وفقًا لأكثر النظريات المقبولة على نطاق واسع حول تكوين الكوكب (الفرضية السديمية) ، بدأ النظام الشمسي قبل 4.6 مليار سنة تقريبًا من سحابة ضخمة من الغبار والغاز (المعروف أيضًا باسم السديم). بعد أن تعرضت السحابة لانهيار الجاذبية في المركز ، لتشكيل الشمس ، سقط الغاز والغبار المتبقيان في قرص يدور حولها. لقد ازدادت الكواكب تدريجيًا من هذا القرص بمرور الوقت ، مما أدى إلى إنشاء النظام الذي نعرفه اليوم.
ومع ذلك ، حتى الآن ، تساءل العلماء عن كيفية تجمع الغبار في الجاذبية الصغرى لتشكيل كل شيء من النجوم والكواكب إلى الكويكبات. ومع ذلك ، وجدت دراسة جديدة أجراها فريق من الباحثين الألمان (وشاركت في تأليفها جامعة روتجرز) أن المادة في الجاذبية الصغرى تطورت تلقائيًا شحنات كهربائية قوية وتلتصق ببعضها البعض. يمكن لهذه النتائج حل اللغز الطويل لكيفية تشكل الكواكب.
ببساطة ، كان الفيزيائيون في الظلام حول كيفية تراكم المواد السديمية لتكوين أجسام كبيرة في الفضاء. في حين أن الالتصاق يمكن أن يؤدي إلى التصاق جزيئات الغبار ببعضها البعض ويتم تجميع الجزيئات الكبيرة معًا بواسطة الجاذبية المتبادلة ، إلا أن المرحلة البينية ما زالت بعيدة المنال. بشكل أساسي ، تميل الأشياء التي تتراوح من المليمترات والسنتيمترات إلى الارتداد عن بعضها البعض بدلاً من الالتصاق ببعضها البعض.
من أجل دراستهم التي ظهرت مؤخرا في المجلة طبيعة، أجرى الفريق تجربة حيث تم وضع جزيئات الزجاج في ظروف الجاذبية الصغرى لمعرفة كيفية تصرفها. والمثير للدهشة ، وجد الفريق أن الجسيمات طورت شحنات كهربائية قوية. قوي جدا ، في الواقع ، أنهم استقطبوا بعضهم البعض وتصرفوا مثل المغناطيس.
تابع الفريق هذا الأمر عن طريق تشغيل المحاكاة الحاسوبية لمعرفة ما إذا كانت هذه العملية يمكن أن تسد الفجوة بين الجزيئات الدقيقة المتكتلة معًا والأجسام الأكبر المتراكمة بسبب الجاذبية المتبادلة. ما وجدوه هنا هو أن نماذج تكوين الكواكب تتفق مع بيانات تجربتهم ، طالما أن الشحن الكهربائي موجود.
تسد هذه النتائج بشكل فعال فجوة طويلة الأمد في النموذج الأكثر قبولًا على نطاق واسع لتشكيل الكواكب. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يكون لديهم العديد من التطبيقات الصناعية هنا على الأرض. قال تروي شينبروت ، أستاذ الهندسة الطبية الحيوية بجامعة روتجرز-نيو برونزويك ومؤلف مشارك في الدراسة:
ربما نكون قد تغلبنا على عقبة أساسية في فهم كيفية تشكل الكواكب. كما تم تحديد آليات توليد الركام في العمليات الصناعية والتي - كما نأمل - يمكن التحكم فيها في العمل المستقبلي. تتوقف كلتا النتيجتين على فهم جديد بأن الاستقطاب الكهربائي أمر أساسي للتجميع ".
ترجع إمكانية التطبيقات الصناعية إلى حقيقة أن عمليات مماثلة تستخدم على الأرض في إنتاج كل شيء من البلاستيك إلى المستحضرات الصيدلانية. يتكون هذا من ضغط الغاز المستخدم لدفع الجسيمات إلى أعلى ، وخلال هذه الفترة يمكن أن تتراكم بسبب الكهرباء الساكنة. يمكن أن يتسبب هذا في أعطال المعدات ويؤدي إلى عيوب في المنتج النهائي.
وبالتالي يمكن أن تؤدي هذه الدراسة إلى إدخال طرق جديدة في المعالجة الصناعية تكون أكثر فعالية من الضوابط الكهروستاتيكية التقليدية. علاوة على ذلك ، يمكن أن يؤدي إلى تحسين نظريات تكوين الكواكب من خلال توفير الحلقة المفقودة بين الجسيمات الدقيقة والركام الأكبر.
حل لغز آخر ، الجواب قطعة للغز. خطوة واحدة للإجابة عن السؤال الأساسي ، "كيف بدأ كل شيء؟"
