هل تعلــــــم ...؟

الساعة الذرّية جهاز لقياس فترات الوقت (الزمن) بقياس ترددات الموجات الكهرومغنطيسية التي تطلقها أو تمتصها الذرات أو الجزيئات. وتعمل هذه الساعات الذرية بترددات منتظمة جدًا، ولا يزيد تفاوت تقدم أو تأخر هذه الساعات على ثانية في كُلِّ مليون سنة. والساعات الآلية تتأثَّر بالعديد من الأشياء مثل التغيرات في درجات الحرارة، والتآكل في بعض أجزائها.
والذرات والجزيئات المستخدمة في الساعات الذرية تضم ذرَّات السيزيوم والهيدروجين وجزيء غاز الأمونيا. تتحكم الساعات الذرية في إشارات الوقت المرسلة إلى العالم من مختبرات وطنية. وفي عام 1958م تبنّى العلماء معدل ترددات ساعة ذرية مقياسًا لتعريف وحدات الوقت.
لساعة الزمنية فسحة من الزمن تتكون من 60 دقيقة. ويشتمل اليوم، من منتصف الليل إلى منتصف الليل الذي يليه على 24 ساعة. وكل أمة تنظم أنشطتها طبقًا للساعة الزمنية. وقد بدأ الناس يستخدمون الساعات الزمنية كفترات منتظمة من اليوم في القرن الرابع عشر الميلادي، وذلك عندما أخترعت الساعة الميكانيكية.
استخدم الرومان القدماء الساعة الزمنية ليعبّروا عن نقطة معينة من الزمن، مثل شروق الشمس وغروب الشمس، ثم أضافوا فيما بعد ساعة الظهيرة. وفي بداية العصر المسيحي، قسَّم الرومان ساعات النهار إلى خمس فترات حددوا لها علامات على وجه ساعاتهم الشمسية. وفي عام 605ميلادية وضعت الكنيسة المسيحية ساعات العبادة اليومية السبع أو ساعات الصلاة. وكانت كما يلي: 1- الصبح والتمجيد 2- الساعة الأولى 3- الساعة الثالثة 4- الساعة السادسة 5- الساعة التاسعة 6- المساء 7- الختام. ولم تحدد هذه الساعات سوى فترات من النهار، ابتداء من الساعة السادسة صباحًا. أما الليالي فكانت أحيانًا تقسَّم إلى حراسات كانت تُحدد الأوقات التي يُبلَّغ الحراس فيها بأن قيامهم بالعمل قد حل أوانه، أو أنه قد حل وقت تغيير حراستهم. وكان طول الساعة يختلف باختلاف الفصول. فساعات الشتاء كانت أقصر من ساعات الصيف، وذلك لأن النهار في أثناء الشتاء كان أقصر.
وبحلول القرن السادس عشر الميلادي أخذت كنائس وقصور كثيرة في أوروبا في تركيب الساعات الميكانيكية التي كان لكل منها قرص مدرج إلى 12 ساعة على وجهها. ولم تكن هذه الساعات مضبوطة، ولذا كانت تصحح ظهر كل يوم مشمس، عندما تكون الشمس في أعلى نقطة لها أو عند الزوال. ومن هنا جاء استخدام تعبيري قبل الظهر أو صباحًا وبعد الظهر أو مساء.
وقد ينتج فوضى وارتباك إذا لم تستخدم كلمتا صباحًا ومساء، ولذا تنظم مواعيد السكك الحديدية والطائرات باستخدام نظام واحد يعطي الزمن حتى الساعة الرابعة والعشرين. وفي هذا النظام يُعطى الوقت باستخدام أربعة أرقام. فالساعة 1,00 صباحًا أو قبل الظهر مثلا، تكتب01,00، بينما تكتب الساعة 1,00 مساء أو بعد الظهر 13,00 والساعة 12,00 منتصف الليل 24,00
لساعة الرملية أداة لقياس الوقت (الزمن) تتكون من بصيلتين زجاجيتين تصل بينهما فتحة صغيرة.
تحتوي إحدى البصيلتين على حبّات من الرمل الجاف الناعم الدقيق، ويأخذ الرمل ساعة كاملة بالضبط لكي ينساب من البصيلة العليا إلى البصيلة السفلى. وعندما ينساب الرمل كله من البصيلة العليا، تقلب الساعة الرملية، ويبدأ الرمل في الانسياب إلى البصيلة الفارغة، كما حدث من قبل. وقد كانت مثل هذه الساعات تحتوي على الزئبق ولكن استبدل به الرمل لأنه ينساب بمعدل ثابت بصرف النظر عن الكمية التي تحتوي عليها البصيلة.
وتقيس ساعات رملية أصغر مثل ساعات نصف الساعة، فترات زمنية أقصر. وكانت بعض الساعات الرملية تستخدم لتحديد مقدار الزمن الذي كان على المتحدث أن يلقي حديثه فيه. وحتى بداية القرن العشرين، كان البحارة يستخدمون أداة، مثل الساعة الرملية كانت تقيس مدة أقل من الدقيقة. وبهذه الأداة كان يمكنهم قياس سرعة سفينتهم. وكانت الساعة الرملية تستخدم على نطاق واسع قبل اختراع الأنواع المختلفة من الساعات. ومع هذا، فقد استُبدلت بها الساعات الصغيرة والكبيرة. وقد ذكر كتّاب كثيرون الساعة الرملية تعبيرًا عن مرور الوقت.
لساعة البيولوجية اسم شائعٌ يطلق على النظام الزمني الغامض الذي يؤثر في النباتات والحيوانات، ويحفظ الوقت الدقيق للأيام والأسابيع والشهور وحتى السنين. وهو يحدّد أيضًا مواعيد أنشطة الكائنات الحية ليجعلها في تناسق مع التغيرات المنتظمة في بيئاتها. فتهاجر الطيور، وتنمو الأسماك، وتتفتح الزهور حسب جداول زمنية تحددها الساعات المبنية في داخلها. وتحدد الساعة البيولوجية في البشر أوقات نومنا، واستيقاظنا وكثيرًا من أنشطة الجسم. ويسمى العلم الذي يتعامل مع دراسة الساعات البيولوجية، علم التسلسل الزمني الأحيائي.
ولايعرف أحدٌ أين تكمن الساعات البيولوجية، أو كيف تعمل. ويعتقد بعض العلماء أن كل كائنٍ حيٍّ لديه نظامه الزمني الخاص المركب داخله، والذي يعمل باستقلالية. أما الآخرون فيعتقدون أن الساعات بنتها الإيقاعات الطبيعية للقوى الكهرومغنطيسية والجاذبية الأرضية.
ومازال البعض يفترض أن هناك قوى داخل الجسم وخارجه ضرورية للحفاظ على دقة الساعات. ويأمل العلماء أن تعطيهم التجارب على النباتات والحيوانات في الفضاء الخارجي، بعيدًا عن إيقاعات الأرض الطبيعية، معلومات أكثر عن كيفية عمل الساعات البيولوجية.
الساعة البيولوجية عند البشر
تعمل الساعة البيولوجية عند البشر حسب جداول زمنية ضرورية للحياة وللصحة. وللبشر إيقاعات بيولوجية يومية، وأسبوعية، وشهرية، وسنوية. ويختلف مستوى الهورمون والكيميائيات الأخرى في الدم على مدى هذه الفترات الزمنية. وكثير من عمليات الجسم الحيوية تتم بانتظام كل 24 ساعة وتتسق أنشطة الخلايا والغدد والكليتين والكبد والجهاز العصبي بعضها مع بعض، ومع إيقاع النهار والليل في البيئة.
يتغير المعدل الذي تتم به عمليات الجسم تدريجيًّا في أثناء اليوم. وعلى سبيل المثال تختلف درجة حرارة الجسم بمقدار درجة واحدة خلال فترة الأربع والعشرين ساعة. وتبلغ درجة الحرارة أدنى مستوى لها في وقت الراحة بالليل، وترتفع في أثناء النهار، وهي الفترة النشيطة.
وتصبح ـ أنت مثلاً ـ على أكبر قدر من الوعي بنظام التوقيت البيولوجي، عندما تسافر بطائرة نفاثة إلى مناطق يختلف فيها التوقيت. فإذا سافرت بالطائرة من شيكاغو إلى لندن في وقت متأخر بعد العصر، فستصل لندن وسكانها على وشك أن يبدأوا يومهم. وعلى أية حال سوف يظل نظامك التناغمي يعمل حسب توقيت شيكاغو. وحسب الوقت في لندن سوف تصاب بالأرق ليلاً، ويغلب عليك النعاس أثناء النهار. وسوف تعيد ساعتك البيولوجية توقيت نفسها، ولكن ذلك يستغرق عدة أيام. وبالتالي سوف تكون وظائف جسمك خارج الإيقاع، وتهبط كفاءتك، وتشعر بالتعب. ويسمى هذا تخلف النفاثة أو إرهاق النفاثة.
ويعتقد بعض الباحثين أنه كلما تم التحكم بطريقة أفضل في معرفة الساعات البيولوجية والإيقاعات البيولوجية، فسوف يساعد هذا العلماء في إيجاد الطرق لاستخدام الإيقاعات لمصلحتنا. وعلى سبيل المثال، ربما يستطيع الأطباء تشخيص المرض وهو في طوره المبكر بوساطة التغير في إيقاعات الجسم. ويعتقد العلماء أن الإيقاعات البيولوجية تؤثر في الوقت الذي ربما يحدث فيه المرض أو يشتد. وعلى سبيل المثال تزداد أزمات المصابين بداء الربو عند وقت النوم، وتحدث معظم نوبات الصرع في الصباح أو المساء. وتؤثر أيضًا الإيقاعات البيولوجية في مدى السرعة التي يؤثر بها الدواء والفترة التي يستمر فيها التأثير. وهكذا فإن معرفة الإيقاعات البيولوجية ربما تمكن الطبيب من إعطاء الدواء في الوقت الذي يزيد فيه احتمال استفادة جسم المريض منه إلى أقصى درجة ممكنة. وسوف يزيد التوسع في المعرفة العلمية للإيقاعات البيولوجية من نجاحنا في اكتشاف الفضاء الخارجي والحياة فيه.