Thursday, June 15, 2006

الكون في تغير مستمر: الثوابت الطبيعية ربما تكون قد تغيرت

عن مجلة ساينس نيوز
ترجمة علاء غزالة

افترض العلماء لمدة طويلة ان هناك بعض المقومات الكونية التي لا تتغير، حالها كحال القوانين الفيزيائية نفسها. وتتضمن تلك المقومات، والتي تعرف بالثوابت الطبيعية، سرعة الضوء في الفراغ وكتل بعض العناصر الاولية. فقد وجد الآن فريق من الفيزيائيين والفلكيين في هولندا وروسيا وفرنسا اشارات بان احد هذه الثوابت قد اجتاز عملية تحول طفيف منذ ان كان الكون في بداياته.
المكتشفات الجديدة تشير الى ان نسبة كتلة البروتون الى كتلة الالكترون المعرفة بـ(mn) ربما تكون قد قلت بمقدار جزئين من الف بالمائة خلال الاثني عشر مليارا من السنين الماضية، كنا يقول إلمر رينهولد وزملاؤه من وكالة الفضاء الاوربية في نوردوجك بهولندا. ان الدليل على التغيير في هذا الثابت- والذي تبلغ قيمته الحالية -1.836.153 قد انبثق عن نموذج امتصاص الضوء لجزيئات الهايدروجين ويعلق فيكتور فلامبوم من جامعة نيوساوث ويلز في سدني باستراليا قائلاًُ: "اذا كان ذلك صحيحا، فانها نتائج ثورية، لا يهم ان كان مقدار التغيير ضئيلاً، اذا كان mn قابلة للتغيير، فنحن بحاجة الى فيزياء نظرية وعلم كونيات جديدين".
منذ عام 2001، قدم فلامبوم وزملاؤه ادلة متنامية ان هناك ثابتا آخر، يُعرف بـ(الفا) او (ثابت الهيكل الدقيق fine0structure constant) قد حصل فيه تغيير ايضا. ولكن ذلك التغيير، على كل حال، كان اقل من التغييرالذي تم احتسابه مؤخرا في قيمة mn بيد ان البحوث التي اجريت من قبل فرق اخرى لم تجد دليلا على ان (الفا)، والتي تمثل شدة القوة الكهرومغناطيسية، قد غيرت قيمتها.
للتوصل الى المكتشفات الجديدة بشأن mn قام كل من الكساندر ايفانجيك من معهد ايوفي في سانت بطرسبورغ بروسيا، وباتريك بتيتجين من معهد فيزياء الفلك في باريس، قاما بعمل قياسات دقيقة فوق العادة على الاشعاعات القادمة من الكوازارات(quasars) ركز الباحثان على الاطوال الموجية التي يتم امتصاصها عن طريق جزيئات السحب الهايدروجينية الباردة في الفضاء. ولأن النظر في عمق الفضاء هو بمثابة النظر الى ازمان سحيقة، فان قياسات اشعاع الكوازار تسبر صفات جزيئات الهايدروجين كما كان موجودا بعد اقل من ملياري سنة منذ ان حدث (الانفجار الكبير).
في هذه الاثناء، تمكن رينهولد واعضاء فريقه الآخرون، والذين يقودهم ويم اوباجس من جامعة امستردام الحرة، تمكنوا بدقة غير مسبوقة من حساب الطول الموجي للضوء الذي امتصته جزيئات الهايدروجين من شعاع ليزر في المختبر في الوقت الراهن، اي بعد انقضاء 13.7 مليار عام على حدوث (الانفجار الكبير).
لقد وجد العلماء ان هناك اختلافاً بسيطا في الاطوال الموجية لمجموعتين من البيانات، ولان الاطوال الموجية التي تمتصها جزيئات الهيدروجين تعتمد على قيمة mn فان النتائج تشير الى ان قيمة mn قد تغيرت. ومع ذلك يرى بعض اعضاء الفريق وعلماء اخرون ان ادلة الامتصاص التي تم جمعها لحد الان من كوازارين هي ليست قوية بما فيه الكفاية لاثبات ان قيمة mn قد تغيرت.
يقول مايكل مورفي من جامعة كامبريدج في انكلترا، وهو احد العلماء الذين وثقوا مع فلامبوم ان قيمة (الفا) تغيرت، يقول ان الباحثين قد نظروا الى 143 نظام كوازار، ولكن تبقى فكرة ان قيمة (الفا) شهدت تغييرا هي موضع جدل. ويوافق على هذا الرأي لينوكس كاوي من جامعة هاواي في هونولولو بالقول ان العلماء بحاجة الى ادلة صلبة ومطلقة بما يتعدى الدراسة الحالية، لان العناصر المتضمنة فيها عويصة للغاية.
الكوازارات هي مصادر فلكية لانواع عديدة من الطاقة الكهرومغناطيسية، بضمنها الضوء، والتي تجعل المع النجوم يبدو قزما بالمقارنة معها، فهي قادرة على اشعاع طاقة تكافئ ما تبعثه مئات المجرات مجتمعة. وبعضها يبدو متلقبا في شدة اللمعان. وهي تظهر خافتة في المناظير البصرية مع وجود ازاحة نحو الاحمر مما يؤكد حقيقة كونها بعيدة جدا. ويجمع العلماء على انها تكتسب طاقتها من تزايد اضافة المواد الى ثقوب سوداء ضخمة في قلب المجرات التي تدعى بالمجرات النشطة (موسوعة ويكبيديا).

Sunday, June 11, 2006

الدفيئة في المناطق المدارية تدفع التيارات الهوائية نحو القطبين

sciencedaily.com
ترجمة: علاء غزالة

اظهرت البحوث التي قادتها جامعة واشنطن ان الجو يسخن اسرع في المناطق المدارية الواقعة ضمن 30 درجة شمال وجنوب خط الاستواء. ولكن العلماء الذين تفحصوا بيانات الاقمار الصناعية، التي تم جمعها خلال فترة اكثر من 25 سنة، وجدوا ان كل تيار هوائي مداري قد تحرك بمقدار خط عرض واحد (70 ميلا او 112 كم) باتجاه القطب. ويقول العلماء ان ذلك سوف يزيد من عرض منطقة الاستواء ويوسّع المناطق الصحراوية في العالم.
يقول كوانغ فو، وهو استاذ مشارك في جامعة واشنطن مختص بالانواء الجوية، ولديه بحث يفصّل هذه المكتشفات: "تلك هي دلائل مباشرة ناتجة عن المراقبة عبر الاقمار الصناعية على ان الدورة المناخية تتغير". بينما يقول شريكه في البحث جون والاس، وهو من جامعة واشنطن ايضا، انه من غير الواضح فيما اذا كانت حركة التيارات الهوائية هذه هي الدليل الرئيس للدفيئة العالمية ام انها مجرد شذوذ. وهو يقول انه مازالت هناك حاجة لمزيد من العمل لفهم بالتحديد سبب تحرك التيارات الهوائية، ولكنه يضيف بانه اذا استمرت تلك الحركة فان التأثير بعيد المدى على تساقط الامطار سوف يكون خطيرا.
يقول والاس: "التيارات الهوائية تشكل حدود المدارين، فاذا كانت تتحرك باتجاه القطب فان هذا يعني ان المدارين اصبحا اعرض. اذا استمرت بالتحرك درجتين او ثلاثة باتجه القطب خلال هذا القرن، فان المناطق شديدة الجفاف مثل الصحراء الكبرى سوف تتوسع باتجاه القطب، ربما بمقدار عدة مئات من الاميال".
قام الباحثون بتحليل بيانات الاقمار الصناعية التي تم جمعها منذ عام 1979 ولغاية عام 2005 ووجدوا ان طبقة التروبوسفير (troposphere) تتعرض الى التسخين اسرع في المنطقة الواقعة عند خط العرض 30 شمالا (والذي يعبر جنوب الولايات المتحدة وجنوب الصين وشمال افريقيا) وعند خط العرض 30 جنوبا (والذي يعبر جنوب استراليا وجنوب افريقيا وجنوب امريكا الجنوبية). ان التروبوسفير هي الطبقة الهوائية الملامسة لسطح الارض وترتفع عنه بمقدار 7.5 ميل (12 كيلومتر)، ويقع ضمنها معظم الجو في الغلاف الجوي.
بينما تساند النماذج الحاسوبية لمناخ القرن الواحد والعشرين بقوة ازاحة التيارات الهوائية نحو القطب، فان هذه النماذج تظهر ايضا ان اسرع تسخين يحدث في الخط المداري فوق التروبوسفير. عوضا عن ذلك فان الباحثين وجدوا ان التسخين يحدث في الواقع اسرع قليلا عند خط العرض 30 في نصفي الكرة منه عند خط الاستواء. يقول (فو) ان التسخين الاضافي في خط عرض 30 قد ساعد في اعادة تشكيل سطوح الضغط الجوي بطريقة دفعت التيارات الهوائية باتجاه القطب. ان موقع التيارات الهوائية - الموجة الاقوى للرياح الغربية الصاعدة -هو في غاية الاهمية لانها تحدد الحدود الشمالية والجنوبية للحزامين الرطب والجاف الرئيسين.
من المشاركين الاخرين في هذا البحث سيلستي جونسون من جامعة واشنطن وتوماس ريتشلر استاذ مساعد في علم الارصاد الجوي بجامعة يوتا. وقد تم تمويل البحث من منحة قدمتها الادارة الوطنية للمحيطات والمناخ والادارة الوطنية للفضاء والطيران.
وقد تفحص العلماء القياسات التي وفرتها معدات تسمى الوحدات الصوتية شديدة القصر microwave-sounding units على القمر الصناعي نوا NOAA . يستعمل القمر الصناعي نفس المعدات والتقنيات لقياس الاشعاع ذي الموجات القصيرة المنبعث عن الاوكسيجن في الغلاف الجوي لحساب درجة حرارتها. قام (فو) وزملاؤه بتحليل هذه القياسات ليتوصلوا الى ان طبقة التروبوسفير في الواقع تسخن بنفس مقدار سطح الارض، وهو دليل رئيس يظهر ان تسخين الارض يجري اسرع مما لو كان نتيجة عمليات طبيعية فقط.
يقول والاس ان البحث الجديد يقترح ان تسارع التسخين المداري لطبقة التروبوسفير، والذي يحرك التيارات الهوائية، يمكن ايضا ان يزيح خطوط العواصف في خط العرض الاوسط باتجاه القطب. وسيؤدي ذلك الى تقليص الامطار الشتوية في مناطق مثل جنوب اوربا بضمنها جبال الالب، وجنوب استراليا.