التخطي إلى المحتوى

الآن قبل أن نغادر هذه الرحلة إلى أسفل حارة الذاكرة ونكتشف من ساعدنا في إكتشاف عدم وجود أكسجين في الفضاء, فكّر في العودة إلى الأوقات التي ربما تكون قد سافرت فيها في رحلة جبلية, إستيقظ مبكرا في الصباح, وعبئ الطعام والإكسسوارات للتنزه, وركوب للمناظر الطبيعية الخلّابة وإلى القاعدة, وفكّر في كل هذا الهواء النقي الذي يمكنك الإستمتاع به.

ومع ذلك بمجرد وصولك إلى القمة, ستلاحظ أن الآخرين يجدون صعوبة في التنفس, والشيء التالي الذي تعرفه هو أنك ستبدأ في صعوبة بالتنفس أيضاً!

كما كنت قد خمنت، فإن الصعوبة التي واجهتك في التنفس على قمة جبل له علاقة كبيرة بإكتشاف غياب الأكسجين في الفضاء؟

المساهمات العلمية

كان ذلك يعود إلى عام 350 قبل الميلاد عندما تم إقتراح نظرية الفراغ الناتج عن الأكسجين, وإقترح الفلكي اليوناني أرسطو أن الطبيعة تمقت الفراغ, وهي نظرية أصبحت فيما بعد تعرف بإسم “رعب vacui“, وعلى الرغم من أن Atomism أدت إلى رفض هذا الإقتراح, لم يتم إثبات نظرية عدم وجود أكسجين في الفضاء حتى القرن السادس عشر بإستخدام الأدلة العلمية.

هل سمعت من قبل عن مقياس الضغط الجوي؟ إنها أداة تستخدم لقياس ضغط الهواء, وتم إنشاء البارومتر بواسطة فيزيائي إيطالي يدعى إيفانجليستا توريشيلي, والذي كان في الواقع تلميذاً لـ “غاليليو غاليلي” العظيم, وكان جاليليو يقوم بالعديد من التجارب المختلفة على الهواء, وكان يعلم أن الهواء له وزن وبعض القوة التي قاومت تشكيل فراغ, وبعد مرور عام على وفاة جاليليو, أكمل توريشيلي التجربة بنجاح وأنشأ جهازًا يمكن أن ينتج فراغًا جزئيًا!

بعد إجراء العديد من الدراسات في حوالي عام 1644, خلّص توريشيلي إلى أن الهواء أو الجو يمارسان الضغط, لأنه يتم سحبه أو دفعه بشيء إلى سطح الأرض, وتقول كلماته الدقيقة: “نحن نعيش مغمورة في قاع محيط من هواء العنصر، والذي من خلال التجارب التي لا جدال فيها من المعروف أن لها وزن”.

أكسجين الفضاء
مقتطف من الرسالة التي أرسلها توريشيلي إلى ريتشي حول إكتشافاته للغلاف الجوي.

بعد بضع سنوات في عام 1646, قام بليز باسكال (المعروف بإسم نظرية الإحتمالات) بتجربة الضغط الجوي, وإكتشف باسكال أن الفراغات موجودة في العالم الحقيقي, وبعد ذلك بعامين في عام 1648, أقنع باسكال شقيق زوجته فلورين بيرييه بأخذ مقياس الزئبق والتسلق إلى قمة جبل بوي دي دوم في فرنسا, وإكتشفوا أننا عندما نبتعد عن سطح الأرض, يبدأ الضغط الجوي بالإنخفاض, ومع ذلك … فإن سبب هذا الإنخفاض في الضغط الجوي على إرتفاعات عالية غير معروف.

قام عالم ألماني يُدعى “أوتو فون غيريكه” في عام 1650 ببناء أول مضخة فراغ, وأثبت أن القوة التي تم تطويرها عن طريق الجو كانت مهمة جدًا لدرجة أن فريقين من الخيول لم يتمكنا من فك نصفي المضخة الفراغية, وأشار أوتو أيضًا إلى أن الغلاف الجوي للأرض يحيط بالكوكب كقذيفة, مع إنخفاض الكثافة تدريجياً مع إرتفاع أكبر, وخلص إلى أنه يجب أن يكون هناك فراغ مسافة معينة بعيداً عن سطح الأرض.

أكسجين الفضاء
عرض للتجربة التي أجراها أوتو فون جيريك على أول مضخات تفريغ قام ببنائها.

في عام 1687 وضع السير إسحاق نيوتن, وهو أحد العلماء الأكثر نفوذاً في التاريخ, نظريته حول الجاذبية العالمية في المبادئ الرياضية للفلسفة الطبيعية.

ربمّا لم نتعرف على الجاذبية أبدًا, وإذا لم تكن على علم بعد, فإن السبب الذي يجعلنا نبقى على الأرض هو الجاذبية, وإذا لم تكن هناك خطورة فسيطوف الجميع, ليس ذلك فحسب, بل تلعب الجاذبية دورًا مهمًا في العديد من الظواهر الطبيعية الأخرى بإستثناء الحفاظ على سطح الأرض.

لماذا لا يوجد أوكسجين في الفضاء؟

الآن وقبل أن نواصل البحث في كتب التاريخ، دعونا نفكر في شيء واحد … إذا كانت الأرض لها جاذبية, والجاذبية هي التي تُبقي كل شيء مرتبطًا بالسطح, فهل من الممكن أن تكون الجاذبية هي السبب وراء تعرضنا للضغط الجوي؟ بالتأكيد هي! … تقوم الجاذبية بسحب الغلاف الجوي (أو الهواء) نحو سطح الأرض، مما يسبب ضغطًا في الغلاف الجوي.

إذا كان هذا هو الحال, فلماذا ينخفض ​​الضغط الجوي مع إرتفاعنا؟ حسنًا … مع تقدمنا ​​إلى أعلى في الغلاف الجوي نتحرك بعيدًا عن قلب الأرض, وبالتالي نبتعد عن حقل الجاذبية للأرض, ويتناقص تأثير الشد والجاذبية مع تقدمنا, لذلك عند إرتفاع مسافة معينة فوق الأرض, تتوقف الجاذبية عن العمل على الأجسام وسوف تنجرف ببساطة إلى الفضاء.

هذا هو بالضبط ما يحدث مع الأكسجين, ويتركز الأكسجين في المناطق السفلى من الجو ويصبح أكثر ندرة مع تقدمنا, لهذا السبب يجد متسلقو الجبال والمتنزهون صعوبة في التنفس أثناء القمة, حيث يوجد قليل جدًا من الأكسجين الموجود هناك, ويصبح الهواء أرق كلما صعدنا.

بعد نقطة تتوقف فيها الجاذبية عن العمل بقوة, لن تنجذب جزيئات الهواء (الأكسجين) إلى الأرض, وبالتالي فإن الجزيئات أبعد من ما تكون عن بعضها البعض, وغالبًا ما تكون متباعدة, وفي الواقع أننا نقول أنه لا يوجد “هواء حاضر” أو نسميه “فراغ”.

هكذا توصل الفيزيائيون وعلماء الفلك إلى هذا الإدراك لعدم وجود أي أكسجين في الفضاء – بالتفكير المنطقي وبعض التجارب الأساسية.

لم يكن الأمر بهذه البساطة بالنسبة لهم لإكتشاف هذا الأمر, كما كان بالنسبة لنا للتحدث عن طريقنا في هذه القضية, وشارك العديد من العقول العظيمة, وكان لابد من إجراء تجارب واسعة قبل الوصول إلى هذا الإستنتاج.

بين عامي 1600 و 1800, تم صياغة العديد من النظريات والقوانين فيما يتعلق بسلوك الهواء, فيما يتعلق بالضغط ودرجة الحرارة والجزيئات – إلخ, وتشمل بعض هذه القوانين “قانون بويل” و”قانون شارل” و”قانون أفوجادرو” و”قانون الغازات المثالية” وغيرها الكثير, ولعبت جميع القوانين والنظريات دورًا كبيرًا في إكتشاف الطبيعة الخالية للفضاء.

على سبيل المثال, ساعدت التجارب التي أجراها “الأخوان مونغولفييه” على بالونات الهواء الساخن في إستنتاج الهواء (وبالتالي الأكسجين) يستمر في التناقص ونحن نبتعد عن سطح الأرض, ولا يوجد شيء أفضل من الوصول إلى إستنتاجات علمية ممتازة أثناء الإستمتاع بمنظر رائع!

المصدر: Science Abc

التعليقات

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *