على مسافة تفوق 1000 كيلومتر (621) ميلا شمال مدينة ناها، لا تزال توجد مدينتا ناجازاكي وهيروشيما في اليابان. ونظرًا إلى الأحداث المروعة والصادمة المرتبطة بهاتين المدينتين، ما عليك سوى سماع هذين الاسمين مرة واحدة لتتذكرهما إلى الأبد. ففي يومي السادس والتاسع من أغسطس عام 1945 ، سقطت قنبلتان نوويتان أُطلق عليهما اسم «فات مان» (الرجل البدين) وليتل بوي (الصبي الضئيل) على المدينتين، مما أسفر عن مقتل ما لا يقل عن 100 ألف شخص على الفور. وعلى مدى الأشهر التالية لذلك، لقي المزيد الأشخاص حتفهم جراء الأمراض الناجمة عن التعرض للإشعاع وما خلفه ذلك من حروق وإصابات أخرى ذات صلة. وقد دمرت القنبلتان المدينتين تماما، وسوتهما بالأرض في مساحة يبلغ نصف قطرها 1,6 كيلومتر (ميل واحد) من موقع إسقاط القنبلتين. عندما انفجرت القنبلتان، أطلقتا كمية هائلة من الإشعاع الحراري والضوء المتعدد الأطوال الموجية في وقت لاحق، قال أحد الطيارين الذين شهدوا إلقاء قنبلة هيروشيما «لم تتحمل أعيننا هذا الضوء الساطع وكان الجزء العلوي من سحابة الفطر تلك هو الأكثر رعبًا، ولكنه أيضًا كان أجمل شيء يمكن أن يراه المرء في حياته. يبدو أن جميع ألوان قوس قزح كانت تنبعث منها.» من الصعب استيعاب أن أصغر شيء على الإطلاق، وهو الذرة، قد أصدر هذه الطاقة المدمرة الواسعة النطاق.
تعمل القنابل الذرية على مفهوم الانشطار النووي أي «الانقسام»، وتستخدم الوقود الذي يشتمل على نظائر والنظائر هي ذرات عنصر ما ويكون لها نفس عدد البروتونات، ولكن عدد نيوترونات مختلف. فالديوتيريوم أحد نظائر الهيدروجين، وتتكون نواته من بروتون واحد ونيوترون واحد. والتريتيوم نظير آخر للهيدروجين ويحتوي على بروتون واحد ونيوترونين. إن نظائر الذرات شائعة جدًّا، ولكن الهيدروجين فقط هو الذي تحمل نظائره أسماء مختلفة. أما نظائر العناصر الأخرى، فنشير إليها باستخدام رقم يعبر عن إجمالي عدد البروتونات والنيوترونات (ما يُطلق عليه العدد الكتلي). على سبيل المثال، يحتوي الكربون-12 على ستة بروتونات وستة نيوترونات، بينما يحتوي الكربون - 14 على ستة بروتونات وثمانية نيوترونات. يقع الاختيار على الوقود النووي، مثل اليورانيوم - 235 أو البلوتونيوم - 239 بسبب عدم استقرار نواته. فإذا اصطدم نيوترون بذرة يورانيوم - 235- بسرعة كافية، فستنقسم الذرة وينتج عن ذلك ذرات أصغر حجما، تسمى شظايا الانشطار، فضلا عن ثلاث نيوترونات إضافية وكمية هائلة

شكل 1: الاندماج النجمي. يسود تفاعل بروتون-بروتون المتسلسل في النجوم الحديثة التي تقل كتلتها عن ٪130 من كتلة الشمس، وفي النجوم الأولى بسبب نقص المعادن.
من الطاقة. تؤدي هذه النيوترونات إلى انقسام المزيد من اليورانيوم، وهو ما يؤدي بدوره إلى إطلاق مزيد من الطاقة والنيوترونات، وهكذا دواليك. ويستمر هذا التفاعل المتسلسل ٌ حتى يخرج النظام عن نطاق السيطرة وتنطلق كميات هائلة من طاقة الانفجار.
يعدد السلاح النووي الحراري، أو القنبلة الهيدروجينية، النسخة الأحدث من القنابل الذرية التي طلقت خلال الحرب العالمية الثانية. تتميز القنبلة الهيدروجينية بمرحلة الذرية إضافية إلى جانب المرحلة الانشطارية، من أجل توليد المزيد من القوة التدمرية. فالقنابل
 

شكل :2: لعبة شد الحبل في النجوم ينكمش النجم بسبب قوة الجاذبية الناجمة عن كتلته. بينما توفر التفاعلات النووية في قلب النجم الطاقة، والأهم من ذلك، الضغط الذي يعمل على الدفع إلى الخارج.
الهيدروجينية تشعل المواد الانشطارية مثل اليورانيوم المخصَّب بالقرب من بعض الوقود الاندماجي مثل الديوتيريوم والتريتيوم. وتضغط الطاقة الناتجة عن التفاعل الانشطاري الوقود الاندماجي وتسخنه حتى يندمج وينبعث عنصر أثقل، هو الهيليوم. وتكون الكتلة الكلية للذرات الناتجة عن التفاعلات الاندماجية والانشطارية أصغر من الكتلة الكلية للذرات الأصلية. وفي كل من عمليتي الانشطار والاندماج، يؤدي فقدان الكتلة إلى إطلاق كمية كبيرة من الطاقة، وفي مقدور أينشتاين أن يوضح لنا السبب. تخبرنا أشهر معادلات أينشتاين، التي ربما تكون في الواقع المعادلة الأشهر على الإطلاق، أن الطاقة تساوي الكتلة مضروبة في مربع سرعة الضوء، ط = ك × س2. وسرعة الضوء التي نعرفها تكون قيمتها كبيرة: 300 مليون م /ث. ويؤدي فقدان جزء صغير من الكتلة إلى إطلاق كمية هائلة من الطاقة.
إن علم الاندماج النووي في النجوم هو نفسه علم الأسلحة النووية الحرارية، باستثناء أن النجوم تبدأ في الغالب بذرات هيدروجين، وبالتالي يتعين عليها أولا إنتاج الديوتيريوم والتريتيوم. يعد تفاعل بروتون-بروتون المتسلسل، عملية الاندماج السائدة في النجوم مثل الشمس وكذلك النجوم الأولى في النجوم الحالية التي تزيد كتلتها عن حوالي 1.3 من كتلة الشمس، تحدث عملية اندماج أخرى بسبب المعادن مثل الكربون والنيتروجين والأكسجين. لا تصل النجوم ذات الكتلة المنخفضة إلى درجات حرارة عالية بما يكفي لتحفيز حدوث هذه العملية، وفي النجوم الأولى التي كانت تخلو من المعادن لم يكن ذلك خيارًا مطروحًا على الإطلاق، نظرًا إلى الغياب التام لهذه العناصر الثقيلة.
يؤدي اندماج الهيدروجين لتكوين الهيليوم إلى خسارة الكتلة كليًّا، وإطلاق ما يعادلها على هيئة طاقة. فكتلة نواة الهيليوم أخف بحوالي %0.7 من كتلة البروتونات الأربعة. وهذا فرق بسيط ويعادل فقط 4000 جزء في المليار من جول واحد من الطاقة. وتقريبا للفكرة، يمدك قالب واحد من الشوكولاتة بـ 100 ألف جول. ومع أن الاندماج الواحد يطلق طاقة أقل بكثير من قالب الشوكولاتة، فإن كمية الهيدروجين الهائلة الموجودة في الشمس تعني أن 600 مليار كيلوجرام من الهيدروجين تتحول في كل ثانية إلى 596 مليار كيلوجرام من الهيليوم. وبالتالي، ففي كل ثانية، تحول الشمس 4 مليارات كيلوجرام من الكتلة إلى طاقة، 13 وما زال يتبقى الكثير منها. إذا أردنا تحويل 10٪ فقط من هيدروجين الشمس إلى هيليوم، فسننتج طاقة تكفي لأن تشرق الشمس لمدة 10 مليارات سنة تعتبر تفاعلات الهيدروجين الاندماجية أكثر من كافية لتفسير الطاقة التي تنتجها الشمس. والأهم من ذلك أن الطاقة الناتجة عن هذه التفاعلات تحافظ على الارتفاع الشديد لدرجات الحرارة في قلب الشمس، مما يؤدي إلى اندفاع الذرات بسرعة عالية وتوليد ضغط حراري وإشعاعي يمكن أن يقاوم قوة الجاذبية، ويوقف الانهيار. ثم يبدو الأمر كأن متسابقًا ثانيًا قد التقط الحبل، وهو ضغط الغاز. وبهذا يكون لدينا الآن فريقان متنافسان في لعبة شد الحبل، على الرغم من أن الأمر في حالة النجوم أشبه بلعبة دفع الحبل: فالجاذبية تدفع إلى الداخل وضغط الغاز يدفع إلى الخارج.

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

قسم صناعة الشبابيك يواصل أعمال تصنيع بابٍ لحرم مرقد الإمامين الجوادين (عليهما السلام)

قسم العلاقات ينظّم برنامجًا ثقافيًّا لوفد من طلبة مجموعة العميد

قسم الشؤون الفكرية وجامعة العميد يصدران العدد 37 من مجلة تسليم المحكمة

متحف الكفيل يواصل أعمال تركيب عارضات مقتنيات متحف العتبة العسكرية المقدسة

المزيد

الآخبار الصحية

علاج طبيعي لمشكلات البشرة وحب الشباب

اكتشاف ارتباط عنصر شائع في نظامنا الغذائي بحصوات المرارة

كل ليلة.. 11 دقيقة إضافية من النوم لها مفعول السحر

علاج طبيعي يخفف أعراض سكري الحمل

المزيد

الآخبار التكنلوجية

قمر وردي ومذنب يلامس الشمس.. 8 ظواهر فلكية تزين السماء طوال شهر أبريل

تفسير حديث لتحيز التوحد بين الجنسين.. هل تمتلك الإناث "درعا جينيا" ضد المرض؟

الجلوس الذهني النشط.. مفتاح تقليل خطر الخرف لدى كبار السن

خسائر غير مسبوقة للجليد في أيسلندا وسواحل المحيط الهادئ خلال 2025

المزيد

مواضيع ذات صلة

منحنيات الدوران المسطحة

المادة المظلمة

ولادة نجم

حالة النجوم

هل هناك ما يسمى بالقنبلة النجمية؟

تزويد النجوم بالطاقة: الاحتراق

تزويد النجوم بالطاقة: الانكماش بفعل الجاذبية

انزياح الضوء نحو الأحمر والأزرق

الانفجار العظيم

صور عائلية

تصنيف النجوم

قياس درجة حرارة النجوم