المستور 0 Report post Posted January 24, 2005 رحلة إلى أعماق الشمس تدين الحياة على الأرض للشمس لما تمدها به من ضوء . ذلك الضوء الذي يملا علينا الوجود وتنعم هذه الحياة بأهم عناصر مقوماتها للاستمرار . بالفعل إنها ظاهرة جديرة بالاهتمام , فلقد عبدها القدماء ولفتت نظر الفلاسفة لما فيها من تألق وتوهج دائم وشمسنا عبارة عن نجم كسائر النجوم التي نراها في سمائنا ليلا فإنها تبدو أكثر سطوعا وذلك لقربها من الأرض ( 150 مليون كلم ) . انه من السهل دراسة السطح الخارجي للشمس المضئ ( photo sphere ) وذلك بتحليل الضوء الذي يصلنا منها ولكن لمعرفة التركيب الداخلي لها فان الأمر أكثر صعوبة . قبل أقل من مئة سنة كان احد لا يعرف كيف تبقى الشمس حارة ومن أين تستمد كل تلك الطاقة أو ما هو تركيب الشمس ولكن قبل حوالي 50 سنة أصبح من الواضح أن التفاعلات النووية هي المصدر الأساسي لنيران الشمس وفي منتصف القرن التاسع عشر بدأ الجيولوجيون في تفهم الأرض وعمرها والحياة عليها , ولكن الذي جعل الأرض تعمر الملايين من السنين هي الشمس التي كانت ولا تزال تمدها بالضوء وبثبات . وحتى القرن التاسع عشر لم يكن هناك مصدر معروف للطاقة يمكنه الإبقاء على الشمس لمدة طويلة فلو كانت مكونة من الفحم ويحيط بها جو من الأكسجين لفقدت طاقتها خلال عدد قليل من عشرات الآلاف من السنين . وكانت هناك تفسيرات أخرى لحل لغز طاقة الشمس ولكن لم يكتب النجاح في الإبقاء على الشمس حارة إلا لعدد قليل من ملايين السنين . فلقد كانت حرارة الشمس تمثل تحدي كبير لكل قوانين الطبيعة التي كان متعارف عليها حين إذن . ولكن اكتشاف النشاط الإشعاعي لبعض المواد سنة 1891 م والنظرية النسبية الخاصة التي وضعها العالم الكبير ألبرت اينشتاين التي بين فيها إن الطاقة والكتلة هما وجهان لعملة واحدة بعلاقته المشهورة E = mc2 ( الكتلة m وسرعة الضوء c ) . وحيث إن سرعة الضوء هي مقدار كبير جدا فان حاصل ضرب مربع هذا المقدار في مقدار صغير من الكتلة ينتج مقدارا كبيرا من الطاقة فإذا كانت تلك الوسيلة التي تستمد بها الشمس الطاقة , إذا كيف تتحول الكتلة إلى طاقة ؟ والى متى سوف تستمر هذه العملية ؟ للإجابة عن هذه التساؤلات سوف نبدأ في تحليل المعلومات التي لدينا وهي كتلة الشمس ( 2 × 10 اس 33 جم ) وكمية الطاقة المنطلقة عن سطح الشمس ( 3,7 × 10 اس 26 وات ) فقط فعلى ذلك نجد إن الشمس تفقد كل ثانية حوالي 4 مليون طن من مادتها فمنذ تكون المجموعة الشمسية , أي حوالي 4 مليار سنة فقدت الشمس تقريبا 1500/ 1 من وزنها الكلي . إذا الطاقة النووية الناتجة عن تحول الكتلة إلى طاقة قادرة بالفعل على حل مشكلة الطاقة المتولدة في الشمس لمدة زمنية طولية . حتى سنة 1930 م ظلت المحاولات لمعرفة أي نوع من التفاعلات النووية التي جرت في قلب الشمس وتبعا لذلك تبقيها ساخنة وكانت جميع تلك المحاولات تعطي صورة خاطئة على تكوين الشمس ولكن كان للفيزيائيين القول الفصل , بان الطاقة المنبعثة من الشمس متولدة نتيجة الاندماج النووي وهذا الجزء هو الذي يتحول إلى طاقة . ولكن فرصة الاندماج النووي لا تتوفر ظروفها أو شروط حدوثها إلا في مركز الشمس حيث هناك الكثافة تساوي 12 ضعف كثافة الرصاص وتصل درجة الحرارة الى 15 مليون درجة مئوية وتتصرف الذرات في قلب الشمس تصرف الغازات تماما . إن التفاعل النووي الرئيسي الذي يولد الطاقة داخل الشمس هو تصادم بروتون _ بروتون ( p-p) وتبدأ تلك السلسلة من التفاعلات عندما عندما يصطدم بروتون ( H ) مع بروتون آخر تصادم مباشر ينتج عن ذلك نواة الديوترون (2D ) وينتج عن هذه العملية بوزترون e+ ونيترون . من الممكن إن ينظم بروتون آخر إلى الديوترون وتصبح النواة نواة ( الهليوم 3- ) . أخيرا نواتين من الهليوم 3- تتصادم وينتج نواة مستقرة من الهليوم 4- وينتج عن هذا التفاعل بروتون 2- . إذا النتيجة النهائية لهذه العملية هي تحول أربع بروتونات (H ) إلى جسيم الفا ولكن كمية الطاقة التي انبعثت من هذا التفاعل صغيرة نسبيا . ولكن إذا اشتركت كمية كبيرة من المادة ( الهيدروجين ) في عمليات مماثلة , فانه من الممكن إن تكون هناك كمية من الطاقة مناسبة ومتوافقة مع حساباتنا للطاقة المنبعثة من النجم تحت الظروف الحرجة التي تكلمنا عنها من درجات حرارة عالية وضغط هائل وكثافة عالية فان تصادم بروتون ببروتون آخر ليولد الديوترون يجب إن يتم بتصادم مباشر وان تكون سرعة البروتون أضعاف سرعته العادية ولهذا فان في المتوسط سوف يأخذ البروتون 14 مليار سنة لكي يجد له شريك قادر على مشاركته في عمل واحد ديوترون . البعض من البروتونات يكون لها زمن أكثر من ذلك وبعضها أقل . عمر الشمس حتى الآن حوالي 4.5 مليار سنة وذلك يفسر لماذا معظم مخزونها من الهيدروجين متواجد فلقد استنفذت الشمس حوالي % 4من مخزونها من الهيدروجين , أي أنها حولت 0.7 % من وزنها إلى طاقة . كيف تتدفق الطاقة من قلب الشمس ؟ يمكن تصور تركيب الشمس عبارة عن عدة طبقات أولها قلب الشمس ( النواة ) التي تتم فيها التفاعلات النووية التي تنتج الطاقة وهي تمتد حوالي ربع المسافة من المركز إلى السطح وتمثل حوالي 1.5 % من حجم الشمس و50 % من كتلتها وفيها تكون الذرات عارية من الالكترونات ودرجة الحرارة 15 مليون درجة مؤية والضغط الداخلي حوالي 300 مليار الضغط الجوي على الأرض تحت هذه الظروف القاسية تنطلق الفوتونات من قلب الشمس ولكن فرصتها قليلة في الهروب بسرعة لأنها ما تلبث ان تتصادم مع جسيم مشحون الذي يقوم بامتصاصها ثم إعادة إشعاعها ثانية , لكن هذه العملية تتم بعشوائية مطلقة والنتيجة إن الإشعاعات تترك بصورة شاذة وتأخذ مسار خط متعرج وهي تعرف بالخطوات العشوائية وكل خطوة تحدد بضع سنتيمترات في المتوسط , لذلك على مدى 1 سنتيمتر يوجد اختلاف بسيط في درجة حرارة هذا الجزء من الشمس وتسمى هذه المنطقة بمنطقة الإشعاعات . لكن هذا التعرج يعطي إيحاء واضح ان كمية الإشعاعات الخارجية أو المتجهة إلى السطح أكثر من كمية الإشعاعات الداخلة إلى المركز . إذا انتقلت سحابة الالكترونات من المركز إلى سطح الشمس فان ذلك لن يستغرق معها سوى 2.5 ثانية ولكن في الحقيقة تأخذ فترة زمنية أكثر بكثير فقد تصل تلك الفترة إلى 10 مليون سنة حتى تتسنى لها الفرصة للوصول إلى السطح . وخلال هذه الفترة تترك الفوتونات بسرعة الضوء وهي تسير على شكل خط متعرج طوله 10 مليون سنة ضوئية , أي ان ما يحدث على سطح الشمس هو عبارة عن صورة حدثت قبل 10 مليون سنة في قلب الشمس . منطقة الإشعاعات والحمل منطقة الإشعاعات تمتد حوالي مليون كم من مركز الشمس وكلما اتجهنا إلى أعلى تصبح البلازما ابرد وأقل كثافة . وفي منتصف الطريق من المركز إلى السطح تصبح الكثافة تقريبا مساوية لكثافة الماء , وفي ثلثي المسافة من المركز إلى السطح تنخفض الكثافة إلى ان تصبح مساوية لكثافة الهواء الذي نتنفسه على سطح الأرض , وعند الحافة الخارجية لمنطقة الإشعاعات حيث درجة الحرارة 4.5 مليون درجة مؤية فقط وكثافة مادة الشمس 1 % من كثافة الماء . تحت هذه الظروف تستطيع الانوية ان تلفظ بعض الالكترونات ويؤدي هذا الارتباط إلى انطلاق فوتون لكل حالة ارتباط منطقة الحمل الحراري , فبعد إن تطلق الذرات فوتوناتها فإنها تتحول إلى الحالة المثارة إلى الحالة المستقرة لها أو بمعنى آخر فإنها تبرد لفقدها الطاقة مما يؤدي إلى اندفاعها إلى الأسفل وترتفع بدلا منها ذرات في الحالة المثارة وهذه العملية تؤدي إلى ظهور منطقة الحمل الحراري وهذه الطبقة تمثل 15 % من نصف قطر الشمس أي أنها تمتد حوالي 150 ألف كم من السطح المرئي إلى الداخل . الطبقة العليا من منطقة الحمل الحراري تمثل سطح الشمس الخارجي المشرق ودرجة حرارة هذا الجزء 5800 درجة مؤية والضغط الجوي للشمس هناك يساوي 6 / 1 الضغط الجوي على الأرض والكثافة تنخفض إلى اقل من واحد على المليون من كثافة الماء , تحت هذه الظروف لا شيء يمنع الذرات من بعثها للفوتونات في جميع الاتجاهات في الفضاء الخارجي فكل الضوء الذي نراه من الشمس ينبعث من هذه المنطقة التي تمثل 15 % من نصف قطر الشمس . البقع الشمسية حتى الآن اعتبرنا الشمس جسم كروي منتظم الشكل ولكن الضوء المستقبل عن طريق المراصد الفلكية تدل بوضوح على وجود عدم انتظام بالشكل لا يمكن تجاهله وهي البقع الشمسية وهي عبارة عن مناطق مظلمة تمثل 1 % من مساحة سطح الشمس وغالبا ما تكون عدة بقع تترك على سطح الشمس وكل بقعة عبارة عن مجال مغناطيسي قوي يمتد من داخل الشمس إلى خارجها ونشاط هذه البقع ودورة حياتها لها أثر كبير على المناخ الجوي للأرض . منقول Share this post Link to post Share on other sites
hamsa82 0 Report post Posted February 16, 2005 السلام عليكم شكرا أخي علي الموضوع القيم . اسمحلي اضيف معلومة بخصوص البقع الشمسية . البقع الشمسية Sunspots قديما حوالي سنة 28 قبل الميلاد عمل أحد علماء الفلك الصينيين الذي كان يسجل أي حركة غير عادية وملحوظة تظهر في السماء على تسجيل وجود بقع داكنة من وقت لأخر على وجه الشمس ، ولقد أكدت المراقبة بالمقراب ( التلكسوب ) لاحقا في سنة 1611م ، أن هذه البقع موجودة حقا رغم أن طبيعتها ظلت غامضة . ومنذ تلك الأيام علمت المراقبة المنتظمة علماء الفضاء الكثير عن البقع الشمسية التي هي برهان مرئي على النشاط المتواصل للفوتوسفير أو السطح المرئي للشمس ، ويتراوح قطر هذه البقع بين 960 كلم إذا كانت منفردة و96 ألف كلم إذا كانت عبارة عن مجموعة بقع ، وأكبر مجموعة بقع شمسية تم تسجيل وجودها حتى اليوم في ابريل 1947 كان قطرها حوالي 130 ألف كلم . والبقعة الشمسية هي في الواقع مساحة من الغاز تكون أبرد من المساحة المحيطة بها من السطح المرئي للشمس ويظن أنها ناتجة عن حقول مغناطيسية قوية تسد التدفق الخارجي للحرارة إلى سطح الشمس من داخلها ، وهذه البقع مكونة من موضع ظلمة مركزي التي هي منطقة من الظلال المظلمة كليا وحرارتها تصل إلى 4000 درجة كلفن ( K ) أي ما يقارب 3700 درجة مئوية ، ومكونة أيضا من منطقة شبه مظللة حرارتها تصل إلى 5500 درجة كلفن ( K ) أي ما يقارب 5200 درجة مئوية . والحقول المغناطيسية الواقعة على السطح المرئي للشمس والتي تولد البقع الشمسية قوية للغاية وتتراوح قوتها بين 2000 و 4000 ( ) أي عشرة آلاف مرة أقوى من الحقل المغناطيسي لسطح الأرض الذي تتراوح قوته بين 0.3 ( ) عند خط الاستواء و 0.7 ( ) عند قطبي الأرض ، ويتطور مركز نشاط البقعة الشمسية على عدة مراحل بدءا من تكوين حقل مغناطيسي ثنائي القطب مرفق عادة بظهور مفاجئ لبقعة براقة صغيرة تسمى الشعلة Faculae أو بتعبير علمي صيخدا الشمس ، وكلمة Faculae المستمدة من كلمة لاتينية تعني المشاعل هي صياخد الشمس وتم اكتشافها باكرا في القرن السابع عشر من جانب عالم فضاء ألماني اسمه كريستوف شاينر وتعرف هذه البقع الآن بأنها عبارة عن سحابات غازية مضيئة مكونة أساسا من الهيدروجين وتقع فوق السطح المرئي للشمس قليلا . هذ الصياخد أو المشاعل والحقل المغناطيسي المتصل بها تبقى متواصلة التطور وبعد عدة ساعات تظهر بقعة أو بقع داكنة في قلبها وقد تستمر هذه المرحلة الأخيرة عدة أسابيع وفي المرحلة التالية تختفي البقع المذكورة ويتضاءل بريق الصياخد أو المشاعل وتبدأ خيوط طويلة بالتشكل . هذه الخيوط في الواقع هي عبارة عن نتوءات شمسية أو ( ينابيع ) غازية تنبثق من الشمس إلى الفضاء وتتم رؤيتها مقابل بريق القرص الشمسي ، وفي المرحلة الأخيرة عندها لا يعود هنالك أي برهان مرئي على وجود نشاط للبقع الشمسية يبقى الحقل المغناطيسي موجودا بعض الوقت . ومراقبة البقع الشمسية على مدى فترة من الزمن تظهر أن للشمس نشاطا ذو نمط دوري ، فعلى مدى ثلاث أو أربع سنوات يزداد نشاط البقع الشمسية ليصل إلى حد أقصى ثم ينحدر أو يبدأ بالانحدار على مدى خمس إلى سبع سنوات ، في هذه المرحلة تختفي كل البقع الشمسية تقريبا وتحصل فترة من النشاط الشمسي الأدني قبل العودة إلى الدورة الشمسية ثانية وتستغرق العملية بمجملها حوالي 11 سنة . يعمل نشاط البقع الشمسية على بث كميات هائلة من الطاقة الكهرومغنطيسية يصل بعضها إلى الأرض على شكل جزئيات مشحونة ، ولقد حاول العلماء وعلى مدى عدة سنين تعليل الصلة الممكنة بين هذا النشاط وتقلبات المناخ على الأرض ، والدليل القوي على وجود هذه الصلة يأتي من نظير مشع radioactive isotope يسمى بيريليوم beryllium - 10 الذي يصنع في الغلاف الجوي للأرض عند تفاعل الإشعاع الكوني مع عناصر هذا الغلاف ، وتنحبس هذه الجزئيات المشعة في النهاية ضمن قطرات المطر وتحمل إلى الأرض حيث تستكين عميقا داخل قشرة الكرة الأرضية . ويتم صنع النظير بيريليوم 10 بسهولة رغم أن حصول اندفاع كبير في نشاط البقع الشمسية يبطئ انتاجه أو صنعه وعندما يصل الإشعاع الشمسي إلى الغلاف الجوي للأرض فإنه يعمل على تشويه وإضعاف الإشعاع الكوني العادي بحيث يتم انتاج بيريليوم 10 . ولمعرفة كيفية تغير مستويات النظير المشع بيريليوم 10 عبر قرون الزمن ، عمل العلماء على أخذ نماذج منه مترسبة على عمق 60 مترا في مناطق في الولايات المتحدة منذ 10 آلاف سنة ، وقد وجد هؤلاء العلماء ضمن طبقة مترسبة تعود إلى القرن السابع عشر زيادة هائلة في وجود النظير بيريليوم 10 ويعني هذا حصول انحدار قوي في نشاط البقع الشمسية مما يؤكد اكتشافات عالم الفضاء البريطاني موندر الذي وجد في سنة 1890 م . أنه لم تحصل أي بقع شمسية في الفترة الواقعة بين سنة 1645 م وسنة 1715 م ولكن في السنوات التالية لهذه الفترة عانى النصف الشمالي للكرة الأرضية من موجة باردة غير عادية عرفت بالعصر الجليدي الصغير . المصدر www.behth.com وشكرا همسة Share this post Link to post Share on other sites
الأسد 0 Report post Posted February 17, 2005 أبهى من البدر أزهى من الزهر ... أحببتها رغم أنها تكبرنب ب 5.5 مليار سنة ...و رغم ذلك فإنها تبدو في رعيان شبابها .... كانت تلكم المقدم للمقال الذي ختمت به مراقبتي المباشرة للنجم الحبيب: الشمس . لقد راقبتها خلال صيف 1991 لمدة 70 يوما كانت نتيجتها تتبيت دورانها حول نفسها ...تم ذلك بفضل مراقبة الثقب الشمسية ظاو البقع الشمسية أو ما يطلق عليه اسم الكلف الشمسية يوميا ...... بارك الله لكما مقاليكما الغنيين بالمعرفة و المعلومات و شكرا Share this post Link to post Share on other sites
