لماذا ستبدو الأرض في يوم من الأيام كالمريخ ـ أنجالي تريباثي في TEDxBeaconStreet

كل دقيقة، 400 باوند من الهيدروجين وحوالي سبعة باوندات من الهيليوم تهرب من الأرض باتجاه الفضاء. عالمة الفيزياء الفلكيّة أنجالي تريباثي تدرس ظاهرة الهروب الجوي، وفي هذه المحادثة المذهلة والسهلة المنال، تتفكر بكيفية إمكانية أن تحول هذه الظاهرة (بعد بضعة مليارات من السنين من الآن) كوكبنا الأزرق لأحمر.

أُعطيت هذه المحاضرة في حدث TEDx باستخدام صيغة مؤتمر TED ولكنها نُظّمت بشكل خاص من قبل مجتمع محليّ. تعلم أكثر على http://ted.com/tedx

عندما تنظر إلى النجوم في الليل،

إن ما يمكنك رؤيته رائع.

إنه جميل.

لكن ما هو أجمل،
هو ما لا تستطيع رؤيته،

لأنّ ما نعرفه الآن

هو حول كل نجم أو تقريباً كل نجم،

هناك كوكب،

أو على الأغلب عدّة كواكب.

لذلك ما لا تريك إيّاه هذه الصورة

هو كل الكواكب التي نعلم بشأنها

هناك في الفضاء.

لكن عندما نفكر في الكواكب،
نميل إلى التفكير بأشياء بعيدة

مختلفة بشكل كبير عن كوكبنا الخاص.

لكن هنا نحن نعيش على كوكب،

وهنالك الكثير من الأشياء الرائعة
بشأن الأرض

فنحن نبحث بعيداً وبشكل واسع
لإيجاد أشياء مماثلة له.

وعندما نبحث، نجد أشياء مبهرة.

لكنني أريد إخباركم بشيء رائع
هنا على كوكب الأرض.

وهو أنه
كل دقيقة،

400 باوند من الهيدروجين

وحوالي سبعة باوندات من الهيليوم

تهرب من الأرض باتجاه الفضاء.

وهذا غاز يخرج ولا يعود أبداً.

إذا الهيدروجين والهيليوم وعدّة أشياء أخرى

تشكل ما يُعرف بالغلاف الجوي للأرض.

الغلاف الجوي هو ببساطة تلك الغازات
التي تشكّل خطاً أزرق رفيعاً

والذي يُرى هنا من
محطة الفضاء الدولية،

صورة فوتوغرافية أخذها بعض رائدي الفضاء.

وهذه القشرة الضعيفة حول كوكبنا

هي ما يسمح للحياة بالازدهار.

فهي تحمي كوكبنا من العديد من المؤثّرات،

من النيازك وما شابهها.

وهي ظاهرة فريدة جداً من نوعها

لدرجة أن حقيقة اختفائه

يجب أن ترعبك،
على الأقل قليلاً.

إذا هذه العملية هي شيء أدرسه

وتدعى الهروب الجوّي

الهروب الجوي ليس شيئاً خاصّاً بكوكبنا الأرض

إنه جزء مما يعنيه كون الشيء كوكباً،
إن سألتني،

لأن الكواكب، ليس فقط هنا على الأرض،
ولكن عبر الكون كلّه،

يمكن أن تخضع للهروب الجوي.

وتخبرنا الطريقة التي يحصل بها الهروب الجوي
بالكواكب نفسها في الواقع

لأنه عندما تفكر بالنظام الشمسيّ

من الممكن أن تفكّر بهذه الصورة هنا

وسوف تقول، حسناً،
هناك ثمانية كواكب، ربّما تسعة

إذا لأولئك منكم المتوترين
بسبب هذه الصورة

سأضيف شخصاً لكم.

(ضحك)

مجاملةّ من نيو هورايزون،
نحن نضيف بلوتو.

والشي هنا هو،

من أجل غرض هذه المحادثة
والهروب الجوي،

بلوتو هو كوكب في عقلي،

بنفس الطريقة أن الكواكب حول نجومنا
والتي لا نستطيع رؤيتها

هي كواكب أيضاً.

إذا الصفات الأساسية للكواكب

تتضمن حقيقة كونهم أجساماً

مرتبطة ببعضها عن طريق الجاذبية.

لذلك هناك الكثير من المادّة العالقة مع بعضها

بهذه القوة الجاذبة

وهذه الأجسام كبيرة جداً بقوّة جاذبية ضخمة.

لهذا السبب يأخذون شكلاً كروياً

لذلك عندما تنظر إلى كل هؤلاء،

متضمناً بلوتو،

هم كرويون.

لذلك تستطيع رؤية تأثير الجاذبية هنا.

ولكن صفة أخرى أساسيّة بشأن الكواكب

هي ما لا تراه هنا،

وهي النجم،

النجم هو ما تدور حوله كل الكواكب
في المجموعة الشمسيّة.

وهذا يقود للهروب الجوي
بشكل أساسيّ.

سبب أن النجوم بشكل أساسيّ
تقود للهروب الجوي من الكواكب

هو أن النجوم تقدّم للكواكب
الجزيئات والضوء والحرارة

والتي تسبب ذهاب الأغلفة الجويّة.

لذلك إن كنت تفكر بباللون
يحوي هواءً ساخناً

أو أن تنظر إلى هذه الصورة
من الفوانيس في احتفال في تايلاند،

تستطيع رؤية أن الهواء الساخن
يستطيع دفع الغازات لفوق.

وإن كنت تملك المزيد من الطاقة والحرارة،

والذين تملكهما شمسنا،

هذا الغاز الخفيف جدّاً والمربوط فقط بالجاذبية

يستطيع الهروب للفضاء.

وهذا ما يسبب فعليّاً الهروب الجوي

هنا على الأرض وأيضاً على كواكب أخرى...

هذا التفاعل بين الحرارة من النجوم

والتغلب على قوى الجاذبية على الكوكب.

أخبرتكم أنه يحدث

بمعدّل 400 باوند من الهيدروجين في الدقيقة

وتقريباً سبعة باوندات من الهيليوم.

لكن كيف يبدو هذا؟

حسناً، في الثمانينات،

التقطنا صوراً للأرض

بالأشعة فوق البنفسجية

باستخدام مركبة ناسا الفضائية
في مهمة الديناميك اكسبلورر.

فهاتان الصورتان للأرض

تظهر لكم كيف يبدو هذا البريق
عند هرب الهيدروجين،

ظاهراً بالأحمر.

وتستطيعون أيضاً رؤية معالم أخرى
كالأوكسجين والنتروجين

بهذا اللمعان الأبيض

في الدائرة التي تظهر لكم
الشفق القطبي

وأيضاً بضعة خيوط رفيعة حول المدارين.

إذاً هذه صورٌ تظهر لنا بشكل حاسم

أن غلافنا الجويّ ليس مربوطاً
بشكل محكم بنا هنا على الأرض

وإنما في الواقع يصل بعيداً جدّاً في الفضاء

وبمعدّل مُحَذّر، يمكنني القول.

ولكن الأرض ليست وحيدة بالخضوع للهروب الجوي.

المريخ، أقرب جارٍ لنا،
أصغر بكثير من الأرض،

ولذلك فهو يمتلك جاذبيّة أصغر بكثير
كي يتمكن من الحفاظ على غلافه الجوي بها

إذاً على الرغم من امتلاك المريخ لغلاف جويّ

نستطيع رؤية أنه أرفع بكثير من
غلاف الأرض الجوي

انظر فقط للسطح.

ترى فوهات براكين تشير إلى
أنه لم يمتلك غلافاً جويّاً

يستطيع إيقاف هذه المؤثرات.

أيضاً، نستطيع رؤية أنه "الكوكب الأحمر"

والهروب الجوي يلعب دوراً

في كون المريخ أحمر.

هذا بسبب اعتقادنا أن المريخ
امتلك ماضٍ أكثر بللاً

وعندما تمتلك المياه طاقةً كافية،
تتحول لهيدروجين وأوكسجين،

وبسبب خفة الهيدروجين فإنه يهرب للفضاء

والأوكسجين المتبقّي

يؤكسد أو يسبب الصدأ للتربة

مما يشكل هذا اللون الأحمر الصدئ
المعروف والذي نراه.

لذلك من الطبيعي النظر لصور للمريخ

والقول إنّ الهروب الجوي من الممكن
أن يكون قد حصل،

ولكن ناسا لديها مسبار موجود حالياً
في المريخ يدعى القمر الصناعي مافين،

وعمله الحقيقيّ هو دراسة الهروب الجويّ.

إنها المركبة الفضائية "الغلاف الجوي للمريخ
وثورة فولاتيل"

وقد أظهرت نتائجه مسبقاً صوراً مشابهةً جداً

لما تراه هنا الآن على الأرض.

لقد علمنا من زمن أن المريخ
يخسر غلافه الجويّ،

ولكن لدينا صور مدهشة.

هنا، على سبيل المثال،
تستطيع أن ترى في الدائرة الحمراء

لدينا حجم المريخ،

وبالأزرق تستطيع رؤية الهيدروجين الهارب
بعيداً من الكوكب

لذلك فهو يصل إلى أكثر من عشرة أضعاف
حجم الكوكب،

بعيداً جداً إلى حدّ كافٍ
لدرجة أنه ليس مربوطاً بعد الآن بالكوكب.

إنه يهرب بعيداً باتجاه الفضاء.

وهذا يساعدنا على تأكيد الأفكار،

مثلاً لماذا المريخ أحمر،
بسبب الهيدروجين المفقود.

لكن الهيدروجين ليس الغاز الوحيد المفقود.

لقد ذكرت الهيليوم على الأرض
وبعض الأوكسجين والنتروجين،

ومن مايفن نستطيع أيضاً أن ننظر إلى
الأوكسجين المفقود من المريخ.

وتستطيع رؤية هذا نظراً إلى أنّ
الأوكسجين أثقل،

فهو لا يستطيع الوصول لمناطق بعيدة
كما الهيدروجين،

ولكنه لا يزال يهرب من الكوكب.

لا ترى كل هذا محجوزاً
في تلك الدّائرة الحمراء.

إذاً حقيقة أننا لا نرى فقط الهروب الجوي
على كوكبنا الخاص

وإنما نستطيع أيضاً دراسته في مكان آخر
وإرسال المركبات الفضائيّة

يسمح لنا التعلّم عن ماضي الكواكب

وأيضاً عن كواكب آخرى بشكل عام

وعن مستقبل الأرض.

إذاً إحدى الطرق التي نستطيع بها أن نتعلم
عن المستقبل

هي عن طريق الكواكب البعيدة جدّاً
التي لا نستطيع رؤيتها.

وعليّ فقط أن أذكر،
قبل أن أُكمل في هذا،

لن أريكم صوراً كهذه عن بلوتو،

الممكن أن يكون هذا
مخيّباً للآمال.

لكن هذا بسبب عدم امتلاكنا لهم بعد.

لكن بعثة نيو هورايزون
تدرس حاليّاً الهروب الجوّي

المفقود من الكوكب

إذاً ابقَ على تواصل وابحث عن هذا.

لكن الكواكب التي أردت التحدث عنها

معروفة بـ الكواكب خارج المجموعة الشمسية العابرة

إذاً أي كوكب يدور حول نجم ليس شمسنا

يدعى بالكوكب الخارجي
أو الكوكب خارج المجموعة الشمسيّة.

وهذه الكواكب التي ندعوها بالعابرة

لديها هذه الخاصية المميزة

أنه إن نظرت إلى هذه النجمة
في الوسط

سترى في الواقع أنها تومض.

وسبب هذا الوميض

هو وجود كواكب تمر بجوارها طوال الوقت،

وهي في توضّع مميّز

حيث تحجب الكواكب الضوء القادم من النجم

وتسمح لنا برؤية الضوء الوامض.

سأريكم هذا مرة أخرى،
تستطيعون رؤية الضوء الوامض.

وعن طريق فحص النجوم في سماء الليل

لهذه الحركة الوامضة،

نستطيع إيجاد الكواكب.

هذا يفسر كيفية قدرتنا على كشف
ما يزيد عن 5000 كوكب

في درب التبانة لوحدها.

ونعلم أنه يوجد أكثر بكثير خارجاً،
كما ذكرت سابقاً.

عندما ننظر للضوء من هذه النجوم،

ما نراه، كما قلت،
ليس الكوكب نفسه،

ولكنك ترى بهتان من الضوء

نستطيع تسجيله في الوقت المحدد.

إذاً يسقط الضوء عندما ينخفض الكوكب
أمام النجم،

وهذا هو الوميض الذي شاهدتموه سابقاً.

إذاً نحن لا نكشف فقط الكواكب،

وإنما نستطيع أيضاً النظر إلى هذا الضوء
بأمواج طوليّة مختلفة.

إذاً ذكرت النظر إلى الأرض
والمريخ بالأشعة فوق البنفسجية.

إن نظرنا إلى الكواكب خارج المجموعة الشمسية
العابرة بتيليسكوب هابل الفضائي

نجد أنه بالأشعة فوق البنفسجية،

ترى وميضاً أكبر بكثير،
ضوءاً أخفض بكثير من النجم،

عندما يمر الكوكب من الأمام.

ونعتقد أن هذا بسبب وجود غلاف جوي
ممتدّ من الهيدروجين

حول الكوكب

يجعله يبدو أكثر انتفاخاً

وبالتالي يحجب أكثر من الضوء الذي تراه

باستخدام هذه التقنية،
استطعنا اكتشاف

قليلاً من الكواكب خارج المجموعة الشمسية
العابرة والتي تخضع للهروب الجوي

وهذه الكواكب يمكن أن تدعى
بالمشتري الحار،

لبعض أولئك الذين وجدناهم.

وهذا بسبب كونهم غازاّ
كالمشتري بالضبط،

لكنهم قريبون جدّاً من نجومهم

تقريباً أقرب بمئة مرة من المشتري.

وبسبب وجود كل هذا الغاز بوزن خفيف
جاهز للهروب،

وكل هذه الحرارة من النجم،

لديك معايير فاجعة تماماً من الهروب الجوي.

إذا على خلاف فقدان الهيدروجين بمعدّل
400 باوند في الدقيقة من الأرض،

بالنسبة لهذه الكواكب،

أنت تخسر 1.3 مليار باوند
من الهيدروجين كل دقيقة.

إذا من الممكن أنك تفكر، حسناً،
هل يؤدي ذلك إلى انعدام الكوكب من الوجود؟

وهذا سؤال يطرحه الناس

عندما ينظرون إلى نظامنا الشمسيّ،

لأن الكواكب الأقرب لشمسنا هي صخرية،

والكواكب الأبعد أكبر وغازية أكثر.

هل من الممكن أن الأمر قد بدأ
بشيء كالمشتري

كان حقاً قريباً من الشمس،

وتخلّص من كل الغاز الموجود فيه؟

نفكر الآن أنك إن بدأت بشيء مماثل للمشتري الحار،

لا تستطيع الانتهاء بالمريخ أو الأرض.

لكن إن بدأت بشيء أصغر،

من الممكن أن غازاً كافياً سيذهب بعيداً

وهذا سيؤثر عليه بشكل كبير

ويتركك مع شيء مختلف جدّاً عما بدأت به.

يبدو كل هذا عاماً نوعاً ما،

ومن الممكن أن نفكر بالنظام الشمسيّ،

ولكن ما علاقة هذا بالأرض؟

حسناً، في المستقبل،

ستصبح الشمس أكثر إشراقاً.

وبينما يحدث هذا،

الحرارة التي نجدها من الشمس
ستصبح كثيفة جداً

بنفس الطريقة التي ترى فيها الغاز
يتدفّق من مشتري حارّ

سيتدفق الغاز من الأرض.

إذاً ما نتطلع قدماً إليه،

أو على الأقل التحضّر له،

هو واقع أنه في المستقبل،

ستبدو الأرض أكثر كالمريخ،

الهيدروجين الذي يأتي من المياه التي تتكسر،

سيهرب بسرعة أكبر للفضاء،

وسنُترَك مع هذا الكوكب الأحمر الجافّ.

إذاً لا تخافوا، لن يحدث هذا قبل
بضعة مليارات من السنين،

فلدينا الوقت لنحضّر أنفسنا.

(ضحك)

لكنني أردت توعيتكم لما يحدث،

ليس فقط في المستقبل،

وإنما الهروب الجوي يحدث بينما نتحدّث.

إذا هناك الكثير من العلم المدهش
الذي تسمعون عنه يحصل في الفضاء

والكواكب البعيدة جدّاً،

ونحن ندرس هذه الكواكب لنتعلّم عن هذه العوالم.

لكن عندما نتعلم عن المريخ أو
الكواكب خارج المجموعة الشمسية كالمشتري الحار

نجد أشياء كالهروب الجوّي

تخبرنا الكثير عن كوكبنا الأرض

إذاً تفكّر بهذا الأمر عندما تفكر بأن
الفضاء بعيد جداً.

شكراً لكم.

(تصفيق)

ترجمة: ربا كل عمر
تدقيق: سمر محمد