إنتاج الطاقة من دوران الأرض
 |
| (Fotograzia/Moment/Getty Images) |
يدّعي ثلاثة باحثين أمريكيين نجاحهم في اختبار تنبؤاتٍ بإمكانية استخلاص طاقة نظيفة من الإيقاعات والعمليات الطبيعية لكوكبنا، وتوليد الكهرباء أثناء دوران الأرض عبر مجالها المغناطيسي.
على الرغم من ضآلة الجهد الذي أنتجوه، إلا أن هذه الإمكانية قد تُمهّد الطريق لطريقة جديدة لتوليد الكهرباء من ديناميكيات كوكبنا، إلى جانب إنتاج طاقة المد والجزر، والطاقة الشمسية، وطاقة الرياح، والطاقة الحرارية الأرضية.
في عام 2016، طعن عالم الفيزياء الفلكية كريستوفر شيبا من جامعة برينستون، وعالم الكواكب كيفن هاند من مختبر الدفع النفاث، في برهانهما على استحالة تحقيق مثل هذا الإنجاز. وقد كشف الباحثان الآن عن أدلة تجريبية تُثبت أن فكرتهما التي تُمثل كسرًا للدليل قد تنجح بالفعل، طالما أن شكل وخصائص المادة الموصلة في طريقتهما مُحددة وفقًا لمتطلبات دقيقة للغاية.
The researchers used a custom-designed cylinder to harvest electricity. (Chyba et al., Physical Review Research, 2025)
كتب الباحثون في ورقتهم البحثية الأخيرة: "يُولّد هذا النظام التجريبي الصغير جهدًا وتيارًا مستمرين مستمرين بالقدر (المنخفض) المتوقع".
في أوائل القرن العشرين، حلّ الفيزيائي الأمريكي صموئيل بارنيت مسألةً مُلحّةً حول عدم دوران المجال المغناطيسي فيما يتعلق بمغناطيسه الكهربائي المتحرك.
في حين أن الفرق المُقترح في السرعة بين المجال ومغناطيسه يُفترض أن يسمح بتكوين جهد، إلا أن براهين مثل تلك التي شرحها شيبا وهاند في ورقتهما البحثية عام ٢٠١٦ أظهرت استحالة ذلك. كان السبب بسيطًا؛ أي إلكترونات يدفعها المجال المغناطيسي للأرض ستُعيد ترتيب نفسها بسرعة وتُلغي أي فرق في الشحنة.
ومع ذلك، كانت هناك بعض الافتراضات قيد التطبيق، والتي شرع العلماء، بالتعاون مع توماس شيبا، العالم في شركة Spectral Sensor Solutions، في تحديها بمجموعة محددة نوعًا ما من الظروف.
لاختبارها، استخدم الفريق أسطوانة مجوفة طولها ٢٩.٩ سنتيمترًا (حوالي قدم واحدة) مصنوعة من فيريت المنغنيز والزنك؛ مادة تم اختيارها لتشجيع الانتشار المغناطيسي، حيث تكون المجالات المغناطيسية مقيدة بشكل أقل إحكامًا.
وُضعت الأسطوانة في مختبرٍ مُظلمٍ تمامًا، بلا نوافذ، لتقليل التداخل الكهروضوئي، وصُممت بزاويةٍ عموديةٍ على دوران الأرض ومجالها المغناطيسي.
بعد قياس كل شيء واحتسابه، بقي جهدٌ مقداره 18 ميكروفولت. اختفى هذا الجهد الضئيل عند استخدام أسطواناتٍ مختلفة، أو عند ضبط الأسطوانة نفسها بزاويةٍ مختلفة، مما يُشير إلى أن دوران الأرض هو الذي يُولّده.
يقول كريستوفر شيبا: "يبدو أن الجهاز يُخالف الاستنتاج القائل بأن أي موصلٍ ساكنٍ على سطح الأرض لا يُمكنه توليد طاقةٍ من مجاله المغناطيسي".
لاحظ الباحثون نفس الاستجابة من المادة في موقعٍ ثانٍ، هذه المرة في مبنى سكنيٍّ بدلًا من مختبر.
إنه بحثٌ مُثيرٌ وواعد، لكن لا ينبغي أن نبالغ في هذه المرحلة المُبكرة - والباحثون أنفسهم حذرون. نحن نتحدث هنا عن كميةٍ ضئيلةٍ جدًا من الكهرباء، مُولّدةٍ بإعدادٍ تجريبيٍّ مُحددٍ للغاية.
يقول كريستوفر شيبا: "تتحدث كلتا الورقتين البحثيتين [2016 و2025] عن إمكانية توسيع نطاق هذه التقنية، ولكن لم يُثبت أيٌّ من ذلك، وقد يتبين استحالة ذلك".
"وعلى أي حال، أول ما يجب فعله هو أن تقوم مجموعة مستقلة بإعادة إنتاج نتائجنا - أو دحضها - باستخدام نظام مشابه جدًا لنظامنا".
وقد تم نشر البحث في مجلة Physical Review Research.