WEBVTT

00:00:06.687 --> 00:00:07.668
ربّما سمعتم أنّ

00:00:07.668 --> 00:00:10.452
ثاني أكسيد الكربون يرفع درجة حرارة الأرض،

00:00:10.452 --> 00:00:11.823
لكن كيف يحدث ذلك؟

00:00:11.823 --> 00:00:13.832
أهو مثل زجاج الدفيئة،

00:00:13.832 --> 00:00:15.733
أو مثل بطانية عازلة؟

00:00:15.733 --> 00:00:17.852
حسنا، ليس تمامًا.

00:00:17.852 --> 00:00:19.272
تشمل الإجابة القليل

00:00:19.272 --> 00:00:22.010
من ميكانيكا الكم، لكن لا تقلقوا،

00:00:22.010 --> 00:00:23.959
سوف نبدأ من قوس قزح.

00:00:23.959 --> 00:00:25.818
إذا نظرتم عن قرب إلى ضوء الشمس المنقسم

00:00:25.818 --> 00:00:27.134
من خلال موشور،

00:00:27.134 --> 00:00:30.365
فسوف ترون فجوات معتمة 
تفتقد شرائط من الألوان.

00:00:30.365 --> 00:00:31.753
أين ذهبت؟

00:00:31.753 --> 00:00:33.168
قبل وصولها إلى أعينكم،

00:00:33.168 --> 00:00:35.080
امتصت غازات مختلفة تلك

00:00:35.080 --> 00:00:37.688
الأجزاء المحددة من ألوان الطيف.

00:00:37.688 --> 00:00:39.847
على سبيل المثال، انتزع غازالأكسجين

00:00:39.847 --> 00:00:41.695
بعض الضوء الأحمر الداكن،

00:00:41.695 --> 00:00:44.914
كما انتزع الصوديوم شريطين من اللون الأصفر.

00:00:44.914 --> 00:00:46.308
لكن لماذا تمتص هذه الغازات

00:00:46.308 --> 00:00:48.362
ألوانًا محددة من الضوء؟

00:00:48.362 --> 00:00:51.279
هنا ندخل المجال الكمومي.

00:00:51.279 --> 00:00:53.637
لكلّ ذرة وجزيء عدد محدد

00:00:53.637 --> 00:00:56.968
من مستويات الطاقة الممكنة لإلكتروناتها.

00:00:56.968 --> 00:00:58.979
ومن أجل رفع طاقة الإلكترونات 
من المستوى الأدنى

00:00:58.979 --> 00:01:00.297
إلى مستويات أعلى،

00:01:00.297 --> 00:01:03.701
يحتاج الجزيء إلى اكتساب مقدار معيّن من الطاقة.

00:01:03.701 --> 00:01:06.119
لا أكثر ولا أقل.

00:01:06.119 --> 00:01:08.123
فيحصل على الطاقة من الضوء،

00:01:08.123 --> 00:01:11.292
الذي يأتي بمستويات طاقة أكثر مما يمكن إحصاؤه.

00:01:11.292 --> 00:01:14.657
يتكوّن الضوء من جُسيمات صغيرة تسمى الفوتونات

00:01:14.657 --> 00:01:16.761
ومقدار الطاقة الموجودة في كلّ فوتون

00:01:16.761 --> 00:01:19.126
يتوافق مع لونه.

00:01:19.126 --> 00:01:22.149
فالضوء الأحمر منخفض الطاقة وموجته طويلة.

00:01:22.149 --> 00:01:25.823
أمّا الضوء البنفسجي فهو 
عالي الطاقة وقصير الموجة.

00:01:25.823 --> 00:01:28.642
يوفّر ضوء الشمس جميع فوتونات قوس قزح،

00:01:28.642 --> 00:01:30.663
فيستطيع جزيء الغاز أن يختار

00:01:30.663 --> 00:01:33.270
الفوتونات التي تحمل الكمية المناسبة من الطاقة

00:01:33.270 --> 00:01:35.024
اللازمة لرفع الجزيء إلى

00:01:35.024 --> 00:01:37.381
مستوى طاقته التالي.

00:01:37.381 --> 00:01:38.715
وعندما يحدث هذا التطابق،

00:01:38.715 --> 00:01:40.644
يختفي الفوتون بينما

00:01:40.644 --> 00:01:41.965
يحصل الجزيء على طاقته،

00:01:41.965 --> 00:01:44.765
ويصبح لدينا فراغ صغير في قوس قزح.

00:01:44.765 --> 00:01:47.887
وإذا كان الفوتون يحمل كمّية
أكثر أو أقل من الطاقة المطلوبة،

00:01:47.887 --> 00:01:49.366
فلا يكون للجزيء خيار سوى

00:01:49.366 --> 00:01:51.219
تركه يمر.

00:01:51.219 --> 00:01:53.639
هذا هو سبب شفافية الزجاج.

00:01:53.639 --> 00:01:55.711
إذ لا تقترن ذرات الزجاج جيدًا

00:01:55.711 --> 00:01:58.384
مع أي من مستويات الطاقة الموجودة 
في الضوء المرئي،

00:01:58.384 --> 00:02:00.647
فتمرّ الفوتونات من خلاله.

00:02:00.647 --> 00:02:03.760
ما هي إذًا الفوتونات التي 
يفضّلها ثاني أكسيد الكربون؟

00:02:03.760 --> 00:02:05.585
أين يوجد الخط الأسود في قوس قزح

00:02:05.585 --> 00:02:07.960
الذي يفسّر الاحتباس الحراري العالمي؟

00:02:07.960 --> 00:02:09.789
حسنٌ، إنّه غير موجود.

00:02:09.789 --> 00:02:11.952
لا يمتص ثاني أكسيد الكربون الضوء مباشرةً

00:02:11.952 --> 00:02:13.286
من الشمس.

00:02:13.286 --> 00:02:14.507
بل يمتصّه من

00:02:14.507 --> 00:02:16.232
جرم سماوي مختلف كليًّا.

00:02:16.232 --> 00:02:19.016
جرمٌ لا يبدو أنّه ينبعث منه أيّ ضوء:

00:02:19.016 --> 00:02:20.739
كوكب الأرض.

00:02:20.739 --> 00:02:22.175
إن كنتم تتساءلون

00:02:22.175 --> 00:02:23.876
لم لا يبدو أنّ كوكبنا يتوهّج،

00:02:23.876 --> 00:02:27.138
ذلك لأنّ الأرض لا ينبعث منها ضوء مرئي.

00:02:27.138 --> 00:02:29.306
بل ينبعث ضوء تحت الأحمر.

00:02:29.306 --> 00:02:30.920
الضوء الذي يمكن لأعيننا رؤيته،

00:02:30.920 --> 00:02:32.992
بما في ذلك جميع ألوان قوس قزح،

00:02:32.992 --> 00:02:35.422
هو مجرّد جزء صغير من طيف أكبر

00:02:35.422 --> 00:02:37.825
من الإشعاعات الكهرومغناطيسية،

00:02:37.825 --> 00:02:40.198
التي تشمل أمواج الراديو، والأمواج الميكروية،

00:02:40.198 --> 00:02:43.286
وتحت الحمراء، وفوق البنفسجية، والأشعة السينية،

00:02:43.286 --> 00:02:45.103
وأشعة غاما.

00:02:45.103 --> 00:02:47.744
ربما يبدو من الغريب التفكير
في تلك الأشياء على أنّها ضوء،

00:02:47.744 --> 00:02:49.291
إلاّ أنّه لا يوجد اختلاف جوهري

00:02:49.291 --> 00:02:53.027
بين الضوء المرئي والإشعاعات الكهرومغناطيسية الأخرى.

00:02:53.027 --> 00:02:54.127
فالطاقة هي ذاتها،

00:02:54.127 --> 00:02:56.394
لكن في مستوى أعلى أو أدنى.

00:02:56.394 --> 00:02:58.374
في الواقع، إنّ من الغطرسة تعريف

00:02:58.374 --> 00:03:01.969
مصطلح الضوء المرئي بناءً على محدوديتنا.

00:03:01.969 --> 00:03:04.865
ففي نهاية المطاف، الضوء دون
الأحمر مرئي بالنسبة للأفاعي،

00:03:04.865 --> 00:03:07.827
والضوء فوق البنفسجي مرئي بالنسبة للطيور.

00:03:07.827 --> 00:03:09.907
ولو تكيّفت أعيننا على رؤية الضوء

00:03:09.907 --> 00:03:12.283
بتردد 1900 ميغاهيرتز، فإنّ الهاتف الخلوي

00:03:12.283 --> 00:03:13.423
سوف يصبح ضوء كشافا،

00:03:13.423 --> 00:03:14.425
وسوف تبدو الأبراج الخلوية

00:03:14.425 --> 00:03:17.157
مثل مصابيح ضخمة.

00:03:17.157 --> 00:03:19.315
تنبعث من الأرض الأشعة تحت الحمراء

00:03:19.315 --> 00:03:21.240
لأنّ الضوء ينبعث من كلّ جسمٍ له حرارة

00:03:21.240 --> 00:03:24.468
فوق الصفر المطلق.

00:03:24.468 --> 00:03:26.726
وهذا ما يسمى بالإشعاع الحراري.

00:03:26.726 --> 00:03:28.158
كلما ارتفعت حرارة الجسم،

00:03:28.158 --> 00:03:30.857
ارتفع تردد الضوء المنبعث منه.

00:03:30.857 --> 00:03:32.561
عندما تقومون بتسخين قطعة من الحديد،

00:03:32.561 --> 00:03:35.956
ينبعث منها المزيد من ترددات 
الضوء تحت الأحمر،

00:03:35.956 --> 00:03:40.322
وعند بلوغها حوالي 450 درجة مئوية،

00:03:40.322 --> 00:03:43.082
يصل ضوءها إلى الطيف المرئي.

00:03:43.082 --> 00:03:45.310
تبدو في البداية ساخنة لدرجة الاحمرار.

00:03:45.310 --> 00:03:46.606
وعند ازدياد التسخين،

00:03:46.606 --> 00:03:48.112
تتوهج باللون الأبيض

00:03:48.112 --> 00:03:51.166
فتنبعث منها جميع ترددات الضوء المرئي.

00:03:51.166 --> 00:03:52.857
هذه هي الطريقة التي صُممت

00:03:52.857 --> 00:03:54.309
لتعمل بها المصابيح التقليدية

00:03:54.309 --> 00:03:56.187
وهي السبب في أنّها كثيرة الهدر.

00:03:56.187 --> 00:04:00.265
فـ 95 بالمئة من الضوء الذي تصدره 
غير مرئي لأعيننا.

00:04:00.265 --> 00:04:02.174
ويضيع على شكل حرارة.

00:04:02.174 --> 00:04:04.827
تنطلق الأشعة تحت الحمراء المنبعثة 
من الأرض في الفضاء

00:04:04.827 --> 00:04:07.358
إذا لم تتوفر جزيئات غاز الدفيئة

00:04:07.358 --> 00:04:09.080
في غلافنا الجوي.

00:04:09.080 --> 00:04:11.834
ومثلما يفضّل غاز الأكسجين 
الفوتونات الحمراء الداكنة،

00:04:11.834 --> 00:04:14.512
فإنّ ثاني أكسيد الكربون 
وغازات الدفيئة الأخرى

00:04:14.512 --> 00:04:17.153
تفضّل الفوتونات تحت الحمراء.

00:04:17.153 --> 00:04:18.914
فهي توفّر كمية الطاقة المناسبة

00:04:18.914 --> 00:04:22.085
لنقل جزيئات الغاز إلى مستوى طاقتها الأعلى.

00:04:22.085 --> 00:04:24.410
وبعد وقت قصير من امتصاص 
جزيئات ثاني أكسيد الكربون

00:04:24.410 --> 00:04:26.727
للفوتونات تحت الحمراء،

00:04:26.727 --> 00:04:29.182
تعود إلى مستوى طاقتها السابق،

00:04:29.182 --> 00:04:32.714
وتلفظ الفوتونات باتجاه عشوائي.

00:04:32.714 --> 00:04:34.619
ثم يعود جزء من تلك الطاقة

00:04:34.619 --> 00:04:36.098
إلى سطح الأرض،

00:04:36.098 --> 00:04:37.639
ما يتسبب بارتفاع درجة الحرارة.

00:04:37.639 --> 00:04:39.447
وكلّما ازداد ثاني أكسيد الكربون 
في الغلاف الجوي،

00:04:39.447 --> 00:04:41.380
زاد احتمال أن تعود الفوتونات تحت الحمراء

00:04:41.380 --> 00:04:43.558
وتحط على الأرض

00:04:43.558 --> 00:04:45.124
فيتغير بذلك مناخنا.