقع شكل من أشكال المادة بمعنى أنها تشكل تكتلات وتمارس تأثير الجاذبية ، وتتفاعل مع قوة الجاذبية مثل أي نوع آخر من المواد. هذا هو التفاعل الذي يسمح للفيزيائيين وعلماء الفلك باكتشاف وجوده. كلمة "مظلمة" ليست مناسبة تمامًا في الاسم ، لأننا نرى أشياء مظلمة تمتص الضوء ، وأيضًا لأن مثل هذا التصنيف يجعل هذه المادة في إدراكنا أكثر قوة وسلبية مما هي عليه بالفعل. المادة المظلمة ليست مظلمة على الإطلاق ، إنها شفافة. المادة المظلمة تمتص الضوء. الهيئات الشفافة غير مبالية بها. يمكن للضوء أن يسقط على المادة المظلمة ، لكن لا هذه المادة ولا الضوء نفسه يخضعان لأية تغييرات. منذ وقت ليس ببعيد ، في مؤتمر متعدد التخصصات ، قابلت ماسيمو ، وهو مسوق محترف متخصص في العلامات التجارية. عندما أخبرته عن بحثي ، نظر إلي بشكل لا يصدق وسأل ، "لماذا تسمى المادة المظلمة؟" لم يكن المنطق العلمي هو الذي أربكه ، ولكن الدلالة السلبية المفرطة للاسم. بالطبع ، لا تكتسب كل علامة تجارية

28 28 أصل وتطور الكون التلوين السلبي بسبب وجود كلمة "الظلام". كان فيلم "The Dark Knight" 1 رجلاً عظيماً ، ربما يتمتع بشخصية معقدة. ولكن بالمقارنة مع دور الكلمة في العناوين Dark Shadows 2 و Dark Materials 3 و Transformers: Dark of the Moon 4 و Darth Vader "Dark Side of the Force" 5 ، ناهيك عن "الأغنية المظلمة" من Lego. فيلما ، "الظلام" في المادة المظلمة لها معنى بريء إلى حد ما. على الرغم من افتتاننا الواضح بالجانب المظلم للأشياء ، فإن المادة المظلمة لا ترقى حقًا إلى سمعة اسمها. ومع ذلك ، لديها واحدة الخصائص المشتركةمع قوى الشر: إنه غير مرئي لنا. تمت تسمية المادة المظلمة بشكل صحيح تمامًا بمعنى أنه بغض النظر عن كيفية تسخينها ، فإنها لا تصدر أي ضوء. من وجهة النظر هذه ، فهي مظلمة حقًا ، ليس لأنها غير شفافة ، ولكن لأنها عكس كل شيء ينبعث منه الضوء وحتى يعكسه. لا أحد يرى المادة المظلمة مباشرة ، سواء من خلال المجهر أو التلسكوب. كما هو الحال مع الأرواح الشريرة في الأفلام والأدب ، فإن الاختفاء بمثابة غطاء واقي لها. في رأي ماسيمو ، "المادة الشفافة" كانت ستبدو أفضل ، أو على الأقل ليست مخيفة. لكن من وجهة نظر الفيزياء ، لست متأكدًا من أنه على حق. المادة المظلمة ، حتى لو لم تعجبني ، تجذب الانتباه. بطريقة أو بأخرى ، لا يوجد شيء شرير أو قوي بشأن المادة المظلمة ، على الأقل حتى تتراكم بكميات ضخمة. يتفاعل مع المادة العادية بشكل ضعيف لدرجة أنه من الصعب للغاية اكتشافه. هذا هو المكان الذي تكمن فيه المصلحة. 1 Dark Knight هو بطل فيلم إثارة من إخراج كريستوفر نولان. ملحوظة. لكل. 2 Dark Shadows هي لعبة مغامرة مثيرة مع عناصر رعب ، في النسخة الروسية من "Dark Shadows". ملحوظة. لكل. 3 مواده المظلمة عبارة عن ثلاثية خيال علمي للكاتب البريطاني فيليب بولمان. ملحوظة. لكل. 4 Transformers: Dark of the Moon هو فيلم حركة خيال علمي أمريكي. ملحوظة. لكل. 5 دارث فيدر هو بطل الرواية في ملحمة الفيلم " حرب النجوم". ملحوظة. لكل.

29 المجتمع السري للمادة المظلمة 29 الثقوب السوداء والطاقة المظلمة هناك سوء فهم آخر مرتبط باسم "المادة المظلمة" إلى جانب الصوت المشؤوم المذكور أعلاه. على سبيل المثال ، العديد ممن ناقشت معهم عملي لم يروا الفرق بين المادة المظلمة والثقوب السوداء. للتأكيد على الاختلاف ، سألقي نظرة سريعة على طبيعة الثقوب السوداء ، وهي أجسام تتشكل عندما يكون هناك الكثير من المادة في منطقة صغيرة جدًا من الفضاء الخارجي. لا شيء ، بما في ذلك الضوء ، يمكنه الهروب من مجال الجاذبية الوحشي. لا يوجد قواسم مشتركة بين الثقوب السوداء والمادة المظلمة أكثر من الحبر الأسود والكوميديا ​​السوداء. المادة المظلمة لا تتفاعل مع الضوء. تمتص الثقوب السوداء الضوء مثل أي شيء آخر قريب جدًا. الثقوب السوداء سوداء لأن كل الضوء الذي يدخلها يبقى بالداخل. لا تشع ولا تنعكس. قد تكون المادة المظلمة متورطة في تكوين الثقوب السوداء 1 ، لأن أي مادة قادرة على الانهيار والتحول إلى ثقب أسود. ومع ذلك ، فإن الثقوب السوداء والمادة المظلمة ليسا بالتأكيد نفس الشيء. لا ينبغي أن تكون مختلطة تحت أي ظرف من الظروف. هناك اعتقاد خاطئ آخر يتعلق بالاسم المؤسف للمادة المظلمة. نظرًا لأن الطاقة المظلمة لا تزال موجودة في الكون ، وهو أيضًا اسم غامض ، فغالبًا ما يتم الخلط بينه وبين المادة المظلمة. على الرغم من أن هذا يعد خروجًا عن الموضوع الرئيسي، سألاحظ أن الطاقة المظلمة تحتل مكانة مهمة في علم الكونيات الحديث ، وسأحاول شرح جوهرها من أجل تجنب الالتباس في المستقبل. الطاقة المظلمة ليست مهمة ، إنها مجرد طاقة. توجد الطاقة المظلمة حتى لو لم يكن هناك جسيم واحد أو مادة في شكل آخر حولها. إنه منتشر في جميع أنحاء الكون ، لكنه لا يشكل تكتلات ، مثل المادة العادية. 1 بتعبير أدق ، هناك افتراض بأن الثقوب السوداء هي مصادر محتملة للمادة المظلمة ، وهو موضوع سنتناوله لاحقًا. في الوقت نفسه ، تجعل القيود التجريبية والحسابات النظرية مثل هذا السيناريو غير مرجح للغاية. ملحوظة. إد.

30 30 أصل وتطور الكون الطاقة المظلمة في كل مكان ؛ لا تختلف كثافتها في منطقة واحدة عن الكثافة في منطقة أخرى. تختلف الطاقة المظلمة كثيرًا عن المادة المظلمة ، التي تتجمع في أشياء وتكون أكثر كثافة في بعض الأماكن عن غيرها. تتصرف المادة المظلمة تمامًا مثل المادة المألوفة التي تشكل أجسامًا مثل النجوم والمجرات وعناقيد المجرات. يتم توزيع الطاقة المظلمة دائمًا بالتساوي. الطاقة المظلمة أيضًا لا تتغير بمرور الوقت. على عكس المادة أو الإشعاع ، لا تنتشر الطاقة المظلمة مع توسع الكون. هذه ، إلى حد ما ، الخاصية التي تحددها. كثافة الطاقة المظلمة هي طاقة لا ترتبط بالجزيئات أو تظل المادة دون تغيير بمرور الوقت. لهذا السبب ، غالبًا ما يشير الفيزيائيون إلى هذا الشكل من الطاقة على أنه الثابت الكوني. في مرحلة مبكرة من تطور الكون ، كانت الغالبية العظمى من الطاقة موجودة في شكل إشعاع. ومع ذلك ، فإن الإشعاع يتشتت 1 أسرع من المادة ، لذلك أصبحت المادة في النهاية أهم ناقل للطاقة. في وقت لاحق من تطور الكون ، انتقل الوضع المهيمن إلى الطاقة المظلمة ، التي لا تتبدد أبدًا ، على عكس الإشعاع والمادة ، والتي تمثل الآن ما يقرب من 70٪ من كثافة الطاقة في الكون. قبل أن يقترح أينشتاين نظريته في النسبية ، كان الجميع مهتمًا فقط بالطاقة النسبية ، والفرق بين طاقة حالة ما وطاقة حالة أخرى. ومع ذلك ، أظهرت نظرية أينشتاين أن الكمية المطلقة للطاقة مهمة في حد ذاتها وتحدد قوة الجاذبية التي تضغط أو توسع الكون. لغز كبير 1 تُستخدم كلمة "يتبدد" هنا وأدناه بنفس المعنى العادي المستخدم في التعبير "تبدد الضباب". لتوضيح هذا الاستخدام ، نلاحظ أنه في الكون الآخذ في الاتساع ، تنخفض كثافة جميع الجسيمات ، وبالنسبة لجزيئات الإشعاع فوق الجزيئي ، يتناقص كل من العزم أو التردد (يتحول الضوء إلى اللون الأحمر). نتيجة لذلك ، فإن مساهمة الإشعاع في كثافة الطاقة في الكون تنخفض بشكل أسرع من مساهمة المادة (الجسيمات غير الارتباطية ، التي يتم تحديد مساهمتها الرئيسية بالكتلة). ملحوظة. علمي إد.

الثقوب السوداء ومفارقة المعلومات معهد خوان مالداسينا للدراسات المتقدمة ، برينستون ، الولايات المتحدة الأمريكية الثقوب السوداء في نظرية نيوتن للجاذبية نظرية النسبية: عام خاص منحنى الزمكان

I. V. Yakovlev مواد في الفيزياء MathUs.ru ستيفن هوكينغ موجز لتاريخ الوقت ملخص موجزكتب ستيفن هوكينج ، والتي كتبتها مرة واحدة. في خمس صفحات حاولت أن أعكس الرئيسي

هل تستطيع أن تؤمن بوجود الله؟ كلمة "إيمان" في الترجمة تعني الإيمان والتثبيت والاعتراف. أعطى علماء علم العقيدة للإيمان التعريف التالي:

اسأل إيثان 21: لماذا الحياة موجودة؟ العلامات: تكوين الحياة الذاتية المؤلف: إيثان سيجل الترجمة: فياتشيسلاف جولوفانوفSLY_G تم النشر: Geektimes باختصار ، يمكنني صياغة كل ما تعلمته عن الحياة:

1. الشرط. من المعروف أن القمر يتجه دائمًا إلى الأرض من جانب واحد ، لذلك من المستحيل مراقبة الجانب البعيد من القمر من الأرض. من أي كوكب في النظام الشمسي سيكون من المناسب مراقبة الجانب العكسي

عمل مخبري I II III 18 تجربة Rutherford الغرض من العمل الجزء النظري 1 مقدمة 2 تشتت جسيمات ألفا 3 المقطع العرضي للتشتت التفاضلي 4 صيغة رذرفورد الجزء التجريبي 1 الطريقة

الحد من كتلة النجوم بسبب إشعاع الطاقة 1). ج. فوغت. ليس فقط أتباع نظرية النسبية ، ولكن أيضًا أولئك العلماء الذين يقفون على أسس الفيزياء الكلاسيكية ، يعتقدون الآن أن

2.ملاحظة توضيحية. يتوافق البرنامج مع المكون الفيدرالي معيار الدولةالتربية العامة الأساسية في الفيزياء (قرار وزارة التربية في روسيا بتاريخ 03/05/2004 1089 "موافقة

63 ج. سيرجيفا الإنسان والكون: تفسير حديث للمشكلة اكتسبت مشاكل علم الكونيات وتفسيرها الفلسفي صوتًا حقيقيًا جديدًا في الوقت الحالي ، على الرغم من مشكلة الإنسان والبيئة

عرض (في الفيزياء) إسحاق نيوتن (01/04/1643 - 03/31/1727) بريطانيا العظمى عالم إنجليزي بارز وضع أسس العلوم الطبيعية الحديثة ، مبتكر الفيزياء الكلاسيكية ، عضو

برنامج العمل في الفيزياء الصف 11 (المستوى الأساسي) 4 الديناميكا الكهربائية 35 ساعة 4.1 الشحنة الكهربائية الأولية. 1 تعرف على: 4.2 قانون حفظ الشحنة الكهربائية قانون كولوم 1 مفاهيم: الكهربائية

المدرسة الثانوية مع دراسة متعمقة لغة اجنبيةفي سفارة روسيا في المملكة المتحدة تم الاتفاق في اجتماع MS (Zubov S.Yu.) في 10 سبتمبر 2014 وافق عليه مدير المدرسة

وزارة التعليم والعلوم في الاتحاد الروسي مؤسسة تعليميةأعلى التعليم المهني"الجامعة الاقتصادية لولاية سامراء"

جسيمات بلانك ، بصفتها نواتج اضمحلال للجسيم N ، سيكون لها خصائص مقابلة اعتمادًا على عمر الكون. هذه الخصائص هي الكتلة الباقية التي تساوي قيمة العنصر الأولي

وزارة التعليم والعلوم في الاتحاد الروسي جامعة ولاية موسكو للجيوديسية والرسمية (MIIGAIK) شرح لبرنامج عمل الانضباط مفاهيم العلوم الطبيعية الحديثة

تغيير في سرعة الضوء وجوائز نوبل للتفسيرات. إحدى طرق قياس المسافة في الفضاء السحيق تسمى طريقة "الشموع القياسية" ، الشكل 1. مناطق القطاع مضاءة بنفس

المرحلة الإقليمية من أولمبياد عموم روسيا في علم الفلك السنة 6 ظروف المشاكل الدرجة 9 1. هل يمكن ملاحظة كوكبة الصليب الجنوبي (الميل حوالي 6) في الجزء الشمالي من السماء؟ إذا كانت الإجابة بنعم ، فما هي المجالات

V.Yu.Gankin، Yu.V.Gankin Gravitation أي اكتشاف لقانون جديد يكون مفيدًا فقط عندما يمكن استخلاص المزيد منه أكثر مما استثمر فيه R.Feynman من مقدمة الطبعة الروسية من الكتاب

12.5.13. فيزياء تتعرف الظواهر الميكانيكية على الظواهر الميكانيكية وتشرح ، على أساس المعرفة الموجودة ، الخصائص أو الظروف الرئيسية لحدوث هذه الظواهر: خط مستقيم منتظم ومتسارع

مؤسسة تعليمية الميزانية البلدية تعليم إضافيالأطفال "مركز الأطفال (المراهقين)" التابع لإدارة بلدية منطقة كيريفسكي سيناريو "رحلة إلى النجوم" المعلم المنظم:

شروط وحل مشاكل أولمبياد المدينة المفتوحة في علم الفلك والفيزياء الفلكية وفيزياء الفضاء التي تحمل اسم ف. Viktor Yuryevich Trakhtengerts 01 فبراير 2015 8 9 درجات تستحق كل مهمة 7 نقاط 1.

كواكب النظام الشمسي درس للعالم من حولنا في الصف الرابع (كتاب مدرسي من تأليف O. T.

المحاضرة 4 تم تشكيل المجال الكمي والصور العلمية الحديثة للعالم NCM للحقل الكمومي (بداية القرن العشرين) على أساس الفرضية الكمومية لـ M. Planck ، ميكانيكا الموجات لـ E. Schrödinger ، ميكانيكا الكم

قسم التربية والعلوم في منطقة ليبتسك الدولة الإقليمية المستقلة المهنية المؤسسة التعليمية "كلية ليبتسك للمعادن" مجموعة مواد الضبط والقياس

أصل الكون وتطوره في هذه المقالة أود أن أقدم نهجًا جديدًا لظهور الكون وتطوره. الحاجة إلى نهج جديد ترجع إلى التناقضات التي ، من وجهة نظري ،

يحتوي هذا الملف Satellites_Fedotovo_2016.pdf معلومات كاملةحول كل انفجارات أقمار إيريديوم الصناعية وجميع رحلات الأقمار الصناعية الأخرى الساطعة التي يمكن ملاحظتها خلال كارليان الثامن

ملاحظة تفسيرية يتم تجميع برنامج العمل في الفيزياء على أساس برنامج نموذجي للتعليم الثانوي (الكامل) العام في فيزياء المستوى الأساسي ويتوافق مع الولاية الفيدرالية

شرح توضيحي لفصل الفيزياء في الكتب المدرسية (المستوى الأساسي) Gromov S.V. يتم تجميع برنامج العمل على أساس برنامج نموذجي تم إعداده ونشره في مجموعة "برامج المؤسسات التعليمية:

4 المجال الكهروستاتيكي في وجود الموصلات موصلات الكهرباء عبارة عن مواد تحتوي على جزيئات مشحونة مجانًا. في أجسام التوصيل ، يمكن للشحنات الكهربائية أن تتحرك بحرية في الفضاء.

مؤسسة تعليمية تابعة لميزانية البلدية "المدرسة 41" "الانسجام" مع دراسة متعمقة للمواضيع الفردية "في منطقة مدينة سامارا برنامج العمل مادة الفيزياء الصف 9 عدد الساعات

ملاحظة توضيحية عند تجميع البرنامج ، تم استخدام الوثائق القانونية التالية المكون الفيدرالي لمعيار الولاية للتعليم العام الثانوي (الكامل) في الفيزياء ، المعتمد

شرح لبرنامج العمل في الفيزياء للصفوف 7-9. تم تطوير برنامج العمل على أساس: 1. برنامج نموذجي للتعليم الثانوي العام في الفيزياء. 2. برامج التربية العامة الأساسية في الفيزياء

المحاضرة 5 5. النجوم المزدوجة والكتل النجمية في كثير من الأحيان ، يمكن أن يظهر نجمان بالقرب من بعضهما البعض في السماء ، على الرغم من أنهما في الواقع على مسافات مختلفة بشكل كبير. هذا عشوائي

القسم 3. الصورة الفلسفية للعالم 1. أساس الوجود ، الموجود كسبب لنفسه أ) المادة ب) كونه ج) الشكل د) الحادث 2. الوجود هو أ) كل شيء موجود حول ب) نوع من تكوين المواد

نظرت المؤسسة التعليمية التابعة للبلدية "المدرسة 13" لمدينة ساروف في اجتماع الجمعية المنهجية المدرسية لمدرسي دورة العلوم الطبيعية ، محضر رقم 1 بتاريخ 29/08/2016

2. حلول لمهام المرحلة الإقليمية ونظام تقييم كل مهمة. الصف 9 1. الحالة. ارتفعت بعض النجوم البعيدة فوق الأفق في وقت واحد في موسكو (خط العرض 55 45 وخط الطول 37 37) وفي

مرجع "تحديد كثافة كواكب المجموعة الأرضية" طالب 7 "ب" صنف ثانوي 167 تيبيكين فيكتور ميركوري. عطارد هو الكوكب الأول من الشمس وأصغر كوكب من المجموعة الأرضية. قطرها

موضوع محاضرة الفلسفة: الفلسفة والصورة العلمية للعالم (ساعتان) الأهداف: - تكوين أفكار حول الفهم الفلسفي للعالم والوجود والمادة - خلق الظروف لتنمية التفكير الفلسفي.

PUSHKINSKY LYCEUM 1500 JV "Krasnoe Selo" المشروع المعرفي والإبداعي المجموعة التحضيريةعن الفضاء. ما فوق السماء؟ مؤلف المشروع: Tamrazyan A.R. موسكو ، 2015 مقدمة الاهتمام بالفضاء

عمل المختبر 4.8. محاكاة تأثير النفق على غرض العمل بالميكروويف: التعرف على الانتظامات الرئيسية لتأثير النفق على نموذج الميكروويف. ص ر ب و ر س أ ن د ه د ش

مؤسسة تعليمية تابعة لميزانية البلدية ، مدرسة التعليم العام الثانوية 2 للمستوطنة الحضرية "مستوطنة العمل فانينو" في منطقة بلدية فانينسكي في إقليم خاباروفسك

قسم الفيزياء التجريبية SPbSPU ، العمل 3.6 قياس سرعة الضوء مقدمة M. Yu. Lipovskaya Yu. P. Yashin سرعة الضوء هي واحدة من الثوابت الرئيسية لعالمنا وتحدد السرعة المحددة

الجزء الأول العالم في حركة الموجات الخامسة وعرض العمل فيه في هذا الجزء ... هذا الجزء هو مقدمة

مدرس برنامج المنطق المختلف: Kazangapova MS مؤلفو المشروع: - Vagner A.N.، Gorbacheva V.V.، Kozhakhmetova Z.M.، Orynbaev B.N. William Shakespeare شرح مفهوم "المنطق" من وجهة نظر علمية

ملحق تقويم برنامج العمل - التخطيط الموضوعي للمواد التعليمية للفترة 2013-2014 السنة الأكاديميةالموضوع: العالم من حولهم الصف: 2d المعلم Vasilyeva I.N. عدد الساعات في السنة: 68 ساعة

الهندسة المعمارية البطيئة Maria Elkina تحدثت المهندس المعماري النرويجي Reyulf Ramstad لـ ART1 عن إعادة بناء طريق ترول الشهير ، والانتقال إلى الشرق والتعلم من المناظر الطبيعية. ماريا الكينا: قل لنا قليلا

L.G Dzhakhaya (تبليسي ، جورجيا) الإنسان في المفاهيم العلمية والفلسفية الحديثة للكون الإنسان والمجتمع البشري ، يمكن أن يكون مظهرهما والمزيد من التطور التدريجي صحيحًا ،

الفصل 3 تطور الكون في المساء تضيء النجوم في السماء. في الطقس الصافي ، بالعين المجردة ، يمكن عدهم في السماء حتى ثلاثة آلاف. لكن هذا ليس سوى جزء صغير جدًا من تلك النجوم والكونية الأخرى

38 فبراير 365 Louise Hay المواقف الإيجابية دعونا نجعل من شهر فبراير شهرًا من المشاعر الجيدة! كل صباح ، أعلن بصوت عالٍ: "أختار الأفكار التي تصنعني مزاج جيد! الاستلقاء

أولمبياد عموم روسيا لأطفال المدارس في علم الفلك معلومات للمشارك في المرحلة الإقليمية من أولمبياد عموم روسيا لأطفال المدارس في علم الفلك 2012 موسكو 2011 1 صديقي العزيز! قبل أن تبدأ في اتخاذ القرار

المعلومات المقدمة إلى المجلس العلمي للجنة التنسيق الإدارية بناءً على مواد التقرير المؤرخ في 9 فبراير 2007 كانت المادة المظلمة (مشكلة تحديد الهوية): أ. Doroshkevich VN Lukash، ID Novikov أين الأمر؟ مضيئة: * نجوم قاتمة

مجمع تعليمي منهجي (EMC) شرح فيزياء لبرنامج عمل الصف السابع AV Peryshkin. الصف السابع في الفيزياء. موسكو. الحبارى 2012 AV بيريشكين. مجموعة من المسائل في الفيزياء 7-9. امتحان موسكو 2015 تعليمي

وزارة التعليم والعلوم في الاتحاد الروسي FEDERAL State BUDGETARY INSTIENCE المرصد الأستروفيزي الخاص التابع لأكاديمية العلوم الروسية

تم النظر فيها في اجتماع منطقة موسكو الذي وافق عليه مدرسو الرياضيات والفيزياء بالنائب. مدير إدارة الموارد المائية مدير مدرسة MBOU الثانوية مع المفاتيح / Kamaltdinova Z.Z./ / Selyanina F.F./ / Selyanina Z.R / 2011 Order

الثالث والعشرون سانت بطرسبورغ الفلك الجولة النظرية ، حلول 206 4 فبراير ، 9th الصف

أكاديمية التعليم الروسية مواد تجريبية لطلاب الصف الخامس

8 أمثلة على حل مشكلة مشكلة تماما الجسم الأسودتم تسخينه من درجة حرارة إلى 3 درجات مئوية كم مرة تغيرت طاقة الإشعاع الكلية في هذه الحالة؟ T 3 S573K ؛ σ 5.67-3 W · m · كلفن: N / N

منظمة تعليمية مستقلة غير ربحية للتعليم العالي "معهد الإدارة والتسويق والتمويل"

الجولة التأهيلية للمراسلات في أولمبياد سانت بطرسبرغ الحادي والعشرون ، مقررات 2013 2014 ديسمبر 5 يناير 15 الصفوف 5 6 1. أنتاريس ، سديم أندروميدا ، كوكب المشتري ، ألفا قنطورس ، الشمس. رتب

ليزا راندال "المادة المظلمة والديناصورات"

المباحث الفضائية مع جناح على الغلاف. نسخة من إبادة جماعية واحدة من مؤلف "Knockin 'on Heaven".

ليزا راندال ، بعد نتائج التحقيق وأنشطة البحث العملياتية المطولة ، تصف المادة المظلمة بأنها قاتلة الديناصورات. ليست قطعة ثقيلة من القماش الغامق ، يمكن قتلها إذا سقطت من ارتفاع كافٍ ، ولكنها حشو افتراضي للفراغ الكوني غير مرئي للملاحظات والقياسات. العلماء بعد الحساب متوسط ​​السرعةتوصل دوران المجرات إلى استنتاج مفاده أن الكتلة الكاملة للأجسام المادية في الكون من الواضح أنها لا تكفي لكل شيء للدوران والدوران بهذه الطريقة. هناك شيء ما يساعد المجرات على اكتساب الزخم ، وهو ثقيل بدرجة كافية ويخلق خلفية جاذبية تحمل كل شيء في الكون في نظام واحد. من خلال تأثير الجاذبية لهذا الشيء توصل العلماء إلى استنتاج مفاده أن هناك شكلاً من أشكال المادة يتحكم بشكل غير مرئي في حركة جميع الأجسام الكونية - من الغبار الكوني إلى التجمعات النجمية الضخمة. المادة المظلمة هي سيد التنكر ولها وجوه عديدة. هناك عدة إصدارات لما قد تكون عليه هذه المسألة. لم يشعر العلماء بذلك بعد ، لكنهم يقسمونه بالفعل إلى أنواع.

قبل 66 مليون سنة ، غيّر أحد هذه الأنواع مسار مذنب واحد وأرسله إلى الأرض ، حيث عاشت الديناصورات حياة خالية من الهموم ، وأكلت العشب وبعضها البعض. ربما كانت الحيوانات الصغيرة المؤسفة ، غير مدركة لمصيرها ، ذكية بما يكفي لترتيب المواكب الدينية والسجن من أجل إعادة النشر ، والقتال من أجل الأرض وإغراق أجراس الإنذار لغريزة الحفاظ على الذات في حفر القطران والزيت. كان لديهم إيمانهم الخاص ، لكن لم يكن هناك مستقبل. وضع جسم كوني ذو أبعاد لا تذكر وفقًا للمعايير الكونية - يبلغ قطره حوالي 10 كيلومترات - حدًا لخططهم للوصول إلى المساحات الخضراء المورقة والقضم بقوة أكبر على برميل أحد الجيران. لا تستطيع الديناصورات ، مثلها مثل العديد من الأشخاص ، فهم الترابط المذهل للأشياء الكبيرة والصغيرة والطاقات والأفكار في كون مذهل بلا حدود. دمرت المادة المظلمة الديناصورات ، وسيطرت (إلى حد ما) على فترات ازدهار وانقراض الحياة على كوكب الأرض ، وساهمت في ظهور الحياة الذكية وظهور الأنواع المهيمنة من الإنسان العاقل. انتظر ، ثم اتضح أن المادة المظلمة ...

ليزا راندال هي أول امرأة تشغل منصبًا بدوام كامل في قسم الفيزياء بجامعة برينستون ، وأول امرأة تشغل منصبًا في الفيزياء النظرية بدوام كامل في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وفي جامعة هارفرد.

الشراء: bookvoed.ru/book؟id=7066932&utm_source=vkontakte&utm_medium=social&utm_campaign=vkontakte

تمت إضافة هذه المقالة تلقائيًا من المجتمع