عندما نتحدث عن الكون والمكونات التي يتكون منها ، فإننا نتحدث عادة عن الإشعاع الكوني. إنه نوع من الطاقة ينتقل عبر الفضاء. توجد في كل ركن من أركان الكون تقريبًا ولها تكوين خاص إلى حد ما.
في هذه المقالة سوف نخبرك ما هو الإشعاع الكوني وأهميته وتكوينه وأكثر من ذلك بكثير.
ما هو الإشعاع الكوني
الإشعاع الكوني هو شكل من أشكال الطاقة التي تنتقل عبر الفضاء من جميع الاتجاهات في الكون. يتكون هذا الإشعاع من جسيمات دون ذرية ، وبشكل أساسي بروتونات وإلكترونات عالية الطاقة ، تتحرك بسرعات قريبة من سرعة الضوء. تأتي هذه الجسيمات من مصادر كونية مختلفة ، مثل النجوم وانفجارات السوبرنوفا والثقوب السوداء.
تعتبر الشمس من أهم مصادر الإشعاع الكوني ، حيث تنبعث منها جسيمات مشحونة ، تعرف باسم الرياح الشمسية ، تنتقل عبر الفضاء وتصل إلى الأرض. ومع ذلك ، فإن الإشعاع الكوني لا يأتي فقط من الشمس ، ولكن أيضًا من النجوم الأخرى والأجرام السماوية البعيدة. تسافر هذه الجسيمات آلاف السنين الضوئية عبر الفضاء قبل أن تصل إلينا.
وعندما تصطدم هذه الجسيمات عالية الطاقة بالغلاف الجوي للأرض، فإنها تتفاعل مع جزيئات الهواء وتخلق سلسلة من الجسيمات الثانوية. هذه الجسيمات الثانوية هي التي تصل في النهاية إلى سطح الأرض، حيث يمكن اكتشافها بواسطة أدوات حساسة. الإشعاع الكوني هو جزء طبيعي من البيئة الفضائية والأرضية، وبكميات صغيرة، لا تشكل خطرا كبيرا على البشر. ومع ذلك، في بعض السيناريوهات، مثل رحلات الفضاء الطويلة أو التعرض للإشعاع على ارتفاعات عالية، قد يتعرض رواد الفضاء وركاب الطائرات لمستويات أعلى من الإشعاع مقارنة بالمستويات الموجودة على سطح الأرض. ولهذا السبب، يتم رصده وأخذه في الاعتبار عند التخطيط للبعثات الفضائية وفي صناعة الطيران.
تركيب
يتكون الإشعاع الكوني من نوى ذرية متأينة نشطة السفر عبر الفضاء بسرعة قريبة جدًا من سرعة الضوء (حوالي 300.000 كم / ثانية). تشير حقيقة أنها متأينة إلى أنها اكتسبت شحنة كهربائية نتيجة حرمانها من الإلكترونات ، ولكن الغريب أن هذه النوى مصنوعة من نفس المادة التي تجعلنا وكل شيء من حولنا.
تتوزع النوى المكونة للأشعة الكونية بطريقة مختلفة عن المادة التي تعطينا الشكل. الهيدروجين والهيليوم أكثر وفرة في النظام الشمسي منه في الأشعة الكونية ، والعناصر الأثقل الأخرى ، مثل الليثيوم والبريليوم والبورون ، فهي أكثر وفرة بـ 10.000 مرة في الإشعاع الكوني. إن هذا التنوع في التركيب يجعل دراسة الإشعاع الكوني وخصائصه أمرا ضروريا لفهم الكون من حولنا بشكل أفضل. لمعرفة المزيد عن العلاقة بين الإشعاع والكون، يمكنك استشارة هذه المقالة عن الشبكة الكونية.
واحدة من أهم خصائص الإشعاع الكوني هي خواصه المثالية بشكل أساسي. تعكس هذه المعلمة أن الصواعق تضرب بنفس التردد من جميع الاتجاهات ، مما يعني أن العديد من المصادر القادرة على إنتاجها يجب أن تتعايش في نفس الوقت.
أصل الإشعاع الكوني
لم تكن الأشعة الكونية نتيجة مباشرة للانفجار العظيم. خلال المرحلة الأولى من تكوين الكون والتي بدأت منذ حوالي 13.800 مليار سنة ، تم إنتاج عدد قليل من النوى الذرية أثقل من الهيدروجين والهيليوم. إنها الأكثر وفرة ، مصحوبة بكميات صغيرة فقط من الليثيوم والبريليوم ، وهو توزيع ، كما رأينا ، لا يتطابق مع نوى الذرة التي تشكل الأشعة الكونية.
يأتي جزء كبير من الإشعاع الذي يخترق الغلاف الجوي للأرض من الشمس ، والتي يُعرف عنها أنها أقرب نجم. ومع ذلك ، فهو ليس بأي حال المصدر الوحيد للإشعاع الخارجي الذي يصل الأرض. تأتي معظم الأشعة الكونية التي نتلقاها من خارج نظامنا الشمسي من نجوم أخرى. يسافرون عبر الفضاء بطاقة هائلة حتى يصطدموا بالذرات في الطبقات العليا من الغلاف الجوي للأرض.
يتم تصنيع العناصر الكيميائية التي تشكل المادة العادية وأجسامنا في أنوية النجوم. إذا كنت تريد أن تعرف بالضبط كيف تعمل هذه العملية، يمكنك الاطلاع على مقالتنا المخصصة لذلك، ولكن في الوقت الحالي تذكر فقط أن حوالي 70% من كتلتها هي الهيدروجين، 24٪ إلى 26٪ هيليوم ، و 4٪ إلى 6٪ عبارة عن مزيج من العناصر الكيميائية أثقل من الهيليوم. تعتبر هذه المعلومات ضرورية لفهم تركيب النوى التي تشكل الإشعاع الكوني.
تزداد درجة حرارة سحابة الغبار والغاز التي تشكل النجم من خلال الانكماش الجاذبي حتى يشتعل الفرن النووي وتبدأ تفاعلات الاندماج الأولى في قلبه. وتسمح هذه العملية للنجم بإطلاق الطاقة وإنتاج عناصر أثقل من الهيدروجين والهيليوم. عندما ينفد وقود النجم، فإنه يعيد ضبط نفسه للحفاظ على التوازن الهيدروستاتيكي.
تحافظ هذه الخاصية على استقرار النجم لمعظم حياته النشطة ، حيث أن الانكماش التثاقلي "يسحب" مادة النجم إلى الداخل ، متوازنة بضغط الغاز والإشعاع المنبعث من النجم. النجوم "تسحب" المادة على الرغم من أن وقودها ليس أبديًا. إن هذه الديناميكية النجمية هي التي تؤدي في نهاية المطاف إلى الإشعاع الكوني الذي يؤثر علينا.
الأرض تحمينا
يحتوي كوكبنا على درعين قيّمين للغاية يحمينا من الإشعاع الشمسي والإشعاع الكوني خارج حدود نظامنا الشمسي: الغلاف الجوي والمجال المغناطيسي للأرض. يمتد الأخير من قلب الأرض إلى ما وراء طبقة الأيونوسفير ، ويشكل منطقة تعرف باسم الغلاف المغناطيسي ، قادرة على تحويل الجسيمات المشحونة نحو الأقطاب المغناطيسية للأرض. هذه الآلية تحمينا إلى حد كبير من الرياح الشمسية والأشعة الكونية.
ولكن هذا لا يمنع بعض النوى ذات الطاقة العالية من الاصطدام بجزيئات في الطبقات الخارجية من الغلاف الجوي، مما يؤدي إلى خلق زخات من الجسيمات الأقل خطورة والأقل طاقة والتي تصل أحيانًا إلى قشرة الأرض. ولهذا السبب يلعب الغلاف الجوي أيضًا دورًا وقائيًا مهمًا للغاية، كما يمكنك القراءة في مقالتنا عن طبقات الغلاف الجوي ووظائفه.
آمل أن تتمكن من خلال هذه المعلومات من معرفة المزيد حول ماهية الإشعاع الكوني وأصله وغير ذلك الكثير.
