ملاحظات علمية على قفزة فيليكس

بسم الله الريحمن الرحيم
السلام عليكم ورحمه الله وبركاته
اللهم صل وسلم على نبينا محمد وعلى آله وصحبه وسلم


ملاحظات علمية على قفزة فيليكس




بسمِ اللهِ الرَّحمنِ الرَّحيم
مقال الدكتور نجم الحصيني :


أولاً : قفزة فليكس من على ارتفاع 39 كلم تمت ضمن طبقة الستراتوسفير (سقفها يصل إلى 50 كلم ) وهي الطبقة التي تلي طبقة التروبوسفير التي نعيش فيها نحن. وهذه الطبقة (الستراتوسفير) هي إحدى طبقات الغلاف الجوي التي تنخفض فيها درجة الحرارة والضغط الجوي بشكل كبير.

ثانياً : هذه الطبقة تعتبر ضمن حدود الجاذبية الأرضية ولهذا السبب وقع السقوط الحر باتجاه الأرض ولو لم تكن ضمن نطاق الجاذبية لسبح فليكس بعيداً في الفضاء.

ثالثاً : ما يقال من أن القفزة كسرت قوانين نيوتن هو كلام عار من الصحة ، كل ما في الأمر أن السرعة الحدية او ما يسمى ب Terminal velocity للجسم الساقط في طبقة الغلاف الجوي الدنيا (التروبوسفير) تثبت بعد زمن من السقوط بسبب تعادل قوة السحب إلى أسفل (التي تسببها الجاذبية) مع قوة ضغط المائع على الجسم إلى أعلى (المائع هنا هو الهواء) ، وما حدث في حالة فيليكس هو انخفاض كثافة المائع وضغطه وبالتالي انخفاض هذه القوة وزيادة السرعة لتتجاوز السرعات الحدية المحسوبة في طبقات الغلاف الدنيا.

رابعاً : على الرغم من وصول سرعة فليكس إلى سرعة تتجاوز 1170 كلم / ساعة ، إلا أنه لا يمكن مقارنتها بسرعة الصوت المحلية (حوالي 1200 كلم / ساعة ) بسبب أن سرعة الصوت تختلف من مكان لآخر وتعتمد على ضغط وكثافة الهواء ودرجة الحرارة، لكن بلا شك هو أول إنسان يصل إلى هذه السرعة ويلامس حاجز الصوت.

خامساً : ليس هناك أي قانون لنيوتن ينص على تحول الإنسان إلى أشلاء إذا تجاوز حاجز الصوت ، لكن بالفعل الصدمة الصوتية الناشئة عن تخطي الجسم لسرعة الصوت قد تكون مدمرة لجسم الإنسان (ارتفاع درجة الحرارة وانخفاض الضغط) ، لكن الوضع كان مختلفاً في حالة فليكس لسببين : أولهما : ارتداؤه لبزة وخوذة واقية من الصدمات وتحافظ على درجة حرارة وضغط ثابتين ، وثانيهما : أن كثافة الهواء (الناقل للصدمة الصوتية) في طبقة الستراتوسفير أقل بكثير منها في طبقات الجو المنخفضة وبالتالي فالصدمة أقل، ومع هذا فقد تسببت في دوران فليكس وفقدانه السيطرة لفترة زمنية بسيطة.

سادساً : اختلفت بعض القيم التي توقعها القائمون على المشروع عن القيم التي تم الحصول عليها بعد القفزة كزمن السقوط مثلاً ، والسبب هو الدوران الذي تم خلال القفزة وتغير مساحة المقطع وغيرها من الظروف التي ستظهر بعد تحليل البيانات التي التقطتها بزة فليكس والكبسولة والمراصد الأرضية.

سابعاً : تظل قوانين نيوتن ونتائجها كالسقوط الحر ثابتة والقفزة زادت من ثقة العلماء بها ، كل ما في الامر هو تغير الظروف عن الظروف المعتادة والمحصلة واحدة.

ثامناً : والسؤال الأخير والاهم : ما هي الفائدة العلمية لهذه القفزة بعد كل هذا ؟ يمكن حصر الفوائد في ما يلي :

- المعلومات التي سيتم جمعها من القفزة ستوفر مادة لتطوير الجيل الجديد من بزات رواد الفضاء
- القفزة ستوفر إجراء مثالي لهروب رواد الفضاء في حال احتراق مركباتهم وهذه نقطة مهمة
- القفزة ستساعد في تقديم تفسير للآثار التي يتعرض لها الجسم البشري تحت سرعات عالية تلامس سرعة الصوت.
- كما ستساهم في تطوير أنظمة الباراشوت والقفز المظلي

وختاماً فإن القفزة كانت خطوة إلى الأمام في طريق فهم القوانين الفيزيائية واستعراض قدرة الإنسان على السقوط من ارتفاعات لم يكن يتوقعها في يوم من الايام ... والأهم من ذلك قدرة الإنسان على إخضاع المستحيل متى ما أراد ذلك ...


مقال الأستاذة مها المنصوري :

بعد القفزة الجميلة الرائعة لفيلكس اليوم بدأت تنتشر المنشورات هنا و في كل مكان عن علاقة مزعومة بينها و بين قانون مزعوم لنيوتن و كيف أن فيلكس أثبت خطأ نظرية نيوتن التي ظلت محل تصديق لقرون. كفيزيائية اهتممت طبعا و فحصت و محصت لأصل لحقيقة الوضع و ها هو ما خرجت به:

١- الزعم الاول: أن سرعة اي شيء و ليس فقط الانسان الساقط سقوط حر لا يمكن ان تتعدى سرعة الصوت و ذلك لوجود قوة مقاومة الهواء للجسم الساقط و التي تتناسب طرديا مع سرعة الجسم الساقط و بالتالي عند مرحلة معينة من السقوط ستزيد قيمة قوة مقاومة الهواء الى ان تصل لقيمة مساوية لقوة جذب الارض للجسم الساقط و عندها ستلغي القوتان بعضهما و حسب" قانون نيتوتن الاول: الجسم الساكن يبقى ساكن و المتحرك بسرعة ثابتة يبقى متجرك بسرعة ثايتة ما لم تؤثر عليه قوة خارجية تغير من حالة حركته " ستثبت سرعة الجسم الساقط و تصل لما يسمى بالسرعة النهائية (تيرمينال سبيد) . هذه السرعة حسبها العلماء و هي اقل من سرعة الصوت.
الرد: الكلام في مجمله صحيح لكن هذه السرعة النهائية محسوبة علي اساس ضغط الهواء و درجة حرارته على ارتفاعات قريبة من سطح الارض اما في حالات مثل قفزة اليوم ففيلكس سقط من ارتفاع شاهق جدا و عند هذه الارتفاعات يكون ضغط الهواء صغير جدا جدا ( يكاد يكون الهواء معدوم) و بالتالي مقاومته للجسم الساقط صغيرة جدا ولن تصل لقيمة تعادل قيمة قوة جذب الرض لهذا الجسم الا عند وصول الجسم لسرعات عالية جدا جدا. اي ان السرعة النهائية (تيرمنال سبيد) ستكون اكبر من سرعة الصوت و هذا بالضبط ما تم مع فيلكس. هذا الكلام معروف و محسوب و غير مفاجئ لأي عالم و لا يخالف قانون نيوتن من اي وجه.



٢- الزعم الثاني: نيوتن لديه نظرية تقول ان الانسان لا يمكن ان يسبق سرعة الصوت
الرد: هو انا حقيقة لم اسمع بنظرية زي دي من قبل لكن بحثت و ايضا لم اجد اي كلام زي ده لنيوتن خاص بجسم الانسان تحديدا. اما اذا كان المقصود هو قانون نيوتن في الهيدروديناميكا الذي يعطي قوة مقاومة الموائع للاجسام التي تتحرك خلالها (و هي القوة التي ذكرتها في الفقرة السابقة) ففعلا نيوتن له قانون يعطي قيمة هذه القوة لكن اكتشف انه ليس دقيقا بالمرة للاجسام السريعة و انه يبالغ في قيمة القوة و يحسبها اكبر مما هي عليه حقيقة . لكن هذه الحقيقة معروفة منذ بداية القرن العشرين عندما بدأ الأخوان رايت بالطيران و أثبتا تجريبيا خطأ هذا القانون و من وقتها لم يعد يطبق هذا القانون الا في الحالات البسيطة المثالية التي يعطي لها تقريبا معقولا . يعني صار قانون يدرس لطلبة الفيزياء كقانون تقريبي اكثر منه قانون مطبق في تصنيع الطائرات. الخلاصة فيلكس لم يكن هو من اثبت خطأ هذا القانون بل معروف خطأه من اكثر من ١٠٠ سنة. (لاحظ ان هذا القانون لنيوتن لا علاقة له بقوانين نيوتن الثلاثة المشهورة عن الحركة التي ذكرت واحدا منها في الفقرة الاولى

٣- الزعم الثالث: نيوتن له نظرية تقول ان جسم الانسان يتحول لأشلاء اذا تجاوز سرعة الصوت
الزد: على حد علمي و بحثي لم اجد شيئا من هذا القبيل البتة مطلقا!! ارجو ممن يجد مصدر موثق لهذا الزعم ان يصححني. عموما الانسان يتنقل كثيرا جدا بسرعات تفوق سرعة الصوت مثل الطياريين الحربيين و رواد الفضاء و حتى الطيران المدني مثل الكونكورد زمان قبل ان تغلق الشركة. اما ان كان المقصود هو ان يخترق حاجز سرعة الصوت بجسمه فقط دون وجوده داخل مركبة فالحقيقة انه بالفعل يكون لذلك اضرار. من ضمنها أن اختراق حاجز الصوت يولد موجات صدمة تتبدد طاقتها داخل الجسم التي تعبره و طاقاتها عموما عالية بالتالي لو عبر انسان حاجز الصوت و عبرت جسمه العاري او المحمي بملابس عادية فقط فانها ستفرغ فيه طاقة يمكن ان ترفع درجة حرارته بشكل كبير قد يؤدي فعلا للحرق او الوفاة . كذلك هناك تعرض الجسم للضغط العالي لهذه الموجات و غير ذلك لكن دعونا نتذكر ان فيلكس يلبس سترة تم صنعها خصيصا و مشابهة لسترات رواد الفضاء و تحمي من درجات الحرارة العالية و المنخفضة و مضبوطة الضغط عند قيمة محددة. اذا كل هذه الاضرار بعيدة عن حالة فيلكس. و الاهم في موضوعنا هنا ان كل هذا الكلام عن التأثيرات البيولوجية لاختراق حاجز الصوت على الجسم البشري غير المحمي لا علاقة لها بنيوتن من قريب او بعيد.

الخلاصة: قفزة فيلكس مهمة علميا و ستعطي العلماء معلومات هامة لكن ليس لأنها أثبتت خطأ قانون ما لنيوتن و لكن لأنهاستحسن من فهم العلماء للسترة المثلى لحماية الانسان الساقط من ارتفاعات عالية٬ و الذي قد يتجاوز سرعة الصوت خلال سقوطه ٬مما قد ينقذ مستقبلا رواد فضاء او طيارين او حتى ركاب طائرات مستقبلية من الموت المحقق في حالة حدوث خلل في مركبتهم و اضطرارهم لإخلائها و السقوط من هذه الارتفاعات. مثل حالات اطلاق المقعد التي يقوم بها الطيارون الحربيون عند تعرض طائراتهم للسقوط.. ليست فقط السترة انما الكبسولة و البراشوت الخاص و غيرها ستعطي خبرة تقنية للعلماء في مجال تصنيع معدات قذ تساعد في سفر الانسان على ارتفاعات فوق مستوى الغلاف الجوي و زيارته او عيشه في محطات فضائية.





في أمان الله
^__^