ما هي الأشعة الكونية؟

بالعربي/ هل شعرت بذلك؟ ربما لا – لكن حمضك النووي فعل. في كل ثانية ، تمزق الأشعة الكونية جسدك ، وتحدث الفوضى.

إنهم غير مرئيين. إنها وفيرة. إنها قاتلة. إنها أشعة كونية.

كل سنتيمتر مكعب من الفضاء مبلل بهذه الأشعة الكونية: جزيئات صغيرة دون ذرية تتدفق باستمرار من خلاله. تتكون الأشعة الكونية في الغالب من البروتونات ، ولكنها تحتوي أحيانًا على نوى ذرية أثقل. يسافرون بسرعة الضوء تقريبًا – أحد الأشعة الكونية المكتشفة ، والمعروفة باسم “جسيم OMG” بسبب طاقته الشديدة ، ارتطم بجونا في عام 1991 أثناء السفر بسرعة 99.999999999999999999951٪ من سرعة الضوء ، وفقًا لمعهد ماكدونالدز صفحة مرجعية Hyperphysics .

هذا هو سريع.

على الرغم من الاسم ، فإن الأشعة الكونية ليست أشعة على الإطلاق. لكن في عام 1911 ، عندما أرسل العالم فيكتور هيس أول كاشفات للأشعة الكونية إلى ارتفاع 5300 متر (17388 قدمًا) في الغلاف الجوي ، لم يستطع التمييز بين الجسيمات والإشعاع الكهرومغناطيسي ، وفقًا لموقع NobelPrize.org . (سيستمر هيس في الفوز بجائزة نوبل عن عمله). ومهما كانت مصنوعة ، فإنها كانت عبارة عن أشعة من الطاقة الفائقة من الفضاء. على الرغم من أن التجارب اللاحقة ستكشف عن طبيعتها الجسيمية ، إلا أن الاسم عالق.

من أين تأتي الأشعة الكونية؟

تأتي الأشعة الكونية من مصادر متنوعة – جميعها شديدة الكثافة. عندما تموت النجوم العملاقة ، فإنها تتحول من الداخل إلى الخارج في غضون ثوانٍ في انفجار رائع يُعرف باسم سوبر نوفا. يمكن لحدث مستعر أعظم واحد أن يتفوق على قيمة نجوم مجرة بأكملها ، وبالتالي فهي توفر طاقة كافية لتسريع الجسيمات إلى ما يقرب من سرعة الضوء.

يمكن أن تولد الاندماجات النجمية أيضًا الطاقات المطلوبة ، جنبًا إلى جنب مع ولادة نجوم جديدة ، وأحداث اضطراب المد والجزر (عندما يلتهم ثقب أسود نجمًا ) ، وأقراص التراكم المحمومة حول الثقوب السوداء الضخمة. يطلقون جميعًا أشعة كونية بمجموعة متنوعة من الطاقات ، والتي تستمر بعد ذلك في إغراق الكون.

لكن تحديد مصدر الأشعة الكونية مهمة صعبة ، وفقًا للمنظمة الأوروبية للأبحاث النووية (CERN) . نظرًا لأنها جسيمات مشحونة ، فإنها تستجيب للمجالات المغناطيسية. تحتوي مجرتنا درب التبانة على مجال مغناطيسي ضعيف (لكن كبير) ، والذي يحرف مسارات أي أشعة كونية تتدفق من بقية الكون. بحلول الوقت الذي تصل فيه هذه الأشعة الكونية من خارج المجرة إلى كاشفاتنا على الأرض ، فإنها تأتي من اتجاهات عشوائية ، بدون أصل واضح.

يمتلك علماء الفلك المعاصرون مجموعة متنوعة من الأدوات المتاحة للبحث عن هذه الجسيمات عالية الطاقة. إن أبسط طريقة هي من خلال الاكتشاف المباشر: قم ببناء صندوق وانتظر حتى يضربه شعاع كوني ، وقم بتسجيل النتيجة. تم تجهيز هذه الكواشف في محطة الفضاء الدولية ، على سبيل المثال. لكن حجمها محدود ولا يوجه انتباهها إلا إلى جزء صغير من الكون المرئي ، ولذلك تستخدم أكبر مراصد الأشعة الكونية طرقًا غير مباشرة.

كم مرة تضرب الأشعة الكونية الأرض؟

تضرب الأشعة الكونية الغلاف الجوي للأرض باستمرار ، وفقًا لوكالة ناسا . عندما يفعلون ذلك ، يطلقون طاقتهم المكبوتة على شكل دش من الجسيمات الثانوية التي تشق طريقها بعد ذلك إلى الأرض. يمكن بعد ذلك اكتشاف هذا الدش ، كما هو الحال مع مرصد بيير أوجيه في الأرجنتين. يمكنك حتى بناء كاشف للأشعة الكونية في المنزل: نقع وسادة لباد في كحول الأيزوبروبيل وضعها فوق بعض الجليد الجاف. سيشكل الكحول بخارًا مفرط التشبع. عندما يمر شعاع كوني من خلاله ، فإنه يترك أثرًا مرئيًا في البخار. يمكنك العثور على التعليمات على موقع ويب CERN هذا .

باستخدام كاشف الأشعة الكونية محلي الصنع ، يمكنك أن تتوقع رؤية شعاع كوني منخفض الطاقة (حوالي 10 ^ 10 إلكترون فولت) لكل متر مربع في الثانية. الضربات عالية الطاقة ، حوالي 10 ^ 15 فولت ، تضرب مترًا مربعًا واحدًا كل عام.

تأتي الأشعة الكونية في مجموعة متنوعة من مستويات الطاقة المختلفة ، والأشعة الكونية الأعلى طاقة ، والمعروفة باسم الأشعة الكونية فائقة الطاقة ، أو UHERCs ، هي الأكثر ندرة ، حيث تصل إلى كيلومتر مربع واحد كل عام. هذا هو السبب في أن المراصد مثل Perre Auger ضخمة جدًا – فهي تخلق سطح تجميع أكبر. قال Noémie Globus ، باحث ما بعد الدكتوراه في جامعة كاليفورنيا ، سانتا كروز ومعهد فلاتيرون في مدينة نيويورك ، وخبير في الأشعة الكونية ، لـ Live Science: “نحتاج إلى تجارب عملاقة لأن الأشعة الكونية ذات الطاقة الأعلى نادرة للغاية”.الإعلانات

هذه UHERCS ليست فقط أندر الأشعة الكونية ، بل هي أيضًا من بين أكثر الأشعة الكونية غموضًا.

قال جلوبس: “نحن لا نفهم أصول الأشعة الكونية ذات الطاقة الأعلى”. “إنه ببساطة غير معروف. لطالما أدهشتني طاقات هذه الجسيمات.”

هل الأشعة الكونية ضارة؟

الأشعة الكونية بجميع الطاقات هي ، في الأساس ، مروعة للإنسان وأجسامهم. يمكنهم تعطيل الإلكترونيات وإفساد الكاميرات الرقمية. وفقًا لوكالة ناسا ، يمكن أن يكون لها العديد من العواقب الصحية كشكل من أشكال الإشعاع المؤين . يمكن أن تولد أنواعًا مؤكسجة تفاعلية داخل الخلايا ، والتي يمكن أن تضغط على الخلايا عند مستويات عالية وتؤدي بها إلى انتحار الخلايا ، وإحداث طفرات في الحمض النووي ، وإحداث أخطاء في التكاثر تؤدي إلى الإصابة بالسرطان.

على سطح الأرض ، يحمي الغلاف الجوي السميك معظم الناس من الآثار الضارة للأشعة الكونية. لكن الأشعة الكونية تشكل خطرًا جسيمًا على رواد الفضاء ، خاصة وأن وكالات الفضاء تفكر في مهمات طويلة المدى إلى القمر والمريخ. إن قضاء ستة أشهر في محطة الفضاء الدولية سيعطي رواد الفضاء جرعة من الإشعاع من الأشعة الكونية تعادل حوالي 25 عمرًا على السطح. ستؤدي مهمة الذهاب والإياب إلى المريخ ، بما في ذلك بعض الوقت على سطحه غير المحمي ، إلى مضاعفة هذا التعرض ثلاث مرات.

تعمل وكالات الفضاء حاليًا جاهدة على تحديد الآثار الصحية الضارة طويلة المدى للأضرار الناجمة عن الأشعة الكونية المتراكمة ، ومحاولة تطوير أنظمة للتخفيف من المخاطر ، مثل تصميم الكبسولات حيث تعمل الحمولة كدرع من الأشعة الكونية مع حماية رواد الفضاء من البشر. المركز.

على الرغم من أن الأشعة الكونية مصدر إزعاج بشكل عام ، إلا أن تطور الحياة قد يكون مستحيلًا بدونها. هذا هو محور بحث Globus ، حيث تدرس الدور الذي تلعبه الأشعة الكونية في الحياة . وقالت: “الأشعة الكونية تسبب طفرات ، وبالتالي فإن الأشعة الكونية مرتبطة بالقدرة على التطور”.الإعلانات

لطالما تم التغاضي عن الصلة بين الأشعة الكونية والتطور ، لكنها تكتسب اهتمامًا سريعًا من مجموعة متنوعة من المجالات. على سبيل المثال ، “نحن لا نفهم الانتقال من اللا حياة إلى الحياة” ، لا سيما حقيقة أن 19 من أصل 20 من الأحماض الأمينية الطبيعية التي تنتجها الكائنات الحية تظهر التماثل ، مما يعني أنها مرتبة هيكليًا بحيث لا يمكن وضعها فوق المرآة قال جلوبس ، “قد تلعب الأشعة الكونية دورًا في هذه الخطوة.”

المصدر/ livescience.comالمترجم/barabic.com