آبل سيتي في أبوظبي
مجلة العلوم والتكنولوجيا /محمد زعل السلوم
المجمع العمراني الجديد لشركة التفاحة آبل ، وهي من تصميم المعماري نورمان فوستر ،والمستوحاة من المدينة البيئية (مصدر) ، وسيتم زرعها في وسط الصحراء بمدينة أبوظبي العربية ، والبناء يشمل أنفاق تحت الأرض وسكن لموظفي شركة آبل ، ومصادر للطاقة المتجددة والصديقة للبيئة.



مساكن تخص موظفي شركة آبل


ستكون آبل سيتي جوهرة التكنولوجيا الخضراء بالعالم


تعبر هذه المدينة عن نظرة نورمان فوستر لمدن المستقبل

عَبَّارة بنيويورك بمصادر طاقة متنوعة
مجلة العلوم والتكنولوجيا / محمد زعل السلوم
بحلول هذا العام 2011 تستضيف مدينة نيويورك عَبَّارة من شأنها أن تجمع بين مختلف مصادر الطاقة لدفعها الذاتي ، وسيتم استخدام طاقة الرياح والطاقة الشمسية والوقود الهيدروجيني ، للتمكن من الإبحار وعلى متنها مايصل إلى 600 راكب.

عَبَّارة تعمل على الطاقة الهجينة والهيدروجين بنيويورك


عَبَّارة أخرى تعمل على نفس المبدأ في سان فرانسيسكو


سيعتمد القارب على طاقة الرياح وكذلك الطاقة الشمسية


كذلك عليه أن يستقبل على متنه 600 مسافر

نوكيا N9 من كافة الزوايا وجاهزية لكافة التطبيقات
مجلة العلوم والتكنولوجيا / محمد زعل السلوم
أعلنت شركة نوكيا الفنلندية عن طرح تصميم جديد من جوالاتها الذكية إلى الأسواق في 21 حزيران الماضي ، وهو تصميم أنيق قائم على اللمس ، ومغادرة نهائية للأزرار .
لتؤكد شركة نوكيا خياراتها الراقية من خلال هاتف ذكي ، قائم على اللمس بشكل كلي ، وأزرار دقيقة جدا دون العودة إلى صفحة الاستقبال .
تحقق شركة نوكيا أرباح مذهلة خلال الأعوام الماضية والعالم ينتظر طرازها المقبل والذي سيتضمن برنامج ويندوز 7 للهاتف الجوال نهاية هذا العام 2011.
يتوفر الموبايل الجديد بعدة ألوان ، وسيكون مصدر إغراء كبير لعشاق الأجهزة الصغيرة والمتطورة.

صورة لوجه وخلفية الجهاز


يحتوي من الخلف على كاميرا 8 ميغا بيكسل


هاتف ذكي وأنيق

شاشة منحنية بجوانبها ومريحة للكف وللاتصال

جهاز قادر على كافة التطبيقات

نظام ميغو الجديد

واجهة تتحكم بها يد واحدة


متوفر بعدة ألوان وترضي كافة الأذواق


نماذج متعددة حتى نهاية العام

الأستاذ محمد زعل السلوم،
الفكرة راائعة جدا أتمنى لك كل التوفيق وأتابع موضعك الشيق
بالمناسبة الصور في الصفحة الأخيرة لاتظهر .
هل المجلة الكترونية، وهل هي خاصة بمواضيعك فقط وهل ستكون المقالات في كل عدد متكاملة بالضرورة بحيث تشكل موضوعًا واحدًا
دمت في حفظ الرحمن.

تحياتي أخت رزان محمد
في الحقيقة أنا مترجم فوري ويمكنني التعامل مع أي موقف من هذه الناحية كما تتوفر على النيت الامكانيات التي تساعدك على طرح عدد هائل من المقالات العلمية ويصدر يومياً حوالي 700 مقال علمي على مستوى العالم هذا من جانب
الجانب الآخر هو تقديم العلوم على شكل وجبة لذيذة وساخنة وآنية لكل متصفح وبذات الوقت سيجد في هذه المجلة المتعة بالتصفح والاكتشاف
وقد قمت بتصفح جميع وكالات الأنباء العربية مؤخرا فوجدت أنهم يقدمون الخبر العلمي باختصار أي عنوان فحسب ولا صور بمعظم الأحيان بمعنى تطفيش القارئ العربي من العلوم والتكنولوجيا
فقررت أن أقدم وبمتصفح واحد أكبر قدر من المعلومات والصور الحديثة جداً
فأقدم للقارئ العربي غنى لا حدود له ومتعة وبذات الوقت معرفة وإغناء للمحتوى العربي
معظم المقالات المنشورة هنا ستكون من انتاجي
وقد أستعين بموقع هنا أو هناك لاستكمال ملف وإغنائه عند الضرورة
في الحقيقة أعلنت عن العدد الأول وبالحقيقة هو عدد لا منتهي بمعنى دفعت بعربة هذا المتصفح ليستمر إلى ما شاء الله
وبالنسبة لسؤالك عن المجلة بأنها الكترونية فهي كذلك أختي الكريمة ومن مدخل واحد ومتصفح واحد
أما حول تكامل المواضيع في كل عدد فهو يقع حسب توافر المقالات المترابطة بين يدي فإن وجدت مجموعة جيدة من المقالات لموضوع واحد ومن عدة جوانب فسأطرحها على شكل رزمة واحد لإشباع الموضوع العلمي المطروح من كافة جوانبه
كما أقدم بهذه المجلة دعوة مفتوحة للجميع بإضافة ترجماتهم العلمية
وهي متصفح مفتوح على كافة الطروحات العلمية على أنواعها ومشرعة الأبواب للجميع
كل الشكر والامتنان لمداخلتك أخت رزان محمد
وأرحب بأي مقترح تقدميه هنا وعلى هذا المتصفح
وصدقيني بين يدي آلاف المواضيع العلمية والتي أرغب بترجمتها بأسرع وقت لتكون بمتناول كل محب للمعرفة
مع بالغ المحبة والامتنان لك أختي الجميلة
محمد زعل السلوم
مجلة العلوم والتكنولوجيا
بالنسبة للصور حاولي مرة أخرى أختي الكريمة فقد ظهرت لدي عند دخولي الأخير

وجهة نظر حول الوضع الحالي لتوليد طاقة الرياح في ألمانيا


في أعقاب الحادثة النووية الناجمة عن زلزال وتسونامي الحادي عشر من مارس/آذار اللذين ضربا شمال شرقي اليابان، تحظى الطاقة المتجددة باهتمام أكبر في أنحاء العالم كبديل للطاقة النووية.

في وجهة نظر اليوم نلقي نظرة على توليد الطاقة بقوة الرياح في ألمانيا. وتعد ألمانيا ثالث أكبر مولد لطاقة الرياح في العالم وتمثل حوالي تسعة في المائة من إمداداتها للطاقة. وقد تحدثنا مع ستيفان زينغر الأمين العام للاتحاد الدولي لطاقة الرياح حول الوضع الحالي لتوليد الطاقة من الرياح في ألمانيا.

زينغر: إن أكثر من تسعين في المائة من مولدات طاقة الرياح في الموجودة في ألمانيا يمتلكها منتجو طاقة مستقلون وشركات محلية. ويعتبر هذا أمرا جديدا ويغير هيكل السوق . وستكون هناك منافسة حقيقية وتنوع في المستثمرين ومولدي الطاقة في سوق الكهرباء.

وطاقة الرياح تتسم بخاصية قد ينظر إليها كعيب. فطاقة الرياح لديها حصة مرتفعة للغاية من التكاليف الثابتة. وثمانون في المائة من التكاليف الدائمة لمزرعة رياح ينبغي أن تصرف كتكاليف أولية في بداية الاستثمار في مزارع الرياح. وتكاليف تشغيل مزرعة الرياح منخفضة نسبيا ولكننا نحتاج إلى استثمارات، وهناك حاجة إلى بعض الضمانات من خلال سياسة إطار عمل تمكنك من بيع الكهرباء فعلا على مدى العمر الممتد لهذا المشروع.

وتعد طاقة الرياح حاليا إحدى أرخص الطرق لتوليد الكهرباء، وهو أمر هام.

س: يبقى أحد عشر عاما قبل حلول عام ألفين واثنين وعشرين هل ستتمكن ألمانيا فعلا من تغطية جميع احتياجاتها من الطاقة فقط عبر مصادر الطاقة المتجددة؟

زينغر: عندما تنظر إلى مصادر الطاقة المتجددة قبل حوالي عشر سنوات تجد أنها ساهمت بأقل من خمسة بالمائة، ربما أربعة بالمائة في توليد الكهرباء، وبعد عشر سنوات ارتفعت تلك النسبة إلى ثمانية عشر في المائة. ولذلك فإنه لن يكون من الصعب استبدال عشرين في المائة تقريبا من الطاقة النووية بمصادر طاقة متجددة خلال العشر سنوات القادمة.

وفي الآونة الأخيرة نشر الاتحاد الألماني لطاقة الرياح دراسة بأنه في حال استخدام اثنين في المائة من الأراضي الألمانية في توليد طاقة الرياح فسيعني ذلك أنه بالإمكان توليد حوالي مائتي ألف ميغاوات والتي تكفي لتغطية ثلثي احتياجات ألمانيا من الكهرباء. وهذا أمر واقعي يمكن تحقيقه.

125 عاماً على اختراع السيارة في ألمانيا
مجلة العلوم والتكنولوجيا عن إذاعة ألمانيا دوتشي فيلي

السيارة الأولى أشبه بعربة الخيل

في 29 يناير/كانون الثاني عام 1886، سجل المهندس الألماني كارل بنز اختراعه، وهو عبارة عن عربة تسير بمحرك يعمل بالبنزين ولها ثلاث عجلات. وكانت سيارته أكثر ثباتاً ومرونة من العربة التي ابتكرها منافسه غوتليب دايملر في الوقت نفسه. ولم يتوقع أحد أهمية هذا الاختراع، بل نظر له القيصر فيلهلم الثاني بتشاؤم واعتبره ظاهرة مؤقتة، لكنه أصبح الآن من أهم قطاعات الإنتاج في الدول الصناعية.





ميلاد علامة تجارية عالمية

بتكليف من رجل الأعمال إميل يلنيك، قام المهندس فلهيلم مايباخ بتصنيع هذا النموذج من سيارة مرسيديس سامبليكس بقوة أربعين حصان، والتي يعتبرها الخبراء أول سيارة عصرية على الإطلاق. هذا الطراز تم تقديمه لأول مرة للجمهور عام 1901، وأُطلق عليه اسم ابنة يلنيك: مرسيدس ، وشكل مثالاً استوحت منه موديلات السيارات الرياضية فيما بعد. في الصورة أقدم نموذج موجود من هذا الموديل وهو يعود لعام 1902.




السهم الفضي

في عام 1934، قام العاملون بصقل طبقة الطلاء البيضاء من سيارة السباق الخاصة بمرسيدس بنز لتخفيف وزنها ليمكنها بذلك المشاركة في سباق فورميلا، الذي كان يشترط حدا أقصى للوزن 750 كيلوجراما. وتمكنت السيارة من المشاركة والفوز بالمسابقة، وأطلق عليها لقب السهم الفضي. في الصورة نموذج السهم الفضي دبليو 125 التي فازت بالجائزة الكبرى في طرابلس في عام 1937. اللون الفضي أصبح لون سيارات السباق الألمانية.




الأسطورة

شهد عام 1952 ميلاد سيارة مازالت تثير الإعجاب وتسحر محبي السيارات حتى يومنا هذا. ويحمل هذا الموديل اسم 300 SL، المشهور بالبابين الجانبيين المصنوعين على شكل جناحين. وكان هذا أول طراز صنعته شركة دايملر بنز بعد الحرب العالمية الثانية للعودة لحلبات السباق العالمية. واعتبر هذا الموديل نموذجاً للحلم بمستقبل ألمع ورمزاً للغنى والشهرة.




السيارة الخنفساء

يعد موديل الخنفساء الشهير هو أب كل سيارات فولكسفاغن، والتي أرادها فردنيناند بورشه أن تصبح سيارة الشعب. فقد قدم المهندس النمساوي خططه للحكومة الألمانية لتصنيع تلك السيارة الشعبية في بداية عام 1934. لكن الحرب العالمية الثانية أجلت هذا المشروع. في الصورة يمكن مشاهدة نموذج من طراز الخنفساء تم تصنيعه بعد انتهاء الحرب في مدينة فولفسبورغ في عام 1945، وعرض في معرض السيارات في فرانكفورت في عام 1951.




الخنفساء الأخيرة

في عام 1955، تم إنتاج السيارة رقم مليون من هذا الطراز الشعبي من فولكسفاغن. وفي عام 1972 كان موديل الخنفساء هو أكثر نوع سيارات تم إنتاجه في العالم. وكان ينتج في ألمانيا حتى عام 1978، حيث اقتصر خط الإنتاج على مصانع البرازيل والمكسيك. وفي مدينة بويبلا المكسيكية، أنتجت آخر سيارة من هذا الطراز في 30 يوليو/تموز 2003. وقد أنتج من هذا الطراز حوالي 21 مليون سيارة.




أول سيارة فان

بتكليف من بن بون، المسئول العام عن استيراد سيارات فولكسفاغن في هولندا، قامت الشركة الألمانية في عام 1949 بابتكار سيارة فان متينة ورخيصة الثمن. وتحولت هذه الحافلة الصغيرة في عام 1951 إلى السيارة المفضلة للتنزه. وحتى الآن مازالت حافلة فولكسفاغن الصغيرة تنتج بشكلها الجديد.




بورشه الابن يتولى القيادة

في عام 1934، قام المهندس النمساوي فرديناند بورشه ببناء أول نموذج من سيارته الشعبية فولكسفاغن بتكليف من اتحاد صناعة السيارات الألماني. وفي الصورة نرى ابنه فيري بورشه وهو يقود نموذج سيارة فولكسفاغن في عام 1936 في مدينة توبنغن الألمانية. وقد تولى الابن مسئولية الشركة العائلية في عام 1946. وفي عام 1948 أنتجت أول سيارة سباق تحمل اسم بورشه.




بورشه 911

في المعرض الدولي للسيارات آي.إيه.إيه، قدمت شركة بورشه هذه السيارة التي تحمل اسم بورشه 901. لكن الشركة الألمانية اضطرت لتغيير هذا الاسم، لأنه مشابه لأسماء شركة بيجو الفرنسية، والتي تحمل ثلاثة أرقام يتوسطها صفر. فغيرت بورشه اسم الموديل ليصبح 911. وأصبح هذا الطراز مثالاً لسحر سيارات بورشه.




أول سيارة ذات دفع رباعي

كانت سيارة أودي كواترو هي أول سيارة شخصية ذات دفع رباعي. ونبعت الفكرة من سيارة جيب كانت تنتجها أودي للجيش الألماني. وحققت السيارة نجاحاً جماهيرياً واسعاً عند عرضها في مدينة إنجولشتات في عام 1980. وتمكنت شركة أودي من خلالها دخول سباق الرالي الأمريكي والفوز به في عام 1988 بموديل أودي 200 كواترو.




الحلقات الأربعة

يعتبر رمز شركة أودي واحدا من أقدم رموز شركات صناعة السيارات في ألمانيا ويمثل الاندماج بين أربع شركات سيارات في عام 1932 وهي أودي ودي كا في وهورش وفاندرر. كونت الشركات الأربعة اتحاد للسيارات وأصبحت بذلك البذرة الأولى لشركة أودي الحالية. وفي عام 1960 انضمت شركة ان اس يو للشركات الأربعة، لكن رمز الشركة لم يتغير.




البافاريون قادمون

بدأت صناعة المحركات في ولاية بافاريا الألمانية في عام 1917 بصناعة محرك لطائرة. وفي عام 1923 قدمت شركة بي ام دبليو أول منتج يسير على الأرض وهو سيارة سباق. وفي عام 1940 حصلت سيارة بي.ام.دبليو 328 على الجائزة الكبرى في إيطاليا، وكان هذا النجاح دليلاً على تقدم بي ام دبليو في التصميم .




سيارة رائدة من بي.ام.دبليو

في عام 1972، حققت شركة بي ام دبليو نقطة تحول في تاريخها بإنتاج فئة بي.ام.دبليو 5. وكون هذا النموذج حجر أساسا للتصميم لكل طرازات بي.ام.دبليو المستقبلية.




سيارة ألمانيا الشرقية

بين عامي 1958 و1999 تم إنتاج أكثر من ثلاثة ملايين سيارة ترابنت، معظمها من الموديل 601. وأنتجت آخر تلك السيارات التي ميزت ألمانيا الشرقية في 30 أبريل/نيسان 1991 في مصنع في ولاية ساكسونيا. لكن نهاية عصر السيارة الترابنت لا يعني نهاية إنتاج السيارات في ساكسونيا، فقد أنشأت شركة فولكسفاغن مصنعاً بالقرب من موقع المصنع القديم.




السيارات وعالم الفن

هذا التصميم قام به الفنان الأمريكي جيف كونز وعرضه في معرض بي.ام.دبليو الفني عام 2010. وشارك كثير من الفنانين في هذا المعرض الفني، بينهم ألكسندر كالدر، وروي ليشتنشتاين وأندي وارهول.

الشفق القطبي يضيء أتلانتيس في آخر مهماتها
مجلة العلوم والتكنولوجيا /محمد زعل السلوم
التقط رائد الفضاء دوغلاس هيرلي أحد أعضاء طاقم بعثة المكوك الفضائي أتلانتيس في مهمتها الأخيرة بالفضاء ، صور للشفق القطبي ، حيث انتهز الفرصة لالتقاطها عبر المحطة الفضائية ، لتكون تلك الصور آخر مهمات أتلانتيس على الاطلاق

في هذه الصورة يمكننا رؤية خلفية المكوك أتلانتيس واللون الأخضر هو الشفق القطبي والقادم من الأرض


جزء من المحطة الفضائية ,وصورة للشفق في القطب الجنوبي من الكرة الأرضية ، كما تبدو الألواح الشمسية في الصورة أثناء تحليق المحطة فوق القطب الجنوبي

أجمل 10 مناطق لغروب الشمس بالعالم
مجلة العلوم والتكنولوجيا /محمد زعل السلوم

جزيرة بابيتي المرجانية التابعة لبولينيزيا الفرنسية ذات النور الساطع ، حيث تأخذ الشمس وقتها بالغروب ، في الأفق البعيد


مونت سان ميشيل بفرنسا ، تأخذ الشمس شكلها البرتقالي ، لتشعر بالحيوية والشباب الدائم.


جزيرة موريس بالمحيط الهندي


أوستند بلجيكا


سانتوريني اليونان في بحر ايجه


كي ويست الولايات المتحدة الأمريكية


غوبي الصينية


سيدني أستراليا


كو تاو تايلند


أكابولكو المكسيك

تيبكو تختبر جهازا ياباني الصنع لإزالة التلوث الإشعاعي من المياه في محطة فوكوشيما النووية

تجري شركة طوكيو للطاقة الكهربائية (تيبكو) تشغيلا تجريبيا لجهاز ياباني الصنع لإزالة التلوث من المياه في محطة فوكوشيما دايئيتشي المعطوبة للطاقة النووية التابعة لها.

وقد بدأت تيبكو اختبار أداء الجهاز الجديد بعد ظهر يوم الثلاثاء بوقت قصير.

وتستخدم الوحدة المصنوعة محليا أربعة عشر خزانا اسطوانيا ارتفاع كل منها ثلاثة أمتار ونصف وعرضه متر وأربعون سنتيمترا، تحتوي على معادن لامتصاص المواد المشعة.

وتخطط شركة الكهرباء مواصلة التشغيل التجريبي حتى ليل يوم الأربعاء قبل بدء تشغيله بشكل كامل النطاق.

يذكر أنه منذ يونيو/حزيران الماضي قامت تيبكو بإزالة التلوث من المياه الملوثة بمستويات عالية من الإشعاع من المفاعلات ثم حقن المياه النظيفة مرة أخرى في المفاعلات لتبريدها.

ولكن نظام إزالة التلوث وهو الجزء الرئيسي من عملية تدوير المياه أصيب بالكثير من المشاكل بينما توقفت مكوناته الأجنبية الصنع بشكل متكرر عن التشغيل. وتقول تيبكو إنها تقوم بتشغيل الجهاز بستة وستين في المائة من قدرته وفشلت في تحقيق هدفها المبدئي وهو تسعون في المائة.

وتأمل شركة الطاقة بأن يساعد جهاز إزالة التلوث الياباني الصنع في تحقيق عملية تدوير مستقر لتبريد المفاعلات.

تيبكو تعتزم استخدام أجهزة لإزالة الأملاح من أحواض الوقود النووي المستنفد بمحطة فوكوشيما دايئيتشي

تخطط شركة طوكيو للطاقة الكهربائية (تيبكو) لاستخدام أجهزة لإزالة الملح من أحواض الوقود النووي المستنفد بمحطة فوكوشيما دايئيتشي للطاقة النووية.

وتخشى الشركة المشغلة من أن يتسبب الماء المالح الذي استخدم في تبريد المفاعلات اثنين وثلاثة وأربعة بعد كارثة الحادي عشر من مارس/آذار في صدأ أنابيب الصلب وجدران الحوض.

وستصل الأجهزة الجديدة على متن خمس شاحنات وستستخدم أغشية خاصة والكهرباء لتحلية المياه.

وتخطط تيبكو لاستخدام هذه المعدات بحلول نهاية الأسبوع الجاري في المفاعل رقم أربعة أولا والذي يحتوي على أكبر كمية من الوقود المستنفد.

ومن المتوقع أن يقل تركيز الملوحة بنسبة ستة وتسعين في المائة في غضون شهرين.

ثم سيتم بعد ذلك تحلية المياه في المفاعلين اثنين وثلاثة.

الحكومة الصينية تقلل السرعة القصوى للقطارات فائقة السرعة


تتخذ الحكومة الصينية إجراءات لتقليل سرعة القطارات فائقة السرعة إلى جانب تقليل عددها لضمان السلامة وذلك في أعقاب حادث الاصطدام والخروج عن السكة الذي وقع الشهر الماضي وتسبب في مقتل عدد من الناس في الصين.

وبدأت وزارة سكك الحديد الصينية تعديلا مؤقتا لمواعيد القطارات فائقة السرعة يوم الثلاثاء استجابة للانتقادات الشعبية المتنامية لطريقة تعاملها مع الحادث.

كما قلصت الوزارة عدد الرحلات المسيرة على خط يربط بكين بشنغهاي من ثمان وثمانين إلى سبع وستين رحلة يوميا بغرض إصلاح العربات المعرضة للمشاكل منذ افتتاح الخط في نهاية يونيو/حزيران.

وفي خط بكين تيانجين خفضت السرعة القصوى للقطارات من ثلاثمائة وخمسين لتصبح ثلاثمائة كيلومتر في الساعة.

وتخطط الحكومة للكشف عن نتائج التحقيقات بشأن الحادث بحلول منتصف سبتمبر/أيلول وكذلك لوقف بناء جديد ورخص سكك القطارات فائقة السرعة من أجل تبديد عدم الثقة الشعبية.

الأحداث الشمسية من تصوير ناسا 9/8/2011
مجلة العلوم والتكنولوجيا / محمد زعل السلوم

هذه الصورة التي تقدمها وكالة ناسا ويتبين فيها أن عاصفة شمسية حصلت صباح اليوم الثلاثاء، 9 أغسطس 2011، وهي الأكبر في 5 سنوات. وقد تم التقاط الصورة من قبل ناسا لرصد النشاط الشمسي (SDO) باستخدام الأشعة فوق البنفسجية القصوى بسرعة 131 أنجسترومز. ويقول العلماء ان رشقات نارية من الإشعاع التي قذفها الانفجار الشمسي لم تكن باتجاه الأرض، وبالتالي سيكون لها تأثير بسيط جداً على الأقمار الصناعية ونظم الاتصالات. (ا ف ب الصور / ناسا)


صورة أخرى للشمس تم التقاطها في 7/6/2011 وهي عاصفة شمسية من الحجم المتوسط.
تعد الشمس أقرب النجوم إلى الأرض، وان طبيعة شمسنا ككرة غازية ملتهبة بدلا من أن تكون جسما صلبا جعل الله لها بعض الحقائق العجيبة منها: إنها تدور حول محورها بطريقة مغايرة تماما لطريقة دوران الكواكب الصلبة، فوسط الشمس " خط استوائها " يدور حول المحور دورة كاملة في 25 يوما بينما تطول هذه المدة في المناطق شمال وجنوب خط الاستواء حتى تصل إلى حوالي 37 يوما عند القطبين، أي أن الشمس في هذه الحالة تدور وكأنها تفتل فتلاً وطريقة دورانها تسمى الدوران التفاضلي. (Differential Rotation)، أي الدوران المغزلي ولعل هذه الحركة التي وصفها ابن عباس عندما قال عن الشمس إنها تدور كما يدور المغزل، وهذا بالتالي يؤدي إلى تداخل خطوط القوى المغناطيسية الموجودة على سطحها بطريقة معقدة جدا وهذه بدورها ومع مرور الزمن تؤثر بشكل قوي على ظهور بعض الظواهر الشمسية مثل الكلف الشمسي وتنتفض الشمس وتهتز مثل " الجيلي " جاء هذا الاكتشاف في دراسة أعدت سنة 1973 عندما حاول العالم (R.H.Dicke) قياس قطر الشمس بين القطبين وعند خط الاستواء ليتأكد إذا كان هناك أي تفلطح للشمس، أي أن قطرها عند القطبين أقل منه عند خط الاستواء والعكس صحيح فأطلق التعبير أن الشمس تهتز مثل " الجيلي" إلا أن هذا الاهتزاز مسافته لا تزيد عن 5 كيلومتر وبسرعة 10 أمتار في الثانية وهذه بالطبع تحتاج إلى أجهزة بالغة في الدقة والتعقيد لاكتشافها ثم اكتشف بعد ذلك فريق من العلماء الروس والبريطانيين سنة 1976 بان هناك "اهتزازات " أخرى،(Oscillations) للشمس إحداهما تحدث كل خمسين دقيقة والأخرى تحدث كل ساعتين وأربعين دقيقة، وأصبح الآن ما يسمى بعلم " الزلازل الشمسية " ذا أهمية قصوى في علم الفلك لتعلم أسرار الشمس والتي ما زال هناك الكثير لفك اسرارها وخفاياها.
الشمس مصدر الدفء والضياء على الأرض وبدون الشمس تنمحى الحياة على الأرض. فالطاقة الشمسية لازمة للحياة النباتية والحيوانية، كما أن معظم الطاقات الأخرى الموجودة على الأرض مثل الفحم والبترول والغاز الطبيعى والرياح ما هي إلا صور مختلفة من الطاقة الشمسية. وقد يندهش القارئ إذا ما علم أن الشمس التي هي عماد الحياة على الأرض والتي قدسها القدماء لهذا السبب، ما هي إلا نجما متوسطا في الحجم والكتلة واللمعان، حيث توجد في الكون نجوم أكبر من الشمس تعرف بالنجوم العملاقة، كما توجد نجوم أصغر من الشمس تعرف بالنجوم الأقزام. وكون الشمس نجماً وسطاً يجعلها أكثر أستقراراً الأمر الذي ينعكس على استقرار الحياة على الأرض. فلو زاد الإشعاع الشمسى عن حد معين لأحترقت الحياة على الأرض ولو نقص الإشعاع الشمسي عن حد معين أيضاً لتجمدت الحياة على الأرض.
والشمس هي أقرب النجوم إلى الأرض، وهي النجم الوحيد الذي يمكن رؤية معالم سطحه بواسطة المقراب. أما باقى النجوم فيصعب حتى الآن مشاهدة تفاصيل أسطحها نظراً لبعدها السحيق عنا. فلوا أستخدمنا أكبر المناظير في العالم نرى النجوم كنقط لامعة وبدون تفاصيل، أما لو استخدمنا منظاراً متوسطاً في القوة لرأينا مساحات على سطح الشمس تساوي مساحة مصر تقربياً. وعلى سبيل المثال والمقارنة نجد أن متوسط بعد الشمس عن الأرض يساوى 93 مليون ميل ويعرف بالوحدة الفلكية لقياس المسافات في الكون وتساوي 147.6 مليون كم.
أما أقرب نجم أو شمس لنا بعد شمسنا يقدر بعده بحوالي 4.2 سنة ضوئية أى يعادل حوالي 42 مليون مليون كيلو متر، بينما المسافة الزمنية التي يقطعها الضوء ليصل إلينا من الشمس هو ثمانية دقائق ونصف وهذه المسافة إذا ما قورنت بأقرب نجم تعتبر قصيرة ولكنها بحساباتنا الأرضية هائلة وتبلغ ما مجموعه لو درنا حول الأرض أربعة آلاف مرة تقريباً.
وهذه الكرة الشمسية المستديرة تحوي كمية هائلة من الغاز الملتهب المتماسك والشديد الحرارة، وهناك في بعض الأحيان تبدو الشمس وكأنها تلبس حلقة وردية من النتوءات وهو عبارة عن ضوء شاحب وردي حول الشمس كالتاج، يسمى الشواظ الشمسية، يعلوه طبقة من الغاز الحار اللؤلؤي المنتشر يصورة رقيقة في الفضاء ويدعى الأكليل الشمسي.
وعلماء الفلك يستطيعون رؤية الشواظ الشمسية (نافورات) والأكليل وكذلك كلف الشمس التي هي على شكل بقع سوداء تظهر أحياناً على سطح الشمس باستخدام الآلات والمراصد فلكية.
السنتيمتر المربع من سطح الشمس يشع ضوءا يوازي قوة مليون شمعة.


المميزات العامة

الشمس تنتمي إلى نوع نجوم النسق الأساسي G, وتشكل كتلة الشمس حوالي 99.8632% من كتلة المجموعة الشمسية ككل. وشكلها تقريبا كروي كامل بحيث يختلف القطر عند القطب عن القطر عند الاستواء بعشرة كيلومتر فقط.[3] بما أن الشمس هي في حالة البلازما وليس في الحالة الصلبة فإنها تدور بسرعة أكبر عند خط الاستواء منه عند القطبين ويعرف هذا السلوك بالدوران التفاضلي، ويتسبب هذا بالحمل الحراري وتحرك الكتلة بسبب التدرج الكبير في درجات الحرارة من النواة إلى الخارج. تحمل هذه الكتلة جزء من الزخم الزاوي بعكس جهة دوران عقارب الساعة لتظهر على أنها من القطب الشمالي لمسار الشمس، وهكذا يتم إعادة نوزيع السرعة الزاوية. فترة الدوران الحقيقي للشمس تستغرق 25.6 يوم عند خط استوائه و 33.5 يوم عند القطبين. بينما فترة الدوران الظاهري عند خط الاستواء 28 يوم.[4] إن تأثير قوة الطرد المركزي لهذا الدوران البطئ أقل 18 مليون ضعف من قوة الجذب السطحي عند خط الاستواء. كما أن تأثير قوة المد والجزر للكواكب ذات تأثير ضعيف جدا، لذلك ليس لها تأثير يذكر على شكل الشمس.[5]
يعتبر الشمس نجم غني بالمعادن.[6] من الممكن أن تشكل الشمس قد تحفز نتيجة أمواج صدمية من مستعر أعظم أو أكثر كانا قريبين.[7] أقترح هذا النموذج بسبب وفرة المعادن الثقيلة في النظام الشمسي، مثل الذهب واليورانيوم، نسبة إلى توفر المعادن الثقيلة في نجوم أخرى. ويحتمل نشأة هذه العناصر من التحفيز الذري عن طريق امتصاص طاقة والذي يحدث أثناء انفجار مستعر أعظم، أو أثناءالتحويل الذري نتيجة امتصاص النيوترونات ضمن النجم الثانوي المولد.[6]


سياح يراقبون كسوف الشمس في أستراليا على بعد 700كم شمالي أديلايد بالجنوب الأسترالي وهي صورة تعود إلى 2 ديسمبر 2002
كيف تكونت الشمس

يوجد في الفراغ بين نجوم المجرة والمجرات أيضاً كميات هائلة من الغاز والغبار. وتبدأ النجوم الجديدة في التكوّن حينما تتلامس أجزاء من الغاز والتراب. وتبدأ تحت تأثير الجاذبية في التقلص. وتتولد الحرارة نتيجة للتقلص، وبازدياد التقلص تزداد الحرارة عند المركز حتى يبلغ حداً يسمح بحدوث تفاعلات حرارية نووية، فتحدث هذه التفاعلات طاقة تكون سبباً في توهج النجم. ويعتقد الفلكيون أن الشمس تكونت من كتلة من الغاز والغبار في حالة حركة دائرية. ويعتقدون أن الكواكب السيارة تشكلت من عقد وتجمعات من الغاز والتراب في أماكن مختلفة من مركز الكتلة الدوارة. ولايعرف العلماء الكثير من التفاصيل عن نشأة المجموعة الشمسية، إلا أن دراسة واستكشاف الفضاء، والقمر، والكواكب الأخرى تساعد على زيادة معرفتهم بها. ويعتقد الكثير من الفلكيين أن النجوم الأخرى، ربما تكونت حولها كواكب مماثلة عند بدء نشأتها.


بعد ثلاثة أيام على رصد الأشعة الشمسية بين 7-10 فبراير شباط عام 2011 تمكن مرصد سانا من التقاط هذه الصورة للشمس وانبعاث الأشعة منها
إلى متى يمكن للشمس أن تضيء

تستمد الشمس طاقتها من التفاعلات الحرارية النووية قرب مركزها. هذه التفاعلات تحوِّل الهيدروجين إلى الهيليوم. وهي قادرة على إبقاء الشمس في نشاطها الإشعاعي دون ما تغير يذكر في حجمها أو إشعاعها إلى مايقرب من 10 بلايين سنة.
وكما يقدر العلماء أن الشمس تكوّنت منذ 4,6 بلايين سنة، فإنهم يعتقدون أنها ستستمر على هذا المنوال إلى 5 بلايين سنة أخرى.
وبدراسة النجوم الأخرى في مراحل تكوينها المختلفة أمكن الفلكيون أن يتنبؤوا بالتغيرات الممكن حدوثها للشمس. فهم يعتقدون أن مركز الشمس سيتقلص بعد انقضاء 5 بلايين سنة، ويصبح أكثر سخونة، وأن حرارة السطح ستنخفض. ويؤدي ارتفاع درجة الحرارة عند مركزها إلى تحول الهيدروجين بكميات أكثر إلى هيليوم منتجاً لطاقة أكثر. وسيزداد حجم الطبقات الخارجية للشمس من 50 إلى 60 مليون كم، أي قد تصل أسطحها الخارجية إلى مدار كوكب عطارد أقرب الكواكب لها، وتصبح الشمس حينئذ في عداد النجوم العملاقة الحمراء، وعندئذ سترتفع درجة حرارة الأرض بحيث لاتصبح صالحة للحياة عليها. وهذه ظنون والعلم عند الله. وبعد أن تستهلك الشمس طاقتها الحرارية النووية بوصفها نجمًا عملاقًا أحمر، يعتقد العلماء أنها ستبدأ في التقلص، فإذا ماوصل حجمها إلى مثل حجم الأرض، فإنها تصبح قزمًا أبيض. والنجم الذي يصبح قزمًا أبيض يكون قد دخل المراحل النهائية في حياته.
فبعد بلايين من السنين تقضيها الشمس قزمًا أبيض تكون استنفدت كل طاقتها، وفقدت كل حرارتها لتصبح كرة سوداء باردة، تسمى مثل هذه النجوم أقزاماً سوداء، وعندما تبلغ الشمس هذه المرحلة فإن الكواكب تصبح هي الأخرى سوداء باردة. ويتجمد الجو المحيط بالأرض على سطحها إذا قدر له أن يبقى.


الفقاعات الشمسية ضمن المجال المغناطيسي للشمس وتسمى أيضاً الفقاعات المغناطيسية
داخل الشمس

يسمى الجزء الداخلي من الشمس جوف الشمس، حيث تبلغ درجة الحرارة فيه مايقرب من 15,000,000°م. ويتكون هذا الجزء من مادة تبلغ كثافتها قدر كثافة الماء 100 مرة، ولكنها ما زالت في حالة غازية؛ وفيه تحدث التفاعلات الحرارية النووية.

حجم الشمس

لاتبتعد الشمس عن الأرض كما تبتعد النجوم الأخرى، ولذا فهي تبدو لنا أكبر حجماً من النجوم. وبمقارنتها بالكواكب في المجموعة الشمسية نجدها كبيرة أيضًا. وعلى سبيل المثال، يبلغ قطر الشمس 1,392,000كم، وهذه المسافة تعادل 109 مرات قدر قطر الأرض، وتعادل في نفس الوقت 10 مرات قدر قطر المشتري، أكبر الكواكب في المجموعة، كما تعادل 400 مرة قدر قطر القمر. وبمقارنتها بالنجوم الأخرى، تُعد الشمس متوسطة الحجم بينها. وفي الواقع فإن الشمس واحدة من نجوم عديدة يطلق العلماء عليها اسم الأقزام الصفراء. وهناك نجوم لايزيد قطرها على 1/10 من قطر الشمس، كما أن هناك نجوماً تبلغ أقطارها 1000 مرة قدر قطر الشمس. ويطلق على هذا النوع الأخير من النجوم اسم فوق العمالقة، ومن أمثالها النجم المسمى منكب الجوزاء الذي يبلغ قطره 460 مرة قدر قطر الشمس. فإذا قُدِّر للشمس أن يزداد حجمها لتصبح في حجم هذا النجم، فإنها ستبتلع كلاً من عطارد والزهرة والأرض والمريخ.
تظهر الشمس من الأرض على شكل دائرة وغالباً مايطلق العلماء على مانراه منها اسم القرص. تبين من القياسات التي أجراها بعض العلماء أن هذا القرص قليل التفلطح عند القطبين ولو أن البعض الآخر يساوره الشك في ذلك.

بعد الشمس

تتراوح المسافة بين الأرض والشمس بين 147,100,000 و152,100,000كم. ويرجع هذا الاختلاف إلى أن الأرض تدور حول الشمس في مدار بيضي الشكل، ويبلغ متوسط المسافة بينهما 150 مليون كم تقريباً. وإذا افترضنا أن مدار الأرض كان مشابهاً لمدار الزهرة، لأصبحت الأرض على مسافة قريبة من الشمس، ولتسبب ذلك في ارتفاع الحرارة على سطحها إلى درجة لاتسمح للحياة التي نعرفها بالبقاء. أما إذا كان مدارها مشابهاً لمدار المريخ، فإن الأرض تبتعد عن الشمس، وقد يتسبب هذا في انخفاض درجة حرارتها، بحيث لاتسمح إلا لبعض أنواع الحياة البدائية أو القادرة على التكيف.
ولما كانت سرعة الضوء هي 299,792كم في الثانية، فإنه يقطع المسافة من الشمس إلى الأرض في مدة 8 دقائق و20 ثانية. فعندما تفلت مركبة فضائية من قوة جذب الأرض، فإنها تنطلق بسرعة 40,200كم في الساعة. وإذا أمكنها الاحتفاظ بهذه السرعة طوال رحلتها إلى الشمس دون أن تحترق، فإن رحلتها تستغرق 154 يوماً، أو مايزيد قليلاً على خمسة أشهر.

لمعان الشمس

تنبعث حرارة الشمسوضوؤها من سطحها بمعدل ثابت تقريباً. لهذا فإن لمعانها لا يتغير إلا بمقادير طفيفة، والتغير الذي يبدو أنه يحدث في لمعان الشمس ينتج من تغيرات في جو الأرض. هذه التغيرات تؤثر على كمية ضوء الشمس التي تصل إلى بعض المناطق من سطح الأرض. وفي بعض الأحيان، يكون التغير الضئيل في لمعان الشمس ناتجاً عن انفجار غازات من سطح الشمس، يطلق عليه اسم اللهب الشمسي. ولايمكث هذا التوهج الشمسي إلا لفترات قصيرة تتراوح بين 10دقائق و60دقيقة. والتغير في لمعان الشمس الناتج من التوهج الشمسي يُرى بالعين المجردة. يشتمل ضوء الشمس على جميع الألوان التي نراها في قوس قزح، إلا أنها تندمج بعضها في بعض محدثة الضوء الأبيض. ولذلك فإننا نرى الشمس بيضاء اللون.
وقد يحدث أن تتشتت بعض ألوان الضوء الأبيض، فلا نرى منه إلا ما بقي من ألوان، فتبدو الشمس ملونة. فعندما تكون مثلاً في وسط السماء فإن الأشعة الزرقاء من ضوء الشمس تتشتت في جو الأرض فنرى السماء زرقاء اللون، ونرى الشمس مائلة إلى اللون الأصفر. وعندما تكون الشمس قريبة من الأفق وقت الشروق أو وقت الغروب، فإن على ضوئها في هذه الحالة أن يخترق مساراً طويلاً في جو الأرض، مما يتسبب في فقدان الشمس ـ نتيجة لتشتت معظم حزمها الضوئية الزرقاء والخضراء في جو الأرض ـ لبعض حزمها الضوئية فتبدو لنا حمراء اللون. وقد يحدث في بعض الأحيان النادرة أن تظهر الشمس خضراء اللون لامعة للحظات قليلة، ويكون ذلك عند بزوغ جزء صغير منها فوق الأفق؛ وعندئذ يظهر مانسميه الوميض الأخضر؛ لأن الأشعة الحمراء تكون محتجبة تحت الأفق، وتكون الأشعة الزرقاء مشتتة في الجو.
كتلة الشمس

تصل إلى 99,8 % من كتلة المجموعة الشمسية. انظر: الكتلة. وتبلغ مايقرب من 1,047 مرة قدر كتلة المشتري أكبر الكواكب في المجموعة الشمسية، كما أنها تبلغ 333,000 مرة قدر كتلة الأرض.
ولضخامة كتلة الشمس فإن قوة الجذب على سطحها تزيد كثيراً على قوة الجذب على سطح أي كوكب. انظر: الجاذبية. لذلك فإن الأجسام تزن فوق سطحها أكثر مما تزن فوق أسطح الكواكب. فالإنسان الذي يزن مثلاً على سطح الأرض 45 كجم، يصل وزنه إلى 1,270 كجم على سطح الشمس.
تتحكم الشمس، بفعل قوة جذبها، في مدارات الكواكب. كما تعمل هذه القوة على جذب الغازات المكونة للشمس ذاتها نحو المركز فإذا لم تتوفر قوى أخرى تعمل على حفظ التوازن مع قوى الجاذبية فلابد أن تنهار الشمس، وتنطبق على داخلها بفعل قوى التجاذب الشديدة. ولكن ذلك في الواقع لايحدث لأن الغازات المكونة للشمس على درجة عالية من الحرارة، وتحدث ضغطاً كبيراً في محاولاتها للتمدد. وبتعادل ضغط الغازات إلى الخارج مع قوى التجاذب إلى الداخل تكون النتيجة أن تحتفظ الشمس بحجمها وشكلها.

مما تتكون الشمس

تحتوي الشمس على ثلاثة أرباع كتلتها من أخف الغازات المعروفة وهو الهيدروجين. أما الربع الباقي فيتكون معظمه من غاز الهيليوم الذي اكتشفه العلماء في جو الشمس قبل أن يُكتشف على سطح الأرض. وتأتي كلمة هيليوم من كلمة إغريقية معناها الشمس.
يبلغ عدد العناصر المعروفة 109 عناصر، يوجد منها 91 عنصرًا في الأرض أو خارجها. أما باقي العناصر الأخرى فهي عناصر مصنعة غير طبيعية. ويوجد من بين العناصر الطبيعية الموجودة في الأرض ما لايقل عن 70 عنصراً أمكن التعرف على وجودها على الشمس، إلا أن جميع هذه العناصر مجتمعة، باستثناء عنصري الهيدروجين والهيليوم، لاتوجد إلا بنسبة ضئيلة لاتتعدى 1 أو 2%. وقد تمكن العلماء من التعرف على وجودها في الشمس عن طريق دراسة طيف (أشكال الخطوط الملونة) ضوء الشمس.

حركة الشمس

تدور الشمس حول محورها، كما تدور الأرض حول محورها، وكما أن الأرض تدور أيضاً حول الشمس فإن الشمس هي الأخرى تدور حول مركز مجرة درب اللبّانة.
تستغرق دورة الأرض حول محورها الوهمي الذي يمتد من القطب الشمالي إلى القطب الجنوبي يومًا واحدًا، بينما تستغرق الشمس في دورانها حول محورها مدة شهر تقريباً، بحيث تستغرق دورة المناطق القريبة من خط استواء الشمس مدة أقل من الشهر ببضعة أيام، وتستغرق دورة المناطق القريبة من خط القطبين مدة أكثر من الشهر بأيام قليلة. ويرجع هذا الاختلاف إلى أن الشمس كرة من الغازات. ولو كان جسم الشمس صلباً لما وُجِدَ هذا الاختلاف في مدة دوران أجزائها المختلفة.
تدور الأرض حول الشمس في مدة سنة، بينما تستغرق الشمس في دورانها مرة واحدة حول مركز المجرة مدة قدرها 225 مليون سنة. وهذا يعني أن الشمس تقطع في هذه المدة مسافة تعادل 10 بلايين مرة قدر طول المسافة بين الأرض والشمس.
أهمية الحرارة للحياة

تعتمد الحياة الموجودة على الأرض بجميع صورها على ماترسله الشمس من حرارة وضوء. ولقد كان للتدفق المنتظم للحرارة والضوء من الشمس دور أساسي في تنمية الحياة وتطورها على الأرض، التي لم يكن من الممكن أن توجد بدونها وبدون تدفق إشعاعاتها في انتظام واستمرارية. فلو زادت أو نقصت هذه الطاقة فإن ذلك سيؤثر على مقدار سخونتها أو برودتها بما يصحب ذلك من أخطار جسيمة وقد تصبح الأرض غير صالحة للحياة. ومن ناحية أخرى فإن جو الأرض يعمل على الحفاظ على حرارة الشمس، فيسمح بمرور أشعتها إلى سطح الأرض محدثاً الدفء، ولكنه لايساعد على خروجها مرة أخرى إلى الفضاء الخارجي بسهولة. فواقع الأمر أن مايفعله جو الأرض هو أشبه بما نسميه تأثير البيت المحمي فالبيت المحمي يستقبل أشعة الشمس لتدفئة النباتات، وينتقل هذا الدفء إلى الجدران والأسقف ليخرج منها ببطء.
وتعتمد الحياة على الأرض أيضاً على تأِثير الشمس في توفير الغذاء. فجميع الكائنات الحية، من نبات وحيوان، تدخل فيما يسمى بعملية سلسلة الغذاء. تبدأ هذه السلسلة بالنباتات الخضراء التي تحصل على غذائها عن طريق عملية التركيب الضوئي. وفي هذه العملية يقوم النبات بمزج الطاقة الضوئية بثاني أكسيد الكربون من الجو وبالماء المتوفر في التربة، ليحصل على حاجته من الغذاء، ومن خلال هذه التفاعلات يخرج غاز الأكسجين. وقد تتغذى بعض الحيوانات بهذه النباتات، وهذه بدورها تكون غذاء لحيوانات أكبر. وفي النهاية يتغذى الإنسان بالنبات والحيوان، كما يستنشق الإنسان والحيوان غاز الأكسجين، الذي يحصلان عليه من ناتج عملية التركيب الضوئي في النبات. وفي النهاية تفرز هذه الكائنات غاز ثاني أكسيد الكربون، الذي يعود بدوره إلى النباتات. انظر: التركيب الضوئي.
ومن ناحية أخرى فإن ضوء الشمس له مضاره، فإذا زادت جرعته، أحدث احتراقاً للجلد، كما قد يحدث ضرراً بالغاً للعين، إذا حدّقت فيه مباشرة.
الطقس

يتأثر طقس الأرض تأثراً بالغاً بأشعة الشمس. فهي تعمل على تبخير المياه من الأنهار والبحيرات والمحيطات ثم تسقط بدورها على هيئة أمطار، أو ثلوج. وحينما تبقى المياه عالقة بالجو على هيئة سحب، تعمل على عكس الأشعة الشمسية إلى الفضاء. وحيث تسقط أشعة الشمس على الأرض من زوايا مختلفة على مدار فصول السنة فإن ذلك يعمل مع وجود السحب على تسخين جو الأرض بدرجات متفاوتة، وهذا بدوره يحدث اختلافاً في الضغط الجوي، وتكون النتيجة أن الرياح تتحرك من المناطق ذات الضغط الجوي المرتفع إلى المناطق المنخفضة الضغط، محدثة التغيرات التي نراها في الجو.
الشمس مصدر للطاقة

ظلت الشمس المصدر لاحتياجات الإنسان من الطاقة إلى أن عرف الطاقة النووية. تستفيد النباتات من طاقة الشمس في عملية التركيب الضوئي، وتتغذى الحيوانات بالنباتات. وفي النهاية يستفيد الإنسان من ذلك بالحصول على ما يلزمه من غذاء وملبس ومأوى.
ويستخدم الإنسان طاقة الشمس في الوقود الأحفوري، أي الفحم الحجري، والزيوت والغاز التي نشأت نتيجة لتعفن المواد النباتية، والحيوانية، التي ماتت، ودفنت في التربة الأرضية أو الأحراش أو أعماق البحار، من ملايين السنين. فإذا ما أحرقنا الفحم الحجري الناتج وكررنا الزيوت المستخرجة فإننا نحصل على الطاقة الشمسية التي اختزنت فيها من ملايين السنين.
وإضافة إلى ما سبق ذكره، فإن الإنسان يستخدم طاقة الإشعاع الشمسي لتوليد الطاقة، من وسائل أخرى. فنرى مثلاً طواحين الهواء، التي تحركها الرياح الناتجة عن الطاقة الشمسية، ونرى الأمطار الناتجة عن تبخر المياه من حرارة الشمس تتساقط لتملأ الأنهار التي يمكن استخدامها في توليد الطاقة الكهربائية منها باستخدام محطات توليد الكهرباء التي تركب عليها. كما نرى الأفران الشمسية التي تسلط عليها أشعة الشمس بعد تجميعها بمرايا خاصة فنحصل على حرارة عالية عند بؤرتها. ويمكن باستخدام الخلايا الشمسية المتنوعة الحصول على ما يلزم من طاقة يستخدمها الإنسان في تسيير المركبات الفضائية، والأقمار الصناعية.

مصدر الصور وكالة ناسا ووكالة رويترز
طبقات الشمس:
1. قلب الشمس (14 مليون كلفن)
2. منطقة إشعاعية (2 مليون كلفن)
3. منطقة حمل حراري
4. غلاف ضوئي (5800 كلفن)
5. غلاف لوني (ضوء وأشعة سينية وأطياف أخرى)
6. الهالة
7. بقع شمسية
8. سطح حبيبي هائج
9. انفجار شمسي يعتقد أن قلب الشمس يشمل بين 20% إلى 25 % من نصف قطر الشمس عند المركز. [8][9][10]
تبلغ كثافة قلب الشمس 150 جرام/ سنتيمتر مكعب (أي أكبر 150 مرة قدر كثافة الماء)، وتبلغ درجة حرارة القلب نحو 13.6 مليون درجة كلفن. بالمقارنة، تبلغ درجة حرارة سطح الشمس نحو 5800 كلفن فقط. وترجح القياسات التي أجراها مرصد سوهو للشمس أن قلب الشمس يدور حول المحور بسرعة أكبر من سرعة دوران الطبقات العليا الموصلة للحرارة في الشمس. [8]
تنتج الشمس حرارتها خلال معظم عمرها عن طريق الاندماج النووي للهيدروجين، وهو يحدث خلال عدة خطوات متعاقبة تسمى سلسلة تفاعل بروتون-بروتون يتحول فيها الهيدروجين إلى الهيليوم. [11] كما ينشأ نحو 2% من الهيليوم في الشمس عن طريق دورة كنو، وهي دورة تفاعلات خاصة بتخليق العناصر الكربون والنيتروجين والأكسجين في قلب الشمس تحت ظروف الحرارة العالية البالغة 13.6 مليون درجة كلفن.
وقلب الشمس هو المنطقة التي تتولد فيها معظم حرارة الشمس من خلال الاندماج النووي : 24% من نصف قطر الشمس تتولد فيه 99% من حرارة الشمس، وفي المنطقة الخارجة عن 30% من نصف قطر الشمس فلا يتواجد فيها اندماج نووي تقريبا، وتسخن بقية الشمس أو النجم عن طريق انتقال الحرارة من الداخل إلى الخارج. وتنتقل الطاقة المتولدة في القلب خلال طبقات عديدة حتى تصل إلى سطح الشمس (الغلاف الضوئي للشمس) فتُشع في الفضاء في هيئة ضوء وجسيمات ذات طاقة حركة سريعة. [12][13]
تحدث سلسلة تفاعل بروتون-بروتون نحو 9.2×1037 مرة في الثانية في قلب الشمس وتندمج خلالة 4 أنوية للهيدروجين (4 بروتونات) مكونة جسيم ألفا وهو نواة ذرة. (تندمج نحو 3.7 × 1038 من البروتونات كل ثانية في قلب الشمس، من مجموع عدد البروتونات فيها المقدر بنحو ~8.9 × 1056 من البروتونات الحرة). أي تندمج بمعدل 6.2 × 1011 كيلوجرام/الثانية (تعادل 6.2 × 108 طن/ثانية). [13]
ونظرا لأن الاندماج النووي يكون مصحوبا بتحول نحو 0.7% من المادة إلى طاقة [14] فإن الشمس تُصدر طاقة ناشئة عن تحول المادة إلى طاقة بمعدل 4.26 مليون طن/الثانية (تعادل (3.846×1026 وات). [1] أو 9.192 × 1010 مليون طن من التي إن تي TNT كل ثانية، وتتحول المادة إلى طاقة وتشع كطاقة إشعاعية طبقا لقانون تكافؤ المادة والطاقة الذي صاغة أينشتاين في النظرية النسبية.
تنتقل الحرارة من قلب الشمس (كما في قلب نجم ذو كتلة تعادل كتلة الشمس) إلى طبقة أعلاها عن طريق الإشعاع، وتعلو تلك الطبقة طبقة أخرى تنتقل فيها الحرارة من الداخل إلى الخارج بالحمل الحراري (أنظر الشكل) وتخرج الحرارة إلى الفضاء من السطح الذي يسمى أحيانا الغلاف الضوئي.
إنتاج القدرة بالاندماج النووي في اللب يختلف باختلاف المسافة من مركز الشمس. تقدر القيمة نظرياً في مركز الشمس بـ276.5 وات لكل متر مكعب. يعتبر معدل الاندماج ذاتي الاتزان حيث أن أي ارتفاع في معدل الاندماج يتسبب في تسخين القلب أكثر ويتمدد بالمقابل نحو الطبقات الخارجية الضاغطة عليه وبالتالي يقل معدل الاندماج معدلاً ذلك الاضطراب والعكس صحيح.

التركيب الكيميائي

تتكون الشمس بصفة أساسية من عنصري الهيدروجين والهيليوم بنسبة 9و74 % و 8و23% على التوالي وهذا التكوين هو ما يبينه الغلاف الضوئي. [15] وتسمى العناصر الأثقل من ذلك "معادن" طبقا للمصطلح الفلكي، ونسبتها في الشمس أقل من 2% من كتلة الشمس. و المعادن تتكون من 1% من الأكسجين والكربون 3و0 % والنيون 2و0%، والحديد 2و0%، وذلك بحسب قياسات عام 2004. [16] وتكونت الشمس منذ نحو 5و4 مليار سنة من الهيدروجين والهيليوم مختلطا به قليل من المعادن (نحو 5و1 %) ناشيئ عن تخليق العناصر في أجيال من النجوم الأقدم أكملت مراحل تطورها ثم انفجرت كمستعرات عظمى وألقت محتوياتها في الوسط البيننجمي، ومنها تكونت الشمس. [17] ويعتبر التركيب الكيميائي للغلاف الضوئي مماثلا للتركيب الكيميائي للمجموعة الشمسة عند نشأتها. [18] وبعد نشأة الشمس وبدأ فيها تخليق العناصر المعدنية الأثقل فتنفصل هذه عن الغلاف الضوئي السطحي مترسبة في مركز الشمس. ولذلك فيحتوي الغلاف الضوئي حاليا على نسبة من الهيليوم أقل حيث كانت نسبته الأصلية عند نشأة الشمس 4و27 % وكانت نسبة الهيدروجين 1و71 % ونسبة المعادن 5و1%. [15]
وقد عمل الاندماج النووي للهيدروجين وتحوله إلى الهيليوم في قلب الشمس على تغيير نسب العناصر، فأصبح باطن الشمس يحتوي على 60% من الهيليوم كما تغيرت نسب العناصر الأخرى "المعادن". ونظرا لأن الطبقة الداخلية من باطن الشمس طبقة تنتقل فيها الحرارة بالإشعاع وليس بالحمل الحراري فإن المكونات الثقيلة الناتجة عن الاندماج النووي تتركز في قلب الشمس ولا تخرج إلى السطح (الغلاف الضوئي).[19]
مراحل عمر الشمس




سطح الشمس


استخدم علم التسلسل الزمني الكوني لتحديد عمر الشمس. تكونت الشمس من سديم أو سحابة غازية في مجرة درب التبانة منذ حوالي خمسة بلايين سنة وأخذت تشع باستمرار منذئذ مستهلكة حوالي 4 ملايين طن من الهيدروجين في الثانية حيث يتحول الهيدروجين في قلبها إلى هيليوم نتيجة الاندماج النووي (يكفى معرفة أن تحويل 1 جرام من المادة إلى طاقة يكفي لإنتاج طاقة مكافاة للقنبلة الذرية الملقاة على هيروشيما). وحاليا تعد الشمس في مرحلة النسق الأساسي من حياتها أي وصلت إلى نحو نصف العمر المقدر نظريا لها. ويمكن أن تستمر على هذا الحال يندمج فيها الهيدروجين إلى هيليوم وعناصر أخرى حتى يقترب الهيدروجين من النفاد بعد نحو 5 مليار سنة من الآن. بعد نفاذ الهيدروجين من قلب الشمس سينقبض تحت فعل الجاذبية وترتفع درجة الحرارة في قلبها وتبدأ عملية الاندماج النووي للهيليوم لتكوين عناصر أثقل مثل الكربون، فتنتفخ طبقاتها الخارجية ويتغير لونها. وبانتفاخها التدريجي مع تواصل ارتفاع حرارة قلبها فتصبح عملاقاً أحمرا. عندئذ يصل قطرها أفلاك الكواكب القريبة منها، وستبتلع كوكب عطارد وتكون الزهرة في مدار أبعد من مدار الأرض الحالى، وستكون الأرض في مدار مقارب لمدار الحالى، وأيضاً ستغير كل الكواكب من أماكنها جذرياً وستصبح أجسام هشة ميتة تدور حول نجمها المحتضر بلا حياة وستقل سرعة الدوران بسسب الانتقال إلى مدارات أبعد. في نفس الوقت يتقلص قلبها باستمرار تحت فعل قوى الجاذبية نظرا لضعف إنتاجه للطاقة، ثم ينهار قلبها ويصبح قزماً أبيضا منكمش وساخن ذى كثافة عالية جداً بعد 2 مليار سنة أخرى: سيكون الكربون الذي تكون في قلب الشمس قد تحول إلى الصورة الكريستالية أي أن الشمس ستتحول إلى ماسة كونية لامعة هائلة الحجم. نصب تذكارى ينعى عالماً كان ينبض بالحركة والحياة.
زوابع شمسية الشمس هي أحد النجوم المتوسطة الحجم. وهي عبارة عن فرن عظيم يقوم على التفاعل النووي الالتحامي (اندماج نووي) حيث يتحول الهيدروجين إلى الهيليوم. ولا توجد تلك المواد في صورة غازية بسبب درجة الحرارة العظيمة وإنما في صورة بلازما. يبلغ قطر البلازما 1390 مليون كيلومتر، وتبلغ كتلة الشمس أكبر 333.000 من كتلة الأرض. ولا نستطيع رؤية ما بداخلها ولكن توجد جسيمات أولية تصل إلينا وتنتشر في الفضاء تنشأ في قلب الشمس. وتسمى تلك الجسيمات نيوترينو، وهي تؤيد أن درجة حرارة قلب الشمس يصل إلى 7و15 مليون درجة مئوية، وهي درجة الحرارة اللازمة للاندماج النووي للهيدروجين. وتتحول كل ثانية واحدة 564 مليون طن من الهيدروجين إلى 560 مليون طن من الهيليوم. ويتحول فرق الكتلة (4 مليون طن) إلى طاقة تـُشع إلى الخارج في صورة الضوء وجسيمات. ونظرا لكثافة باطن الشمس العظيمة تتصادم الجسيمات باستمرار ولا تستطيع الخلاص من القلب والخروج إلى السطح إلا بعد نحو 170.000 سنة. وهذا مايعانية الضوء الذي يصل إلينا ويمنحنا الحرارة والحياة. وعلى عكس درجة الحرارة الهائلة في باطن الشمس، تبلغ درجة حرارة الغلاف الشمسي نحو 5700 درجة مئوية فقط. ومن العجيب أن درجة الحرارة خارج الشمس لا تستمر في الانخفاض، وإنما تبدأ ثانيا في الزيادة إلى نحو 2 مليون درجة مئوية في هالة الشمس، ويعتقد العلماء أن السبب في ذلك يرجع إلى زوابع مغناطيسية.
مكن وصف المجال المغناطيسي للشمس الهادئة بالتقريب كما لو كان مغناطيسا ذو قطبين. وينقلب بالقطبين المغناطيسيين للشمس كل 11 سنة (وهذا يعادل دورة البقع الشمسية) أي أن اتجاه القطبين تعو بعد 22 سنة إلى وضعها الأصلي. وتبلغ شجة المجال المغناطيسي على سطح الشمس نحو ضعف شدة المجال المغناطبسي للأرض، ويبلغ تقريبا 100 ميكرو تسلا (أي 1 جاوس). وهو يتشأ من تيارات كهربائية قدرها نحو 1012 أمبير، تحفساعد على وجودها البلازما الشديدة التوصيل في باطن الشمس. وبهذا يشبه داخل الشمس دينامو عظيم يحول طاقة الحركة إلى طاقة كهربائية وهذا ينشأ عنه المجال المغناطيسي. ويغلب الاعتقاد حاليا أن تأثير الدينامو ذلك يحدث في طبقة رقيقة في الشمس تحت طبقة الحمل الحراري.

وتتغير شدة المجال المغناطيسي للشمس طبقا لمعادلة قطبي المغناطيس، أي تقل أسيا بزيادة المسافة من المغناطيس طبقا للعلاقة ~ 1/(المسافة)³، وتبلغ عن الأرض نحو 0,01 نانو تسلا. ولكن المجال المغناطيسي الشائع بين الكواكب يبلغ عدة نانو تسلا. ويرجع السبب في ذلك إلى الريح الشمس، وهو ينشأ من مجال المغناطيسي محلي غير عادي يعود إلى تحرك غازات، وهي بدورها تنشأ من تأينات شديدة توصل للكهرباء.

اختبار سيارة كهربائية بسرعة قياسية في بريطانيا
مجلة العلوم والتكنولوجيا / محمد زعل السلوم
قام دون ويلز وابنه جو باختبار السرعة لسيارة كهربائية في بريطانيا ، في دعوة للتخلص من الوقود الأحفوري أي النفط والانتقال للمستقبل باستخدام السيارات الكهربائية
وتمت التجربة في مطار غلوستر بانكلترا في 11/أغسطس آب 2011 وفي 13-14 تمت تجربتها في ويلز بندين لتحطيم الرقم القياسي لسرعة السيارة الكهربائية على الرمال والتي سجلها دون ويلز عام 2000 ب137 ميل بالساعة



جو كامبل ابن دونالد كامبل دون ويلز وعمره 19 عام




دونالد كامبل

وجهة نظر: مستقبل طاقة حرارة الأرض
الأربعاء 17/أغسطس آب /2011


ضمن سلسلة خاصة من اللقاءات مع خبراء من أنحاء العالم نتناول قضية "آفاق الطاقة المتجددة" بمختلف أنواعها والمواضيع المتعلقة بها.

نلقي الضوء في الحلقة الثالثة اليوم من "وجهة نظر" على توليد الطاقة من حرارة الأرض في نيوزيلاندا.


في هذه الطريقة يتم توليد الكهرباء بتدوير توربينات باستخدام بخار عالي الحرارة مولد بواسطة الحمم البركانية الموجودة في باطن الأرض.

تعتبر نيوزيلاندا بما تمتلكه من براكين كثيرة ومصادر وافرة للاستفادة من حرارة الأرض من الدول الرائدة في مجال توليد الكهرباء من تلك المصادر. ومنذ مايو/أيار من العام الماضي بدأ في نيوزيلاندا تشغيل أكبر محطة في العالم لتوليد الطاقة من حرارة الأرض.

لا تمتلك نيوزيلاندا أي محطات للطاقة النووية وتمثل الطاقة المتجددة مثل الطاقة الهيدروليكية أكثر من 70 في المئة من مجمل توليد الطاقة وتهدف نيوزيلاندا لرفع النسبة إلى 90 في المئة بحلول عام 2025.

حول هذا الموضوع نلتقي الدكتور كولين هارفي نائب رئيس الجمعية الدولية لطاقة حرارة الأرض.

س: هلا أوضحت لنا الوضع الحالي لتوليد الكهرباء من طاقة حرارة الأرض في نيوزيلاندا؟

هارفي: يبلغ إجمالي القدرة الكهربائية المولدة بطاقة حرارة الأرض في نيوزيلاندا حوالي 790 ميغاوات ويمثل هذا الرقم نحو عشرة بالمئة من إجمالي الكهرباء المولدة في البلاد. وتعمل محطات طاقة حرارة الأرض على مدار العام وعلى مدار اليوم أيضا وهذه ميزة هذا النوع من الطاقة حيث إنها تستطيع أن تعمل بمستوى كفاءة مبدئي يبلغ 100 في المئة بينما يبلغ مستوى كفاءة عمل محطات توليد الكهرباء من طاقة الرياح حوالي 30 في المئة من زمن تشغيلها.

س: محطة نو أوا بوروا لطاقة حرارة الأرض التي بدأت العمل في مايو/أيار من العام الماضي هي الأكبر من نوعها على مستوى العالم وتمد 140 ألف منزل بالكهرباء. وبنيت باستخدام تقنيات يابانية. لماذا استخدمت التقنية اليابانية في بنائها؟

هارفي: لطالما تفوقت التقنيات اليابانية لتوربينات محطات طاقة حرارة الأرض على نظيراتها في العالم. أعتقد أن التوربينات اليابانية يمكن الوثوق بكفاءتها إلى حد كبير فهي مصممة بشكل جيد ومكنت التطورات الأخيرة في تقنيات التوربينات من رفع مستوى الكفاءة بشكل كبير.


س: ختاما أرجو أن تخبرنا بشأن الخطط والجهود المزمعة في المستقبل في هذا المجال؟

هارفي: أعتقد أنه سيكون بإمكاننا توليد طاقة أكبر من الطاقة التي يتم توليدها من المحطات الحالية إذا تمكنا من الحفر إلى أعماق أكبر.