التأثير الكوني الخارجي. لماذا لا يتم تسجيله؟

كل 12000 و 24000 سنة ، يتعرض كوكبنا للتأثيرات الكونية الخارجية التي تؤثر بشكل مباشر على نواة الأرض. ونتيجة لذلك ، يحدث التسخين المفرط للنواة والصهارة ، وهذا يسبب كوارث عالمية على الأرض. ما هو معروف عن تأثير التأثير الكوني على النظام الشمسي؟

الحقيقة الأولى. يأتي هذا التأثير على النظام الشمسي دوريا كل 12000 عام ، وكل 24000 عام يكون أقوى. يتضح هذا من خلال الدراسات الجيولوجية الزمنية للرواسب الرباعية وتحليل طبقات الرماد من الانفجارات البركانية في جذور الجليد^{1 ، 2 ، 3} (الشكل. 1, 2).

الشكل. 1. الانفجارات العالمية منذ عام 2013 م بمقدار 100000 كال. ل. بين 70 س. س. و 70 س. س. تحدد الخطوط الفواصل الزمنية كل 12000 عام تقريبا. حجم الدوائر في الشكل يتوافق مع حجم الثوران. ومن المثير للاهتمام أن الدوائر الحمراء الكبيرة تشير إلى المزيد من الانفجارات الكارثية التي حدثت كل 24000 عام تقريبا

 المصدر: براون ، إس كي وآخرون. توصيف سجل الثوران الرباعي: تحليل قاعدة بيانات الانفجارات البركانية المتفجرة كبيرة الحجم (لامف). ج أبل. بركان. 3, 5 (2014). https://doi.org/10.1186/2191-5040-3-5 

الشكل. 2. حجم النشاط البركاني على مدى 40 ، 000 سنة الماضية وفقا لبيانات الجليد الأساسية

التسلسل الزمني لعدد الانفجارات البركانية على أساس الكربون المشع معطيات الأحداث والتعبير عنها على أنها انحراف نسبي.

مصدر: برايسون ، ر. التعديل البركاني الرباعي المتأخر لتأثير مناخ ميلانكوفيتش. علم المناخ النظري والتطبيقي 39 ، 115-125 (1989). https://doi.org/10.1007/bf00868307 

الحقيقة الثانية. يؤثر التأثير على جميع كواكب النظام الشمسي (لمزيد من المعلومات ، راجع القسم ”التغييرات على الكواكب الأخرى في النظام الشمسي“).

الحقيقة الثالثة. يؤثر التأثير الكوني الخارجي فقط على نوى الكواكب ، مما يؤثر على خواصها المغناطيسية (انظر قسم ”التغييرات في المجال المغناطيسي للأرض“) وموقع النوى داخل الكواكب (انظر قسم ”قفزة النواة“) هذا يعطي سببا للقول إن مثل هذا التأثير له طاقة هائلة.

مراقبة كل هذه الحقائق, السؤال الذي يطرح نفسه:لماذا لم يتم تسجيل هذا التأثير مباشرة؟

دعونا نفكر بالتتابع في جميع التأثيرات الفيزيائية المعروفة حاليا على كوكب الأرض من الفضاء (تأثيرات الجاذبية والكهرومغناطيسية و الصوتية والأشعة الكونية والمادة المظلمة) وما إذا كانت يمكن أن تُسبب تغيرات في نواة الأرض والكواكب الأخرى بدورة مدتها 12000 عام.

السيناريو 1. تفاعل الجاذبية

لنفترض أن النظام الشمسي ، الذي كان يطير عبر الفضاء الخارجي ، سقط في شذوذ الجاذبية الناجم عن أجسام أخرى. ثم تتغير مسارات الشمس نفسها ، وجميع الكواكب وأقمارها الصناعية ، لأن تفاعل الجاذبية يؤثر على الكواكب ككل. أي أنه سيحل محل الكوكب بأكمله ، وليس فقط النواة. لكن هذا لا يحدث.

يقترح بعض العلماء أن الكواكب المجاورة أو عمالقة الغاز ، مثل كوكب المشتري ، التي تقترب من الأرض ، يمكن أن تؤثر على نواة الأرض بمجال جاذبيتها ، و تحولها. لكن من المهم ملاحظة أن التغييرات المسجلة في نواتنا لم تبدأ بإزاحتها ، ولكن بتغيير في خصائصها المغناطيسية في عام ⁴1995 (الشكل. 3). وفقط بعد ذلك ، في عام 1998 ، كان هناك قفزة في النواة⁵.

الشكل. 3. سرعة حركة القطب المغناطيسي الشمالي (كم / سنة). في عام 1995 ، تم تسجيل تسارع حاد لسرعة الانجراف للقطب المغناطيسي الشمالي بمقدار 3.5 مرة ، من 15 كم في السنة إلى 55 كم في السنة. يتم إنشاء المجال الكهرومغناطيسي بواسطة آلية دينامو في قلب الأرض ، وبالتالي من الواضح أن التغييرات في المجال المغناطيسي تشير إلى تغيرات في النواة

بيانات موقع القطب الشمالي المغناطيسي https://www.ngdc.noaa.gov/geomag/data/poles/NP.xy :NOAA 

كان إزاحة مركز الكتلة بالفعل نتيجة للعمليات التي تجري في النواة منذ عام 1995. لذلك ، لا يمكن أن يكون السبب في ذلك هو تأثير الجاذبية للأجسام الفضائية الكبيرة. بالإضافة إلى ذلك ، تحدث مقاربات الكواكب في النظام الشمسي بتردد بضعة عقود فقط. وبالتالي لا يمكن أن تكون سببا لتغيرات كارثية في النواة مرة كل 12000 عام.

السيناريو 2. المادة المظلمة

سمة المادة المظلمة هي أنها لا تشارك في التفاعل الكهرومغناطيسي⁶.

لكنه يشارك في تفاعل الجاذبية ، الذي ناقشناه أعلاه. هذا يعني أنه سيؤثر على حركة النجوم والكواكب بشكل عام ، وليس فقط على نواتها. وبالتالي ، لا يمكن أن يكون التأثير الكوني الخارجي ناتجا عن المادة المظلمة.

السيناريو 3. التفاعل الكهرومغناطيسي. النجم النابض

لنفترض أن نظامنا الشمسي أصيب بإشعاع كهرومغناطيسي قوي ، على سبيل المثال ، من نجم نابض (الشكل. 4).

الشكل. 4. يُظهر الرسم التوضيحي تمثيلا فنيا للنجم النابض. تنبعث منه شعاعين من موجات الراديو (كما هو موضح باللون الأرجواني). عندما يدور النجم النابض ، تجتاح موجات الراديو الفضاء مثل اضواء المنارة. المصدر: ناسا

النجوم النابضة تدور بسرعة ، النجوم النيوترونية الممغنطة للغاية ولدت نتيجة انفجارات السوبرنوفا الناجمة عن انهيار النجوم الضخمة. تُنتج النجوم النابضة إشعاعا في نطاقات الراديو أو الضوء أو الأشعة السينية أو أشعة جاما ، قادمة إلى الأرض على شكل نبضات دورية.

تُصدر النجوم النابضة نبضات ضيقة التوجيه من طاقات مختلفة. ومع ذلك ، فإن النجوم النابضة بمثل هذه الدورية الفريدة لا تقف في طريق حركة النظام الشمسي في المجرة ، بحيث تكون المسافة بينهما تساوي 12000 عام وكل ثانية ينبعث منها تيار أكثر قوة.

السيناريو 4. التفاعل الكهرومغناطيسي. انفجار سوبر نوفا أو التوهج الشمسي

لنفترض أن انبعاثا قويا للإشعاع الكهرومغناطيسي تجاه الأرض حدث على الشمس نتيجة لتفشي المرض ، أو أن نبضة كهرومغناطيسية جاءت من انفجار مستعر أعظم في أعماق الفضاء.

ومع ذلك ، دعونا نتذكر أن الإشعاع الكهرومغناطيسي ، مثل الأشعة السينية وأشعة جاما ، يمتصه الغلاف الجوي بشكل أساسي (الشكل. 5).

الشكل. 5. رسم تخطيطي لمرور الموجات الكهرومغناطيسية عبر الغلاف الجوي. المؤلف: مصدر الصورة ناسا: https://en.wikipedia.org/wiki/Radio_astronomy#/media/File:Atmospheric_electromagnetic_opacity.svg

يمكن أن يصل نوعان فقط من الإشعاع الكهرومغناطيسي إلى سطح الأرض: النطاق المرئي والراديوي ، لكنهما أيضا لا يصلان إلى النواة.

وبالتالي ، لا يمكن لأي موجات كهرومغناطيسية من مصدر خارجي أن تؤثر على حالة قلب الكوكب ، لأنها ببساطة لا تخترق عمق الأرض.

السيناريو 5. الأشعة الكونية

عامل خارجي آخر يؤثر على الكوكب من الفضاء هو الأشعة الكونية. هذه جسيمات عالية الطاقة: البروتونات ، النوى الذرية ، النيوترينوات ، الإلكترونات ، التي تتحرك بسرعات قريبة من سرعة الضوء. يمكن أن تكون خارج المجرة ، مجري و شمسي.

كثير منهم ، تحت تأثير المجال المغناطيسي للأرض ، ينحرفون إلى القطبين ، يلفون الأرض.

تنتشر بقية الجسيمات المشحونة للأشعة الكونية في الغلاف الجوي ، مما يتسبب في زخات من الجسيمات الأولية الثانوية (الشكل. 6). بعضها يمكن أن يصل إلى سطح الأرض ، ولكن ليس النواة.

الشكل. 6. نموذج حاسوبي لوابل من الجسيمات الأولية الثانوية المتولدة من بروتون أولي من طاقة 1 تيرا فولت تضرب الغلاف الجوي على ارتفاع 20 كم. يظهر الساحل أدناه في الحجم

يتشكل وابل من الجسيمات دون الذرية الثانوية (الإلكترونات بشكل رئيسي) نتيجة لتفاعلات متتالية متعددة في الغلاف الجوي للأرض. الأساس الأول هو جسيم أولي يدخل الغلاف الجوي من الفضاء ويتفاعل مع نوى ذرات الهواء.

الشكل. 7. تمثيل تخطيطي لعملية تحلل البروتون إلى جزيئات مختلفة وتشكيل وابل من الجسيمات الثانوية. تشير الأسهم في الرسم التخطيطي إلى الجسيمات الوليدة التي يمكن أن تتحلل فيها البروتونات. يمكن أن تكون هذه الجسيمات مختلفة: من اللبتونات (على سبيل المثال ، الإلكترونات) إلى الميزونات و الباريونات

لا يوجد سوى نوعين معروفين من الجسيمات التي تخترق سطح الأرض: الميونات و النيوترينوات. تخترق الميونات عمق مئات الأمتار قبل أن تنحرف وتتباطأ وتتحلل إلى إلكترون و نيوترينو. في الوقت نفسه ، لا تصل الميونات إلى نواة الأرض.

 النيوترينوات هي الجسيمات الوحيدة المعروفة القادمة من الفضاء والتي يمكن أن تصل إلى نواة الأرض. النيوترينوات عالية الطاقة لديها احتمال كبير للتأثير على باطن الأرض. ومع ذلك ، فإن تدفقها ليس كبيرا بحيث ينقل طاقة كافية إلى نواة الأرض من أجل حدوث التغييرات الملحوظة فيه.

وعادة ما تمر النيوترينوات منخفضة الطاقة عبر الأرض دون التفاعل مع المادة(الشكل. 8).

الشكل 8. النيوترينوات هي ناقلات معلومات مثالية في الكون. (ج) إيرين تامبورا

لتلخيص. يشير تحليل سيناريوهات التأثيرات الفيزيائية المعروفة المختلفة إلى أنه لا يمكن لأي منها - الجاذبية أو الكهرومغناطيسية أو الصوتية أو الأشعة الكونية أو المادة المظلمة - أن يعمل بشكل مباشر على نواة الكوكب ويسبب التغيرات الدورية التي نلاحظها في جميع أنحاء النظام الشمسي.

لدينا حاليا مؤشرات غير مباشرة للتأثيرات الكونية ، ولكن هناك حاجة إلى أدوات لقياسها. على سبيل المثال ، يمكننا الاستشهاد بالوضع مع البحث عن سبب المرض على المستوى الجزئي: لا يمكننا العثور عليه دائما لأننا لا نعرف كل الفيروسات والفطريات الموجودة. هذا يعني الحاجة إلى مواصلة البحث على المستوى الجزئي للعثور على سبب الأمراض.

يمكن وصف الوضع الحالي بأنه جائحة عالمي في نظامنا الشمسي ، حيث تتعرض جميع الكواكب لتأثيرات كونية خارجية. لوحظت التغييرات حتى في عمالقة الغاز ، حيث تحدث التفاعلات النووية باستمرار. هذا يُضيق بشكل كبير منطقة البحث لفهم مصادر التأثير الكوني الخارجي ، مما يشير إلى الحاجة إلى البحث على مستوى العالم المصغر.

هنا نصادف نوعا آخر من الفيزياء ، تم وصف فرضيته في قسم ”ما هو التأثير الكوني“. إذا تمكن العلماء من إجراء قياسات مباشرة في النواة ، فسيستخدمون طريقة استبعاد مشابهة للمراقبة الأساسية في المفاعل النووي. ومع ذلك ، ليس لدينا إمكانية الوصول المباشر إلى النواة. لذلك ، في الوقت الحالي ، يمكن أن يوفر تدفق النيوترينو من نواة النيوترون معلومات إضافية حول العمليات التي تحدث في النواة.

لمنع الأحداث الكارثية على الأرض ، من الضروري أن تتحد أفضل عقول البشرية وتهيئة الظروف اللازمة لحل هذه المهمة الصعبة المتمثلة في دراسة كوكبنا وحمايته من التأثيرات الكونية الخارجية.

قائمة المراجع:

1. أروشانوف م. ديناميات المناخ. عوامل الفضاء. هامبورغ: لامبرت للنشر الأكاديمي ، 2023. صفحة 33.

2. براون ، إس كي وآخرون. توصيف سجل الثوران الرباعي: تحليل قاعدة بيانات الانفجارات البركانية المتفجرة كبيرة الحجم (لامف). ي أبل. بركان. 3, 5 (2014). https://doi.org/10.1186/2191-5040-3-5

3. برايسون ، ر. التعديل البركاني الرباعي المتأخر لتأثير مناخ ميلانكوفيتش. علم المناخ النظري والتطبيقي 39 ، 115-125 (1989). https://doi.org/10.1007/bf00868307

4. فيتريتو ، أ. 1995: نقطة انعطاف مهمة في التاريخ الجيوفيزيائي الحديث. إنت جي إنفيرون س س نات القرار 29 ، 556271 (2022). https://doi.org/10.19080/ijesnr.2022.29.556271

5. التغيرات المفاجئة في اتجاهات الظواهر الجيوديناميكية والجيوفيزيائية في 1997-1998. المؤلفون: باركين يو. خامسا ، سمولكوف ج.يا. كل الروسية مؤتمر الفيزياء الشمسية الأرضية المخصص للذكرى 100 لميلاد العضو المقابل في الأكاديمية الروسية للعلوم ف. ستيبانوف (16-21 سبتمبر 2013 ، إيركوتسك) ، إيركوتسك ، 2013.

6. بيرتون ، جي وهوبر ، د. تاريخ المادة المظلمة. القس وزارة الدفاع. فيز. 90, 045002 (2018). https://doi.org/10.1103/RevModPhys.90.045002