مباشر
أين يمكنك متابعتنا

أقسام مهمة

Stories

23 خبر
  • رياضة
  • فيديوهات
  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا
  • رياضة

    رياضة

  • فيديوهات

    فيديوهات

  • العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

    العملية العسكرية الروسية في أوكرانيا

  • تجدد التوتر وانهيار الحوار بين واشنطن وطهران

    تجدد التوتر وانهيار الحوار بين واشنطن وطهران

  • أفغانستان.. مقتل 23 شخصا وإصابة 80 آخرين نتيجة الفيضانات التي اجتاحت ولاية نورستان

    أفغانستان.. مقتل 23 شخصا وإصابة 80 آخرين نتيجة الفيضانات التي اجتاحت ولاية نورستان

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

الحرس الثوري: مقتل جنود أمريكيين وتدمير "إف-15" في الأردن وقصف "أمازون" بالبحرين

توسيع العملية بإيران محدود.."تضاؤل" مخزون أنظمة الدفاع الجوي والذخائر طويلة المدى لدى الجيش الأمريكي

البنتاغون يؤخر كشف حصيلة مصابي جنوده في الحرب مع إيران لضرورات أمنية

رئيس وزراء بريطانيا الجديد – جرس إنذار لترامب

موجة جديدة من الهجمات الأمريكية تستهدف إيران وانفجارات متواصلة في جنوب ووسط البلاد

البحرين والكويت تعلنان التصدي لهجمات صاروخية ومسيرات إيرانية وتدعوان السكان إلى الاحتماء

الحرس الثوري يشكر أردنيين "على المعلومات" ويوضح للكويتيين "مبررات الاستهدافات"

قرقاش: "المليشيات الطائفية" تمر بأصعب مراحلها

"ترامب يحذر دول الخليج": وقف إطلاق النار هذا الأسبوع أو تصعيد كبير

صور أقمار صناعية تظهر الأضرار بمواقع عسكرية ومدنية في دول عربية جراء القصف الإيراني (صور)

بولتون: الحرس الثوري هو المسؤول في إيران ويجب تسويته بالأرض

ترامب ردا على زهران ممداني: نتنياهو لن يعتقل بأي شكل أثناء وجوده في الولايات المتحدة

سوريا.. ضبط شحنة سرية من القنابل في طريقها إلى لبنان (فيديو+صور)

الوسطاء يقترحون هدنة 10 أيام لإنقاذ اتفاق طهران وواشنطن

الكشف عن استعدادات أمريكية لحرب شاملة مع إيران