مباشر
أين يمكنك متابعتنا

أقسام مهمة

Stories

37 خبر
  • هدنة وحصار المضيق
  • نبض الملاعب
  • هدنة بين حزب الله وإسرائيل
  • هدنة وحصار المضيق

    هدنة وحصار المضيق

  • نبض الملاعب

    نبض الملاعب

  • هدنة بين حزب الله وإسرائيل

    هدنة بين حزب الله وإسرائيل

  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

    العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

  • فيديوهات

    فيديوهات

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

حرس الثورة الإيراني: الحرب قد تتحول إلى عالمية ونحتفظ بأوراق قوة لم تستخدم بعد

إغلاق باب المندب.. ورقة ضغط ونقطة نفوذ تهددان إسرائيل ووجودها

ترامب: إيران وافقت على وقف دعم حماس وحزب الله وسننزل نحن وهم لنقل اليورانيوم.. سنأخذه دون قتال

إعلام عبري: حماس ترفض مناقشة نزع السلاح وطالبت بتعديلات على اتفاق وقف إطلاق النار

الحوثيون: إذا قررنا إغلاق باب المندب فإن كل الإنس والجن سيكونون عاجزين تماما عن فتحه

الجيش الأمريكي يستعد لمداهمة سفن مرتبطة بإيران ومصادرة سفن تجارية في المياه الدولية

الصفدي: إسرائيل هي مصدر التوتر في المنطقة ولا نريد أن نكون ضحية ورهينة بيد نتنياهو وحكومته

"أخطاء في الحسابات".. الحرب على إيران "تعري" نقطة ضعف ترامب

ثالث حادث خلال ساعتين.. بلاغ عن استهداف جديد لسفينة في بحر عمان

محمد باقر قاليباف ينفي تصريحات لترامب حول إيران

ترامب: إيران لا تستطيع "ابتزاز" الولايات المتحدة من خلال مضيق هرمز

زاخاروفا: "في كل أسرة من يخزيها".. موسكو ترد على اتهامات كييف بتزوير التاريخ

أكسيوس: نتنياهو يدمر مكانة إسرائيل لدى الأمريكيين.. والحرب على إيران تساهم بتدهور العلاقات مع واشنطن

قاليباف حول المفاوضات: الفجوات مع واشنطن كبيرة وبعيدون عن النقاش النهائي.. حزب الله ضمن الشروط

المجلس الأعلى للأمن القومي الإيراني: تلقينا مقترحات أمريكية جديدة عبر قائد الجيش الباكستاني

هاريس تتهم نتنياهو بجر ترامب إلى حرب إيران

قاليباف: نعلن لشعبنا أن مضيق هرمز تحت سيطرتنا وتعاملنا بحزم مع محاولة أمريكا إزالة الألغام

زاخاروفا: الخارجية الروسية تعمل على تعزيز الاعتراف الدولي بالإبادة الجماعية للشعب السوفيتي

لجنة الأمن القومي في البرلمان الإيراني: أي دولة تمنح قواعد عسكرية للعدو لا يحق لسفنها المرور في هرمز