أحد صفحات التقدم العلمي للنشر
نادي الأذكياء

هل للفوتونات كتلة؟

الفوتونات‭ ‬Photons‭ ‬هي‭ ‬حزم‭ ‬صغيرة‭ ‬من‭ ‬الضوء،‭ ‬وبها‭ ‬طاقة‭ ‬على‭ ‬شكل‭ ‬كهرومغناطيسية. ‬ليست‭ ‬لديها‭ ‬كتلة،‭ ‬لكن‭ ‬لديها‭ ‬زخم (حركة) ‬Momentum‬، وهي‭ ‬خاصية‭ ‬فيزيائية‭ ‬تُعزى‭ ‬عادة‭ ‬إلى‭ ‬كتلة‭ ‬Mass‭ ‬الجسم. ‬لكن‭ ‬زخم‭ ‬الفوتون‭ ‬لا‭ ‬يعتمد‭ ‬على‭ ‬كتلته،‭ ‬بل‭ ‬على‭ ‬تردده ‬Frequency‬. من‭ ‬بين‭ ‬طرق‭ ‬تخيّل‭ ‬الفوتون‭ ‬ألا‭ ‬ننظر‭ ‬إليه‭ ‬كجسيم Particle، ‬بل‭ ‬كحزمة‭ ‬صغيرة‭ ‬من‭ ‬الطاقة‭ ‬مؤلفة‭ ‬من‭ ‬مجالات‭ ‬كهربائية‭ ‬ومغناطيسية‭ ‬متذبذبة. ‬مثل‭ ‬أي‭ ‬موجة،‭ ‬لها‭ ‬تردد‭ ‬يحدد‭ ‬نوع‭ ‬الإشعاع‭ ‬الذي‭ ‬تشكله. ‬إذا‭ ‬كان‭ ‬التردد‭ ‬منخفضاً‭ ‬فقد‭ ‬تكون‭ ‬موجات‭ ‬راديوية،‭ ‬في‭ ‬حين‭ ‬أن‭ ‬التردد‭ ‬العالي‭ ‬قد‭ ‬يكون‭ ‬أشعة‭ ‬سينية‭.‬

هناك‭ ‬تأثير‭ ‬غريب‭ ‬آخر‭ ‬يجعل‭ ‬الضوء‭ ‬”يبدو“‭ ‬وكأن‭ ‬له‭ ‬كتلة،‭ ‬وهو‭ ‬أنه‭ ‬يتفاعل‭ ‬مع‭ ‬الجاذبية. ‬فمثلاً،‭ ‬يتبع‭ ‬الضوء‭ ‬مسارات‭ ‬منحنية‭ ‬حول‭ ‬النجوم‭ ‬ولا‭ ‬يمكنه‭ ‬الإفلات‭ ‬من‭ ‬ثقب‭ ‬أسود،‭ ‬لكن‭ ‬هذا‭ ‬ليس‭ ‬لأنه‭ ‬له‭ ‬كتلة. ‬تشرح‭ ‬نظرية‭ ‬النسبية‭ ‬العامة‭ ‬لآينشتاين‭ ‬كيف‭ ‬أن‭ ‬للنجوم‭ ‬والثقوب‭ ‬السوداء‭ ‬جاذبية‭ ‬هائلة‭ ‬لدرجة‭ ‬تسبب‭ ‬تشوّه‭ ‬Distortion‭ ‬الفضاء‭ ‬والزمن‭ ‬المحيطين‭ ‬بها. ‬في‭ ‬هذا‭ ‬السيناريو،‭ ‬يتحرك‭ ‬الضوء‭ ‬في‭ ‬خط‭ ‬مستقيم،‭ ‬لكن‭ ‬مساره‭ ‬صار‭ ‬منحنياً‭ ‬بسبب‭ ‬انحناء‭ ‬Warped‭ ‬الزمكان ‭.‬Space‭-‬time‭‬


ما‭ ‬سبب‭ ‬مجاعة البطاطس‭ ‬الأيرلندية؟

نتجت هذه المجاعة عن مرض فطري يسمى لفحة البطاطس Potato blight، الذي انتقل إلى أيرلندا من المكسيك. تسببت اللفحة في تعفن البطاطس بسرعة، وبما أن ثلث إلى نصف الفلاحين كانوا يعتمدون على البطاطس كطعام، فقد أدى المرض إلى وفاة أكثر من 750,000 شخص. لكن المجاعة كانت أيضاً نتيجة النظام الاجتماعي والسياسي في أربعينات القرن التاسع عشر. فلأنه يمكن مسموحاً للكاثوليك الأيرلنديين بامتلاك الأراضي أو ممارسة مهنة ما، فقد لجأ الفلاحون إلى زراعة البطاطس غالباً- والتي يمكن زراعتها بكميات كبيرة على قطع الأراضي المستأجرة- لإطعام أسرهم.


لماذا‭ ‬ليس‭ ‬لحلوى‭ ‬المالتيزرز‭ ‬قاع‭ ‬مسطح؟

لم‭ ‬تعلن‭ ‬شركة‭ ‬مارس‭ ‬Mars‭ ‬قطُّ‭ ‬أسرار‭ ‬عملية‭ ‬التصنيع‭ ‬التي‭ ‬أتقنتها‭ ‬لصنع‭ ‬حلوى‭ ‬المالتيزرز‭ ‬Maltesers‭ ‬في‭ ‬عام 1937‬، عندما‭ ‬سوّقتها‭ ‬على‭ ‬أنها‭ ‬”كرات‭ ‬الطاقة“ Energy‭ ‬balls‬، يصنع‭ ‬قلب‭ ‬الحلوى‭ ‬من‭ ‬خليط‭ ‬حلو‭ ‬يشبه‭ ‬العجين‭ ‬ويرجّح‭ ‬أن‭ ‬يعرّض‭ ‬لضغط‭ ‬هواء‭ ‬منخفض‭ ‬لجعل‭ ‬فقاعات‭ ‬الهواء‭ ‬تتوسع‭ ‬وتتخذ‭ ‬قوام‭ ‬قرص‭ ‬العسل. ‬لكن‭ ‬من‭ ‬الآن‭ ‬فصاعدا‭ ‬علينا‭ ‬إجراء‭ ‬بعض‭ ‬التخمينات‭ ‬الذكية. ‬فالحل‭ ‬الأكثر‭ ‬منطقية‭ ‬هو‭ ‬أن‭ ‬كرات‭ ‬قرص‭ ‬العسل‭ ‬تُدحرج‭ ‬عبر‭ ‬الشوكولاتة‭ ‬السائلة‭ ‬ثم‭ ‬إلى‭ ‬أسفل‭ ‬منحدر‭- ‬ربما‭ ‬بكرات‭- ‬بحيث‭ ‬لا‭ ‬يتشكل‭ ‬سطح‭ ‬مستوٍ‭ ‬أبداً. ‬لكن‭ ‬مع‭ ‬استمرار‭ ‬الشركة‭ ‬المصنعة‭ ‬برفض‭ ‬الكشف‭ ‬عن‭ ‬سرها،‭ ‬لا‭ ‬يمكننا‭ ‬أن‭ ‬نكون‭ ‬واثقين‭ ‬بنسبة ‭.%100‭‬


هل كنتَ تعلم؟ تحصل طيور النحام على لونها الوردي من طعامها

لماذا‭ ‬تقف طيور‭ ‬النحام على‭ ‬ساق‭ ‬واحدة؟

ظل هذا لغزاً محيراً لفترة طويلة. وفي عام 2009، درس عالمان نفسيان أمريكيان مستعمرة لطيور النحام Flamingo الأسيرة وتوصلا إلى أن الأمر يتعلق بالحفاظ على الحرارة. على الرغم من أن الموطن الأصلي لطيور النحام هو المناخات الاستوائية، إلا أنها تقضي معظم وقتها واقفة في المياه الباردة، وتعني أرجلها الطويلة أنها تتعرض للكثير من ذلك. يساعد رفع ساق واحدة على تنظيم درجة حرارة الجسم. فعادة ما تتباين الساق التي يرفعها الطائر، وعندما يكون الطقس دافئاً، فمن المرجح أن يقف على رجليه الاثنين.


ما‭ ‬لون‭ ‬المرآة؟‭ ‬

صُنعت‭ ‬المرايا‭ ‬في‭ ‬الأصل‭ ‬بوضع‭ ‬زجاج‭ ‬شفاف‭ ‬مخضر‭ ‬على‭ ‬خلفية‭ ‬فضية‭ ‬عاكسة،‭ ‬والتي‭ ‬تظل‭ ‬مرئية‭ ‬عادة‭ ‬عند‭ ‬الحواف. ‬ولهذا‭ ‬السبب‭ ‬كثيراً‭ ‬ما‭ ‬يُنظر‭ ‬إلى‭ ‬المرايا‭ ‬باعتبارها‭ ‬فضية‭ ‬اللون. ‬لكن‭ ‬بالمعنى‭ ‬الدقيق‭ ‬للكلمة،‭ ‬فليس‭ ‬للمرآة‭ ‬أي‭ ‬لون‭ ‬على‭ ‬الإطلاق. ‬تنتج‭ ‬الألوان‭ ‬بفعل‭ ‬ارتداد‭ ‬الضوء‭ ‬عن‭ ‬جسم‭ ‬ما‭- ‬فإذا‭ ‬بدا‭ ‬الجسم‭ ‬أحمر‭ ‬اللون،‭ ‬فذلك‭ ‬لأن‭ ‬اللون‭ ‬الأحمر‭ ‬هو‭ ‬اللون‭ ‬الرئيسي‭ ‬الذي‭ ‬لا‭ ‬يُمتص. ‬لكن‭ ‬المرآة‭ ‬مصممة‭ ‬لتعكس‭ ‬كل‭ ‬شيء،‭ ‬ومع‭ ‬عدم‭ ‬امتصاص‭ ‬أي‭ ‬ألوان‭ ‬على‭ ‬الإطلاق،‭ ‬فهي‭ ‬بحكم‭ ‬تعريفها‭ ‬لا‭ ‬لون‭ ‬لها‭.‬


لماذا‭ ‬تعتبر‭ ‬جغرافية كوستاريكا‭ ‬ملائمة جداً‭ ‬لزراعة‭ ‬القهوة؟

القهوة العربية (كوفي آرابيكا Coffea arabica) هي أجود أنواع حبوب البن. تزدهر هذه الشجيرة في كوستاريكا بسبب التربة الخصبة والارتفاع والمناخ. تزرع معظم أنواع القهوة الكوستاريكية في منطقة وادي المرتفعات، أي ميسيتا سنترال Meseta Central، على ارتفاع يتراوح بين 800-1,500 م. وتتميز التربة هناك بكونها حمضية وغنية بالمعادن بسبب الحمم البركانية والرماد المنبعث من البراكين. وتتميز المنطقة أيضاً بوجود موسمين متميزين. يتسم موسم الأمطار، من مايو إلى نوفمبر، بفترات من البرودة والرطوبة بعد الظهر، والتي تعزز نمو القهوة، وبصباح مشمس. أما خلال موسم الحصاد الجاف، ما بين ديسمبر إلى مارس تقريباً، فتساعد الأيام الحارة والمشمسة على إنضاج حبوب البن.


إذا‭ ‬كانت‭ ‬درجة‭ ‬حرارة‭ ‬جسمنا‭ ‬37‭ ‬درجة‭ ‬سيليزية،‭ ‬فلماذا‭ ‬نشعر‭ ‬بالحرارة‭ ‬عندما‭ ‬تبلغ‭ ‬حرارة‭ ‬الجو‭ ‬30‭ ‬درجة‭ ‬سيليزية؟

دائماً‭ ‬ما‭ ‬تنتج‭ ‬الخلايا‭ ‬الموجودة‭ ‬في‭ ‬أجسادنا‭ ‬الحرارة‭ ‬من‭ ‬الطاقة‭ ‬المخزنة‭ ‬في‭ ‬الطعام‭ ‬الذي‭ ‬نأكله. ‬هذه‭ ‬الحرارة‭ ‬ضرورية‭ ‬للحفاظ‭ ‬على‭ ‬أعضائنا‭ ‬الحيوية‭ ‬عند ‭‬37˚س‭ ‬في‭ ‬معظم‭ ‬الأوقات. ‬واعتمادا‭ ‬على‭ ‬درجة‭ ‬حرارة‭ ‬البيئة،‭ ‬يمكن‭ ‬لجسمك‭ ‬تنظيم‭ ‬كمية‭ ‬الحرارة‭ ‬التي‭ ‬يولدها،‭ ‬وإلى‭ ‬حد‭ ‬ما‭ ‬تلك‭ ‬التي‭ ‬يفقدها. ‬لكن‭ ‬إذا‭ ‬كانت‭ ‬درجة‭ ‬حرارة‭ ‬البيئة‭ ‬نحو 30˚س،‭ ‬فسيفقد‭ ‬جسمك‭ ‬هذه‭ ‬الحرارة‭ ‬الداخلية‭ ‬بوتيرة‭ ‬أبطأ‭ ‬بكثير،‭ ‬حيث‭ ‬يكون‭ ‬الفرق‭ ‬في‭ ‬درجة‭ ‬الحرارة‭ ‬بين‭ ‬جسمك‭ ‬والبيئة‭ ‬المحيطة‭ ‬به‭ ‬أقل. ‬لكن‭ ‬جسمك‭ ‬يظل‭ ‬بحاجة‭ ‬إلى‭ ‬توليد‭ ‬الحرارة‭ ‬من‭ ‬أجل‭ ‬الحفاظ‭ ‬على‭ ‬دفء‭ ‬أعضائك‭ ‬الداخلية،‭ ‬لذا‭ ‬ينتهي‭ ‬بك‭ ‬الأمر‭ ‬بالشعور‭ ‬بالحرارة،‭ ‬على‭ ‬الرغم‭ ‬من‭ ‬أن‭ ‬درجة‭ ‬الحرارة‭ ‬الخارجية‭ ‬أبرد‭ ‬بالفعل‭.‬


متى‭ ‬يصبح التل‭ ‬جبلاً؟

على عكس العديد من الأشكال الأرضية الأخرى، لا يوجد تعريف مقبول عالمياً للجبل Mountain. يذكر العديد من الجغرافيين أن الجبل يزيد ارتفاعه على 300 متر فوق مستوى سطح البحر. لكن هناك تعريفات أخرى، مثل التعريف الموجود في قاموس أكسفورد الإنجليزي، والتي تحدد أقصى ارتفاع للتل Hill عند ضعف ذلك الارتفاع، في حين يميزه البعض الآخر باستخدام درجة الانحدار. في اسكتلندا، يُطلق على التضاريس ذات القمم المميزة اسم ”التلال“ بغض النظر عن ارتفاعها. لكن أمريكا تضم العديد من ”الجبال“ التي يقل ارتفاعها عن 300 متر. في الأساس، يصبح التل جبلاً عندما يعرّفه أحدهم كجبل.


أين‭ ‬يقع‭ ‬مثلث‭ ‬برمودا ولماذا‭ ‬يقال‭ ‬أن‭ ‬الناس‭ ‬يختفون‭ ‬فيه؟

مثلث‭ ‬برمودا ‬Bermuda‭ ‬Triangle‭‬ هو‭ ‬منطقة‭ ‬متخيّلة‭ ‬في‭ ‬المحيط‭ ‬الأطلسي‭ ‬قبالة‭ ‬جنوب‭ ‬شرق‭ ‬الولايات‭ ‬المتحدة. ‬وأركانه‭ ‬الثلاثة‭ ‬هي‭ ‬برمودا،‭ ‬وميامي‭ ‬في‭ ‬فلوريدا،‭ ‬وسان‭ ‬خوان‭ ‬في‭ ‬بورتوريكو،‭ ‬وهي‭ ‬مساحة‭ ‬تبلغ‭ ‬نحو ‬500‭‬ ألف‭ ‬ميل‭ ‬مربع. ‬وهناك‭ ‬العديد‭ ‬من‭ ‬النظريات‭ ‬حول‭ ‬اختفاء‭ ‬نحو ‬2,000‭‬ سفينة‭ ‬و 75‭‬ طائرة‭ ‬في‭ ‬المنطقة. ‬من‭ ‬بين‭ ‬أكثر‭ ‬هذه‭ ‬النظريات‭ ‬شطحاً‭ ‬اختطافها‭ ‬من‭ ‬قبل‭ ‬كائنات‭ ‬فضائية‭ ‬أو‭ ‬وحوش‭ ‬بحرية‭ ‬أو‭ ‬أشعة‭ ‬الطاقة‭ ‬المنبعثة‭ ‬من‭ ‬مدينة‭ ‬أتلانتس ‬Atlantis‭‬ المفقودة. ‬لكن‭ ‬يرجّح‭ ‬أن‭ ‬يكون‭ ‬مثلث‭ ‬برمودا‭ ‬خرافة‭ ‬حديثة،‭ ‬فقد‭ ‬ذكرت‭ ‬شركة‭ ‬لويدز‭ ‬للتأمين‭ ‬البحري‭ ‬في‭ ‬لندن‭ ‬أن‭ ‬احتمال‭ ‬اختفاء‭ ‬السفن‭ ‬في‭ ‬المنطقة‭ ‬لا‭ ‬يزيد‭ ‬على‭ ‬أي‭ ‬مكان‭ ‬آخر،‭ ‬ومن‭ ‬ثمَّ‭ ‬لا‭ ‬تتقاضى‭ ‬رسوماً‭ ‬إضافية‭ ‬مقابل‭ ‬المرور‭ ‬عبرها. ‬ظهرت‭ ‬هذه‭ ‬الخرافة‭ ‬عندما‭ ‬اختفت‭ ‬رحلة‭ ‬مكونة‭ ‬من‭ ‬5‭ ‬طائرات‭ ‬أفينجر‭ ‬Avenger‭ ‬تابعة‭ ‬للبحرية‭ ‬الأمريكية‭ ‬دون‭ ‬أن‭ ‬تترك‭ ‬أثرا‭ ‬في‭ ‬عام 1945‭‬ بعد‭ ‬أن‭ ‬أبلغ‭ ‬الطيار‭ ‬عن‭ ‬قراءات‭ ‬غريبة‭ ‬للبوصلة. ‬صاغ‭ ‬مقال‭ ‬نُشر‭ ‬في‭ ‬إحدى‭ ‬المجلات‭ ‬في‭ ‬عام‭ ‬1964‭ ‬حول‭ ‬الرحلة‭ ‬المنكوبة‭ ‬اسم‭ ‬”مثلث‭ ‬برمودا“،‭ ‬فاستمر‭ ‬هذا‭ ‬الاسم‭ ‬منذ‭ ‬ذلك‭ ‬الوقت. ‬إلا‭ ‬أن‭ ‬المحققين‭ ‬ألقوا‭ ‬باللوم‭ ‬على‭ ‬أخطاء‭ ‬الطيارين،‭ ‬وتعطل‭ ‬أجهزة‭ ‬التدفئة‭ ‬أو‭ ‬البوصلات،‭ ‬والشعاب‭ ‬المرجانية‭ ‬الغادرة،‭ ‬والطقس‭ ‬السيئ‭ ‬في‭ ‬بعض‭ ‬حالات‭ ‬الاختفاء‭ ‬البارزة. ‬من‭ ‬الممكن‭ ‬أن‭ ‬يغرق‭ ‬أي‭ ‬حطام‭ ‬أو‭ ‬جثث‭ ‬دون‭ ‬أن‭ ‬يترك‭ ‬أثراً،‭ ‬لأن‭ ‬المثلث‭ ‬يحتوي‭ ‬على‭ ‬بعض‭ ‬أعمق‭ ‬محيطات‭ ‬كوكبنا‭.‬


لماذا‭ ‬لدينا‭ ‬حاجبين؟

يحافظ الحاجبان Eyebrows على الرطوبة بعديدة عن العينين، بما في ذلك مياه الأمطار والعرق، لأنها قد تُهيج لعينيك إذا كنت تهرب من حيوان مفترس. وقد اتخذ الحاجبان معنى أساسياً للمظهر والتواصل غير اللفظي. يمكن لرفع حاجبيك أن يعبر عن أشياء كثيرة اعتماداً على مظهر بقية وجهك وجسمك.


لماذا‭ ‬يجعلك‭ ‬الفلفل‭ ‬تعطس؟

الأنف‭ ‬مصمم‭ ‬لصد‭ ‬أي‭ ‬شيء‭ ‬يدخل‭ ‬باستثناء‭ ‬الهواء‭. ‬دفاعاته‭ ‬الثلاثة‭ ‬الرئيسية‭ ‬هي‭ ‬الشعر‭ ‬الناعم‭ ‬في‭ ‬فتحتي‭ ‬الأنف‭ ‬والمخاط‭ ‬والعطس. ‬قد‭ ‬يؤدي‭ ‬أي‭ ‬اندفاع‭ ‬للجزيئات‭ ‬إلى‭ ‬العطس،‭ ‬لكن‭ ‬الفلفل‭ ‬يسبب‭ ‬تهيجاً‭ ‬بسبب‭ ‬المادة‭ ‬التي‭ ‬تمنحه‭ ‬نكهته. ‬البيبيرين ‬Piperine‭‬ هو‭ ‬قلويد ‬Alkaloid‭‬ يحفز‭ ‬النهايات‭ ‬العصبية‭ ‬الأنفية،‭ ‬فيحرض‭ ‬الدماغُ‭ ‬عضلات‭ ‬الأنف‭ ‬والحنجرة‭ ‬لطرد‭ ‬الجزيئات‭ ‬الغريبة‭ ‬في‭ ‬هبة‭ ‬مفاجئة‭ ‬من‭ ‬الهواء‭.‬


مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

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

زر الذهاب إلى الأعلى