Grow up your mind / Engineering

واحدة من أقوى الظواهر اللى بتكون كميات مهولة من الطاقة تسمى الhydrogen flash ودى بتحصل فى بعض النجوم زى الشمس بتاعتنا فى أواخر حياتها :v بس غالبا عشان نفهمها هناخد لفة فى الكوانتم وال Stellar structure and evolution فاصبروا معانا بقى :'D

عارف مبدأ باولى للاستبعاد (Pauli exclusion principle) اللى كنت بتستخدمه عشان ترتب الإلكترونات فى ثانوى دة؟ :'D دة مش استخدامه الوحيد :'D

فى الفيزيا الكلاسيكية، مفيش أى مشكلة إن جسمين فى نفس "المكان" يبقى ليهم نفس الطاقة بالظبط. مثال على دة مثلا إن مفيش مشكلة إن يكون فى قمرين للمشترى عندهم نفس المدار حواليه.

لكن لما نشوف الحاجات الصغيرة (أوى) الكلام دة مش بينفع لبعض الجسيمات زى الإلكترونات ونواة الهايدروجين، لازم كل جسيم منها يبقى ليه خصائص مختلفة نقدر نقيسها ونفرق بيها بينه وبين أى حاجة تانى (خلينا نقول "طاقة" مختلفة عن باق الجسيمات بدل "خصائص مختلفة نقدر نقيسها" مجازا :'D )

المهم دة ليه نتيجة مثيرة جدا، إن حتى لو مفيش أى حرارة فى النظام بتاعك ( = مفيش أى طاقة أنت مديها للجسيمات) برضو هيفضل عندهم بعض الطاقة، لإن مش هيعرفوا كلهم يروحوا لأقل "طاقة" ممكنة -صفر مثلا-، لإن لو واحد راح، الباقى لازم ياخد "طاقة" أعلى منه؛ لإن مينفعش كلهم يبقى ليهم نفس "الطاقة"!

فى سياق آخر، فالنجوم عايشة على دمج الهايدروجين لهيليوم فى النواة بتاعتها (آه مش كل حتة، النواة بس) ومع التقدم فى السن :'D الهايدروجين اللى فى النواة بتاعتها بيخلص. بس دى مش النهاية لأ :'D نجمة فى كتلة الشمس مثلا ساعتها هتبدأ تدمج هايدروجين حوالين النواة

طب ومتدمجش الهيليوم ليه اللى فى النواة؟ لإن لا الكثافة ولا الحرارة مناسبين إن دة يحصل. زى ما الهايدروجين كان بيحصله دمج فى النواة بسبب إن الحرارة هناك كانت مناسبة للدمج بتاعه، الهيليوم محتاج حرارة مناسبة له.

طب والهيليوم هيعمل إيه؟ بفعل الجاذبية كثافته قاعدة تزيد (بينكمش). مع الوقت الجزء اللى كان نواة قاعد بيصغر أكتر وأكتر بس هنا بقى يجى تأثير مبدأ باولى ويوقفه من الإنكماش عند نقطة ما عشان مينفعش أكتر من إلكترونين يبقى ليهم نفس "الطاقة". النواة دلوقتى اتحولت من مادة عادية لمادة degenerate، المادة اللى نعرفها عادى بس بأقل "طاقة" ممكنة وغالبا أقل حجم كمان.

فى الفترة دى من حياة النجم ولسبب ما الخصائص بتاعته (أهمها لمعانه أو الطاقة اللى بيطلعها - luminosity) بتعتمد كليا على كتلة النواة بتاعته (اللى مكونة degenerate helium دة).

طبعا الهيليوم قاعد يزيد نتيجة دمج الهايدروجين حوالين النوة والهيليوم دة يجى بدوره يبقى degenerate هو كمان فالكتلة بتاعت النواة قاعدة بتزيد فلمعان النجم يزيد (وعشان لمعانه يزيد لازم كمية هايدروجين أكتر تندمج حوالين النواة وعيد البراجراف تانى :'D)

مع الوقت الكتلة بتاعت الجزء اللى بيدمج الهايدروجين بتقل (دور ليه؟) وبما إننا قلنا إن الطاقة اللى بتحتاج تكونها بتزيد (من البراجراف اللى فوق) برضو. فحجم يقل وطاقة إنتاجها يزيد فدة معناه إن الطاقة لكل حجم قاعدة تزيد جدا والحرارة قاعدة تزيد

وفى لحظة فارقة لما الحرارة توصل ل 100 مليون كيلفن بيبدأ إندماج الهيلوم عشان يكون كاربون. بس إندماج الهيلويم بيسبب إن الحرارة تزيد فهيليوم أكتر يحصله إندماج ونفضل فى دة لحد ما اللمعان بتاع النواة بيوصل ل 10 مليار مرة قد لمعان الشمس دلوقتى، اللى هو قد لمعان مجرة!

بس دة بيفضل ثوانى لإن الطبقات اللى على أطراف النواة بتبدأ تبعد بإنها تاخد كل الطاقة اللى طالعة دى (فآه مش هتشوف اللمعان دة لو واقف برة النجم :'D ساد جدا يعنى :3 ) ومع الوقت وزيادة الحرارة النواة بتبدأ تتوسع وتبرد فال degeneracy بتاعها بيقل وبيبدأ النجم يعيش وهو عنده نواة بتدمج هيليوم وحواليها غلاف بيدمج هايدروجين.

بس كدة كفاية :'D وتوضيح لكلمة "طاقة" اللى مكتوبة فى البوست هتلاقيه فى الكمنتس

البوست معمول بتعاون بينا وبين STEM Astronomy Club

زحل والمشترى هيقربوا من بعض كل يوم لحد ٢١ ديسمبر وساعتها مش هيبقى فاصل بينهم إلا ١ من عشر أجزاء من الدرجة ^^

اخر مرة دة حصل جاليليو كان لسة عايش! ^^

Between now and Dec 21 Saturn & Jupiter approach each other on the sky until a mere tenth of a degree separates them.

Last time this happened Galileo was alive.

The solar system: A Cosmic Ballet, choreographed by the forces of gravity.

Hayden's own Joe Rao tells all:
https://www.space.com/jupiter-saturn-great-conjunction-2020