أحد صفحات التقدم العلمي للنشر
علوم

أبطال البرودة

فيما يلي عدد من حاملي الأرقام القياسية للبرودة في الوجود

أبطال البرودة
واحدة من بطيئات المشي، المعروفة أيضاً بدببة الماء

أبرد‭ ‬كائن‭ ‬حي

تعد‭ ‬بطيئات‭ ‬المشية‭ ‬Tardigrades‭ ‬من‭ ‬أغرب‭ ‬وأقوى‭ ‬الكائنات‭ ‬الحية‭ ‬في‭ ‬الوجود‭.‬ تُعرف‭ ‬بطيئات‭ ‬المشية‭ ‬أيضاً‭ ‬بدببة‭ ‬الماء‭ ‬أو‭ ‬خنازير‭ ‬الطحلب،‭ ‬وهي‭ ‬من‭ ‬اللافقاريات‭ ‬الصغيرة‭ ‬التي‭ ‬يتراوح‭ ‬طولها‭ ‬بين‭ ‬0.05‭ ‬إلى‭ ‬1.2‭ ‬مم. ‬ومن‭ ‬بين‭ ‬الصفات‭ ‬التي‭ ‬تجعلها‭ ‬فريدة‭ ‬من‭ ‬نوعها‭ ‬قدرتها‭ ‬على‭ ‬البقاء‭ ‬في‭ ‬ظل‭ ‬أشد‭ ‬الظروف‭ ‬قسوة- ‬فهي‭ ‬تعيش‭ ‬في‭ ‬كل‭ ‬موئل‭ ‬Habitat‭ ‬على‭ ‬الأرض‭ ‬تقريباً. ‬اكتشف‭ ‬الباحثون‭ ‬أن‭ ‬هذه‭ ‬المخلوقات‭ ‬القوية‭ ‬يمكنها‭ ‬العيش‭ ‬في‭ ‬درجات‭ ‬حرارة‭ ‬منخفضة‭ ‬حتى -‭°‬200س. ‬وتقوم‭ ‬بطيئات‭ ‬المشية‭ ‬بذلك‭ ‬عن‭ ‬طريق‭ ‬الدخول‭ ‬في‭ ‬حالة‭ ‬شبيهة‭ ‬بالموت‭ ‬تُعرف‭ ‬بحالة‭ ‬السبات ‭‬Cryptobiosis‭‬. أثناء‭ ‬وجودها‭ ‬في‭ ‬هذه‭ ‬الحالة،‭ ‬تطرد‭ ‬أكثر‭ ‬من‭ ‬%95‭ ‬من‭ ‬الماء‭ ‬الموجود‭ ‬في‭ ‬أجسادها. ‬وبعد‭ ‬ذلك،‭ ‬تحمي‭ ‬أجسادها‭ ‬بروتينات‭ ‬تشكل‭ ‬شرنقة‭ ‬تشبه‭ ‬الزجاج‭ ‬حول‭ ‬كل‭ ‬خلية‭ ‬من‭ ‬خلاياها. ‬تستطيع‭ ‬بطيئات‭ ‬المشية‭ ‬أيضاً‭ ‬إحياء‭ ‬نفسها،‭ ‬حتى‭ ‬بعد‭ ‬عقود‭ ‬من‭ ‬النوم‭ ‬في‭ ‬حالة‭ ‬السبات‭.‬


أبطال البرودة
رسم مفاهيمي لذرة الهليوم

أبرد‭ ‬نقطة‭ ‬انصهار

يحتفظ‭ ‬الهيليوم‭ ‬Helium‭ ‬بالرقم‭ ‬القياسي‭ ‬للعنصر‭ ‬الذي‭ ‬لديه‭ ‬أقل‭ ‬نقطة‭ ‬انصهار‭ ‬في‭ ‬الكون‭ ‬المعروف،‭ ‬وهي ‬-272.2°س،‭ ‬والتي‭ ‬لا‭ ‬تبعد‭ ‬سوى‭ ‬0.95‭ ‬درجة‭ ‬عن‭ ‬الصفر‭ ‬المطلق. ‬وتمثل‭ ‬نقطة‭ ‬انصهار‭ ‬العنصر‭ ‬مقدار‭ ‬الطاقة‭ ‬اللازمة‭ ‬لتحويل‭ ‬مادة‭ ‬ما‭ ‬من‭ ‬الحالة‭ ‬الصلبة‭ ‬إلى‭ ‬السائلة. ‬اكتسب‭ ‬الهيليوم‭ ‬نقطة‭ ‬انصهاره‭ ‬المنخفضة‭ ‬من‭ ‬قواه‭ ‬الجزيئية‭ ‬الضعيفة‭ ‬ومقدار‭ ‬التفاعل‭ ‬الضئيل‭ ‬الذي‭ ‬يحدث‭ ‬بين‭ ‬كل‭ ‬ذرة‭ ‬من‭ ‬ذرات‭ ‬الهيليوم. ‬ويعني‭ ‬هذا‭ ‬أنه‭ ‬يمكن‭ ‬استخدامه‭ ‬كوسيط‭ ‬تبريد‭ ‬لمسرعات‭ ‬الجسيمات‭ ‬والمغناطيسات‭ ‬الفائقة‭ ‬التوصيل‭.‬


يوم ثلجي آخر في قرية أويمياكون، روسيا

أبرد‭ ‬سكان‭ ‬الأرض

قرية‭ ‬أويمياكون‭ ‬Oymyakon‭ ‬النائية‭ ‬في‭ ‬شرق‭ ‬سيبيريا‭ ‬هي‭ ‬أبرد‭ ‬مكان‭ ‬مأهول‭ ‬بشكل‭ ‬دائم‭ ‬على‭ ‬وجه‭ ‬الأرض. ‬أدنى‭ ‬درجة‭ ‬حرارة‭ ‬سجلت‭ ‬في‭ ‬القرية‭ ‬هي -‭‬°67.7س. ‬وتتألف‭ ‬القرية‭ ‬من‭ ‬منطقة‭ ‬من‭ ‬التربة‭ ‬الصقيعية‭ ‬،Permafrost‭ ‬مما‭ ‬يعني‭ ‬أن‭ ‬درجة‭ ‬حرارة‭ ‬الأرض‭ ‬تظل‭ ‬ثابتة‭ ‬عند‭ ‬صفر‭ ‬سيليزية. ‬يعني‭ ‬هذا‭ ‬أيضاً‭ ‬أنه‭ ‬ربما‭ ‬لا‭ ‬ينمو‭ ‬الكثير‭ ‬على‭ ‬الأرض‭ ‬المتجمدة،‭ ‬ومن‭ ‬ثمّ‭ ‬فإن‭ ‬طعام‭ ‬سكان‭ ‬أويمياكون‭ ‬يتكون‭ ‬أساساً‭ ‬من‭ ‬اللحوم‭ ‬والأسماك‭. ‬بالنظر‭ ‬إلى‭ ‬درجات‭ ‬الحرارة‭ ‬المتدنية،‭ ‬لا‭ ‬توجد‭ ‬تمديدات‭ ‬سباكة‭ ‬داخلية‭ ‬في‭ ‬منازل‭ ‬أويمياكون،‭ ‬إذ‭ ‬يتخلص‭ ‬السكان‭ ‬من‭ ‬جميع‭ ‬النفايات‭ ‬الجسدية‭ ‬في‭ ‬مراحيض‭ ‬خارجية‭ ‬باردة‭. ‬اشتُق‭ ‬اسم‭ ‬أويمياكون‭ ‬من‭ ‬لفظة‭ ‬روسية‭ ‬بمعنى‭ ‬”الماء‭ ‬الذي‭ ‬لا‭ ‬يتجمد“‭.‬


هل كنت تعلم؟ بلغت أدنى درجة حرارة مسجلة على الأرض -89°س في محطة أبحاث فوستوك Vostok Research Station في القارة القطبية الجنوبية.
صورة لسديم البومرانغ التقطها تلسكوب هابل الفضائي

بقعة‭ ‬الكون‭ ‬الباردة

خارج‭ ‬قطبي‭ ‬الأرض‭ ‬المتجمدين،‭ ‬يحتوي‭ ‬الكون‭ ‬على‭ ‬مناطق‭ ‬لا‭ ‬حصر‭ ‬لها‭ ‬من‭ ‬البرودة‭ ‬التي‭ ‬لا‭ ‬يمكن‭ ‬تصورها‭. ‬ولكن‭ ‬هناك‭ ‬مكان‭ ‬أبرد‭ ‬من‭ ‬أي‭ ‬مكان‭ ‬آخر‭ ‬في‭ ‬الكون: ‬سديم‭ ‬البومرانغ‭ .‬Boomerang Nebula‭ ‬يقع‭ ‬هذا‭ ‬السديم‭ ‬الكوكبي‭ ‬الأولي‭ ‬على‭ ‬بعد‭ ‬نحو‭ ‬5,000‭ ‬سنة‭ ‬ضوئية‭ ‬من‭ ‬الأرض،‭ ‬ويتكون‭ ‬من‭ ‬سحب‭ ‬من‭ ‬الغاز‭ ‬والغبار‭ ‬الكوني. ‬اكتُشف‭ ‬السديم‭ ‬في‭ ‬عام‭ ‬،1995‭ ‬وتوصل‭ ‬علماء‭ ‬الفلك‭ ‬إلى‭ ‬أن‭ ‬حرارته‭ ‬تزيد‭ ‬بدرجة‭ ‬واحدة‭ ‬على‭ ‬الصفر‭ ‬المطلق (-‭‬°272س). ‬يُعتقد‭ ‬أن‭ ‬برودته‭ ‬ناتجة‭ ‬عن‭ ‬نجم‭ ‬يرمي‭ ‬نفسه‭ ‬في‭ ‬قلب‭ ‬نجم‭ ‬عملاق‭ ‬أحمر‭ ‬أكبر. ‬فعادة‭ ‬ما‭ ‬تتشكل‭ ‬السدم‭ ‬الكوكبية‭ ‬عندما‭ ‬يخمد‭ ‬أحد‭ ‬النجوم‭ ‬وينفجر‭ ‬في‭ ‬حدث‭ ‬مستعر‭ ‬أعظم. ‬وخلال‭ ‬هذه‭ ‬العملية،‭ ‬ينهار‭ ‬قلب‭ ‬النجم‭ ‬تحت‭ ‬وطأة‭ ‬جاذبية‭ ‬الكون،‭ ‬مما‭ ‬يتسبب‭ ‬في‭ ‬تمدد‭ ‬الغازات‭ ‬والمواد‭ ‬الكونية‭ ‬الأخرى‭ ‬بسرعة‭ ‬إلى‭ ‬الفضاء‭.‬

عند‭ ‬إطلاق‭ ‬جزيئات‭ ‬الغاز‭ ‬من‭ ‬الضغط‭ ‬الناتج‭ ‬من‭ ‬المركز‭ ‬النووي‭ ‬للنجم‭ ‬وتوسعها‭ ‬بسرعة،‭ ‬فإنها‭ ‬تتباطأ‭ ‬وتبث‭ ‬قدراً‭ ‬أقل‭ ‬من‭ ‬الطاقة‭ ‬الحرارية. ‬كلما‭ ‬تمدد‭ ‬الغاز‭ ‬بوتيرة‭ ‬أسرع،‭ ‬تباطأت‭ ‬حركة‭ ‬الجزيئات‭ ‬المنفردة‭ ‬وأصبحت‭ ‬أبرد. ‬وتتوسع‭ ‬الغازات‭ ‬المنبعثّة‭ ‬من‭ ‬الاصطدام‭ ‬في‭ ‬قلب‭ ‬سديم‭ ‬البومرانغ‭ ‬بوتيرة‭ ‬أسرع‭ ‬بعشر‭ ‬مرات‭ ‬من‭ ‬الغازات‭ ‬المنبعثّة‭ ‬من‭ ‬المستعر‭ ‬الأعظم‭ ‬لنجم‭ ‬واحد،‭ ‬بمعدل‭ ‬93‭ ‬ميل‭/‬ثانية،‭ ‬وهو‭ ‬ما‭ ‬يعتقد‭ ‬العلماء‭ ‬أنه‭ ‬سبب‭ ‬طبيعته‭ ‬فائقة‭ ‬البرودة. ‬استخدم‭ ‬علماء‭ ‬الفلك‭ ‬الذين‭ ‬اكتشفوه‭ ‬تلسكوباً‭ ‬أرضياً‭ ‬في‭ ‬أستراليا،‭ ‬وكشفوا‭ ‬عن‭ ‬شكله‭ ‬المنحني‭ ‬الشبيه‭ ‬بعصا‭ ‬البومرانغ. ‬ولكنّ‭ ‬صور‭ ‬تلسكوب‭ ‬هابل‭ ‬كشفت‭ ‬منذ‭ ‬ذلك‭ ‬الحين‭ ‬أن‭ ‬السديم‭ ‬يشبه‭ ‬ربطة‭ ‬العنق‭ ‬أكثر‭ ‬من‭ ‬عصا‭ ‬البومرانغ‭.‬


هل كنتَ تعلم؟ الإبط هو أبرد مكان شائع لقياس درجة الحرارة
صورة لكوكب نبتون التقطتها مركبة الفضاء فوياجر2 (Voyager 2) التابعة لوكالة ناسا

أبرد‭ ‬الكواكب

نبتون‭ ‬Neptune‭ ‬هو‭ ‬عملاق‭ ‬جليدي‭ ‬يعتبر‭ ‬أبرد‭ ‬كواكب‭ ‬المجموعة‭ ‬الشمسية،‭ ‬حيث‭ ‬تبلغ‭ ‬درجة‭ ‬حرارة‭ ‬سطحه -‭‬°200س. ‬فقد‭ ‬كان‭ ‬الحامل‭ ‬السابق‭ ‬لهذا‭ ‬اللقب‭ ‬هو‭ ‬بلوتو‭ ‬Pluto‭ ‬، الذي‭ ‬تبلغ‭ ‬درجة‭ ‬حرارة‭ ‬سطحه ‬-225°س،‭ ‬لكن‭ ‬نزّلت‭ ‬مرتبته‭ ‬إلى‭ ‬كوكب‭ ‬قزم‭ ‬في‭ ‬عام ‭‬2006‬. فالسبب‭ ‬الرئيسي‭ ‬في‭ ‬برودة‭ ‬نبتون‭ ‬الشديدة‭ ‬هو‭ ‬بعده‭ ‬عن‭ ‬الشمس‭. ‬باعتباره‭ ‬أبعد‭ ‬كوكب‭ ‬معروف‭ ‬في‭ ‬مجموعتنا‭ ‬الشمسية،‭ ‬فإنه‭ ‬يتلقى‭ ‬أقل‭ ‬قدر‭ ‬من‭ ‬الحرارة‭ ‬من‭ ‬أشعة‭ ‬الشمس. ‬ويتكون‭ ‬الغلاف‭ ‬الجوي‭ ‬لنبتون‭ ‬من‭ ‬الهيدروجين‭ ‬والهيليوم‭ ‬وقليل‭ ‬من‭ ‬الميثان،‭ ‬والتي‭ ‬قد‭ ‬تحافظ‭ ‬على‭ ‬حالة‭ ‬الغاز‭ ‬في‭ ‬ظل‭ ‬درجات‭ ‬حرارة‭ ‬الكوكب‭ ‬المتجمدة. ‬وعلى‭ ‬الرغم‭ ‬من‭ ‬أن‭ ‬الميثان‭ ‬الموجود‭ ‬في‭ ‬الغلاف‭ ‬الجوي‭ ‬لنبتون‭ ‬يعمل‭ ‬كغطاء‭ ‬عازل،‭ ‬كما‭ ‬هي‭ ‬الحال‭ ‬على‭ ‬الأرض،‭ ‬فإن‭ ‬الكميات‭ ‬الضئيلة‭ ‬تعني‭ ‬أن‭ ‬نبتون‭ ‬لا‭ ‬يمكنه‭ ‬البقاء‭ ‬دافئاً‭ ‬مثل‭ ‬أورانوس‭ ‬الغني‭ ‬بالميثان،‭ ‬عند -‬195°س‭.‬

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

شاهد أيضاً
إغلاق
زر الذهاب إلى الأعلى