• اخر المشاركات

: حقائق معقدة ونظريات متقدمة

مقالات, تحقيقات, أراء و شروحات.

المشرف: noooooooooooor

: حقائق معقدة ونظريات متقدمة

مشاركةبواسطة noooooooooooor في السبت سبتمبر 03, 2011 4:43 am

آفاق علمية: حقائق معقدة ونظريات متقدمة


كان العديد من المفكرين والباحثين يجدون الصعوبة في الكشف عن الحقائق التي يبحثون عليها وحتى إذا تمكنوا من ذلك فهم يصلون إليها بشق الأنفس، وذلك بسبب عدم توفر الأجهزة الحديثة التي تتيح لهم ذلك فمع التطور الحاصل في المجالات العلمية شتى يرجع الفضل بذلك الى العلم الذي سهل الأمور كثيرا وبسطها وهو علم التكنولوجي.

حيث ساعد هذا العلم على اكتشاف أمراض كانت لم تعرف سابقة وساعد في اختراع أدوية وعلاجات لها، كما بين للعديد من العلماء والدارسين أسباب التغيرات التي تحدث لكرة الأرض ومناخها، هذا لا يعني ان ليس هناك علوم أخرى لم يستفد منها الإنسان فهناك الرياضيات الذي يعتبر أساس كل شيء واستخدامه يدخل في تفصيل بسيط في حياتنا، ووصل به الحال الى ان يصبح سلاح في الحروب.

الرياضيات ضد الإرهاب

حيث قال باحثون أميركيون إنه قد يكون أمام مكافحي "الإرهاب" سلاحاً جديداً لترسانتهم ضده وهو الرياضيات.

وذكر موقع "ساينس نيوز دوت اورغ" أن علماء الرياضيات والحاسوب بدئوا بتطوير معادلات وحلول حسابية من أجل التنقيب عن جبال من البيانات والكشف عن "قواعد" مخفية تسيطر على التصرف الإرهابي.

وقال الباحثون إن كل قطعة من البيانات المتعلقة بالمكالمات الهاتفية، وسجلات البحث عبر الانترنت، والرسائل الإلكترونية، وإيصالات بطاقات الائتمان، ولوائح المسافرين جواً، قد توضح تحركات "الإرهابيين" ونواياهم.

وأشارت العالمة المتخصصة بعلم الكمبيوتر كاتلين كارلي من جامعة "كارنجي ميلون" في بيتسبرغ إن "هناك تطور كبير وسريع في هذا المجال وبالتأكيد مع بعض التحديات الممتعة جداً". وقال الباحث في علم الرياضيات الكسندر غاتفرايند "إن كان لديك نموذجاً حسابياً يمكنه أن يصف بنية شبكة إرهابية عندها يمكنك التنبؤ بالمستقبل".

زلزال يبطأ دوران الأرض

من جانب آخر، وعلى نقيض ما كشفته دراسة سابقة، وجد باحثون أن الزلزال العنيف الذي ضرب تشيلي بقوة 8.8 درجة في فبراير/ شباط الماضي، قد أبطأ هامشياً من سرعة دوران الأرض، وزاد طول اليوم بما يعادل 0.3 ميكروثانية.

وجاءت النتيجة خلاصة قياسات قام بها خبراء من "معهد فيينا الجيوفيزيائي لقياس الأرض"، لمنطقة "كونسبسيون"، ثالث أكبر مدن تشيلي، والمدن المحيطة بها، قبل وبعد الهزة المدمرة، الأعنف منذ عقود.

وكشفت محطة الرصد بالأقمار الصناعية في المدينة، التي ظلت تعمل رغم الهزة العنيفة، أن المنطقة، وصفيحة أمريكا الجنوبية بأكملها لم تنحرف بنحو 3 أمتار باتجاه الغرب فحسب، بل جرى تمزيقها؛ حيث أكدت الاختبارات الترجيحات السابقة بتحريك المنطقة بنحو 3 أمتار نحو الغرب و0.65 متراً بإتجاه الجنوب.

وبحسب العلماء، فإن الزلزال الذي وقع في أعماق الأرض أثر توزّع كميات الصخور في الطبقات الدنيا، وكان له بالتالي انعكاسات على دوران الكوكب. وأدى تحريك كتلة داخل قشرة الأرض، بفعل الهزة، للتأثير على سرعة دوران الأرض واتجاه محور الدوران، وهو الذي يحدد الخط القطبي، فباستخدام بيانات قوة الهزة، والتشويه الذي تسببت به، نجح الخبراء في تحديد تأثير الهزة على دوران كوكب الأرض.

وأظهرت النتائج الأولى أن سرعة دوران الأرض تباطأت بصورة هامشية وأن الأيام أصبحت أطول بما يعادل 0.3 مايكروثانية - علماً أن كل ميكروثانية تعادل جزء من مليون جزء من الثانية - وخلال الأشهر المقبلة، ستنحرف حركة الخط القطبي بنسبة 2.6 مليارثانية، التي تتطابق مع 7 سنتمترات عند سطح الأرض، بفعل زلزال تشيلي. بحسب وكالة انباء السي ان ان.

وتأتي الدراسة في إثر أبحاث أخيرة أشار فيها باحثون إلى أن زلزال تشيلي حرك مدينة "كونسبسيون" المجاورة لمركز الهزة، نحو 10 أقدام نحو الغرب، والعاصمة، سانتيغو، بحوالي 11 بوصة نحو جهة الغرب-شمال غرب. وحركت الهزة العنيفة التي ضربت تشيلي بقوة 8.8 درجة بمقياس ريختر، أنحاء من أمريكا الجنوبية بعيداً عن بعضها مثل جزر الفوكلاند وفورتليزا بالبرازيل.

وتم التوصل إلى هذه النتائج عبر قياسات مأخوذة عبر الأقمار الصناعية الدولية لتحديد المواقع، وقبيل وبعيد الزلزال الهائل، من قبل فرق باحثين من جامعة ولاية أوهايو، وجامعة هاواي، وجامعة ممفيس، ومعهد كاليفورنيا للتقنية، إلى جانب وكالات أخرى بأمريكا اللاتينية.

وجاءت تلك الخلاصات بعد أن رجّح علماء في وكالة الفضاء الأمريكية "ناسا" أن يكون زلزال تشيلي المدمّر، قد أثّر على دوران كوكبنا بشكل قلص معه الأيام التي يتم احتسابها من خلال دورة الأرض حول محورها.

وإلى ذلك يعكف الخبراء على إجراء المزيد من الدراسات لتحديد التأثير الفعلي للهزة على دوران الأرض، وتساعد أبحاث قياس الأرض على تحسين فرض التكهن بالكوارث الطبيعية وإمكانية التحذير منها قبل قليل من وقوعها.

تعيش بدون أكسجين

من جانبهم اكتشف علماء إيطاليون أول حيوان متعدد الخلية يعيش بدون أي أكسجين بعد أن كان العلماء يعتقدون أن الاستغناء عن الأكسجين تماما أمر خاص بالبكتريا وبعض الحيوانات وحيدة الخلية.

وأكد الباحثون تحت إشراف البروفيسور روبرتو دانوفارو من جامعة بوليتكنيا ديلله مارش في مدينة أنكونا الإيطالية في بحثهم الذي نشروا نتائجه بمجلة "بي ام سي بيولوجي" المتخصصة في علوم الأحياء أنهم عثروا على هذا الحيوان في البحر الأبيض المتوسط وأن الاعتقاد السائد بين العلماء حتى الآن هو عدم وجود حيوان متعدد الخلايا يستطيع التخلي طوال حياته عن الأكسجين.

فحص البروفيسور دانوفارو و زملاؤه حيوانات بحرية دقيقة لا يتجاوز حجمها 0.2 إلى 0.3 ملليمترات تنتمي لمجموعة الكوسليات والتي تعيش في المياه بين حصوات الرمال التي تعلق بها بقوة وذلك بعد أن حصل العلماء خلال ثلاث رحلات استكشافية على عينات لهذا الحيوان من مناطق فقيرة جدا بالأكسجين ومناطق بها أكسجين في قاع البحر المتوسط. بحسب وكالة الأنباء الألمانية.

وتم تحليل هذه الحيوانات باستخدام أساليب متقدمة ومعقدة للغاية. وأشار الباحثون إلى النتائج الجديدة التي حصلوا عليها من خلال دراساتهم الطويلة إلى أن "هذا هو أول دليل على وجود دورة حياة لدى الحيوانات متعددة الخلية لا يتم الاعتماد فيها على الأكسجين". وتحصل معظم الحيوانات على طاقتها الكيميائية بمساعدة مادة الأكسجين.

أما الاستثناءات القليلة من هذه القاعدة فهي البكتريا التي طورت عبر ملايين السنين قدرة على التخلي عن الأكسجين في حياتها. والكثير من هذه الأنواع تحصل على طاقتها من مركبات الكبريت على سبيل المثال. وهناك مساحات واسعة في قاع البحر تفتقر للأكسجين وهذه المساحات هي المحيط الذي تعيش فيه هذه الحيوانات التي عثر عليها الباحثون والتي يعتقدون أن هناك المزيد منها.

قلب مفاهيم علم الفيزياء!

فيما أكدت دراسة ألمانية سويسرية أن حجم بروتون الذرة أصغر بنسبة 4% عما يعتقده العلماء حتى الآن.

ورغم أن الفارق بين حجم البروتون حسب الاعتقاد السائد والاكتشاف الجديد يبدو ضئيلا إلا أن الفيزيائيين يعتقدون أنه لا يتفق مع الفرضيات العلمية الحالية مما قد يضطر العلماء إلى إحداث تغيير جذري في الثوابت الفيزيائية أو اعتماد تغيير في نظرية فيزيائية جوهرية. وتوجد البروتونات في كل نواة ذرة ويحدد عددها في نـواة الذرة العنـصر الكيمـيائي للمادة. بحسب وكالة الأنباء الألمانية.

غير أن قطر هذا الجسيم الضئيل في نواة الذرة لا يتحدد بشكل مباشر حيث يعتمد العلماء حاليا في حساب قطر البروتون إما على إطلاق البروتونات مع الالكترونات وحساب ما يعرف بالانحلال الإشعاعي الناتج عن ذلك أو بفحص خطوط الطيف الخاصة بعنصر الهيدروجين.

والهيدروجين هو أبسط عنصر كيميائي عرفه الإنسان ويتكون من بروتون واحد والكترون واحد.

ويمكن استنتاج حجم البروتون بحساب تردد بعض خطوط الطيف للهيدروجين. ويعتمد ذلك بشكل أساسي على نظرية الكم الخاصة بالتفاعل المتبادل بين الضوء والمادة وهو ما يعرف بالكهرومغناطيسية الكمية. ونشر الباحثون نتائج دراستهم في مجلة نيتشر البريطانية.

أدق تفاصيل الخلية

بينما نجح باحثون في ألمانيا في إنجاز صور ثلاثية الأبعاد للخلايا البشرية باستخدام تقنية فنية جديدة، وهو تطور من شأنه أن يساعد في كشف أسرار هذه الخلايا من خلال رؤيتها في بيئتها الطبيعية وتفاعلاتها، مما قد يساعد في علاج بعض الأمراض كالسرطان.

التقنية الجديدة قد تفتح الباب أمام تطوير أدوية تحارب مرض السرطان الفتاك باستخدام تكنولوجيا متقدمة تمكن من رؤية البروتينات المسؤولة عن الاتصالات بين كل خلية وأخرى، وهذه المرة الأولى التي يتم فيها الحصول على صور لأصغر مكونات الخلية.

وحتى الآن كانت المعلومات المتاحة عن وضع البروتينات في الخلية وتفاعلاتها ترتكز على صور مجهرية ضوئية قليلة الوضوح أو عن طريق أساليب فنية تقوم على نزع البروتينات من وسطها الطبيعي.

وتعتبر "الريبسومات" العنصر المسؤول في الخلية عن إفراز البروتينات بجميع أنواعها، وبفضل هذه الوظيفة تكون "الريبسومات" العنصر الرابط بين الجينات وكل ما يقع من أحداث وتطورات فيها. ولكي يتم الحصول على البروتين في شكله النهائي تلتصق "الريبسومات" بالأحماض الأمينية على شكل عقد لؤلؤ، ليتحول بعد نموه إلى مركب ثلاثي الأبعاد (البروتين)، وبأشكال تتباين بتباين الوظائف التي سيقوم بها، إذ يصبح بعضها عضلات والبعض الآخر يقوم بوظائف مختلفة في الجسم. وتعتبر "الريبسومات" كبيرة الحجم حسب المقاييس التي يضعها علماء الأحياء، بيد أنها تتكون من عشرات الجزيئات المختلفة.

طفرة في علم الأحياء

ورغم التكاليف الهائلة لهذا المشروع العلمي إلا أنه سلط الضوء على أحد الجوانب الأكثر غموضا في علم الأحياء، والتي لم يكن بالإمكان رؤيتها بالدقة التي تم التوصل إليها اليوم. فقد قام علماء معهد ماكس بلانك للكيمياء الحيوفيزيائية بمدينة جوتنجن الألمانية باستخدام ميكروسكوب كريو الالكتروني ثلاثي الأبعاد في تصوير تطور نمو البروتين وذلك بعد تجميد "الريبسومات" في بداية تطورها وفي المرحلة الوسطى ثم المرحلة النهائية من نموها.

نيلز فيشر، واحد من بين الباحثين الشباب بفريق العمل، التقط أكثر من مليوني صورة دقيقة "للريبسومات" ثم قام بتقسيمها إلى مجموعات حسب نسبة التشابه بينها، ليتم بعد ذلك تنصيفها إلى مجموعة من السلاسل مما أسفر في نهاية المطاف عن "فيلم" دقيق الحـجم ثلاثـي الأبعاد.

ومن النتائج التي خلص إليها فريق معهد بانكس ،الحصول على 50 بنية" للريبسومات" في أوقات مختلفة من إنتاج البروتين والطريق التي تسلكها الأحماض الأمينية والخلايا الناقلة بالإضافة إلى ما يعرف ب "الأحماض الأمينية الناقلة للريبسومات الصغيرة" المعروفة في الأوساط العلمية بـ "تي.أر.إن.إيه.إس".

ويحمل كل واحد من الأنواع المختلفة لـ "تي.أر.إن.إيه.إس" للريبسومات نوعا جديدا من الأحماض الأمينية يمثل جوهرة من الجواهر المختلفة المكونة لـ "العقد" الذي يتكون منه البروتين. هذه الأنواع تتفكك بمجرد توصيلها لحمولتها من الأحماض الأمينية.

وتعتبر معرفة وظيفة الريبسوم بالتفصيل في غاية الأهمية للطب، فرغم أن الباحثين من قبل كانوا يعتمدون على طريقة عمل البكتيريا لأنها تتشابه كثيرا مع عمل الريبسومات لدى الإنسان إلا أن تكوين الأولى يختلف بعض الشيء عن الثانية. ويوضح فيشر أهمية هذا البحث قائلا "هذا البحث يعتبر بمثابة بادرة قيمة جدا لعالم المضادات الحيوية التي يحاول أصحابها قدر الإمكان أن يقتصر نشاطها على استهداف ريبسومات الفيروسات المسببة للأمراض ".

البعوض ورائحة البشر

كما تعرف باحثون على بعض الوسائل التي يستخدمها البعوض لشم رائحة ضحاياه من البشر وقالوا ان اكتشافاتهم قد تساعد في التوصل لوسائل جديدة لطرد هذه الحشرات او الإيقاع بها وقتلها.

ووجد الباحثون 50 جينا مختلفا تستخدمها بعوضة انوفيليس جامبي للتعرف على روائح البشر الذين يروقون لها. وحدد الباحثون رد فعل كل بعوضة على الروائح البشرية المختلفة بشكل فريد بما في ذلك الروائح التي تجتذب البعوض.

وقد يؤدي تحليلهم الذي نشرته مجلة نيتشر Nuture الى تحسن كبير في طرق طرد البعوض وهو مجال تسيطر عليه مركبات قليلة مثل دي. اي.اي.تي. ويتحكم كل جين في "مستقبل" وهو مدخل جزيئي يرتبط في هذه الحالة بجزيء من الرائحة البشرية.

ونقل جون كارلسن من جامعة ييل في نيو هيفن بولاية كونتيكت ورفاقه الجينات الخمسين الى خلية عصبية لنوع من ذبابة الفاكهة يسمى دروسوفيلا. وذباب الفاكهة مفهوم جيدا للباحثين ولا يحاول تتبع الروائح البشرية ولذلك فأي جين في البعوض يتنبه كاستجابة لرائحة بشرية من المرجح ان يكون جينا يستخدمه البعوض لإرشاده الى التغذي على الدماء. بحسب وكالة الأنباء البريطانية.

وكتب فريق كارلسن "قد يكون للنتيجة انعكاسات على السيطرة على الملاريا احد اكثر الأمراض تدميرا في العالم." وأضافوا "عمليات الفرز للمنشطات والمثبطات لمستقبلات معينة قد تحدد المركبات التي تجذب البعوض الى المصايد او تتدخل في طرق حركته او تطرده." ويتسبب احد الطفيليات في مرض الملاريا الذي ينتشر من خلال لدغات أنثى احد أنواع البعوض لأجساد البشر. وتقول منظمة الصحة العالمية ان المرض يقتل ما يقرب من مليون شخص سنويا اغلبهم أطفال ومعظمهم في أفريقيا.

ويحمل البعوض ايضا عددا من الامراض البشرية الاخرى ومنها حمى الدنج وفيروس غرب النيل والحمى الصفراء والعديد من الفيروسات التي تسبب التهاب الدماغ وهو التهاب للمخ يكون مميتا في الأغلب.

وفي دراستين أخريين في نفس المجلة قال باحثون أنهم اكتشفوا بروتينا خاصا يسمى (بلاسمبسين في) يستخدمه طفيل الملاريا للدخول الى خلايا الدم الحمراء في الإنسان وقالوا ان إعاقة هذا البروتين يمكن ان تؤدي الى علاجات أفضل للملاريا.

تسارع في الذوبان

في حين تمكن العلماء من إيجاد أعلى درجات حرارة على الإطلاق في المعمل وتبلغ أربعة تريليونات درجة مئوية في إطار سعيهم لاكتشاف أسرار نشأة الكون. واستخدم العلماء جهازا عملاقا لتحطيم الذرة في مختبر بروكهافن الوطني التابع لوزارة الطاقة الأمريكية في نيويورك لأحداث تصادم بين أيونات الذهب لعمل انفجارات شديدة الحرارة لم تدم سوى لأجزاء من الثانية.

لكن ذلك يكفي لإعطاء علماء الفيزياء مادة خصبة لسنوات من البحث يأملون أن يساعدهم في فهم لماذا وكيف تشكل الكون. وقال ستيفن فيجدور من مختبر بروكهافن في مؤتمر صحفي أثناء اجتماع الجمعية الفيزيائية الأمريكية في واشنطن "هذه الحرارة كافية لإذابة البروتونات والنيوترونات".

وتشكل هذه الجسيمات الذرات لكنها نفسها تتكون من مكونات أصغر حجما يطلق عليها الكواركات والغلوونات. ويبحث علماء الفيزياء عن اختلافات متناهية الصغر يمكنها تفسير لماذا تجمعت المادة من السحاب الكثيف البدائي الساخن. بحسب وكالة الأنباء البريطانية.

ويأمل العلماء أيضا باستخدام نتائجهم في المزيد من التطبيقات العملية مثل مجال "دوران الالكترونيات" الذي يهدف إلى جعل أجهزة الكمبيوتر اصغر وأسرع وأقوى. واستخدم العلماء مصادم الايونات الثقيلة نسبيا وهو معجل للجسيمات ومصادم في أبتون بنيويورك لتصطدم أيونات الذهب مليارات المرات. وقال فيجدور "صمم المصادم لجعل المادة تصل لدرجات الحرارة التي كانت في بداية الكون".

وتبلغ الحرارة في مركز الشمس 50 مليون درجة وينصهر الحديد عند 1800 درجة ويبلغ متوسط درجات الحرارة في الكون الآن 0.7 درجة فوق الصفر المطلق. وفي وقت لاحق هذا العام يأمل العلماء باستخدام مصادم الهدرونات الكبير في سويسرا لتحطيم ايونات الرصاص بصدمها معا للتوصل إلى درجات حرارة أعلى تماثل لحظات ربما تكون أسبق في نشأة الكون.

الدجاجة قبل البيضة!

كما قال علماء بريطانيون إنهم توصلوا إلى حل لغز طالما حير الناس منذ فجر التاريخ مفاده أن الدجاجة هي التي جاءت قبل البيضة وليس العكس، كما لا يزال يعتقد كثيرون في العالم حتى الآن.

وذكرت صحيفة الدايلي مايل إن العلماء في جامعتي شفيلد وورويك يعتقدون بأنهم فكوا هذا اللغز القديم وهو أن الدجاجة هي التي أتت في البداية. وقال العلماء إن الدجاجة هي التي جاءت قبل البيضة لأنها هي التي تضع البيض، موضحين أن الأبحاث التي أجروها أظهرت أن تكوّن أو تشكّل قشر البيض يعتمد على البروتين وهو موجود في مبيض الدجاجة.

وتوصلوا أيضاً إلى أن البيضة لا يمكن أن توجد أصلاً إلاّ إذا كانت داخل بطن الدجاجة ما يعني أن الدجاجة هي التي أتت قبل البيضة. ويعتقد العلماء أنه قبل أن تتشكل البيضة فلربما احتاجت إلى بروتين "أو سي- 17" والذي لا يوجد إلاّ في مبيض الدجاجة.

وقال الدكتور كولن فريمان من قسم هندسة المواد في جامعة شفيلد البريطانية " كان يعتقد منذ زمن طويل بأن البيضة جاءت قبل الدجاجة ولكن لدينا الآن برهان علمي يظهر أن الدجاجة هي التي جاءت أولاً".
صورة
صورة
صورة العضو
noooooooooooor
مشرف عام
مشرف عام
 
مشاركات: 9403
اشترك في: الأحد ديسمبر 18, 2005 12:08 am
مكان: فوق الأرض, تحت السماء, بين البشر, هناك سوف تجدونني

العودة إلى بشكل عام

المتواجدون الآن

المستخدمون المتصفحون لهذا المنتدى: لا يوجد أعضاء مسجلين متصلين و 7 زائر/زوار

cron