كيف يمكن تفسير ما حصل مع فيلكس فيزيائيا ؟!

كيف يمكن تفسير ما حصل مع فيلكس فيزيائيا ؟!
---------

هل من الممكن ان يكسر انسان حاجز الصوت في سقوط حر ؟

في الاول لنفهم ماهو حاجز الصوت ؟ المعنى العلمي بسيط ، فهو يعني اللحاق بالموجة الصوتية الموجودة في الهواء وتجاوزها . لكن سرعة الصوت تتأثر بدرجة الحرارة والضغط والارتفاع عن مستوى سطح البحر كما بينها نيوتن في كتابه الشهير ( المبادئ ) . ولذلك فان سرعة الصوت في الضروف الاعتيادية – درجة الحرارة والضغط والارتفاع عن مستوى سطح البحر – تساوي 760 ميلا في الساعة . لكن كيف ستكون سرعته في الاماكن المرتفعه جدا ؟ بالتاكيد ستصبح اقل ، والسبب كما قلت قبل قليل انه يتاثر بالحرارة والضغط . وكما معروف فان درجة الحرارة في الاماكن المرتفعة جدا تكون قليلة جدا ، وكثافة الهواء كذلك قليلة جدا ، وهذه النسبة القليلة من هذين العاملين يأثران على سرعة الصوت عند ذلك الارتفاع ، ولها تاثير اخر سنعرفه بعد قليل . عند هذا الارتفاع يحتاج فيلكس الى ان تعجيل سرعته من حالة السكون في الكبسولة ( السرعة = صفر ) الى سرعة الصوت عند ذلك الارتفاع ( السرعة = 690 ) . نلاحظ هنا ان سرعة الصوت عند ذلك الارتفاع اقل بكثير منها على سطح الارض للاسباب الموضحة سابقا . وايضا بينت نفس الحسابات بانه قد يصل الى هذه السرعه في 40 ثانية او اقل . لذلك يجب ان يكون القفز من مكان مرتفع جدا من سطح الارض ، يصل الى اكثر من 100 الف قدم ، وما حصل في التجربة هو انه قفز من 128 الف قدم . وهذا ما لقبوه اصحاب التجربة بالهدف الاول ، وهو التعجيل الى سرعة الصوت .

الاشكاليات التي كانت متوقعه :
1-درجة الحرارة المنخفضة عند ذلك الارتفاع .
2-الاوكسجين القليل للتنفس .
3-حركته بعد القفز ستصبح صعبه ، فقد لا يتمكن من السيطرة عليها اوعلى طريقة الهبوط .
4-ضغط الهواء منخفض جدا . فقد يؤثر عليه سلبيا .


كيف تمت العملية فيزيائيا ؟!
ساقوم بشرح العملية بطريقة مبسطة خالية من التعقيدات الفيزيائية . بعدما ترك الكبسولة الفضائية ، وقفز الى سطح الارض . هنا ستكون قوى الجاذبية الارضية اكبر من قوة مقاومة الهواء له ، والسبب كما ذكرت سابقا ان الهواء يصبح اقل كلما اتجهنا نحو مكان مرتفع ويصبح اكثر كلما اتجهنا نحو الارض . وبما انه توجد قوى تجذبه نحو الاسفل بدون مقاومة ملموسة من الهواء ، هنا ستزداد سرعته اكثر فاكثر . وكلما كان اتجاهه نحو الاسفل اكثر ، تبدأ عندها مقاومة الهواء له بالزيادة . قوة مقاومة الهواء هذه هي نفسها التي نحسها عندما نخرج ايدينا من نافذة السيارة عندما تكون متحركة ، وتزداد كلما ازدادت السيارة في سرعتها . تقل سرعة فيلكس كلما كان متجها نحو الارض اكثر وبكن ليس بالشئ الكثير في بادئ الامر ، النقطة المهمة هنا هو التسارع المنشود لكي يجعله يبلغ السرعة القصوى المنشودة . ومن الجدير بالذكر انه لا يمكن ان يبقى محافظا على سرعته هذه للابد ، والسبب هو زيادة مقاومة الهواء له كلما اتجه للاسفل ، حيث تبدأ سرعته بالانخفاض في اللحظة التي تصبح فيها قوة الجاذبية الارضية مساوية لقوة مقاومة الهواء له . بعدها تبدأ سرعته بالانخفاض بشكل ملحوظ . تخزن سرعته قبل نقطة التساوي تلك ، لكي يتم مقارنتها مع سرعة الصوت ومعرفة النتائج .

ارجو ان انوه الى ان هنالك الكثير من المبالغات حول القفزة ، البعض قال ان نيوتن خاطئا ، والاخرين قالوا انه كسر الصوت ، حتى الان ننتظر النتائج الرسمية من المركز الرئيسي للتجربة ، وحتى وان اضهرت النتائج انه تجاوز الصوت ، فان هذا لا يعني ان نيوتن خاطئا في قوانينه ، وانما وكما قلت سابقا بعض المفاهيم ستحتاج الى اعادة النظر بها . فلن يظهر قانون جديد باسم فيلكس لانه قام بهذه المغامرة . وانما نتائج التجربة ابعد من ذلك بكثير ، فهي ستمهد الطريق الى دراسات عملية هبوط رواد الفضاء ، وتثبت ان الانسان استطاع ان يكسر سرعة الصوت ، وكل البيانات التي تم جمعها خلال تلك الساعتين ونصف ، ستكون قيمة للغاية لابحاث الفضاء مستقبلا .


لمقالة من موقع العلوم الحقيقة

=========================================
حط المغامر النمساوي فيليكس بومغارتنر على الأرض بسلام الأحد، منهياً رحلة تاريخية قادته عبر كبسولة معلقة في منطاد إلى حدود الفضاء الخارجي ليعود فيقفز منها إلى الأرض محطماً مجموعة من الأرقام القياسية التي ظلت صامدة لعقود.

وصعد بومغارتنر إلى ارتفاع قارب 128 ألف قدم باستخدام منطاد من الهيليوم، ليسجل بذلك رقماً قياسياً جديداً على هذا المستوى.

وقفز بومغارتنر بعد ذلك نحو الأرض، ليبلغ سرعة قياسية هي 729 ميلاً في الساعة، في أعلى سقوط حر مسجل بالتاريخ، ولكنه فتح مظلته في وقت مبكر نوعاً ما، ليفشل في تحطيم رقم قياسي رابع لأطول قفزة حرة.

وشاهد الملايين حول العالم المغامر النمساوي وهو يقوم بقفزته غير المسبوقة، والتي انتهت بهبوطه بسلام على الأرض محافظاً على وعيه طوال الوقت.

ويبلغ الارتفاع الذي بلغه بومغارتنر بالمنطاد ثلاثة أضعاف الارتفاع العادي لتحليق طائرات الركاب العادية، وتنخفض مستويات الهواء عند هذه الارتفاعات إلى درجة تجعل من السهل بلوغ سرعات فائقة عند القفز الحر.

يذكر أن بومغارتنر كان قد حاول تنفيذ قفزته الثلاثاء الماضي، ولكنه اضطر إلى تأجيل ذلك بسبب الظروف المناخية، وقد تسببت هذه الظروف أيضاً بتأجيل قفزة الأحد لعدة ساعات.

وتدرب المغامر النمساوي على هذه القفزة لخمسة أعوام، وذلك تحت إشراف عدد كبير من الأطباء والمدربين، ومع ذلك فقد رافقه المدربون عبر إرشاداتهم حتى لحظة القفز الأخيرة.

يشار إلى أن الرقم القياسي السابق لقفزة مماثلة كان مسجلاً باسم العقيد جو كيترنغ، الذي قفز عام 1960 من ارتفاع قارب 103 آلاف قدم، وقد شارك كيترنغ في عداد الفريق الذي قدم المشورة والمساعدة لبومغارتنر.

وقادت المغامرة بومغارتنر إلى ارتفاع ينتهي عنده الغلاف الجو ويبدأ منه الفضاء، حيث تصل درجات الحرارة لدرجة التجمد عند 70 درجة فهرنهايت تحت الصفر، منطلقاً من قاعدة في ولاية "نيومكسيكو" الأمريكية.

ولم تقتصر تجربة بومغارتنر على عامل المغامرة فحسب، بل حملت في طياتها تجربة علمية، إذ أراد الأطباء معرفة تأثير الهبوط بسرعة الصوت على الجسم البشري.

ولزيادة فرص بقائه على قيد الحياة، صممت مظلة القفز لتفتح تلقائياً، في حال فقدانه الوعي أو فقدانه القدرة على تحريك يديه، كما وضع خوذة واقية للوجه صممت بنظام تسخين لضمان عدم حجب رؤيته مع بدء سقوطه من منطقة متجمدة.