بالصور: أسئلة يجب أن تعرف اجوبتها.. أيهما أتى أولاً، الدجاجة أم البيضة؟
في الجُزء الأوّل والثاني من هذه السّلسة تعرّفنا على أسئلةٍ أساسيّةٍ وأجوبتها، وذَكرت أنّنا بدأنا هذه السّلسلة لأنّنا فقدنا أشياء مهمّة مثل التّأمل والتّساؤل والبحث والرّغبة في المعرفة. من المُحتمل أنّ أغلب الأسئلة الّتي ذكرناها وسنذكرها قد خطرت ببالنا ولكنّنا قد لا نبحث عن إجاباتٍ لها ونتجاهلها ببساطة. في الجزء الثّالث نطرح أسئلةٍ جديدةٍ وإجاباتها بشكلٍ مُختصرٍ وسهل، ويُمكنكم طرح أيّةُ أسئلةٍ جديدةٍ لنبحث عن اجوبتها سوياً ونناقشها في الأجزاء القادمة.
من أهم مميزات العيش في عصر المعلومات هو اننا نتعلم شيئاً جديداً كل يوم، ويصبح الأمر أكثر اثارة للأهتمام عندما نتعلم أشياء كنا نعتقد اننا نعرفها يقيناً ولكن على ما يبدو ان الامر ليس كذلك، مثل حقيقة أن الشمس كروية، نعم هذا صحيح! فقد اكتشف العلماء هذه الحقيقة الغامضة في شهر فبراير عام 2013، في المرة التالية سيخبروننا انهم اكتشفوا للتو ايهما اتى اولا الدجاجة ام البيضة! .. في الواقع هذا ما سنبدأ به.
أيهما أتى أولاً، الدجاجة أم البيضة؟
عندما كنت صغيراً تعرضت لهذا السؤال كما تعرض له تقريباً أغلبنا إنه معضلة كل عصر وأوان التي لم يوضع لها حد إلى الأن، أول ما تبادر إلى ذهني كانت أية قرأنية استنتجت منها أن الدجاجة أتت أولاً بفهمي المحدود وقتها ولكنني تفاجئت بأن عالم الفيزياء ستيفن هوكينج يخالفني الرأيي ويرى أن البيضة لابد وأن تكون قد أتت أولاً. إذاً ما الذي يخبرنا به العلم اليوم؟
لقد كانت الدجاجة!، في عام 2010 باحثون بريطانيون تمكنوا من حلّ اللغز عندما اكتشفوا أن البروتين اللازم لتكوين قشر البيض لا يتم انتاجه سوى في مبيض الدجاج وبالتالي لابد من ان الدجاجة هي من أتت أولاً لأن قشر البيض لا يمكن ان يوجد بدون ذلك البروتين. البروتين المعروف باسم ovocledidin-17 يتحكم في عملية البللورة التي تحدث لقشر البيض، وبدونه لا يمكن تكوينه. لم يأتي هذا الإكتشاف في سياق محاولة العلماء فض الخلاف القائم بين هوكينج والمختلفين معه في الرأي وانما بهدف الكشف عن تكوين قشر البيض لاستغلاله في تطبيقات اخرى هامة، منها على سبيل المثال تقوية العظام الصناعية او ايجاد حلول لمشكلة الاحترار العالمي وذلك من خلال “حبس” كميات غاز ثاني اكسيد الكربون الزائدة في الجو وتخزينة لحين ايجاد الطريقة المثلى لاستغلاله وهي تقنية قيد التجريب والتفعيل لدى العديد من الدول اليوم، فهم ومعرفة البروتين الذي تتكون منه قشور البيض سيساعدنا على معرفة طريقة لبللورة اكسيد الكربون وتحويلة الى حجر الكلس او الحجر الجيري وإلقاءه في المحيط مرة أخرى. في الواقع معضلة الدجاجة والبيضة معضلة قديمة جداً وكبيرة جداً تمتد جذورها لما قبل الميلاد وما ذكرناه كان أحد الإجابات الممكنة لهذه المعضلة ويمكنكم الإطلاع على المزيد في المصادر.
لماذا يصدر عن الصدف صوت مثل صوت البحر؟
في البداية عندما تضع صدفة على اذنك مهما كان الصوت الذي تسمعه يشبة صوت البحر والأمواج فعليك ان تدرك ان هذا في الواقع ليس صوت البحر، إذا ما هذا الصوت الذي تسمعه؟ انه بباطة ضوضاء او بمعنى أدق الضوضاء المحيطة – ambient noise والتي تنتج من داخلك ومن حولك ولكنك في الظروف الطبيعية لا تتمكن من سماعها او الانتباه لها لانها هادئة جداً، لتتمكن من سماع هذه الضوضاء يجب تكبيرها من خلال resonator أو رنان وهو أي أداة تزيد من اهتزاز ورنين الصوت، هل ترغب في واحد مجاني؟ قم بتشكيل حرف O باستخدام فمك ثم قم بالنقر باستخدام اصابعك على حلقك او خدك عندها ستسمع نغمة ومع تغيير حجم الفتحة التي تشكلها بفمك ستسمع نغمات مختلفة تماماً.
ما تقوم به هو انك تستخدم فمك لعمل ما يعرف بـ Helmholtz resonator حيث يتنتج الصوت من خلال اهتزاز الهواء في تجويف ذو فتحة واحدة ومع تغيير شكل الفتحة تختلف الاهتزازات وبالتالي يختلف الصوت الناتج، في الواقع هكذا يمكننا التحدث ولكن الفرق انه في حالة التحدث فان الاهتزازات مصدرها الأحبال الصوتية وليس الضوضاء المحيطة، صدفة البحر التي تضعها على إذنك لتستمتع بصوت المحيط الرائع تتميز بسطح داخلي منحني وقوي يمكنه عكس الأصوات بكفاءة وم يحدث في حالة الصدفة هو تماماً ما حدث في التجربة السابقة، الضوضاء المحيطة التي ذكرناها سابقاً والمتمثلة في الهواء الداخل والخارج من الصدفة، تدفق الدم في رأسك والعمليات الحيوية الاخرى التي تجري في جسدك أو حتى محادثة تتم في الغرفة المجاورة لك، هذه الأصوات تهتز داخل تجويف الصدفة وبسبب شكل الصدفة يتم تكبيرها وتصبح واضحة بحيث يمكننا سماعها، وكلما اختلف شكل الصدفة كلما اختلف الصوت الناتج عنها لاختلاف الترددات التي ستقوم بتكبيرها، وحقيقة ان كل الصدف تقريباً يصدر عنه صوت مشابة لصوت المحيط هي في الواقع مجرد صدفة ولو وضعت اي نوع من انواع Helmholtz resonator عل اذنك ستتاكد من ذلك جرب الان بكاس زجاجي أو قم بعمل تجويف بيديك وضعهما على اذنك وستسمع نفس الصوت.
هل نحرق المزيد من السعرات الحرارية عندما نفكر؟
وفقاً لموقع Popular Science الدماغ يحتاج في المتوسط عُشر كالوري في كل دقيقة لكي يبقى على قيد الحياة، لمقارنة هذا المقدار مع ما تحرقة العضلات مثلاً نجد ان المشي يحرق اربع سعرات حرارية (كالوري) في كل دقيقة، عند ممارسة رياضة الملاكمة قد تحرق عشرة سعرات في الدقيقة بينما عندما تقرأ هذا المقال بتركيز فأنت تحرق 1.5 سعرة حرارية في الدقيقة، نظرياً قد يساعد هذا القدر على انقاص الوزن ولكن انصحك بالملاكمة لو كنت على عجلة من امرك.
يتكون الدماغ بشكل اساسي من الخلايا العصبية والتي تتصل بدورها بالخلايا العصبية الأخرى في الجسم لارسال واستقبال الرسائل والاشارت من جميع انسجة الجسم المختلفة، الخلايا العصبية تتنتج مواد كيميائية تعرف بالناقلات العصبية – neurotransmitters وهي المسؤولة عن حمل الاشارات العصبية (الرسائل) من والى الخلايا العصبية المختلفة، من اجل انتاج الناقلات العصبية تستخرج الخلايا العصبية 75% من سكر الجلوكوز (يمكنك ان تعتبره سعرات حرارية لم تحرق او تستخدم بعد) و 20% من الأكسجين الموجود في الدم، الفص الأمامي من الدماغ هو مركز التفكير في المخ لذلك إذا كنت تتأمل في أسئلة الحياة الكبيرة مثل ما الذي سأتناوله على الغذاء اليوم لتعويض السعرات الحرارية التي قمت بحرقها اثناء التفكير فيما سأتناوله؟ فعليك ان تدرك ان هذا الجزء من دماغك يحتاج المزيد من الجلوكوز (السعرات الحرارية) والمزيد من الأكسجين.
الكالوري هي وحدة للطاقة الحرارية تساوي 4.184 جول او يمكننا القول انها كمية الطاقة اللازمة لرفع درجة حرارة جرام واحد من الماء السائل بمقدار درجة مئوية واحدة عند الضغط الجوي قياسي.
ما هي أقصى درجة حرارة ممكنة؟
الإجابة القصيرة هي: 142,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000 درجة كلفن بالطبع قد تزيد بعض الاصفار أو تنقص.
من السهل فهم اقل درجة حرارة ممكنة نظرياً ولكن درجة الحرارة العظمى امر اخر ووفقاً للفزيائي ستيفان اليكساندر لا يمكننا ان نعرف ببساطة ما اذا كان باستطاعتنا ان نرتفع بالطاقة الى اللانهاية، ولكنه امر يمكن حدوثة او قبوله “نظرياً”، المرشح الأكثر بساطة ودقة للحد الأقصى لدرجة الحرارة هي درجة حرارة بلانك – Planck Temperature والتي تساوي 142 نونيليون (30 صفر) درجة كلفن وهي اعلى درجة ممكنة في نموذج فيزياء الجزيئات القياسي، ولكن الحرارة كما نعلم تأتي بسبب التفاعل بين الجزيئات لتحقيق الاتزان الحراري.
العديد من علماء الكون يعتقدون ان اقصى درجة حرارة فعلية في تاريخ الكون كانت أقل ببضع درجات من درجة حرارة بلانك. في اللحظات الاولى بعد الانفجار العظيم بدأت عملية التمدد بمعدل سريع جداً لدرجة ان الجزيئات لم يكن باستطاعتها ان تتفاعل مع بعضها البعض، الكون في تلك اللحظة كان بدون حرارة، خلال اجزاء الثانية التي تلت ذلك تموجات الزمكان بدأت في التذبذب مع المادة واجبرتها على الوصول الى الاتزان الحراري وهذا يمكن ان يكون قد تسبب في اعادة تسخين الكون حتى درجة 1027 كلفن ومنذ تلك اللحظة ما زال الكون يتمدد ويبرد تدريجياً.
لماذا لا تلتصق اقدام العنكبوت بشبكتة؟
معظم انواع العناكب تتميز بصنع شبك العنكبوت الشهير والذي تستخدمة كوسيلة لصيد فرائسها إذ تلتصق بهذه الشبكة اي فريسة بمجرد الوقوف عليها في حين تندفع العناكب وتهرول عبر شبكتها للإستمتاع بوجباتها دون ان تلتصق بشباكها على الإطلاق، فهل تسائلتم يوماً عن السبب؟.
تتميز شباك العنكبوت بانها لزجة ولاصقة ولعلكم لاحظتم ذلك بانفسكم من قبل، وبمجرد ملامسة اي حشرة لها فانها تفقد السيطرة تماماً على نفسها وتنتظر قدرها بينما نلاحظ ان العنكبوت يتحرك بخطوات حذرة وينتقل من خيط لأخر بدقة كبيرة، مقدمة كل قدم هي فقط التي تلامس الحرير، وهذا تحديداً يقلل خطر احتجاز العنكبوت في شبكه. كما انك لو لاحظت العنكبوت بدقة ستجد انه من حين لاخر يرفع اقدامه لفمه لمسح بقايا الحرير العالقة في مخالبة او الشعيرات التي تنمو على اقدامة، بعض العناكب تقوم بامر مدهش اخر إذ تصنع شبكتها بحيث يكون مركزها حيث تستريح وتنتظر فريستها غير لزج لكي لا تلتصق به خطئاً كما بالإضافة لبعض الخيوط الغير لزجة أيضاً لتستخدمها كدروب للسير خلال الشبكة، بعض أنواع العناكب الأخرى لا تغطي شبكتها بالغراء بشكل كامل وانما تضع كريات مليئة بالغراء في مواضع مختلفة من الشبكة وبالتالي يمكنها ان تتجنب هذه المواضع اثناء تنقلها، والبعض الأخر لا يصنع شبكات لزجة على الإطلاق ويستخدم حريراً جافاً. [1]
ما هو النشاط الاشعاعي وما هي الطاقة الاشعاعية وما الفرق بينهما؟
تتردد هذه المصطلحات كثيراً على مسامعنا وقد لا يميز البعض معناها ولا يدرك الفرق بينها، هناك فرق بين النشاط الاشعاعي للمادة Radioactivity وبين الطاقة الإشعاعية Radiation، نوى الذرة الغير مستقرة تتحلل عفوياً وتلقائياً لينتج عنها نوى أكثر استقراراً هذا بإختصار شديد معنى النشاط الإشعاعي للمادة، الطاقة على هيئة موجات كهرومغناطيسية والجزيئات التي تنتج خلال عملية التحلل أو التحول هذه هو ما يعرف بالإشعاع او الطاقة الإشعاعية، عندما تتحلل نوى الذرّات بشكل طبيعي تعرف هذه العملية بالنشاط الاشعاعي الطبيعي أما إذا كانت تلك النوى الغير مستقرة قد تم انتاجها في المعامل فيطلق على عملية التحلل النشاط الاشعاعي المستحثّ. هناك ثلاث أنواع رئيسية للنشاط الاشعاعي الطبيعي من المرجح انكم سمعتم عنها ايضاً من قبل وهي:
إشعاعات ألفا – Alpha Radiation: تتكون اشعاعات ألفا من سيل من الجزيئات التي تحمل شحنة موجبة والتي تعرف بجزيئات ألفا، وكتلتها الذرية هي 4 بينما تحمل شحنة بقيمة +2، عندما يتم قذف جزئ ألفا خارج نواة ما فغن كتلتها الذرية تقل بمقدار 4 وحدات ويزداد عددها الذري بمقدار وحدتين.
إشعاعات بيتا – Beta Radiation: إشعاعات بيتا عبارة عن سيل من الإلكترونات تعرف باسم جزيئات بيتا، عندما يتم قذف أو خروج جزيء بيتا من النواة يتحول احد النيوترونات الموجودة في النواة الى بروتون وبالتالي لا يحدث تغيير في الكتلة الذرية للنواة ولكن يزداد الرقم الذري بمقدار وحدة واحدة فقط.
إشعاعات جاما – Gamma Radiation: أشعة جاما عبارة عن فوتونات مرتفعة الطاقة ذات اطوال موجية قصيرة جداً (من 0.0005 إلى 0.1 نانومتر)، تنتج الانبعاثات الصادرة من اشعاعات جاما بسبب تغير الطاقة الذي يحدث داخل نواة الذرة ولا تتسبب هذه الانبعاثات في تغير اي من الكتلة الذرية او الرقم الذري، وتصحب اشعاعات الفا وبيتا اشعاعات جاما دوماً كنتيجة لإنتقال النواة إلى مستوى طاقة أقل وأكثر استقراراً.
أشعة ألفا وبيتا وجاما تكون مصاحبة أيضاً للنشاط الإشعاعي المستحث، النظائر المشعة من المصطلحات الشهيرة ايضاً ويتم تحضيرها في المعمل من خلال تفاعلات القذف (قذف الذرّات والنوى المختلفة بجزيئات اخرى مثل جزيئات الفا بحيث تتشكل نوى جديدة) لتحويل النوى المستقر إلى نوى غير مستقر ينتج عنه نشاط اشعاعي، تستخدم هذه التفاعلات لإنتاج عناصر ثقيلة كثيرة لا تتواجد في في الكون بصورة طبيعية.
ناشيونا جوغرافيك
