Return to Video

أشعة الشّمس أقدم بكثيرٍ ممّا تظن - ستين أودينولد

  • 0:07 - 0:10
    لعلّك تعلم بأنّ الضّوء يستغرق
    ثماني دقائق سريعة،
  • 0:10 - 0:13
    للوصول إلينا من سطح الشّمس،
  • 0:13 - 0:15
    لكن كم من الوقت برأيك يستغرق هذا الضّوء
  • 0:15 - 0:18
    لرحلته من باطن الشمّس إلى سطحها؟
  • 0:18 - 0:22
    بضع ثوانٍ أو دقيقةٍ على الأكثر؟
  • 0:22 - 0:26
    حسنًا، على نحو غريبٍ،
    فإنّ الجواب هو عدة آلافٍ من السّنين.
  • 0:26 - 0:27
    إليكم السّبب.
  • 0:27 - 0:32
    يتمّ إنتاج الفوتونات من التّفاعلات
    النّووية التّي تحدث في أعماق نواة الشّمس.
  • 0:32 - 0:38
    وعندما تخرج الفوتونات من النّواة،
    فإنّها تتفاعل مع مادة الشمس وتفقد طاقتها،
  • 0:38 - 0:41
    لتغدو على شكل موجات ضوئية أكثر طولاً.
  • 0:41 - 0:44
    تكون في البّداية على شكل أشّعة جاما
    في النّواة،
  • 0:44 - 0:50
    لكن تنتهي بالقّرب من السطح كأشّعةٍ سينيّة,
    أشّعةٍ فوق بنفسجية أو ضّوء مرئي
  • 0:50 - 0:54
    إلّا أنّ هذه الرّحلة ليست
    بسيطةً أو مباشرة.
  • 0:54 - 1:02
    فبمجرد أن يتمّ إنتاجه، يسافر كلّ فوتون
    بسرعة 300,000 كيلومتر في الثّانية،
  • 1:02 - 1:07
    إلى أن يصطدم مع بروتون ويتغير إتجاهه،
  • 1:07 - 1:12
    ليبدو مثل رصاصةٍ ترتد عن كل
    جسيمٍ مشحونٍ تصدم به.
  • 1:12 - 1:15
    إنّ السّؤال حول المسافة التّي يبتعد بها
    هذا الفوتون عن مركز الشّمس
  • 1:15 - 1:17
    بعد كلّ تصادمٍ،
  • 1:17 - 1:20
    يعرف بمسألة السير العشوائي.
  • 1:20 - 1:23
    إن الإجابة عليها في المعادلة التالية:
  • 1:23 - 1:28
    المسافة = حجم الخطوة x الجّذر التّربيعي
    لعدد الخطوات.
  • 1:28 - 1:31
    فإذا ما سلكت طريقًا عشوائيًّا من باب منزلك
  • 1:31 - 1:34
    بخطوةٍ قدرها مترًا واحدًا كلّ ثانية،
  • 1:34 - 1:38
    فإنّ الأمّر سيستغرق منك مليون خطوة
    وأحد عشر يومًا،
  • 1:38 - 1:41
    لتقطع مسافة كيلومترًا واحدًا فقط.
  • 1:41 - 1:45
    إذاً كم من الوقت يستغرق الفوتون
    الذّي يُنتج في نواة الشّمس،
  • 1:45 - 1:47
    حتّى يصل إليك؟
  • 1:47 - 1:49
    نحن نعرف كتلة الشّمس،
  • 1:49 - 1:53
    ويمكن إستخدام ذلك لحساب
    عدد البروتونات التّي بداخلها.
  • 1:53 - 1:58
    فلنفترض لوهلة أنّ كلّ البروتونات
    تنتشر بالتّساوي داخل الشّمس،
  • 1:58 - 2:05
    وهذا يجعل متوسط المسافة بينها
    حوالي 1.0*10^-10 متر.
  • 2:05 - 2:11
    ولكي تمشي عشوائيًا مسافة 690،000 كيلومتر
    من نواة الشّمس إلى سطحها،
  • 2:11 - 2:18
    فهذا يتطلّب 3.9 * 10^37 خطوة،
  • 2:18 - 2:22
    أيّ أنّ إجماليّ الوقت المستغرق
    هو 400 مليار سنة.
  • 2:22 - 2:25
    حسنًا، لا يمكن أن يكون هذا صحيحًا.
  • 2:25 - 2:29
    فعمر الشّمس لا يزيد عن 4.6 مليار سنة فقط،
    فأين الخطأ إذًا ؟
  • 2:29 - 2:30
    الخطأ على شقين:
  • 2:30 - 2:33
    إنّ الشّمس في الواقع لا تتمتّع
    بكثافةٍ موحدةٍ،
  • 2:33 - 2:38
    كما أنّ الفوتونات ستتجنب عددًا
    من البروتونات بين كلّ اصطدام.
  • 2:38 - 2:41
    في الحقيقة، إنّ طاقة الفوتون،
  • 2:41 - 2:44
    والتي تتغير على مدى مسار رحلتها،
  • 2:44 - 2:47
    فهي تحدد إحتمالاتها
    في التّفاعل مع البروتون.
  • 2:47 - 2:49
    أما فيما يتعلّق بمسألة الكثافة،
  • 2:49 - 2:52
    تظهر نماذجنا أنّ الشّمس
    تتمتّع بنواةٍ ملتهبةٍ،
  • 2:52 - 2:54
    حيث تحدث فيها تفاعلات الإنصهار.
  • 2:54 - 2:57
    وتحيط بها المنطقة الإشعاعيّة،
  • 2:57 - 3:01
    تليها منطقة الحمل الحراري،
    والتّي تمتدّ كلّ الطّريق إلى السّطح.
  • 3:01 - 3:05
    إنّ الموادّ الموجودة في النّواة
    أكثر كثافةً من الرّصاص،
  • 3:05 - 3:10
    في حين أنّ البلازما الملتهبة والموجودة
    بالقرب من السّطح اٌقلّ كثافةً بمليون مرّةٍ
  • 3:10 - 3:12
    بالإضافة إلى سلسلةٍ متصلةٍ
    من الكثافات فيما بينهما.
  • 3:12 - 3:16
    وإليك علاقة الفوتون بالطّاقة.
  • 3:16 - 3:19
    بالنسبة للفوتون والذي يحمل
    كميّةً صغيرةً من الطّاقة،
  • 3:19 - 3:21
    فإنّ البروتون ضخمٌ بما يكفي،
  • 3:21 - 3:25
    وعلي الأرجح سيسبب إرتداد الفوتون.
  • 3:25 - 3:29
    ويتحقق للفوتون ذو الطّاقة العالية
    عكس ما سبق.
  • 3:29 - 3:31
    البروتونات ضئيلةٌ بشكلٍ كبير.
  • 3:31 - 3:34
    كما أنّ الفوتونات تبدأ بطاقةٍ كبيرةٍ جدًا،
  • 3:34 - 3:37
    مقارنةً بما هي عليه عندما
    تطلق نهائيًّا من سطح الشّمس.
  • 3:37 - 3:42
    الآن عند إستخدام الكمبيوتر ونموذجٍ
    متطورٍ لباطن الشّمس،
  • 3:42 - 3:46
    لحساب معادلة السّير العشوائيّ مع كلّ
    تلك الكميّات المتغيّرة،
  • 3:46 - 3:52
    نحصل على الرقم التّالي: 170000 سنة.
  • 3:52 - 3:57
    الإكتشافات المستقبليّة عن الشّمس
    قد تزيد من دقّة هذا الرّقم،
  • 3:57 - 4:00
    ولكن في الوقت الرّاهن،
    فإنّ أفضل ما توصَّل إليه فهمنا،
  • 4:00 - 4:02
    هو أنّ الضّوء الذي تراه عيناك اليوم،
  • 4:02 - 4:08
    قد أمضى 170،000 سنةً
    ليجد طريقه نحو سطح الشّمس،
  • 4:08 - 4:11
    بالإضافة إلى الدّقائق الثّماني
    الضئيلة في الفضاء.
  • 4:11 - 4:16
    بعبارةٍ أخرى، يمكن القول بأنّ الفوتون
    بدأ رحلته قبل مدةٍ تساوي عصرين جليدين،
  • 4:16 - 4:20
    أي في الوقت نفسّه الذي بدأ فيه البشر
    بارتداء الملابس لأوّل مرةٍ.
Title:
أشعة الشّمس أقدم بكثيرٍ ممّا تظن - ستين أودينولد
Description:

لعرض الدرس كاملا: http://ed.ted.com/lessons/sunlight-is-way-older-than-you-think-sten-odenwald

يستغرق الضّوء 8 دقائق سريعة للوصول إلى الأرض منطلقاً من سطح الشّمس. ولكن كم من الوقت يستغرق هذا الضّوء للسّفر من باطن الشّمس إلى سطحها؟ وعلى نحو غريبٍ، فإنّ الجواب هو آلاف السّنين. في هذا الفيديو يشرح لنا ستين أودينولد سبب ذلك عن طريق توضيح مسألة السّير العشوائيّ.

درس: ستين أودينولد، تحريك: استوديو توتم.
more » « less
Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TED-Ed

Arabic subtitles

Revisions

Our website uses cookies for analysis purposes.