السبب الكمي الذي يفسر لماذا يضيء الشمس

لماذا تضيء شمسنا؟ 🤔

تُعتبر شمسنا مصدرًا هائلًا للطاقة، تُزوّدنا بضوءٍ وحرارةٍ تُعزز الحياة على كوكبنا. ☀️ لكن ما هو السر الكامن وراء هذه الإضاءة المستمرة؟

تعتمد قدرة شمسنا على الإضاءة على تفاعلات نووية مُذهلة تحدث في قلبها. 🔥 هذه التفاعلات، التي تُسمى بالاندماج النووي، تُحوّل الهيدروجين إلى هيليوم، مُطلقة طاقة هائلة.

لكن، لماذا يحدث هذا الاندماج؟

فيزياء الكم هي المفتاح! 🗝️ في هذا المقال، سنستكشف كيف تُساهم هذه القوانين الفيزيائية الأساسية في إضاءة شمسنا.

صورة لسدم الجبار
يُظهر هذا اللمح إلى النجوم في سديم الجبار، بالقرب من قلب عنقود الترابيز، لمحة حديثة داخل منطقة تكوين النجوم في درب التبانة. ومع ذلك، تختلف خصائص تكوين النجوم عبر الزمن الكوني، من مجرة إلى أخرى، وفي أطوال مختلفة من مركز المجرة، وما إلى ذلك. يجب مراعاة كل هذه الخصائص وغيرها للمقارنة بين الشمس والسكان العام للنجوم داخل الكون. لاحظ أن شمسنا، التي ولدت قبل 4.6 مليار سنة، أصغر من 85% من جميع النجوم.

رصيد: الأشعة السينية: ناسا/CXC/جامعة بنسلفانيا/إي.فيجلسون وكيه.غيتمان وآخرون؛ الضوئي: ناسا/وكالة الفضاء الأوروبية/STScI/إم. روبرتو وآخرون.
اقرأ المزيد

لكي نفهم، لنعد إلى البروتونات.

صورة انفجار شمسي
تُعتبر الانبعاثات الشمسية من شمسنا ضئيلةً من حيث «فقدان الكتلة» مقارنةً بالاندماج النووي. عندما تفكر في معادلة أينشتاين (E=mc²)، تُدرك مدى الطاقة الهائلة المُنتجة.

الائتمان: ناسا/مُراقب ديناميكيات الشمس/مركز غودارد لرحلات الفضاء

تُشير الحسابات إلى أن التفاعلات النووية في قلب الشمس، لا يمكنها الحدوث بتلك الكمية الهائلة من الطاقة، دون أن يكون هناك عامل مساعد!

وهنا تأتي الفيزياء الكمومية.

صورة لنواة ذرة
تجارب مثل تجربة سوبر كاميوكاندي، تُظهر لنا الأدوات الأكثر حساسيةً لاكتشاف النيوترينوات المنبعثة من الشمس. المقارنة مع التوقعات النظرية تُظهر أن هناك المزيد من الأسرار المُخبأة!

اعتراف: مرصد كاميوكا، ICRR، جامعة طوكيو

فيزياء الكم تُفسر كيف أن هذه التفاعلات تحدث، حتى لو لم يكن لدى البروتونات طاقة كافية لاندماج مباشرة. تُسمح الطبيعة الموجية للجسيمات بتداخلها، مما يزيد من احتمال تفاعلها، ويُنتج ذلك الطاقة الهائلة التي نلاحظها! 🤯

صورة لداخل الشمس
تشريح الشمس، بما في ذلك النواة الداخلية، هي المكان الوحيد الذي يحدث فيه الاندماج النووي. تُنتج الشمس طاقة أقل لكل وحدة حجم من جسم الإنسان العادي. لكن حجم الشمس كبير بما يكفي لاستيعاب أكثر من ١٠٢٨ إنسان بالغ، وهذا هو السبب وراء أن معدل إنتاج الطاقة المنخفض يمكن أن يؤدي إلى إجمالي إنتاج طاقة فلكي.

الاعتراف: ناسا/ جيني موتار

بفضل هذه الطبيعة الكمومية، شمسنا تُنتج طاقةً كافية لحياةٍ على الأرض. ✨

لا تُعرف شمسنا فقط في علم الفلك، بل تُمثل قصة رائعة عن سحر الفيزياء الكمومية وكيف تُشكل الوجود المذهل لنا!