الحصاد العلمي العالمي لعام 2014

A self-portrait of the Mars rover Curiosity is seen in this February 3, 2013 handout image courtesy of NASA. REUTERS/NASA/JPL-Caltech
اكتشاف علامات على وجود حياة على سطح المريخ كان أبرز إنجازات أبحاث الفضاء هذا العام (رويترز)

د. وحيد محمد مفضل

شهد عام 2014 العديد من الإنجازات العلمية الباهرة، أهمها ما يتعلق بأبحاث الفضاء، خاصة استكشاف المريخ والمذنبات، وتطوير شرائح إلكترونية أقرب في عملها إلى عمل دماغ الإنسان، كما أماط الباحثون في هذا العام اللثام عن حقائق جديدة تتعلق بالإنسان القديم والديناصورات.

الهبوط على سطح مذنب لأول مرة في التاريخ
بعد أكثر من عشر سنوات كاملة من السير والسباحة في الفضاء الخارجي باتجاه أحد المذنبات الضخمة، تمكنت في أغسطس/آب الماضي المركبة "روزيتا" التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية "إيسا" من اللحاق فعلا بالمذنب الثلجي المعروف اختصارا باسم "67 بي" الواقع على بعد نحو خمسمائة مليون كيلومتر من الأرض، لتقوم بعد ذلك بالتقاط مجموعة كبيرة من الصور ثلاثية الأبعاد والبيانات المهمة لهذا المذنب أثناء دورانها حوله، وهو ما يعد إنجازا كبيرا لم يتحقق من قبل.

غير أن إنجازات المركبة "روزيتا" لم تقتصر على مجرد الاقتراب من المذنب المتحرك، بل امتدت لتحقق سبقا تاريخيا، وهذا حينما نجح المسبار الأرضي المحمول عليها والمعروف باسم "فيلاي"، في 12 نوفمبر/تشرين الثاني الماضي في الهبوط على سطح ذلك المذنب، لتكون هذه هي المرة الأولى في التاريخ التي يتمكن الإنسان فيها من إنزال مسبار على سطح أحد المذنبات أو النيازك.

وبالفعل فقد نجح المسبار "فيلاي" في استكشاف سطح المذنب "67 بي" طوال 57 ساعة كاملة، وبث كما كبيرا من البيانات عن قشرته الخارجية والعناصر المكونة له قبل أن تنفد بطاريته ويتوقف عن العمل.

وعلى الرغم من قصر فترة عمل "فيلاي"، فإن المعلومات التي نجح في الحصول عليها تعتبر قيمة للغاية، وينتظر أن تسهم في إماطة اللثام عن كثير من الأسرار والمعلومات، مثل طبيعة التركيب الكيميائي للمذنبات، وهل لها أي دور في نشأة المياه والعناصر الأخرى على كوكب الأرض.

كيروسيتي لا يزال يستكشف سطح المريخ منذ هبط عليه عام 2012 (أسوشيتد برس-أرشيف)كيروسيتي لا يزال يستكشف سطح المريخ منذ هبط عليه عام 2012 (أسوشيتد برس-أرشيف)

مؤشرات حياة على كوكب المريخ
من جديد يطل علينا المسبار أو المختبر الفضائي الآلي "كيروسيتي" التابع لإدارة الطيران والفضاء الأميركية (ناسا) والموجود منذ عام 2012 على سطح كوكب المريخ بإنجاز علمي جديد حينما كشف عن دلائل قوية تشير إلى احتمال وجود شكل من أشكال الحياة البدائية حاليا أو سابقا على هذا الكوكب.

وقد أظهرت التحليلات الكيميائية التي قام بها كيروسيتي مؤخرا وجود آثار مواد عضوية وانطلاق غاز الميثان بين الفينة والأخرى من إحدى الفوهات الصخرية، مما قد يشير إلى وجود شكل من أشكال الحياة على هذا الكوكب الأحمر، وهذا على اعتبار أن معظم تكوينات هذا الغاز تنتج من أصل بيولوجي.

وعلى الرغم من عدم التأكد بعد من حقيقة وجود حياة على المريخ، نظرا لأن غاز الميثان يمكن أن ينتج أيضا من بعض العمليات الجيوكيميائية فإن اكتشاف وجود هذا الغاز سوف يسهم في زيادة السباق على استكشاف وغزو كوكب المريخ، وفي الإسراع بإرسال بعثة بشرية مأهولة، وهو أمر حيوي ولا غنى عنه للتأكد من هذه الاكتشافات.

يذكر أن "كيروسيتي" قد اكتشف العام الماضي آثارا على وجود جليد متجمد ومياه بتربة المريخ، وهو ما يدعم فرضية وجود شكل من أشكال الحياة على هذا الكوكب.

الهند تقتحم سباق الوصول للمريخ
تمكنت الهند خلال عام 2014 من تحقيق قفزة تكنولوجية كبيرة في مجال غزو واستكشاف الفضاء الخارجي، وذلك حينما نجحت مركبتها الفضائية المعروفة باسم "مانجاليان" في الوصول لكوكب المريخ، لتصبح الهند رابع كيان ينجح في القيام بهذه المهمة بعد أميركا وروسيا والاتحاد الأوروبي.

وقد أطلقت الهند مركبتها "مانجاليان" وتعني "مركبة المريخ" منذ 11 شهرا، بغرض البحث عن الميثان في الغلاف الجوي للكوكب الأحمر، وعن أي آثار أخرى أو دلائل يمكن أن تشير إلى قدرة الكوكب على دعم أنماط حياة بدائية.

وتكمن قيمة هذا الإنجاز في أنه قد تحقق بتكلفة مادية زهيدة للغاية، حيث لم تزد إجمالي التكلفة عن 74 مليون دولار فقط لا غير، لتعتبر بذلك هي الأقل تكلفة مقارنة ببقية المهمات الفضائية المماثلة.

وقد ضاعف أيضا من قيمة هذا الإنجاز نجاح الهند في الوصول للمريخ من المرة الأولى، حيث سبق إطلاق أكثر من 51 مهمة عالمية للوصول إلى كوكب المريخ من قبل، بيد أنه لم يكلل بالنجاح سوى 21 فقط.

شريحة إلكترونية تحاكي عمل المخ البشري
نجح مجموعة من المهندسين بشركة "آي بي إم" الأميركية في تصميم وتطوير شريحة إلكترونية تشبه في طريقة عملها وأدائها إلى حد كبير الخلايا العصبية الموجودة بالمخ البشري.

وتتميز الشريحة الجديدة بقدرتها الفائقة على استرجاع وتحليل كم كبير من المدخلات والمعلومات بشكل آني ومشابه إلى حد كبير أسلوب عمل المخ البشري، ولما يحدث مثلا في عملية الأبصار والتعرف على الأشياء، حيث تتواصل الخلايا العصبية مع آلاف الخلايا المجاورة بواسطة الإشارات الكيميائية، بغرض تفسير المعلومات الواردة للمخ.

وتحتوي الشريحة الجديدة التي طورتها الشركة على 4.5 بلايين موصل صغير (ترانزستور)، إضافة إلى 256 مليون نقطة اتصال عصبي، وما زالت الشركة تعمل على تطوير الشريحة لتقوم بمهام أعقد.

وعلى الخطى نفسها نجحت مجموعة أخرى من علماء جامعة ستانفورد الأميركية في تطوير رقائق إلكترونية مبنية على نظام يحاكي العقل البشري، مما جعلها تسعة آلاف مرة أسرع من أجهزة الحاسوب المتداولة وتستخدم طاقة أقل بكثير.

ويتوقع أن تؤدي هذه الإنجازات إلى تحسين قدرات الذكاء الاصطناعي، وزيادة كفاءة الروبوتات الصناعية، وصناعة حواسيب جديدة بقدرات خارقة.

تطورت صناعة الروبوتات كثيرا وباتت حركتها أقرب لحركة البشر (غيتي)تطورت صناعة الروبوتات كثيرا وباتت حركتها أقرب لحركة البشر (غيتي)

روبوتات جديدة ذكية وصغيرة الحجم
شهد عام 2014 أكثر من إنجاز على مستوى صناعة الإنسان الآلي أو الروبوتات، لكن السمة المشتركة في أغلب ما طرح هي صغر حجمها وزيادة مستوى الذكاء الاصطناعي فيها، بل وتحلي بعضها ببعض القدرات البشرية، مثل التخاطب وأداء بعض الأعمال بشكل تفاعلي وتلقائي.

ولعل استقبال الروبوت المتطور "أسيمو" للرئيس أوباما ومخاطبته وركل كرة القدم معه أثناء الزيارة التي قام بها الرئيس الأميركي لليابان أواخر أبريل/نيسان الماضي، علاوة على تطوير العلماء الكوريين روبوتا قادرا على الركض بسرعة أكبر من الإنسان يوضح مدى التطور الذي وصلت إليه صناعة الروبوتات.

غير أن التطور الأبرز الحادث على مستوى هذه الصناعة -وكما تشير مجلة ساينس المرموقة- هو صغر حجم هذه الروبوتات وقدرتها على التفاعل والتعاون مع بعضها بعضا بشكل ذاتي وجماعي من أجل بناء أشكال هندسية محددة أو وإنجاز بعض المهام البدائية من دون أي تدخل بشري، وهذا يعود في الأساس للتطور الحادث في كفاءة الخوارزميات والبرمجيات الرقمية وحساسية المستشعرات، وهي العناصر الأهم في هذه الصناعة.

من جهة أخرى، تمكنت مجموعة من العلماء من معهد ماكس بلانك بألمانيا من تطوير روبوت طبي متناهي الصغر وصدفي الشكل وقادر على التحرك بسلاسة داخل دم وأنسجة الجسم، وهي نقلة كبيرة ويمكن استغلالها في بعض التطبيقات الطبية، مثل نقل العلاجات الطبية إلى الأجزاء المريضة في الجسم أو الحصول على عينات تحتاج للفحص.

علماء يحولون الضوء إلى مادة ملموسة
الضوء هو عبارة عن طاقة كهرومغناطيسية تتكون من سيل من الأشعة أو الفوتونات تنبعث بطول موجي معين في خطوط مستقيمة وبسرعة كبيرة في الفراغ، ومعروف أن هذه الفوتونات تتفاعل في العادة مع المادة، وليس مع بعضها بعضا، لكن مجموعة من العلماء من جامعة برينستون بالولايات المتحدة تمكنت من تغيير هذه القاعدة بالاستعانة بمبادئ ميكانيكا الكم من خلال تصميم جهاز صغير يعمل على حفز فوتونات الضوء لتتصادم وتتبادل الطاقة مع بعضها، حيث يقوم الجهاز بعد ذلك بتجميد هذه الفوتونات في أحد الأماكن لتتحول على هذا النحو إلى مادة شبه بلورية.

وعلى الخطى نفسها، تمكن فريق علمي آخر من الكلية الملكية في لندن من تحويل الضوء إلى مادة ملموسة عبر تطبيق تقنية جديدة تعتمد على استخدام أشعة الليزر، وهذه التقنية تستلزم الاستعانة بجهاز مصادم يستخدم الليزر عالي الكثافة من أجل تسريع حركة الإلكترونات لأقل من سرعة الضوء قليلا.

ويتوقع أن تسهم التقنيات الجديدة السابقة والتقدم الحادث عموما في هذا المجال في الإجابة عن كثير من الأسئلة المتعلقة بسلوك الذرات والجزئيات، وإلى الكشف عن مزيد من الأسرار عن طبيعة المواد.

تحديد التسلسل الجيني لأقدم إنسان معروف
نجح فريق بحثي دولي من عدة جنسيات مختلفة في فك الشفرة الوراثية وتحديد التسلسل الجيني لأقدم مخلوق بشري تم العثور عليه حتى الآن خارج قارة أفريقيا المعروفة بأنها موطن الجنس البشري، وهي لرجل كان يعيش منذ 45 ألف عام بمدينة أوست أوشيم في سيبيريا، وعثر على عظمة الفخذ الخاصة به في هذه المنطقة.

وقد أسهمت الدراسة الخاصة بهذا الكشف والمنشورة في مجلة نيتشر المرموقة في تسليط الضوء على كيفية تطور الأجناس البشرية المعاصرة (هومو سابينز) وانتقال الجماعات المختلفة من أفريقيا إلى أوروبا وآسيا وبقية أرجاء العالم، وعلى علاقة هذه الجماعات بإنسان "نياندرتال".

وقد كشف تسلسل الحمض النووي وبقية التحليلات التي تمت على عظمة الساق المكتشفة أن رجل أوست أوشيم ينحدر على الأرجح من جماعة منقرضة قريبة الصلة بالبشر الذين غادروا أفريقيا منذ أكثر من خمسين ألف سنة إلى أماكن أخرى في أوروبا وآسيا ومنها إلى مناطق أخرى وصولا إلى أوقيانوسيا وأستراليا.

كما كشفت أن حوالي 2% من الجينوم الخاص بهذا الرجل يعود إلى إنسان "نياندرتال"، مما يشير إلى حدوث تزاوج بين أسلاف البشر الحاليين وإنسان "نياندرتال" بعد ما غادر السلف المشترك للأوروبيين والآسيويين أفريقيا، وقابل بشر الـ"نياندرتال" في منطقة الشرق الأوسط.

غير أن الإنجاز الأبرز للفريق البحثي الدولي والدراسة المنشورة تمثل في تحديد التاريخ الدقيق لتزاوج إنسان "نياندرتال" بالجنس البشري المعاصر، مشيرة إلى أنه حدث في وقت ما بين خمسين إلى ستين ألف سنة مضت.

الاكتشافات العلمية المتعلقة بالديناصورات كانت حيوية جدا هذا العام (رويترز)الاكتشافات العلمية المتعلقة بالديناصورات كانت حيوية جدا هذا العام (رويترز)

اكتشافات وحقائق جديدة عن الديناصورات
الاكتشافات العلمية المتعلقة بدراسة الديناصورات والكائنات القديمة لا تكاد تنقطع أو تتوقف، لكن وبالقياس إلى حجم الاكتشافات والمعلومات التي توصل إليها العلماء مؤخرا يمكن القول إن عام 2014 هو عام الديناصورات بامتياز.

ففي سبتمبر/أيلول الماضي عثر في الأرجنتين على بقايا أضخم أنواع الديناصورات، بل أكبر المخلوقات التي عاشت على وجه الأرض، ألا وهو والديناصور العملاق الآكل العشب والمعروف باسم "دريدنوتس"، وهذا الديناصور كان يسود الأرض قبل 77 مليون عام، وكان يبلغ طوله زهاء 26 مترا، فيما يزن حوالي 65 طنا.

غير أنه تم اكتشاف بقايا نوع آخر من الديناصورات اللاحمة من نوع "السبينوسورس" في المغرب، عاش قبل 95 مليون سنة، ويتشابه في هيئته مع البط والتمساح، كما يحمل ميزات تشريحية تدل على تكيفه في الأوساط الطبيعية شبه المائية، مما يشير إلى كونه أول نوع من الديناصورات البرمائية.

غير أن الاكتشاف الأهم والأبرز جاء من الصين، حيث تم العثور على حفرية لديناصور آخر لاحم كان يعيش قبل 125 مليون سنة، وكان يكسوه الريش وله أربعة أجنحة على ما يبدو، مما يشير إلى انتشار خصائص الطيور بين الديناصورات، وذلك قبل ظهور الطيور على وجه البسيطة بفترة طويلة.

وتتمثل أهمية هذا الكشف في كونه يمثل الحلقة المفقودة بين الطيور والديناصورات، حيث يعتبر "تيرانوسورس ريكس" من أولى سلالات الديناصورات التي تطورت بالتدريج لتصبح في النهاية طيورا.

اكتشاف كوكب جديد شبيه بالأرض
مؤكد أنها ليست هي المرة الأولى التي يتم فيها اكتشاف كوكب شبيه بالأرض، لكن اكتشاف علماء وكالة ناسا الكوكب "كيبلر 186 إف" خلال عام 2014 -وهو من الكواكب قريبة الشبه بالأرض- يحتل مكانة خاصة وأهمية نظرا لتماثل حجمه مع كوكبنا مع احتمال وجود المياه على سطحه -إذا ما وجد- في حالة سائلة، وهو أمر حيوي لكي تكون الحياة عليه ممكنة.

والكوكب "كيبلر 186 إف" -المكتشف حديثا بواسطة التلسكوب كيبلر- يقع خارج مجموعتنا الشمسية ضمن مجموعة نجمية أخرى تسمى "الدجاجة"، ويدور حول نجم أصغر من الشمس وأقل حرارة منها، وهو يحصل على كمية مماثلة من الطاقة التي يحصل عليها كوكب الأرض وعلى ذلك يوصف "كيبلر 186 إف" بأنه ابن عم الأرض -التي يبعد عنها 490 سنة ضوئية- نظرا لاختلاف مداره عن مدار الأرض وتشابهه الكبير في بقية الخصائص.

يذكر أن تلسكوب "كيبلر" قد أطلقته وكالة "ناسا" في مارس/آذار 2009 بتكلفة 550 مليون دولار، بهدف اكتشاف عوالم جديدة، وبالفعل فقد اكتشف "كيبلر" منذ ذلك الحين 3845 كوكبا جديدا، مما جعل البعض يطلق عليه صائد الكواكب.

تطوير بطارية تدوم لمدة عشرين عاما
تمكنت مجموعة من الباحثين من جامعة "نانيانج" الصينية للتكنولوجيا من التوصل إلى نوع جديد من البطاريات يمكن شحنها خلال دقائق معدودة مع زمن تفريغ طويل جدا ويتعدى عشرين عاما، مما يعني استدامتها لفترة طويلة جدا مقارنة ببطاريات الليثيوم المعروفة، حيث يمكن أن يصل عدد دورات شحنها إلى عشرة آلاف مرة، أي عشرين ضعف عدد مرات شحن بطاريات الليثيوم التي يمكن أن يصل عدد دورات شحنها إلى 500 مرة.

وقد تم تحقيق هذا الإنجاز عن طريق تطوير البطاريات التقليدية واستبدال قضبان الجرافيت التي تمثل القطب السالب فيها بأخرى مصنوعة من مادة هلامية وأنابيب نانوية مكونة من ثاني أكسيد التياتنيوم.

وتتميز أنابيب التيتانيوم النانوية بكونها أصغر بمقدار ألف مرة من شعرة الإنسان، وهي خاصية مهمة تعمل على تسريع عملية انتقال الإلكترونات والأيونات من وإلى البطارية، وتسهم بالتالي في خفض زمن الشحن وتقليل زمن التفريغ.

وينتظر أن يحدث هذا الابتكار عند طرحه في الأسواق ثورة في الصناعات التي تعتمد على استخدام البطاريات والحفاظ على البيئة، نظرا لاستدامة عمر البطاريات المستخدمة ورخص تكلفتها ومطابقتها المعايير البيئية المحافظة.
_____________
* وحيد مفضل: باحث وكاتب علمي، مصر

المصدر : الجزيرة

حول هذه القصة

A Bitcoin sign is seen in a window in Toronto, in this file photo from May 8, 2014. After skyrocketing to more than a thousand dollars in price late last year and attracting worldwide attention, bitcoin, a digital currency, has lost momentum in its quest to become a widely-accepted payment method. REUTERS/Mark Blinch/Files (CANADA - Tags: BUSINESS LOGO)

شهد عام 2014 ازدهار العديد من التقنيات ودخولها مرحلة الانتشار مثل عملة بتكوين الرقمية التي تحولت من عملة مشبوهة إلى عملة تثق بها كبرى الشركات مثل مايكروسوفت.

Published On 14/12/2014
Former NSA contractor Edward Snowden, who leaked classified information and fled to Russia, is depicted in Legos in Ai Weiwei's new exhibition, 'Large' on Alcatraz island. (Sam McManis/Sacramento Bee/MCT via Getty Images)

في هذا العام احتفل مستخدمو الشبكة العنكبوتية بمرور ربع قرن على انطلاقها. واستعرت في هذا العام حدة الهجمات الإلكترونية خاصة التي تستهدف الولايات المتحدة، وازداد الاهتمام كثيرا بمسألة الخصوصية.

Published On 14/12/2014
Sebastian Nystrom, head of product business at Nokia Technologies, presents N1, Nokia's new Android tablet, at the Slush 2014 event in Helsinki November 18, 2014. REUTERS/Heikki Saukkomaa/Lehtikuva (FINLAND - Tags: BUSINESS) ATTENTION EDITORS - THIS IMAGE WAS PROVIDED BY A THIRD PARTY. THIS PICTURE IS DISTRIBUTED EXACTLY AS RECEIVED BY REUTERS, AS A SERVICE TO CLIENTS. NO THIRD PARTY SALES. NOT FOR USE BY REUTERS THIRD PARTY DISTRIBUTORS. FINLAND OUT. NO COMMERCIAL OR EDITORIAL SALES IN FINLAND

شهد هذا العام نضوج الهواتف الذكية بشكل كبير بحيث اقتربت لتصبح بديلا من الحاسوب الشخصي مع تطور وظائف الإنتاجية فيها, ويعود السبب بذلك إلى المنافسة الحامية في هذا السوق.

Published On 14/12/2014
Humanoid robot REEM-C of Pal Robotics moves in front of journalists during the 2014 IEEE-RAS International Conference on Humanoid Robots in Madrid on November 19, 2014. Pal Robotics is a company dedicated to the research and development of robotics products to improve the daily work and quality of life. The conference theme 'Humans and Robots Face-to-Face' confirms the growing interest in the field of human-humanoid interaction and cooperation, especially during daily life activities in real environments. AFP PHOTO/ GERARD JULIEN

شهد العام 2014 تطورا ملفتا للعديد من التقنيات أبرزها الإنسان الآلي (الروبوت) الذي أصبح أكثر رشاقة وقدرة على الحركة بطريقة تشبه حركة الإنسان، كما تطورت تقنية التحكم بالحاسوب بإشارات الدماغ.

Published On 14/12/2014
المزيد من تكنولوجيا
الأكثر قراءة