بعد 7 سنوات، استلمت ناسا عينتها من الكويكب

اشترك في برنامج Science Friday

• اشترك عبر Apple Podcasts

• اشترك عبر Youtube Music

• اشترك عبر Pocket Casts

قبل حوالي أسبوع، تلقى عشاق الفضاء هدية العمر: عينة من بينو (Bennu)، كويكب يحلق عبر المجرة، ويبعد حاليًا حوالي 200 مليون ميل. جاءت كبسولة الصخور والغبار بفضل مهمة OSIRIS-REx التابعة لوكالة ناسا، وهي أول مهمة أمريكية لجمع عينة من كويكب.

يأمل العلماء أن تساعد في كشف بعض أسرار كوننا، مثل كيفية نشأة الشمس والكواكب أو كيف بدأت الحياة. تتحدث المضيفة الضيفة والموسيقية Dessa مع Sophie Bushwick، محررة التكنولوجيا في Scientific American، حول أخبار العلوم لهذا الأسبوع. كما يتحدثون عن كيفية تفاعل المادة المضادة مع الجاذبية، ولقاح RSV الجديد للحوامل، ولماذا تتحول مصابيح الشوارع بتقنية LED إلى اللون الأرجواني، وكيف سيطرت الخنافس على جميع الأنواع الأخرى، وخاصة النمل.

• اقرأ تغطية فتح ناسا لكبسولة عينة كويكب OSIRIS-REx عبر ArsTechnica.

• اقرأ عن الإجراءات الصارمة التي يجب على العلماء اتخاذها لحماية العينات من الفضاء عبر NOVA Next.

DESSA: قبل حوالي أسبوع، تلقى عشاق الفضاء هدية العمر – عينة من بينو (Bennu)، كويكب يبعد حاليًا حوالي 200 مليون ميل عن الأرض. تمثل هذه المهمة، المسماة OSIRIS-REx، المرة الأولى التي تجمع فيها الولايات المتحدة عينة من كويكب ثم تعيد تلك الحمولة الثمينة بأمان إلى الأرض. يأمل العلماء أن تكشف بعض أسرار كوننا، مثل كيفية نشأة الشمس والكواكب، وحتى كيف بدأت الحياة.

هنا، ومع المزيد من الأخبار العلمية لهذا الأسبوع، Sophie Bushwick، محررة التكنولوجيا في Scientific American، ومقرها في نيويورك.

صوفي، مرحباً بكِ مرة أخرى في Science Friday.

SOPHIE BUSHWICK: شكرًا لاستضافتي.

DESSA: حسنًا. صوفي، ساعديني في ضبط حماسي. ما مدى حماسي الذي يجب أن أكون عليه؟

SOPHIE BUSHWICK: متحمسة للغاية! هذا أمر رائع بشكل لا يصدق لأن بينو يبلغ من العمر 4.5 مليار سنة. يعود تاريخه إلى بداية النظام الشمسي. لذا، من خلال جمع عينة منه، يمكن للباحثين أن يتعلموا الكثير عن الأيام الأولى للنظام الشمسي. وأيضًا، لأنه يحتوي على الكثير من المركبات القائمة على الكربون، يمكن أن يقدم لنا أدلة حول أصول الحياة. لذا، إنها أمور مثيرة جدًا جدًا.

DESSA: حسنًا. هل يمكنكِ أن تشرحي لي بعض التفاصيل اللوجستية؟ كيف حصلوا عليها؟ ثم كان تحدي العودة إلى الأرض بها مرهقًا بشكل خاص، أليس كذلك؟ كيف حدث كل ذلك؟

SOPHIE BUSHWICK: هذه مهمة متعددة السنوات. انطلقت في عام 2016، واستغرقت OSIRIS-REx عامين للوصول إلى بينو. ثم أمضت عامين آخرين في رسم خرائطه وتحديد المكان الذي ستأخذ منه هذه العينة. أخذت العينة أخيرًا، ثم مكثت بضعة أشهر أخرى قبل التوجه عائدة إلى الأرض - رحلة طويلة أخرى إلى هنا. ثم كان عليها أن تطلق ما يسمى بكبسولة عودة العينة. هذه حالة متخصصة للغاية للعينة. ويجب أن تكون متخصصة لأنها يجب أن تنجو من إعادة الدخول عبر الغلاف الجوي للأرض. تصل إلى الأرض. وتطلق مظلة لتتمكن من الهبوط بأمان.

ثم كان على فرق من الباحثين الخروج واستعادتها. هبطت في يوتا. ثم قاموا بتفريغها جزئيًا، لكنهم جهزوها بشكل أساسي للنقل إلى تكساس، حيث يتم نقلها إلى هذا المرفق حيث يمكن تفريغها بالكامل لأنك لا تريد أن يلمس الغلاف الجوي للأرض هذا الشيء. ومجرد فتح هذه الحقيبة المعقدة، يستغرق الأمر ساعات وساعات لأنهم لا يفتحونها فحسب، بل يتساءلون أيضًا، هل علقت أي شظايا من غبار بينو في رأس مسمار؟ نريد جمع هذا الغبار. إنها عينة قيمة.

انتهى المطاف بـ OSIRIS-REx بأخذ عينة يعتقدون أنها تتراوح بين 150 إلى 350 جرامًا. هذا ربما يمثل 1/3 إلى 3/4 رطل من المادة. قد لا يبدو ذلك كثيرًا، لكنه أكثر مما كانوا يأملون الحصول عليه في البداية. كان الهدف 60 جرامًا فقط. لذا فقد تجاوزوا ذلك بكثير.

DESSA: لم أكن أعلم أنه بهذه الصغر. هذا مثل شرائي لملفوف بروكسل. أنا لا أحب ملفوف بروكسل حتى.

SOPHIE BUSHWICK: نعم، لكن هذه مثل ملفوف بروكسل فضائي من الفضاء الخارجي.

DESSA: حسنًا. أخبار فضائية رائعة أخرى هذا الأسبوع. أعلم أن هناك قصة كبيرة عن المادة المضادة والجاذبية. ولكن أولاً، هل يمكننا فقط تمهيد الطريق - تذكيرنا ما هي المادة المضادة وأين نذهب للحصول على بعض منها؟

SOPHIE BUSHWICK: المادة المضادة هي - في الأساس، نوع من الجسيمات الأساسية التي تشكل المادة، ولكن بشحنات معاكسة. لذا فإن نسخة المادة المضادة للإلكترون تسمى البوزيترون. ونسخة المادة المضادة للبروتون تسمى البروتون المضاد. وإذا أخذت بروتونًا مضادًا وبوزيترونًا ووضعتهما معًا، تحصل على ذرة هيدروجين مضاد.

لذا المادة المضادة، لا يمكنك الذهاب والعثور عليها. سيتعين عليك إما العودة إلى الانفجار العظيم، وهي ليست رحلة مجهزة لنا الآن، أو عليك الذهاب إلى مصادم جسيمات وتحطيم مجموعة من الأشياء معًا لصنع ثم حصاد البوزيترونات والبروتونات المضادة.

DESSA: وأعلم أن الاكتشاف الجديد تناول حقًا طريقة استجابة المادة المضادة للجاذبية. هل يمكنكِ شرح ذلك؟

SOPHIE BUSHWICK: صحيح. يعرف العلماء أن نظريات أينشتاين لا تزال جيدة جدًا في التنبؤ بكيفية عمل الجاذبية، لكنها تفشل عندما تدخل إلى عالم الأجسام الصغيرة جدًا، حيث تسود ميكانيكا الكم. عندئذ تبدأ في مواجهة بعض المشاكل. لذا، لفهم هذا بشكل أفضل في هذا العالم الصغير، لا يرغب الباحثون في إجراء حسابات نظرية فحسب، بل يرغبون أيضًا في إجراء تجارب لمعرفة ما إذا كانت هذه الحسابات صحيحة.

وكان أحد الأشياء التي افترضوا نظريًا هو أن ذرات المادة المضادة ستتصرف بنفس الطريقة التي تتصرف بها الذرات العادية استجابة للجاذبية. إذا وضعت ذرات الهيدروجين المضاد في مجال جاذبية، فسوف تسقط، وهو نفس الشيء كما لو وضعت ذرات عادية في مجال جاذبية. لكن السؤال هو، هل يمكننا إثبات أن هذا سيحدث بالفعل؟

DESSA: إذن، هل كانت هذه الدراسة مهمة – أو هل كان هذا الاكتشاف مهمًا – لأنه جزء من إثبات مفهوم يؤكد أفكار المنظرين حول كيفية تفاعل المادة المضادة مع الجاذبية؟

SOPHIE BUSHWICK: نعم، بالضبط. أولاً، كان عليهم صنع بعض ذرات المادة المضادة. ثم وضعوها في الأنبوب وقاسوا، هل ستسقط إلى قاع الأنبوب أم ستطفو إلى أعلى الأنبوب؟ وكانت الكمية التي سقطت في الأسفل تقريبًا ما كانوا سيتوقعونه من الذرات العادية – من ذرات المادة الطبيعية. لذا يشير ذلك إلى أن المادة المضادة والمادة العادية تتصرفان بنفس الطريقة. لكن ذلك كان تحت هذه الظروف المحددة.

لذا يرغب الباحثون الآن في العودة إلى هذا الإعداد التجريبي ومحاولة تغيير بعض جوانبه. ماذا يحدث إذا غيرت درجة الحرارة؟ كيف يتغير السلوك عندئذ؟ لذا هذه مجرد بداية لعملية اختبار.

DESSA: ماذا يكشف لنا هذا أساسًا عن طريقة عمل الكون؟ كيف يتناسب هذا مع فهمنا للكون؟

SOPHIE BUSHWICK: إحدى الأسئلة الكبيرة حول المادة المضادة هي، لماذا لا نملكها؟ وفقًا للنظريات، عندما يحدث الانفجار العظيم، كان يجب أن ينتج كميات متساوية من المادة والمادة المضادة. ولكن بالنظر إلى اليوم، من الواضح أن هذا ليس الكون الذي نعيش فيه. فماذا حدث هناك؟ لماذا لا نملك هذه النسخة المضادة للمادة؟

لذا عندما يلتقي جسيم المادة المضادة بجسيم المادة المكافئ له، فإن الاثنين سيفنيان بعضهما البعض – يدمران بعضهما البعض. تأخذ إلكترونًا وبوزيترونًا وتطلب منهما أن يصبحا صديقين، وسوف يحدث انفجار.

لذا، إذا كان لدينا كميات متساوية من المادة والمادة المضادة في بداية الكون، فربما كانت بعض هذه الجسيمات تفني بعضها البعض. لكن ربما كانت هناك مادة أكثر، ولهذا انتهى بنا المطاف بكون قائم على المادة اليوم.

لكن الباحثين ما زالوا يحاولون دراسة هذا بأي طريقة ممكنة. وهذه التجربة ليست سوى جزء من ذلك.

DESSA: حسنًا. بتكبير الكاميرا من اتساع الفضاء الخارجي إلى رأس دبوس، أعلم أن هناك بعض الأخبار المثيرة حقًا في مجال اللقاحات هذا الأسبوع، خاصة فيما يتعلق بالفيروس المخلوي التنفسي، المعروف أيضًا باسم RSV. هل يمكنكِ أن تخبرينا، ما هو RSV وما الجديد في هذا اللقاح؟

SOPHIE BUSHWICK: نعم. لذا فإن الفيروس المخلوي التنفسي (RSV) هو مرض لن يكون ضارًا جدًا لك إذا كنت شخصًا بالغًا سليمًا، لكنه قد يكون خطيرًا جدًا على الأطفال الصغار والرضع وكبار السن. لذلك كانت هناك زيادة حادة فيه العام الماضي. وفي الحالات الشديدة، يمكن أن يسبب الالتهاب الرئوي. يمكن أن يدخل الأطفال إلى وحدة العناية المركزة. لذلك فهو مرض مخيف حقًا من هذا الجانب، ولهذا السبب تم إيلاء المزيد من الاهتمام له.

والآن أصبح لدينا أخيرًا لقاح ضده. وهذا اللقاح تحديدًا - ليس مصممًا للأطفال. إنه مصمم للحوامل. والفكرة هي أن هذه المناعة تنتقل داخل الرحم إلى الطفل.

DESSA: حسنًا، فهمت. إذن هذا مصمم خصيصًا للحوامل لتناوله. يبدو إذًا أن بعض الأجسام المضادة في هذا اللقاح تعبر حاجز المشيمة وتحمي الأطفال بالفعل بعد الولادة، هل هذا صحيح؟

SOPHIE BUSHWICK: هذا صحيح. وهذه تقنية معروفة منذ فترة طويلة جدًا. وهناك لقاحات أخرى يُشجع الحوامل على أخذها لنقل تلك المناعة، لكن هذا هو أول لقاح مصمم للقيام بذلك منذ البداية.

DESSA: حسنًا. تحول مفاجئ، صوفي. مصابيح الشوارع – أعتقد أن هذه كانت قصتي المفضلة لهذا الأسبوع. يبدو أن مصابيح الشوارع بتقنية LED تتحول إلى اللون الأرجواني حول العالم.

SOPHIE BUSHWICK: لذا هذه ليست خدعة هالوين. هذا يحدث بسبب الطريقة التي نحصل بها على مصابيح LED البيضاء. لذا إذا أردت صنع مصباح LED، لا تصنع مصباح LED أبيض. يمكنك أن تأخذ مزيجًا من ألوان مختلفة يعطيك الأبيض. أو يمكنك أن تأخذ مصباح LED أزرق وتغطيه بهذه المادة الفلورية التي تسمى الفوسفور. فعندما يضرب الضوء الأزرق الفوسفور، يطلق الفوسفور بعض الألوان الحمراء والصفراء، ومزيج كل هذه الألوان يعطيك الضوء الأبيض.

لكن المشكلة هي، ماذا يحدث إذا تقشرت طبقة الفوسفور تلك؟ قد يكون ذلك بسبب مشكلة في تصنيع مصباح LED. قد يتعلق الأمر بالتعرض للحرارة. لكن ما يحدث فعليًا هو أن الطبقة تتقشر ويتحرر الضوء الأزرق الموجود تحتها ليخرج ويبدو أرجوانيًا.

DESSA: في رأيي، أعتقد أن اللون الأرجواني يبدو جميلًا حقًا. لكنني أعلم أن هناك أيضًا بعض المخاوف بشأن السلامة. هل هناك مخاطر مرتبطة بهذه الأضواء التي تتحول إلى لون أرجواني مع مرور الوقت؟

SOPHIE BUSHWICK: نعم، هذه مشكلة إذا كنت تريد القيادة ليلاً. لذا إذا كان الظلام دامسًا، الجزء من عينيك القادر على معالجة هذا الضوء المزرق، يميل إلى أن يكون رؤيتك الطرفية. وقد يسبب مشاكل لأن رؤيتك الأمامية لن تكون جيدة تحت هذا الضوء الأرجواني كما ستكون تحت الضوء الأبيض. وبالتالي هناك مشكلة سلامة محتملة – مثل، ربما يكون من الصعب رؤية المشاة وربما يكون السائقون أكثر عرضة لارتكاب الأخطاء.

DESSA: حسنًا. لننهي حيث تنتهي جميع القصص الجيدة - مع الخنافس. صوفي، هناك دراسة جديدة حول تنوع الخنافس وهي غير بديهية للغاية. أخبريني.

SOPHIE BUSHWICK: الخنافس هي مجرد مجموعة متنوعة بشكل غريب. نحن نعلم أن هناك حوالي 1.5 مليون نوع معروف للعلم. وهذا لا يقتصر على الحيوانات فقط – بل يشمل النباتات والميكروبات – 1.5 مليون نوع. من هذا العدد، حوالي ربع تلك الأنواع هي مجرد خنافس.

SOPHIE BUSHWICK: إنه أمر مدهش. لذا السؤال هو، لماذا الخنافس متنوعة إلى هذا الحد؟ لماذا تقوم هذه المجموعة بالذات بذلك وتتفرع كثيرًا؟ هناك فكرتان. الأولى هي أن لديهم أجنحة خارجية تحمي أجنحة طيرانهم مما يسمح لهم بالعيش في بيئات أكثر بكثير. وإذا تفرعوا إلى بيئات مختلفة، يمكنهم التخصص في تلك البيئات والتنوع.

احتمال آخر هو أن العديد من هذه الخنافس تتغذى على النباتات. لذا ربما يكون كل منها قد تطور ليتغذى على نوع معين مختلف من النباتات. لكن المشكلة في كلتا هاتين النظريتين هي أن هناك عائلة واحدة من الخنافس، تسمى خنافس الروفي (rove beetles)، وهي - متنوعة جدًا - لكنها لا تملك أجنحة خارجية متطورة جدًا ولا تتغذى على النباتات حتى. فلماذا أصبحت خنافس الروفي متنوعة جدًا؟ هذا ما أرادت هذه الدراسة الجديدة معرفته.

DESSA: أوه، أشعر وكأنني أرغب في توجيه تحية خاصة في هذه المرحلة من برنامجنا إلى ربع مستمعينا الذين من المحتمل أن يكونوا خنافس ومستمعين.

حسنًا. لقد تحدثنا عن الأجنحة الخارجية. تحدثنا عن أكل النباتات. كان هناك أيضًا دفاع كيميائي محتمل ضد النمل. هل هذا صحيح؟

SOPHIE BUSHWICK: هذا صحيح. لذا فالنمل هو هذا المفترس الكبير في عالم الحشرات. لقد قضوا على الكثير من الأنواع. وفي حالة الخنافس، طورت خنافس الروفي هذه غدة دفاع كيميائي يمكنها رشها على النمل. والفكرة هي ربما أصبحت متنوعة جدًا لأن كل منها طور نكهة مختلفة من المواد الكيميائية كانت جيدة في استهداف نوع مختلف من النمل.

DESSA: هذا رائع جدًا. إنه مدهش للغاية. صوفي، شكرًا جزيلاً لانضمامك إلي.

DESSA: Sophie Bushwick هي محررة التكنولوجيا في Scientific American. ومقرها في مدينة نيويورك.

حقوق الطبع والنشر © 2023 Science Friday Initiative. جميع الحقوق محفوظة. يتم إنتاج نصوص Science Friday في مواعيد نهائية صارمة بواسطة 3Play Media. قد تختلف دقة النص عن ملف الصوت أو الفيديو الأصلي الذي تم بثه/نشره، وقد يتم تحديث النص أو تعديله في المستقبل. للحصول على السجل الرسمي لبرامج Science Friday، يرجى زيارة التسجيل الأصلي الذي تم بثه/نشره. لشروط الاستخدام والمزيد من المعلومات، يرجى زيارة صفحات سياساتنا على http://www.sciencefriday.com/about/policies/

تعرف على المنتجين والمضيفة

رشا عريدي منتجة في برنامج Science Friday، وهي أول زميلة في برنامج Outrider / Burroughs Wellcome Fund. تحب القصص عن الكائنات الغريبة، والمغامرات العلمية، وتقاطع العلم والتاريخ.

Dessa مغنية، ومغنية راب، وكاتبة، ومتحدثة محترفة في مجالات الفن، والعلوم، وريادة الأعمال. وهي أيضًا مضيفة لـ