مباشر
أين يمكنك متابعتنا

أقسام مهمة

Stories

19 خبر
  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا
  • رياضة
  • تجدد التوتر وانهيار الحوار بين واشنطن وطهران
  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

    العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

  • رياضة

    رياضة

  • تجدد التوتر وانهيار الحوار بين واشنطن وطهران

    تجدد التوتر وانهيار الحوار بين واشنطن وطهران

  • فيديوهات

    فيديوهات

  • إسرائيل توسع عملياتها في الضفة

    إسرائيل توسع عملياتها في الضفة

  • صنعاء والرياض.. عودة المواجهة

    صنعاء والرياض.. عودة المواجهة

تتحدى قوانين نيوتن!.. اكتشاف آلية جديدة تستخدمها الحيوانات المنوية

يمكن للحيوانات المنوية البشرية أن تسبح بسهولة مدهشة عبر سوائل عالية اللزوجة، في تحد صارخ لقانون نيوتن الثالث للحركة.

تتحدى قوانين نيوتن!.. اكتشاف آلية جديدة تستخدمها الحيوانات المنوية
Gettyimages.ru

وهذا الاكتشاف المثير دفع فريقا بحثيا بقيادة العالم الرياضي كينتا إيشيموتو من جامعة كيوتو إلى دراسة حركات هذه الكائنات المجهرية قبل عدة سنوات، محاولين فهم كيفية تمكنها من الانسياب في وسط لزج كان من المفترض نظريا أن يقاوم حركتها.

وتعود جذور هذا اللغز إلى عام 1686 عندما وضع إسحاق نيوتن قوانينه الشهيرة للحركة، التي صاغ فيها العلاقة بين الأجسام المادية والقوى المؤثرة عليها. لكن يبدو أن هذه القوانين التي تصلح للأجسام الكبيرة لا تنطبق بنفس الدقة على الخلايا المجهرية التي تتحرك في سوائل لزجة.

ويعرف قانون نيوتن الثالث بأنه "لكل فعل رد فعل مساو في المقدار ومعاكس في الاتجاه"، وهو مبدأ يعكس تناظرا طبيعيا في القوى المتضادة. فمثلا، عندما تصطدم كرتان متساويتان في الحجم، فإنهما تتبادلان القوة بنفس المقدار ولكن في اتجاهين متعاكسين.

لكن عالم الكائنات المجهرية يخضع لقواعد مختلفة. فالحيوانات المنوية على سبيل المثال، تتحرك في أنظمة غير متوازنة، حيث تضيف حركة ذيولها طاقة مستمرة للنظام. وهذا الاختلاف الجوهري يخلق حالة من "التفاعلات غير المتبادلة" (non-reciprocal interactions) التي تسمح لهذه الكائنات بالتحرك دون أن تخضع تماما لقانون الفعل ورد الفعل التقليدي.

ونشر فريق إيشيموتو دراسة مفصلة حللوا فيها بيانات تجريبية عن حركة الحيوانات المنوية البشرية، كما قاموا بنمذجة حركة الطحلب الأخضر المعروف باسم "كلاميدوموناس". ووجد الفريق أن هذه الكائنات تستخدم سياطا مرنة تبرز من أجسامها الخلوية، تتغير أشكالها بشكل ديناميكي لتوليد قوة دافعة.

والسياط هي بنية سطحية لخلايا حقيقيات النوى أو بدائيات النوى تساعدها على الحركة في الوسط السائل أو على سطح وسط جامد.

والمثير للدهشة أن هذه السياط تتمتع بما أطلق عليه الباحثون "مرونة غريبة"، تمكنها من الحركة في السوائل اللزجة دون أن تبدد طاقتها في الوسط المحيط.

ولمزيد من الفهم، طور الفريق مفهوما رياضيا جديدا أطلقوا عليه اسم "معامل المرونة الغريب"، لوصف الميكانيكا الداخلية المعقدة لهذه السياط.

وتكمن أهمية هذه الاكتشافات في تطبيقاتها الواسعة، بدءا من تصميم روبوتات مجهرية ذاتية التجميع تحاكي الكائنات الحية، ووصولا إلى فهم أعمق لمبادئ السلوك الجماعي في الأنظمة البيولوجية. كما تفتح هذه النتائج آفاقا جديدة في دراسة الأنظمة الفيزيائية التي تخرج عن نطاق القوانين الكلاسيكية، ما قد يقود إلى تطوير مفاهيم جديدة في ديناميكا الموائع المجهرية والفيزياء الحيوية.

نشرت الدراسة في مجلة PRX Life. 

المصدر: ساينس ألرت

التعليقات

"نيويورك تايمز": ترامب يؤجل تصعيد الضربات على إيران خشية استنزاف مخزونات صواريخ الدفاع الجوي

عراقجي: ما أقدم عليه المتطفل زيلينسكي بتحريض من إسرائيل لن يمر دون رد

ترامب ينشر صورا مولدة بالذكاء الاصطناعي تضمنت تهديدات مباشرة لإيران

"بلغت أقصى قدر من الفاعلية".. قائد القيادة المركزية الأمريكية يوصي بوقف الضربات حول مضيق هرمز

طهران عقب الهجمات الأوكرانية: أي اعتداء على إيران له ثمن ولن نتركه دون رد

"رخيص ودقيق وقاتل".. "وول ستريت جورنال": أفضل صاروخ إيراني يزداد خطورة ويربك الأنظمة الأمريكية

"سيجدون أنفسهم في القتال".. محلل بريطاني يتحدث عن احتمال إرسال قوات غربية إلى أوكرانيا

إسرائيل توافق رسميا على إدخال "مجلس السلام" والقوة الدولية إلى غزة

"نيويورك تايمز": مجتبى خامنئي أكثر ميلا لامتلاك وإنتاج أسلحة نووية متطورة من والده الراحل

سياسي فرنسي: مدريد تواجه فضيحة متصاعدة جراء منع مروحيات الإنقاذ الروسية من مكافحة الحرائق

الكويت ترد على تقرير أمريكي حول قيام طائراتها الحربية بشن غارات على إيران

"وول ستريت جورنال": أمريكا وإيران عالقتان في دوامة من التصعيد العسكري والصراع قد يطول

متحدث الحرس الثوري الإيراني: دمرنا رأس مال معالجة بيانات العدو في البحرين (فيديو)

الحرس الثوري الإيراني: بريطانيا ستصبح هدفا مشروعا إذا دعمت الولايات المتحدة في الحرب

خشية من التخلي عن الدولار.. ترامب يسعى لحضور بوتين لقمة مجموعة العشرين في ميامي