إن كنتَ تبتغي علمًا راسخًا وفكرًا محرَّرًا من التهويم،فأدعوك للإلتحاق بـ لواء العلم.
هنا يُبسط المعقّد، ويُمحَّص القول، وتُعرض المسائل بعقلٍ ناقد ولسانٍ مبين.
عندنا علومٌ تُشرح، وفلسفةٌ تُفكَّك، وفنٌّ يُقرأ قراءة فهمٍ لا ترديد.
فادخل معنا، تكن من أهل النظر لا من أهل التقليد.

https://t.me/heandus

من بغداد إلى الفضاء 🚀

ديانا السندي مهندسة عراقية من مواليد بغداد عام 1990، تُعد من الكفاءات العراقية البارزة في مجال هندسة الفضاء والدفع الصاروخي، وواحدة من الشخصيات العراقية التي وصلت للعمل ضمن مشاريع مرتبطة بقطاع الفضاء في الولايات المتحدة.

حياتها ومسيرتها العلمية

انتقلت إلى الولايات المتحدة الأمريكية وهي في الرابعة عشرة من عمرها، حيث أكملت دراستها الثانوية، وواجهت في بداياتها تحديات تتعلق بتعلم اللغة الإنجليزية، لكنها تمكنت من تجاوزها خلال فترة قصيرة.

في عام 2014 حصلت على زمالة أكاديمية في الرياضيات والعلوم والفيزياء من كلية كوياماكا، ثم واصلت دراستها في تخصص الهندسة الكيميائية، لتحصل على درجة البكالوريوس من جامعة كاليفورنيا عام 2017.

مسيرتها المهنية

بين عامي 2017 و2021 عملت في Virgin Orbit، حيث شغلت مناصب هندسية في تطوير نظم الدفع الصاروخي للمرحلة الأولى، بدءًا من منصب مساعدة مهندس تطوير، وصولًا إلى مهندسة تطوير نظم الدفع.

وفي الفترة بين 2021 و2022 شغلت منصب مهندسة دفع صاروخي في Boeing.

كما قادت فريق الدفع وشغلت منصب مديرة العمليات في منظمة SEDS UCSD بين عامي 2015 و2017.

- مقدمة

الخفاش ذو القناع
الاسم العلمي sphaeronycteris toxophyllum
الاسم المتداول Visored bat
الفصيلة الخفافيش ذات الأنف الورقي Phyllostomidae

التسمية:
Sphaero تعني كروي
nycteris تعني خفاش
toxo تعني قوس، مقوس
phyllum تعني ورقة
أي الخفاش الكروي ذو الورقة الأنفية المقوسة

التغذية:
يعتبر من الخفافيش الأقل دراسةً حيث أن البحوثات والأوراق العلمية عنه قليلة، أن الخفاش ذو القناع أو ذو الورقة الأنفية من الخفافيش أكلة الفاكهة حيث يعتمد بغذاءه على امتصاص عصير الفاكهة أو قضمها ثم يبصق البذور وهذه الآلية تساعد في نشر البذور، وقد عرف بأنه اكل الفاكهة بواسطة تحليل محتوى المعدة التي كانت قريبة لمادة صفراء تشبه لب الفاكهة.

الموطن:
يعيش غالبًا في الغابات الاستوائية والأماكن الرطبة وينتشر في امريكا الجنوبية(فنزويلا-الاكوادور-بيرو-البرازيل) وقد تراه في أرجاء غابات فنزويلا.

الشكل الخارجي:
الطول يتراوح ما بين 5-6سم
الوزن 17-15غرام
لا يمتلك ذيل
يمتلك زائدة أو نتوء انفي يكون أكبر لدى الذكور من الإناث، ويمتلك طية جلدية اسفل الذقن يمكنه من خلالها تغطية الوجه بها.

التكاثر:

أن هذا الخفاش لخفاش غامض وعملية تكاثره هي افتراضات ونظريات وفق فصيلته (الخفافيش أكلة الفاكهة) حيث أنهُ يتزاوج في مواسم الغذاء والامطار مرتين سنويًا، والانثى تلد مرةً واحدةً وباقي التفاصيل مجهولة ويعتقد أن الزوائد كبيرة لدى الذكور من أجل عميلة التكاثر لجذب الانثى، أو قد تكون كبيرة للبحث عن الطعام كون الخفافيش أكلة الفاكهة في الغالب تعتمد على حاسة الشم والبصر.

الفكرة تعود إلى @zahraa_alamery بنين منير والتي قامت بعمل تقرير علمي أوسع.
شكرًا على القراءة.

المصادر والمراجع
https://www.mdd.hhandika.com/taxon/1005053/?utm_source=chatgpt.com

https://animaldiversity.org/accounts/Sphaeronycteris_toxophyllum/?utm_source=chatgpt.com

https://academic.oup.com/mspecies/article/doi/10.1644/814.1/2600858?utm_source=chatgpt.com&guestAccessKey=

يستعرض هذا التقرير ظاهرة إشعاع هوكينغ كأحد أهم التنبؤات النظرية التي تدمج بين النسبية العامة وميكانيكا الكم موضحاً كيف يمكن للثقوب السوداء أن تطلق جسيمات وتفقد كتلتها بمرور الزمن نتيجة للتذبذبات الكمية عند أفق الحدث.
لفترة طويلة ساد الاعتقاد بأن الثقوب السوداء هي أجرام أبدية لا يمكن لأي شيء الهروب من جاذبيتها ، ومع ذلك في عام 1974 قدم ستيفن هوكينغ ورقة بحثية ثورية أثبت فيها أن الثقوب السوداء ليست سوداء تماماً.
استند هوكينغ إلى نظرية الحقل الكمي في الزمكان المنحني حيث وجد أن التأثيرات الكمية تصبح جوهرية بالقرب من أفق الحدث (𝑬𝒗𝒆𝒏𝒕 𝑯𝒐𝒓𝒊𝒛𝒐𝒏).

1. الآلية الفيزيائية ( 𝑻𝒉𝒆 𝑴𝒆𝒄𝒉𝒂𝒏𝒊𝒔𝒎 𝒐𝒇 𝑯𝒂𝒘𝒌𝒊𝒏𝒈 𝑹𝒂𝒅𝒊𝒂𝒕𝒊𝒐𝒏 )

وفقا لمبدأ عدم اليقين، يمتلئ الفراغ بزوج من الجسيمات (جسيم وجسيم مضاد) تظهر وتفنى في لحظات، وهذا يسمى بالجسيمات الافتراضية.

الانفصال عند أفق الحدث هو عندما يحدث هذا التذبذب بالقرب من أفق الحدث للثقب الأسود قد يسقط أحد الجسيمين داخل الثقب بينما يهرب الآخر إلى اللانهاية، هذا الانفصال يعني أن الجسيم الذي يسقط يمتلك طاقة سالبة مما يقلص كتلة الثقب الأسود بينما يهرب الجسيم ذو الطاقة الموجبة ليتحول من جسيم افتراضي إلى حقيقي وهو ما نرصده كإشعاع هوكينغ.

فقدان الكتلة اي انه لكي يتحول الجسيم الهارب من افتراضي إلى حقيقي فإنه يحتاج إلى طاقة. هذه الطاقة تسحب من كتلة الثقب الأسود نفسه مما يؤدي إلى تناقص كتلته تدريجياً فيما يعرف بتبخر الثقب الأسود (𝑩𝒍𝒂𝒄𝒌 𝑯𝒐𝒍𝒆 𝑬𝒗𝒂𝒑𝒐𝒓𝒂𝒕𝒊𝒐𝒏).

2. زمن تبخر ثقب اسود ( 𝑻𝒊𝒎𝒆 𝒐𝒇 𝑬𝒗𝒂𝒑𝒐𝒓𝒂𝒕𝒊𝒐𝒏 𝒐𝒇 𝒂 𝒃𝒍𝒂𝒄𝒌 𝒉𝒐𝒍𝒆 )
كلما صغر الثقب الأسود زادت حرارته وزاد معدل تبخره مما يؤدي في النهاية إلى انفجار كوني مذهل في اللحظات الأخيرة من عمره.
𝒕_𝒆𝒗𝒂𝒑 = 𝟓𝟏𝟐𝟎𝝅𝑮²𝑴³ / ℏ𝒄⁴
حيث :
𝑮 : ثابت الـجاذبـية
𝑴 : كتلة الثقب الأسود
ℏ : ثابت بلانك المختزل
𝒄 : سرعة الضوء

3. الصياغة الرياضية (Mathematical Formulation)
اشتق هوكينغ معادلة تحدد درجة حرارة الثقب الأسود، والتي تتناسب عكسياً مع كتلته، وتعرف بـ درجة حرارة هوكينغ (𝑻_𝑯):

𝑻_𝑯 = ℏ𝒄³ / 𝟖𝝅𝑮𝑴𝒌_𝑩

حيث:

ℏ : ثابت بلانك المختزل (𝑹𝒆𝒅𝒖𝒄𝒆𝒅 𝑷𝒍𝒂𝒏𝒄𝒌 𝑪𝒐𝒏𝒔𝒕𝒂𝒏𝒕)
قيمته: 𝟏.𝟎𝟓𝟒 × 𝟏𝟎⁻³⁴ 𝑱⋅𝒔

𝒄 : سرعة الضوء في الفراغ (𝑺𝒑𝒆𝒆𝒅 𝒐𝒇 𝑳𝒊𝒈𝒉𝒕)
قيمته: 𝟐.𝟗𝟗𝟕 × 𝟏𝟎⁸ 𝒎/𝒔

𝑮 : ثابت الجذب العام (𝑮𝒓𝒂𝒗𝒊𝒕𝒂𝒕𝒊𝒐𝒏𝒂𝒍 𝑪𝒐𝒏𝒔𝒕𝒂𝒏𝒕)
قيمته: 𝟔.𝟔𝟕𝟒 × 𝟏𝟎⁻¹¹ 𝒎³/𝒌𝒈⋅𝒔²

𝑴 : كتلة الثقب الأسود (𝑴𝒂𝒔𝒔 𝒐𝒇 𝒕𝒉𝒆 𝑩𝒍𝒂𝒄𝒌 𝑯𝒐𝒍𝒆)

𝒌_𝑩 : ثابت بولتزمان (𝑩𝒐𝒍𝒕𝒛𝒎𝒂𝒏 𝑪𝒐𝒏𝒔𝒕𝒂𝒏𝒕)
قيمته: 𝟏.𝟑𝟖𝟎 × 𝟏𝟎⁻²³ 𝑱/𝑲


توضح هذه المعادلة أن الثقوب السوداء الصغيرة جداً تكون أكثر حرارة وتبخرها يكون أسرع بكثير من الثقوب السوداء العملاقة:

• الثقوب السوداء ذات الكتلة الصغيرة (Micro Black Holes) تكون حرارتها هائلة.
• الثقوب السوداء العملاقة (Supermassive) تكون حرارتها أبرد من الفضاء المحيط بها حالياً.

4. أنتروبيا بيكنشتاين-هوكينغ( 𝑩𝒆𝒌𝒆𝒏𝒔𝒕𝒆𝒊𝒏-𝑯𝒂𝒘𝒌𝒊𝒏𝒈 𝑬𝒏𝒕𝒓𝒐𝒑𝒚 )
الثقب الأسود ليس مجرد جرم له حرارة، بل له أنتروبيا تتناسب مع مساحة سطحه (A).

مساحة أفق الحدث لثقب أسود غير دوار Schwarzschild تحسب :
𝑨 = 𝟒𝝅 𝑹_𝒔²
حيث هو نصف قطر شفارتزشيلد:
𝑹_𝒔 = 𝟐𝑮𝑴 / 𝒄²
وبتعويضها، تصير المساحة بدلالة الكتلة:
𝑨 = 𝟒𝝅 𝑹_𝒔² = 𝟏𝟔𝝅 𝑮²𝑴² / 𝒄⁴
فإذا عوضناها في معادلة الإنتروبيا:
𝑺_𝑩𝑯 = 𝒌_𝑩 𝑨 𝒄³ / 𝟒 ℏ 𝑮 = 𝒌_𝑩 𝝅 𝑮 𝑴² / ℏ 𝒄
يعني ان الانتروبيا تتناسب مع 𝑴² للثقب الأسود غير الدوار.


5. ضياع المعلومات في الثقوب السوداء ( 𝑰𝒏𝒇𝒐𝒓𝒎𝒂𝒕𝒊𝒐𝒏 𝒍𝒐𝒔𝒔 𝒊𝒏 𝒃𝒍𝒂𝒄𝒌 𝒉𝒐𝒍𝒆𝒔 )
أدى اكتشاف هذا الإشعاع إلى واحدة من أكبر المشاكل في الفيزياء الحديثة:
إذا تبخر الثقب الأسود تماماً فماذا يحدث للمعلومات التي سقطت بداخله؟ هل تدمر وهذا يخالف قوانين ميكانيكا الكم أم تخرج مع الإشعاع؟ وهي المعضلة التي لا تزال محل بحث حتى اليوم.

يمثل إشعاع هوكينغ حجر الزاوية في البحث عن نظرية كل شيء فهو يثبت أن قوانين الديناميكا الحرارية ليست حكراً على المادة الملموسة بل هي قوانين تحكم نسيج الزمكان نفسه.

المصادر العلمية المعتمدة:
𝟏. 𝑯𝒂𝒘𝒌𝒊𝒏𝒈, 𝑺. 𝑾. (𝟏𝟗𝟕𝟒). 𝑩𝒍𝒂𝒄𝒌 𝒉𝒐𝒍𝒆 𝒆𝒙𝒑𝒍𝒐𝒔𝒊𝒐𝒏𝒔? 𝑵𝒂𝒕𝒖𝒓𝒆, 𝟐𝟒𝟖(𝟓𝟒𝟒𝟑), 𝟑𝟎-𝟑𝟏.
𝟐. 𝑾𝒂𝒍𝒅, 𝑹. 𝑴. (𝟏𝟗𝟗𝟒). 𝑸𝒖𝒂𝒏𝒕𝒖𝒎 𝑭𝒊𝒆𝒍𝒅 𝑻𝒉𝒆𝒐𝒓𝒚 𝒊𝒏 𝑪𝒖𝒓𝒗𝒆𝒅 𝑺𝒑𝒂𝒄𝒆𝒕𝒊𝒎𝒆 𝒂𝒏𝒅 𝑩𝒍𝒂𝒄𝒌 𝑯𝒐𝒍𝒆 𝑻𝒉𝒆𝒓𝒎𝒐𝒅𝒚𝒏𝒂𝒎𝒊𝒄𝒔, 𝑼𝒏𝒊𝒗𝒆𝒓𝒔𝒊𝒕𝒚 𝒐𝒇 𝑪𝒉𝒊𝒄𝒂𝒈𝒐 𝑷𝒓𝒆𝒔𝒔.
𝟑. 𝑺𝒖𝒔𝒔𝒌𝒊𝒏𝒅, 𝑳. (𝟐𝟎𝟎𝟖). 𝑻𝒉𝒆 𝑩𝒍𝒂𝒄𝒌 𝑯𝒐𝒍𝒆 𝑾𝒂𝒓: 𝑴𝒚 𝑩𝒂𝒕𝒕𝒍𝒆 𝒘𝒊𝒕𝒉 𝑺𝒕𝒆𝒑𝒉𝒆𝒏 𝑯𝒂𝒘𝒌𝒊𝒏𝒈 𝒕𝒐 𝑴𝒂𝒌𝒆 𝒕𝒉𝒆 𝑾𝒐𝒓𝒍𝒅 𝑺𝒂𝒇𝒆 𝒇𝒐𝒓 𝑸𝒖𝒂𝒏𝒕𝒖𝒎 𝑴𝒆𝒄𝒉𝒂𝒏𝒊𝒄𝒔.
𝟒. 𝑵𝑨𝑺𝑨 𝑨𝒔𝒕𝒓𝒐𝒑𝒉𝒚𝒔𝒊𝒄𝒔 𝑫𝒂𝒕𝒂 𝑺𝒚𝒔𝒕𝒆𝒎 (𝑨𝑫𝑺). 𝑺𝒆𝒍𝒆𝒄𝒕𝒆𝒅 𝒑𝒂𝒑𝒆𝒓𝒔 𝒐𝒏 𝑩𝒍𝒂𝒄𝒌 𝑯𝒐𝒍𝒆 𝑻𝒉𝒆𝒓𝒎𝒐𝒅𝒚𝒏𝒂𝒎𝒊𝒄𝒔.

تجربة الشق المنفرد ( Single-Slit Diffraction )

المقدمة

• تستخدم هذه التجربة لإثبات الطبيعة الموجية للضوء. و تعتمد على مبدأ حيود الضوء ، وهو انحناء الموجات وانتشارها عند مرورها عبر فتحة ضيقة جداً ، وقد ساعدت هذه التجربة العلماء على فهم كيفية تصرف الضوء عندما يواجه عوائق او فتحات صغيرة مقارنة بطوله الموجي

• تهدف التجربة إلى دراسة ظاهرة حيود الضوء ، وملاحظة النمط الناتج عند مرور الضوء خلال فتحة ضيقة ، وكذلك فهم العلاقة بين عرض الشق والطول الموجي للضوء وشكل الاهداب الظاهرة على الشاشة.

• مبدأ التجربة
عند مرور الضوء عبر شق ضيق ، لا ينتقل في خط مستقيم فقط بل ينتشر في اتجاهات متعددة نتيجة الحيود. وفقاً لمبدأ التداخل الموجي ، تتداخل الموجات الخارجة من اجزاء مختلفة من الشق مع بعضها ، مما يؤدي إلى تكوين مناطق مضيئة وأخرى مظلمة على الشاشة.

• خطوات التجربة:-
- يُسلط شعاع ضوء ليزر باتجاه الشق المنفرد.
- يمر الضوء عبر الشق الضيق.
- توضع شاشة خلف الشق على مسافة مناسبة.
- يُلاحظ النمط الناتج على الشاشة.
- تُقاس المسافات بين الاهداب لتحليل النتائج.

ينتج عن التجربة:
هدب مركزي مضيء وعريض ، و أهداب مضيئة ومظلمة على الجانبين ، و تقل شدة الاضاءة كلما ابتعدنا عن المركز

ملاحظة/ يزداد انتشار الحيود عندما يكون عرض الشق صغير جداً مقارنة بالطول الموجي للضوء.

التفسير العلمي
يحدث الحيود لان كل نقطة داخل الشق تعمل كمصدر صغير للموجات الضوئية ، تتداخل هذه الموجات مع بعضها فيحدث تداخل بنّاء عند توافق القمم مع القمم فظهر الضوء ، ويحدث تداخل هدّام عند توافق القمم مع القيعان فتظهر المناطق المظلمة.

اهمية التجربة
اثبات الطبيعة الموجية للضوء وفهم سلوك الضوء عند مروره عبر فتحات ضيقة.
استخدامها في تصميم الأجهزة البصرية مثل المجاهر واجهزة القياس الدقيقة ، وتطبيقها في مجالات الفيزياء الحديثة والبصريات.

الخاتمة
توضح التجربة ان الضوء لا يسلك دائماً مسار مستقيم بل يظهر خصائص موجية عند مروره عبر فتحات صغيرة. وتعد هذه التجربة من الأدلة المهمة التي دعمت تفسير الضوء كموجة وأسهمت في تطوير علم البصريات الحديث.

المصدر
OpenStax, University Physics Volume 3, Rice University, Section 4.1: Single-Slit Diffraction.

✍️ طارق علي.