ملف شامل عن علم الفلك

علم الفلك من اوائل العلوم التي نشأت في فجر البشرية وهو علم يهتم بمراقبة و دراسة الاحداث التي تقع خارج الكرة الارضية و غلافها الجوي و علم التنبؤ بالظواهر الفلكية، يدرس علم الفلك بدايات الاجسام التي يمكن مراقباتها في السماء (خارج الارض)، و تطورها و خصائصها الفيزيائية و الكيميائية، والاحداث المرافقة لها.


التاريخ
كان علم الفلك بداية يلقن من قبل كهنة المعابد . وكان لكل من قدماء المصريين والبابليين فلكهم الخاص بهم, فلقد عثر علي تقاويم فوق أغطية التوابيت الفرعونية ترجع لسنة 2000-1600ق.م.ووجد أن أسقف المقابر المملكة الحديثة فد زينت بصور النجوم التي كانت تري بالسماء وأطلق عليها أسماؤها. كما وجد في بلاد ما بين النهرين تشكيلات لصور النجوم. وكان البابليون يتنبؤن بدقة بالخسوف والكسوف للشمس والقمر. وتاريخ الفلك يبدأ منذ عصر ماقبل التاريخ حيث كان الإنسان الأول قد شغل تفكيره بالحركة الظاهرية المتكررة للشمس والقمر وتتابع الليل حيث يظهر الظلام و تظهر النجوم وحيث يتبعه النهار لتتواري في نوره . وكان يعزي هذا للقوي الخارقة لكثير من الآلهة. فالسومريون كانوا بعتقدون أن الأرض هضبة يعلوها القبة السماوية. وتقوم فوق جدار مرتفع علي أطرافها البعيدة. واعتبروا الأرض بانثيون هائل تسكن فوق جبل شاهق. والبابليون إعتقدوا أن المحيطات تسند الأرض والسماء. والأرض جوفاء تطفو فوق مياهها ومركزها بها مملكة الأموات. لهذا ألهت الشمس والقمر وتصورت الحضارات القديمة أنهما يعبران قية السماء فوق عربات تدخل من بوابة مشرق الشمس وتخرج من بوابة مغرب الشمس. وهذه المفاهيم بنيت علي أساسها إتجهات المعابد الجنائزية. وكان قدماء المصريين يعتقدون أن الأرض مستطيلة طويلة يتوسطها نهر النيل الذي ينبع من نهر أعظم يجري حولها. تسبح فوقه النجوم الآلهة. والسماء ترتكز علي جبال بأركان الكون الأربعة. و تتدلي منها هذه النجوم. لهذا كان الإله رع يسير حول الأرض باستمرار. ليواجه الثعبان أبوبي( رمز قوي الظلام الشريرة ) حتي يصبحا خلف الجبال جهة الغرب والتي ترفع السماء. وهناك يهزم رع ويسقط. فيحل الظلام. وفي الصباح ينتصر رع علي هذه القوي الشريرة. ويستيقظ من جهة الشرق. بينما حورس إله القمر يسير بقاربه ليطوف حول العالم. وكان القمر بعتبر إحدي عينيه. و يلاحقه أعداؤه لفقيء هذه العين بإلقائها في النيل وينجحوا مجتمعين في هذه المهمة فيظلم القمر. لكن الإله رع يهب لنجدة عين حورس (القمر) ويعيدها لحورس. وكان الصينيون يعتبرون الأرض عربة ضخمة في أركانها أعمدة ترفع مظلة (السماء) وبلاد الصين تقع في وسط هذه العربة ويجري النهر السماوي (النهر الأصفر) من خلال عجلات العربة ويقوم السيد الأعلي المهيمن علي أقدار السماء والأرض بملازمة النجم القطبي بالشمال بينما التنينات تفترس الشمس والقمر. لكن في القرن الثاني ق.م. وضع الفلكي الصيني(هياهونج) نظرية السماء الكروية حيث قال أن الكون بيضة والأرض صفارها و قبة السماء الزرقاء بياضها. والكلدانيون من خلال مراقبتهم لحركة الشمس ومواقع النجوم بالسماء وضعوا تقويمهم. واستطاعوا التنبؤ من خلال دورتي الشمس والقمر بحركتيهما ما مكنهم من وضع تقويم البروج حيث ريطوا فيعا بين الإنسان وأقداره. وأخضعوا فيها إخضاع حركات النجوم لمشيئة الآلهة. لهذا توأموا بين التنجيم والفلك. ومن خلال تقويم البروج تمكنوا من التنبؤ بكسوف الشمس وخسوف القمر. لكنهم لم يجدوا لها تفسيرا. وكان تقويمهم يعتمد أساسا علي السنو القمرية التي لم تكن تتوافق مع الفصول المناخية. وكان قدماء المصريين منذ 3000 سنة ق.م. أمكنهمة القيام بالرصد الفلكي وقياس الزمن وتحديده من خلال السنة والأشهر. وبنوا الأهرامات أضلاعها (وجوهها)متجهة للجهات الأربع الأصلية. ومن خلال هذا نجدهم قد حددوا الشمال الحقيقي. والفلك الفرعوني لم يتهموا به عكس بلاد الرافدين ولاسيما بالدورة القمرية. واهتموا بالشمس لأنها كانت ترمز للإله رع .


اليوم
في القرن العشرين، تم تقسيم علم الفلك لقسمين، علم الفلك النظري و علم فلك الرصد، على الرغم من ان بعض الفلكيين يدرسون كلا الفرعين، الا ان ذلك ليس شائعا، لان كل من الفرعين يتطلب مهارات خاصة، و عادة ما يتخصص الفلكيون باحد هذين الفرعين.


تصنيف علم الفلك

حسب موضوع الدراسة

قياسات فلكية: دراسة موقعِ الأجسامِ في السماءِ وتغييراتِ مواقعها . يقوم هذا العلم بتحديد الجمل الإحداثية لتحديد مواقع النجوم و طبيعة حركتها , تحديدا خواصها الحركية التي تندرج في إطار علم الحركة .
فيزياء فلكية: دراسة فيزياءِ الكونِ، بضمن ذلك الخواص الطبيعيةِ (مثل لمعان، كثافة، درجة حرارة، تركيب كيميائي) للأجسامِ الفلكيةِ.
علم الكون: دراسة أصلِ الكونِ وتطورِه. إنّ دراسةَ علم الكون تندرج ضمن الفيزياء الفلكيةُ النظريةُ في إطارها الأكبرِ.
علم تشكيل وتطورِ مجرات : دراسة تشكيلِ المجراتِ، وتطورهم.
علم فلك مجري: دراسة التركيبِ ومكوّناتِ مجرتِنا و المجراتِ الأخرى.
علم فلك خارج المجرة: دراسة الأجسامِ (بشكل رئيسي مجرات) خارج مجرتِنا.
علم فلك النجمي: دراسة النجومِ.
تطور النجوم: دراسة تطورِ النجومِ مِنْ تشكيلِها إلى نهايتِها كبقايا نجمية .
تشكيل النجوم: دراسة الشروطِ والعملياتِ التي تؤدي إلى تشكيلِ النجومِ في داخلِ الغازِ .
علم الكواكب: دراسة كواكب نظام شمسي.
علم الأحياء الفلكي: دراسة نشوء و تطورِ الأنظمةِ الحيويةِ في الكونِ.
المجالات الأخرى التي قَدْ تُعتَبرُ جزءَ عِلْمِ الفلك:

علم الآثار الفلكي
الكيمياء الفلكية

حسب طريقة الحصول على المعلومات

في عِلْمِ الفلك، يتم الحصول على معلومات بشكل رئيسي مِنْ الكشفِ وتحليلِ إشعاع كهرومغناطيسي و فوتونات، لكن المعلوماتَ تُحْمَلُ أيضاً مِن قِبل شعاع كوني ، نيوترونات، نيازك،، وفي المستقبل القريبِ، يمكن اعتماد موجات الجاذبية .

يمكن تقسيم علم الفلك تقليديا عن طريق تحديد منطقةِ طيف كهرومغناطيسي مُلاحَظ:

علم فلك بصري جزءُ عِلْمِ الفلك الذي يتخصص باستعمال أجهزةً لإكتِشاف وتَحليل ضوء ذو طول موجة الذي يُمْكِنُ أَنْ تراه عين (حول 400 - 800 nm). إنّ الأداةَ الأكثر شيوعاً في هذا القسم هو منظار فلكي، مَع مصور إلكتروني وأدوات الطيف .
علم فلك تحت الأحمر يَتعاملُ مع الإشعاعِ تحت الأحمرِ (أطوال موجة أطول مِنْ الضوءِ الأحمرِ). إنّ الأداةَ الأكثر شيوعاً منظار لكن هذه المناظير تتميز بوجود حساسات للأشعة تحت الحمراءِ.
علم فلك إشعاعي يَكتشفُ إشعاع طولِ موجة مِنْ الملليمترِ إلى ديكاميتر .
علم فلك طاقي يَتضمّنُ عِلْمَ فلك الاشعة السينيةِ، عِلْم فلك اشعاعِ غاما، ونهاية علم فلك الأشعة (فوق البنفسجي) علم فلك، بالإضافة إلى دِراساتِ النيوترونات والأشعةِ الكونيةِ.

القمر

لا يوجد إسم ثانِ يُعرف به القمر غير القمر! بيد أن كلمة "قمر" تستخدم للإشارة الى أي جرم سماوي أو صناعي، يقوم بمدار معين حول الأرض، أو أيِ من الكواكب الأخرى، فكوكب زحل مثلاً له ثمانية عشر قمراً (تابعاً). وهناك تسمية أُخرى للقمر ويسمّى بها أحياناً وهي "لونا". وجانب القمر الذي لا يُرى من الأرض يسمّى "الجانب البعيد"، أو "الجانب المظلم"، وسمّي بهذا الإسم لعدم قدرة بني البشر من النظر إليه من الأرض، فول كانت هناك مركبة فضائية على هذا الجانب المظلم فسيتعذر الإتصال اللاسلكي بين الأرض وبين مركبة الفضاء. سيتركز هذا المقال عن القمر المتعارف عليه بين الناس، وهو القمر التابع للأرض.


حركة القمر

يقوم القمر بدورة كاملة حول الأرض مرة واحدة كل 4 أسابيع تقريباً، وفي كلّ ساعة تمر، يتحرك القمر بمقدار نصف درجة، ويمضي القمر في مدار له يسمّي بالـ زودياك Zodiac.

تقاس دورة القمر حول الأرض بالأشهر النجمية وبالأشهر الأقترانية.

الأشهر النجمية: وهي الفترة الزمنية التي يحتاجها القمر ليدور دورة واحدة حول الأرض بالنسبة للنجوم، وتستغرق 27 يوماً وثلث اليوم.
الأشهر الأقترانية: وهي الفترة الزمنية التي يحتاجها القمر ليدور دورة واحدة حول الأرض بالنسبة للشمس، وتستغرق 29 يوماً ونصف اليوم. وهي نفس الفترة التي يحتاجها القمر ليدور حول نفسه دورة كاملة، ولهذا السبب يرى الناظر من الأرض نفس الوجه للقمر.


نبذة تاريخية عن القمر

في القديم، كان الإعتقاد بين بعض الشعوب ان القمر يموت عندما يغرب، ويذوب في عالم الأموات! وفي إعتقاد آخر، فإن القمر يسبح في السماء متعقّباً الشمس، والشمس هي الأُخري تلحق القمر. وفي العصور الوسطى، كان الناس يعتقدون أن القمر تامّ الإستدارة وأن به أبحر ومحيطات. وحتّى في عشرينيّات القرن العشرين، كان بعض الناس يعتقدون ان القمر مكان صالح للعيش و"هواء" القمر صالح للتنفّس، وكان ذلك جليّاً في أفلام الخيال العلمي المُنتجة في تلك الحقبة.


خواصّ القمر

نتيجة تطابق الفترة الزمنية التي يأخذها القمر في دورانه حول نفسه وتلك التي يأخذها في دورانه حول الأرض، يجد أهل الأرض أن نفس الجانب من القمر مقابل للأرض ولا يتغيّر هذا الجانب. وتأثر حركة القمر بدورانه حول الأرض على بحار ومحيطات الأرض وتسبب ظاهرة المد والجزر التي نعرفها. وقد إختلف العلماء على مرّ السنين في أصل القمر وكيف آلت به الأمور على ما هو عليه، ومن أكثر النظريات التي تلقى تأييداً في الأوساط الفلكية، تلك التي تنادي بأن الأرض البكر التي نحن عليها قد إرتطم بها جسم كبير يقدّر حجمه بحجم كوكب المريخ وأقتطع هذا الجسم من الأرض ما اقتطع، وتناثر من الأرض قطع التحمت مع بعضها البعض وكوّنت القمر الذي نعرفه اليوم، وتعرف هذه النظرية بنظرية "الصدمة الكبرى". وقد عمل العلماء على محاكاة نظرية الصدمة الكبرى في اغسطس من العام 2001 ونشرت المحاكاة في هذا الموقع. ولعلّ تشابه المواد المكوّنة لكتلة القمر، بتلك المعادن الموجودة على كوكب الأرض جعلت نظرية الصدمة الكبرى نظرية مقبولة في الأوساط العلمية


مكوّنات القمر

منذ أربع مليارات سنة ونصف، كان القمر مغطّى بالحمم البركانية المنصهرة والتي شكّلت محيطات من الحمم على سطح القمر. وتتكون قشرة القمر من المواد الأوّلية التّالية : يورانيوم، ثوريوم، بوتاسيوم، اكسجين، سيليكون، مغنيسيوم، حديد، تيتانيوم، كالسيوم، المنيوم، والهيدروجين. وعندما تسقط الإشعاعات الكونية على تلك العناصر الأولية، تقوم تلك العناصر على إنعكاس تلك الإشعاعات بخواصّ مختلفة تعتمد على طبيعة العنصر الأولي العاكس للإشعاع وبصورة إشعاعات "جاما". وتجدر الإشارة ان بعض العناصر الأولية على سطح القمر تُصدر إشعاعات جاما بدون الحاجة لتعرّض تلك المواد الأولية لأي نوع من الإشعاعات الكونية كاليورانيوم أو البوتاسيوم والثوريوم


وجود الماء

قامت النيازك والشهب بالإرتطام بالقمر مرات ومرات عديدة، ويُرى ذلك جلياُ في النتوءات الواضحة على سطح القمر. وقد حمل الكثير من تلك النيازك والشهب الماء، وحطّ على سطح القمر بمعيّة النيازك والشهب، وبمجرّد تعرض ماء النيازك والشهب لحرارة الشمس، يتفكك الماء لمكوّناته الأصلية (هيدروجين وأكسجين)، وتبدأ هذه العناصر في التطاير في الفضاء، وتبقى فرضية وجود الماء قائمة إمّا بوجوده على السطح، أو تحت قشرة القمر، وتقدّر كمية الماء على القمر ببليون متر مكعّب.

الخسوف والكسوف



كسوف الشمس من الموسوعة الإنجليزية


يخسف القمر إذا وقعت الأرض بين أشعّة الشمس وبين جزء من القمر أو كلّ القمر، فظلّ الأرض حين تمرّ في مجراها حول الشمس يقع على القمر ويرى أهل الأرض وكأن القمر قد أُقتُطِع من نوره شيء. وننوه هنا أن ليس للقمر نور طبيعي وما النور السّاطع من القمر إلا إنعكاس أشعّة الشمس من على القمر الى الأرض، فيراه من على الأرض وكأنه ذو نور ساطع. ولا تحدث ظاهرة خسوف القمر إلا في حالة القمر المكتمل (بدر). أمّا في ما يخصّ الكسوف، فيحصل الكسوف للشمس حين يحجب القمر أشعّة الشمس عن الأرض، وتحدث ظاهرة الكسوف في بداية تكوين القمر (هلال).


إستكشافات القمر

أول من قام بإستكشاف الجانب المظلم من القمر كانت المركبة الفضائية السوفييتية "لونا 2" عندما قامت بجولات مدارية حول القمر في 15 سبتمبر 1959، وأول من حطّ قدمه على سطح القمر هو "نيل ارمسترونج"، قائد المركبة الفضائية الأمريكية "أبولو 11" في 20 يوليو 1969. وفي تلك الفترة، كانت الحرب الباردة في أوجها بين الإتحاد السوفييتي والولايات المتحدة، وأجّج هذا الإنجاز الأمريكي السباق الى الفضاء بين الإتحاد السوفييتي والولايات المتّحدة. وقد وضع رائد الفضاء "نيل أرمسترونج" لوحة معدنية على سطح القمر كُتب فيها "هنا حطّت أقدام رجال من كوكب الأرض في يوليو 1969 بعد الميلاد، لقد جئنا بسلام باسم البشرية"، وقام رواد الفضاء الثلاثة بالتوقيع على اللوحة المعدنية كما وقّعها الرئيس الأمريكي آنذاك، "ريتشارد نيكسون". the end is coming soon


مرجع
القمر من الموسوعة الانجليزية
1 - الكرة السماوية : كرة وهمية ذات قطر كبير، كما كوكب الأرض والأجرام السماوية من حولها، والأرض مركزها

الشمس

الشمس نجم غازي في النظام الشمسي، تدور حول الشمسِ جميع الكواكب و من بينها كوكب الأرض و أجسام أخرى يدور كلاً منها ضمن مدار ثابت حول الشمس تتنوع هذه الأجسام مابين كويكب , نيزك , مذنب و غبار كوني.

الخصائص الطبيعية للشمس

إنّ الشمس نجم رئيسي مع صنف طيفي يسمى جي 2، هذا يعني أن الشمس أكبر وأحر جداً من النجوم المتوسطه لكنها أصغر جداً مِنْ النجوم التي تسمى النجم الأزرق , ويقدر عمر الشمس بحوالي 5 بليون سنة تقريباً.


بيانات عامة
المسافة المتوسطة مِن الأرضِ 150,000,000 km
(93,000,000 mi)
السطوع البصري (ف) −26.8m
القيمة المطلقة 4.8m
الخصائص الفيزيائية
القطر 1,392,000 km
القطر النسبي (dS/dE) 109
المنطقة السطحيّة 6.09 × 1012 km²
الحجم 1.41 × 1027 m³
الكتلة 1.9891 × 1030 kg
الكتلة النسبية إلى الأرضِ 333,400
الكثافة 1.411 g/cm³
الكثافة النسبية إلى الأرضِ 0.26
الكثافة النسبية إلى ماء 1.409
السطح الجاذبية 274 m s-2
الجاذبية السطحيّة النسبية 27.9 g
سرعة الدوران 618 km/s
درجة الحرارة السطحيّة 5780 K
درجة حرارة الكرونا 5 × 106 K
اللمعان (LS) 3.827 × 1026 J s-1

خصائص المدار
فترة الدورانِ
في خطِ الإستواء: 27d 6h 36m
في 30° خطّ عرض: 28d 4h 48m
في 60° خطّ عرض: 30d 19h 12m
في 75° خطّ عرض: 31d 19h 12m
فترة المدارِ حول
المركز المجرّي 2.2 × 108 سنة

تركيب الغلاف الجوي
الهيدروجين 73.46 %
الهليوم 24.85 %
الأوكسجين 0.77 %
الكاربون 0.29 %
الحديد 0.16 %
النيون 0.12 %
النيتروجين 0.09 %
السيليكون 0.07 %
المغنيسيوم 0.05 %
الكبريت 0.04 %


طاقة شمسية



تعتبر الطاقة الشمسية الطاقة الأم فوق كوكبنا حيث تنبعث من أشعتها كل الطاقات فوقه . لأنها تسير كل ماكينات وآلية الأرض بتسخين الجو المحيط واليابسة وتولد الرياح وتصريفها , وتدفع دورة تدوير المياه , وتدفيء المحيطات ,وتنمي النباتات وتطعم الحيوانات . ومع الزمن تكون الوقود الإحفوري في باطن الأرض . وهذه الطاقة يمكن تحويلها مباشرة أو بطرق غير مباشرة لحرارة وبرودة وكهرباء وقوة محركة .وأشعة الشمس أشعة كهرومغناطيسية.وطيفها المرئي يشكل 49%والغير مرئي كالأشعة الفوق بنفسجية يشكل 2% و الأشعة دون حمراء 49%. والطاقة الشمسية تختلف حسب حركتها وبعدها من الأرض.

وتختلف كثافة أشعة الشمس وشدتها فوق خريطة الأرض حسب فصول السنة فوق نصفي الكرة الأرضية وبعدها عن الأرض وميولها ووضعها فوق المواقع الجغرافية طوال النهار أو خلال السنة, وحسب كثافة السحب التي تحجبها. لأنها تقلل أو تتحكم في كمية الأشعة التي تصل لليابسة . عكس السماء الصحوة الخالية من السحب أو الأدخنة. وأشعة الشمس تسقط علي الجدران والنوافذ واليابسة والبنايات والمياه, وتمتص الأشعة وتخزنها في كتلة (مادة) حرارية Thermal mass. وهذه الحرارة المخزونة تشع بعد ذلك داخل المباني . وتعتبر هذه الكتلة الحرارية نظام تسخين شمسي يقوم بنفس وظيفة البطاريات في نظام كهربائي شمسي(الفولتية الضوئية ).فكلاهما يختزن حرارة الشمس لتستعمل فيما بعد.

و المهم معرفة أن الأسطح الغامقة تمتص الحرارة ولاتعكسها كثيرا , لهذا تسخن . عكس الأسطح الفاتحة التي تعكس حرارة الشمس لهذا لاتسخن . و الحرارة تنتقل بثلاث طرق ,إما بالتوصيل conduction من خلال مواد صلبة, أو بالحمل convection من خلال الغازات, أوالسوائل , أو بالإشعاع radiation. ومن هنا نجد الحاجة لإنتقال الحرارة بصفة عامة لنوعية المادة الحرارية التي ستختزنها, لتوفير الطاقة وتكاليفها .لهذا توجد عدة مباديء يتبعها المصممون لمشروعات الطاقة الشمسية, من بينها قدرة المواد الحرارية المختارة, علي تجميع وتخزين الطاقة الشمسية حتي في تصميم البنايات واختيار مواد بنائها حسب مناطقها المناخية سواء في المناطق الحارة أو المعتادة أو الباردة . كما يكونون علي بينة بمساقط الشمس علي المبني والبيئة من حوله كقربه من المياه واتجاه الريح والخضرة ونوع التربة,والكتلة الحرارية التي تشمل الأسقف والجدران وخزانات الماء. كل هذه الإعتبارات لها أهميتها في إمتصاص الحرارة أثناء النهار وتسربها أثناء الليل.


مصدر
مجلة العلم مقالات أحمد محمد عوف







خلايا شمسية




توجد حاليا الفولتية الضوئية (Photovoltaics PV) التي تعرف بالخلاياالشمسية أوالخلايا الفولتضوئية photovoltaic cells . فمن خلالها يتم تحويل اشعة الشمس مباشرة لكهرباء , عن طريق إستخدام تقنية الحالة الصلبة solid-state technology التي تستخدم فيها خلايا مصنوعة من مادة السليكون (الرمل) المتوفرة فوق الأرض. وتستخدم مواد عديدة أخري في الخلايا الشمسية لكن أساسها مادة السليكون . وبصفة عامة مواد هذه الخلايا إما مادة بللورية سميكة كالسيليكون البللوري Crystalline Silicon أو مادة غير بللورية رقيقة كمادة السيلكون اللابللوري (Amorphous Silicon a-Si) و Cadmium (Telluride CdTe)أو (Copper Indium Diselenide CuInSe^2, or CIS) أو مواد مترسبة كطبقات فوق شرائح من شبه الموصلات تتكون من أرسنيد(زرنيخيد) الجاليوم (Gallium Arsenide GaAs) .

وتعتبر طاقاتها شكلا من الطاقة الحميدة والنظيفة . لأنه لايسفر عن تشغيلها نفايات ملوثة ولا ضوضاء ولا إشعاعات ولا حتي تحتاج لوقود. لأن هذه الخلايا الضوئية تعمل في صمت. لكن كلفتها الأبتدائية مرتفعة مقارنة بمصادر الطاقة الأخري . والخلايا الشمسية تولد كهرباء مستمرة و مباشرة (كما هو في البطاريات السائلة والجافة العادية).

شدة تيارها يعتمد علي سطوع ومستوي أشعة الشمس وكفائة الخلية الضوئية نفسها. يمكن لهذه الخلايا الشمسية إعطاء مئات الفولتات من التيار الكهربائي المستمر DC لو وصلت هذه الخلايا علي التوالي. كما يمكن تخزينها الفولتية الناتجة في بطاريات الحامضية المصنوعة من الرصاص أو القاعدية المصنوعة من معدني النيكل والكادميوم . ويمكن تحويل التيار المستمر DC إلي تيار متناوب AC بواسطة العاكسات ال Invertor للإستعمال وإدارة الأجهزة الكهربائية المنزلية والصناعية العادية.

تعني كلمة الفولتية الضوئية توليد الكهرباء مباشرة من الضوء عن طريق الخلايا الشمسية المصنوعة من مواد شبه موصلة كالسيليكون الذي يولد تيارا كهربائيا عند تعرضه لضوء الشمس. وأكبر محطة توليد كهرباء تعمل حاليا بالخلايا الشمسية توجد في سهل كاريزا بكاليفورنيا, وتعطي 5 ميحاوات. وتوجد محطات في ألمانيا تولد 10 ميجاوات. والخلايا الشمسية تعمل حاليا فوق الأقمار الصناعية منذ عام 1960 وحتي اليوم .وفي جميع الظروف المناخية حتي في الأيام التي تحتجب فيها أشعة الشمس وذلك عن طريق تخزين الطاقة المولدة بالبطاريات. لكن كفاءتها الكلية في توليد الكهرباءتحسب على اساس الايام المشرقة والايام المغيمة والتي تسبب كثرتها في ان تقل كفائة المنظومة.

من ميزتها أنها ليس بها أجزاء متحركة تتعرض للعطل. لهذا تعمل فوق الأقمار الصناعية بكفاءة عالية , ولاسيما وأنها لاتحتاج لصيانة أو إصلاحات أو وقود, حيث تعمل في صمت, الا ان اتساخ الخلايا الضوئية نتيجة التلوث او الغبار يؤدي الى خفض في كفائتها مما يستدعي تنظفها على فترات.

كما يمكن توليد الكهرباء باستغلال الحرارة المباشرة لأشعة الشمس , باتباع تقنية الكهرباء الحرارية الشمسية solar thermal electricity التي تستخدم حاليا. ومن الملائم للدول التي تغمرها أشعة الشمس , إستعمال هذه التقنية الواعدة لتوليد البخار من حرارة الأشعة الشمسية , لإدارة توربينات توليد الكهرباء . لكن الحصول علي كهرباء من الحرارة الشمسية يعتبر مكلفا نسبيا ولاسيما وأن هذه التقنية قد دخلت المجال التجاري عام 1980 . فحاليا في أمريكا توجد محطات بخارية لتوليد الكهرباء من الطاقة الشمسية في صحراء كاليفورنيا تعطي 400ميجاوات أي ما يعادل 2,3مليون برميل نفط سنويا . وهناك فرص في عدة بلدان تغمرها اشعة الشمس لإتباع هذه التقنية , من بينها مصر والهند والمكسيك والمغرب وأسبانيا واليونان . وسوف تتلقي هذه الدول معونات من وكالة البيئة العالمية لإقامة هذه المحطات البخارية التي ستعمل بالطاقة الشمسية عن طريق تركيز أشعة الشمس من فوق مساحات شاسعة بواسطة مرايا مقعرة أو عدسات لامة هائلة تركز الأشعة الشمسية لتقع فوق مستقبلات خاصة بها سائل كالزيت , يمتص الحرارة ويدور في الأنابيب بالغلايات لتسخين الماء وتحويله لبخار يدير توربينات لتوليد الكهرباء.ويمكن الإستعانة في الأيام الغائمة أو بالليل بالمحروقات التقليدية كالفحم والنفط والغاز الطبيعي, لتسخين مياه الغلايات.

خلايا شمسية


توجد حاليا الفولتية الضوئية (Photovoltaics PV) التي تعرف بالخلاياالشمسية أوالخلايا الفولتضوئية photovoltaic cells . فمن خلالها يتم تحويل اشعة الشمس مباشرة لكهرباء , عن طريق إستخدام تقنية الحالة الصلبة solid-state technology التي تستخدم فيها خلايا مصنوعة من مادة السليكون (الرمل) المتوفرة فوق الأرض. وتستخدم مواد عديدة أخري في الخلايا الشمسية لكن أساسها مادة السليكون . وبصفة عامة مواد هذه الخلايا إما مادة بللورية سميكة كالسيليكون البللوري Crystalline Silicon أو مادة غير بللورية رقيقة كمادة السيلكون اللابللوري (Amorphous Silicon a-Si) و Cadmium (Telluride CdTe)أو (Copper Indium Diselenide CuInSe^2, or CIS) أو مواد مترسبة كطبقات فوق شرائح من شبه الموصلات تتكون من أرسنيد(زرنيخيد) الجاليوم (Gallium Arsenide GaAs) .

وتعتبر طاقاتها شكلا من الطاقة الحميدة والنظيفة . لأنه لايسفر عن تشغيلها نفايات ملوثة ولا ضوضاء ولا إشعاعات ولا حتي تحتاج لوقود. لأن هذه الخلايا الضوئية تعمل في صمت. لكن كلفتها الأبتدائية مرتفعة مقارنة بمصادر الطاقة الأخري . والخلايا الشمسية تولد كهرباء مستمرة و مباشرة (كما هو في البطاريات السائلة والجافة العادية).

شدة تيارها يعتمد علي سطوع ومستوي أشعة الشمس وكفائة الخلية الضوئية نفسها. يمكن لهذه الخلايا الشمسية إعطاء مئات الفولتات من التيار الكهربائي المستمر DC لو وصلت هذه الخلايا علي التوالي. كما يمكن تخزينها الفولتية الناتجة في بطاريات الحامضية المصنوعة من الرصاص أو القاعدية المصنوعة من معدني النيكل والكادميوم . ويمكن تحويل التيار المستمر DC إلي تيار متناوب AC بواسطة العاكسات ال Invertor للإستعمال وإدارة الأجهزة الكهربائية المنزلية والصناعية العادية.

تعني كلمة الفولتية الضوئية توليد الكهرباء مباشرة من الضوء عن طريق الخلايا الشمسية المصنوعة من مواد شبه موصلة كالسيليكون الذي يولد تيارا كهربائيا عند تعرضه لضوء الشمس. وأكبر محطة توليد كهرباء تعمل حاليا بالخلايا الشمسية توجد في سهل كاريزا بكاليفورنيا, وتعطي 5 ميحاوات. وتوجد محطات في ألمانيا تولد 10 ميجاوات. والخلايا الشمسية تعمل حاليا فوق الأقمار الصناعية منذ عام 1960 وحتي اليوم .وفي جميع الظروف المناخية حتي في الأيام التي تحتجب فيها أشعة الشمس وذلك عن طريق تخزين الطاقة المولدة بالبطاريات. لكن كفاءتها الكلية في توليد الكهرباءتحسب على اساس الايام المشرقة والايام المغيمة والتي تسبب كثرتها في ان تقل كفائة المنظومة.

من ميزتها أنها ليس بها أجزاء متحركة تتعرض للعطل. لهذا تعمل فوق الأقمار الصناعية بكفاءة عالية , ولاسيما وأنها لاتحتاج لصيانة أو إصلاحات أو وقود, حيث تعمل في صمت, الا ان اتساخ الخلايا الضوئية نتيجة التلوث او الغبار يؤدي الى خفض في كفائتها مما يستدعي تنظفها على فترات.

كما يمكن توليد الكهرباء باستغلال الحرارة المباشرة لأشعة الشمس , باتباع تقنية الكهرباء الحرارية الشمسية solar thermal electricity التي تستخدم حاليا. ومن الملائم للدول التي تغمرها أشعة الشمس , إستعمال هذه التقنية الواعدة لتوليد البخار من حرارة الأشعة الشمسية , لإدارة توربينات توليد الكهرباء . لكن الحصول علي كهرباء من الحرارة الشمسية يعتبر مكلفا نسبيا ولاسيما وأن هذه التقنية قد دخلت المجال التجاري عام 1980 . فحاليا في أمريكا توجد محطات بخارية لتوليد الكهرباء من الطاقة الشمسية في صحراء كاليفورنيا تعطي 400ميجاوات أي ما يعادل 2,3مليون برميل نفط سنويا . وهناك فرص في عدة بلدان تغمرها اشعة الشمس لإتباع هذه التقنية , من بينها مصر والهند والمكسيك والمغرب وأسبانيا واليونان . وسوف تتلقي هذه الدول معونات من وكالة البيئة العالمية لإقامة هذه المحطات البخارية التي ستعمل بالطاقة الشمسية عن طريق تركيز أشعة الشمس من فوق مساحات شاسعة بواسطة مرايا مقعرة أو عدسات لامة هائلة تركز الأشعة الشمسية لتقع فوق مستقبلات خاصة بها سائل كالزيت , يمتص الحرارة ويدور في الأنابيب بالغلايات لتسخين الماء وتحويله لبخار يدير توربينات لتوليد الكهرباء.ويمكن الإستعانة في الأيام الغائمة أو بالليل بالمحروقات التقليدية كالفحم والنفط والغاز الطبيعي, لتسخين مياه الغلايات.

كواكب نظام شمسي


أرض



الأرض, و تعرف ايضاً بأسم الكرة الأرضية، هي كوكب يعيش فيه البشر , و الكوكب الثالث بعداً عن شمس. في أكبرُ نظام شمسي , والجسم الكوكبي الوحيد في النظام الشمسي الذي يوجد به حياة، على الأقل المعروف إلى يومنا هذا , كوكب الأرض لَهُ قمر واحد ، تشكّلَ قبل حوالي 4.5 بليون سنة مضت


تركيب الأرض

إنّ ما بداخلَ كوكب الأرضِ ، يشابه ما بداخل بقية الكواكب الشمسية ، يُقسّمُ من الخارج كيمياوياً إلى سيليكوز قشرة صلبة , و قشرة لزجة جداً تعرف بي عباءة الأرض , ولب داخلي صلب. الطبقة الخارجية ضعيفه ذات حقل مغناطيسي بسبب إنتقالِ مادّتِها الموصّلةِ بشكل كهربائي.

تَجِدُ المادّةُ الجديدةُ طريقُها بشكل ثابت إلى السطحِ خلال البراكينِ وتنزل في قاعِ المحيطات , مُعظم سطحِ الأرضِ عمره أقل من 100 مليون سنة؛ الأجزاء الأقدم جداً مِنْ القشرةِ يقدر عمرها بي 4.4 بليون سنة.

تتركب كتلة الأرض من :

34.6% حديد
29.5% أوكسجين
15.2% سيليكون
12.7% مغنيسيوم
2.4% نيكل
1.9% كبريت
0.05% تيتانيوم


أبعاد الأرض‏:

‏يقدر حجم الأرض بحوالي مليون كيلو متر مكعب‏,‏ ويقدر متوسط كثافتها بحوالي‏5,52‏ جرام للسنتيمتر المكعب‏,‏ وعلي ذلك فإن كتلتها تقدر بحوالي الستة آلاف مليون مليون مليون طن‏,‏ ومن الواضح أن هذه الأبعاد قد حددها ربنا‏(‏ تبارك وتعالي‏)‏ بدقة وحكمة بالغتين‏,‏ فلو كانت الأرض أصغر قليلا لما كان في مقدورها الاحتفاظ بأغلفتها الغازية‏,‏ والمائية‏,‏ وبالتالي لاستحالت الحياة الأرضية‏,‏ ولبلغت درجة الحرارة علي سطحها مبلغا يحول دون وجود أي شكل من أشكال الحياة الأرضية‏,‏ وذلك لأن الغلاف الغازي للأرض به من نطق الحماية ما لا يمكن للحياة أن توجد في غيبتها‏,‏ فهو يرد عنا جزءا كبيرا من حرارة الشمس وأشعتها المهلكة‏,‏ كما يرد عنا قدرا هائلا من الأشعة الكونية القاتلة‏,‏ وتحترق فيه بالاحتكاك بمادته أجرام الشهب وأغلب مادة النيازك‏,‏ وهي تهطل علي الأرض كحبات المطر في كل يوم‏.‏ ولو كانت أبعاد الأرض أكبر قليلا من أبعادها الحالية لزادت قدرتها علي جذب الأشياء زيادة ملحوظة مما يعوق الحركة‏,‏ ويحول دون النمو الكامل لأي كائن حي علي سطحها إن وجد‏,‏ وذلك لأن الزيادة في جاذبية الأرض تمكنها من جذب المزيد من صور المادة والطاقة في غلافها الغازي فيزداد ضغطه علي سطح الأرض‏,‏ كما تزداد كثافته فتعوق وصول القدر الكافي من أشعة الشمس إلي الأرض‏,‏ كما قد تؤدي إلي احتفاظ الأرض بتلك الطاقة كما تحتفظ بها الصوب النباتية علي مر الزمن فتزداد باستمرار وترتفع حرارتها ارتفاعا يحول دون وجود أي صورة من صور الحياة الأرضية علي سطحها‏.‏

ويتعلق طول كل من نهار وليل الأرض وطول سنتها‏,‏ بكل من بعد الأرض عن الشمس‏,‏ وبأبعادها ككوكب يدور حول محوره‏,‏ ويجري في مدار ثابت حولها‏.‏ فلو كانت سرعة دوران الأرض حول محورها أمام الشمس أعلي من سرعتها الحالية لقصر طول اليوم الأرضي‏(‏ بنهاره وليله‏)‏ قصرا مخلا‏,‏ ولو كانت أبطأ من سرعتها الحالية لطال يوم الأرض طولا مخلا‏,‏ وفي كلتا الحالتين يختل نظام الحياة الأرضية اختلالا قد يؤدي إلي إفناء الحياة علي سطح الأرض بالكامل‏,‏ إن لم يكن قد أدي إلي إفناء الأرض ككوكب إفناء تاما‏,‏ وذلك لأن قصر اليوم الأرضي أو استطالته‏(‏ بنهاره وليله‏)‏ يخل إخلالا كبيرا بتوزيع طاقة الشمس علي المساحة المحددة من الأرض‏,‏ وبالتالي يخل بجميع العمليات الحياتية من مثل النوم واليقظة‏,‏ والتنفس والنتح‏,‏ وغيرها‏,‏ كما يخل بجميع الأنشطة المناخية من مثل الدفء والبرودة‏,‏ والجفاف والرطوبة‏,‏ وحركة الرياح والأعاصير والأمواج‏,‏ وعمليات التعرية المختلفة‏,‏ ودورة المياه حول الأرض وغيرها من أنشطة‏.‏ كذلك فلو لم تكن الأرض مائلة بمحورها علي مستوي مدار الشمس ما تبادلت الفصول‏,‏ وإذا لم تتبادل الفصول اختل نظام الحياة علي الأرض‏.‏

وبالإضافة إلي ذلك فإن تحديد مدار الأرض حول الشمس بشكله البيضاني‏(‏ الإهليلجي‏),‏ وتحديد وضع الأرض فيه قربا وبعدا علي مسافات منضبطة من الشمس يلعب دورا مهما في ضبط كمية الطاقة الشمسية الواصلة إلي كل جزء من أجزاء الأرض وهو من أهم العوامل لجعلها صالحة لنمط الحياة المزدهرة علي سطحها‏,‏ وهذا كله ناتج عن الاتزان الدقيق بين كل من القوة الطاردة‏(‏ النابذة‏)‏ المركزية التي دفعت بالأرض إلي خارج نطاق الشمس‏,‏ وشدة جاذبية الشمس لها‏,‏ ولو اختل هذا الاتزان بأقل قدر ممكن فإنه يعرض الأرض إما للابتلاع بواسطة الشمس حيث درجة حرارة قلبها تزيد عن خمسة عشر مليونا من الدرجات المطلقة‏,‏ أو تعرضها للانفلات من عقال جاذبية الشمس فتضيع في فسحة الكون المترامية فتتجمد بمن عليها وما عليها‏,‏ أو تحرق بواسطة الأشعة الكونية‏,‏ أو تصطدم بجرم آخر‏,‏ أو تبتلع بواسطة نجم من النجوم‏,‏ والكون من حولنا مليء بالمخاطر التي لا يعلم مداها إلا الله‏(‏ تعالي‏),‏ والتي لا يحفظنا منها إلا رحمته‏(‏ سبحانه وتعالي‏)‏ ويتمثل جانب من جوانب رحمة الله بنا في عدد من السنين المحددة التي تحكم الأرض كما تحكم جميع أجرام السماء في حركة دقيقة دائبة لا تتوقف ولا تتخلف


لب الأرض
تصل درجة الحرارة داخل باطن الأرضِ الى 5270 درجة كيلفن . حرارة الأرض الداخلية نتجت أصلاً خلال فترة نموها ، ومنذ ذلك الحين إستمرت الحرارة بالزيادة حيث تتفاعل من عدة عناصر مثل يورانيوم، ثوريوم، وبوتاسيوم. ان معدل انبثاق الحرارة من داخل الأرض إلى سطحها يقدر بي 1/20,000 مقارنة بالحرارة القادمة من الشمس .




الأرض Earth

يطلق عليها بالإغريقية Geia. وتعنبر الأرض أكبرالكواكب الأرضية الأربعة في المجموعة الشمسبة الداخلية . وهي الكوكب الوحيد الذي يظهر به كسوف الشمس.ولها قمر واحد وفوقها حياة وماء .وتعتبر أرضنا واحة الحياة حتي الآن حيث تعيش وحيدة في الكون المهجور . وحرارة الأرض ومناخها وجوها المحيط وغيرهم قد جعلتنا نعيش فوقها. وللأرض قمر واحد يطلق عليه لونا (Luna) . - متوسط درجة حرارتها 7,2 درجة مئوية . - جوها به أكسجين ونينروجين وآرجون .



الخصائص الطبيعية
نصف قطر خط الأستواء 6,378.14 كيلو متر
نصف القطر القطبي 6,356.78 كيلو متر
متوسط نصف القطر 6,371.3 كيلو متر
إستوائي المحيط 40,075 كيلو متر
الحجم 1.0832×1012 كيلو متر³
الكثافة 5.515 جرام/سم³
مساحة السطح 510,065,700 كيلو متر²
السطح الإستوائي الجاذبية 9.766 m/s², or 1 gee
سرعة الافلات 11,180 m/s
فترة الدورانِ الفلكيةِ 23.934 ساعه
الميل الإستوائي للإستدارة 23.45°
درجة الحرارة السطح الحد الأدنى متوسط الحد الأقصى
185 كلفن 287 كلفن 331 كلفن

ضغط السطح 1 بار

خصائص المدار
المسافة المتوسطة مِنْ الشمس 149,597,890 كيلو متر (1.000 A.U.)
فرليون (الأقرب) 147,100,000 كيلو متر
افليون (الأبعد) 152,100,000 كيلو متر
فترة المدارِ الفلكيةِ 365.25636 يوماً (1.0000174 السنة الجوليانية)
سرعة المدارِ المتوسطةِ 29,785.9 m/s
اللا مركزية المدارية 0.01671022
الميل المداري إلى مسار الشمس 0.00005°
مداري المحيط 924,375,700 كيلو متر
القمر 1 (القمر), ايضا شاهد 3753 Cruithne
القمر من الشمس

عناصر الغلاف الجوي
نتروجين 77%
اوكسجين 21%
الارجون 1%
ثاني أكسيد الكاربون

بخار الماء

اورانوس


ورانوس Uranus هو الكوكب السابع في النظام الشمسي.


خصائص الكوكب

كوكب عملاق يتكون من الغاز, حوله حلقات خافتة لم يكتشف بعد, الوحيد الذي يميل علي جانبه وليس معتدلا. جوه به هيدروجين وهيليوم وميثان و درجة حرارته العليا 184 درجة مئوية.




معنى الاسم

وكلمة أورانوس في الإغريقية معناها ملك السموات أو ملك الآلهة وزوج الأرض حتي خلعه إبنه زحل (ساترن). ولو سافرنا في صاروخ فإنه يستغرق سنوات للوصول لكوكب زحل. ولأن أورانوس أكبر من الأرض. فلو كان وزنك فوق الأرض 70 كيلوجرام ففوق زحل سيصبح وزنك 82 كيلوجرام. ويعتبر كوكب زحل كوكبا شاذا ومختلفا عن بقية كواكب ومعظم أقمار المجموعة الشمسية. لأنه يدور مغزليا علي جانبه. وقد يكون به محيط ماء تحت سحبه. وقلبه كبير وصخري. ولوجود ضغط عليه يرجح وجود تريوليونات من كتل ماس كبيرة. ويشبه زحل الكوكب نبتون. وله 21 قمر خمسة منها كبيرة. وأهمها كورديلا وأوفيليا وبيانكا وكريسيدا وبورتيا وبليندا وتيتانيا وغيرها.


بلوتو



بلوتو هو رابع أكبر الكواكب التسعة، وترتيبه الثامن من حيث القرب من الشمس. يعتبر نبتون أصغر قطرًا من اورانوس ولكنه أكبر منه حجمًا.

بلوتو

أبعد الكواكب من الشمس لدرجة لاتري من فوقه.له قمر شارون وحجمه كحجم بلوتو تقريبا وهو قمره الوحيد . وكلن الرومان يعتقدون أن الإله بلوتو هو إله العالم السفلي . ولو كنت إفتراضا فوق بلوتو ووزنك فوق الأرض 70 كيلوجرام فسيصبح وزنك 4كيلوجرام . وبلوتوحجمه يصغر عن لأحجام سبعة أقمار في المجموعة الشمسية. ومن شدة صغره كثير من علماء الفلك لايعتبرونه من الكواكب بل البعض حاولوا إعتباره مذنبا . وبلوتو الكوكب الوحيد الذي لم تزره مركبة فضائية لبعده . لهذا المعلومات عنه ضبابية وقليلة نسبيا . ولا توجد له صور واضحة المعالم كبقية الكواكب . ولا سبيل أمام العلماء سوي التخمينات حوله وتخيله أو تصويره عن بعد . - متوسط درجة حرارته –234 درحة مئوية . - جوه مكون من الميثان والنيتروجين .




متوســط المســافة مــن الشـــمس 5914.18 مليون كلم تقريباً .
أقــرب مســافة للأرض 28.8
متوسط السرعة المدارية 5.4 كم/ ثانية
السـرعة الدورانية 18 ساعة 26 دقيقة
الفترة النجمية 164.8 سنوات
القطـر عنـد خـط الاستواء 2300 كلم
درجة الحرارة على السطح -220
عــدد الأقمــار التابعـة 2


زحل



زحل هو الكوكب السادس في النظام الشمسي ويتميز بحزام من الكويكبات يدور حوله مما يعطيه شكلا مميزا.





زحل

يري كوكب زحل من الأرض وحوله حلقات.كبيرة من الثلوج والتراب.والأقمار الصغيرة. ولأن هذا الكوكب أكبر من الأرض فان وزنك لوكان 70 كيلوجلرام فوقها فإنه يصبح 82 كيلوجرام فوق زحل . ومنظر زحل جميل عندما يري من الأرض حيث تزينه حلقاته التي حوله والتي تسع 169800ميل . والكوكب يشبه المريخ ولكنه أصغر منه. وتحت سحب غازي الميثان والهيليوم تصبح السماء سائلا حتي تصبح محيطا هائلا من السائل الكيماوي . وحول الكوكب 30 قمر يرافقه وهو أكبر عدد حول كوكب من كواكب المجموعة الشمسية . وأشهر هذه الأقمار بان وأطلس وبروميسيس وباندورا وإبيسيس وجانوس وميماس .وحول زحت عدة مئات من الحلقات وليس هو الوحيد حوله هذه الحلقات . فتوجد أيضا حول المشتري واورانوس ونيتون . - متوسط درجة حراته – 184 درجة مئوية . - جوه مكون من الهيدروجين والهليوم والميثان .



معلومات عن كوكب زحل

زحل هو الكوكب السادس من الشمس وثاني أكبر كوكب في المجموعة الشمسية.

المدار: 1.429.400.00 km(9054 AU) من الشمس

القطر: 120.536 km (إستوائي)

الكتلة: 5.68e26 kg



الرصد التاريخي لكوكب زحل

زحل كان معروفاً منذ العصور التاريخية القديمة. جاليليو كان من الأوائل الذين لاحظوه بتليسكوب في 1610 , لقد لاحظ ظهوره الفردي ولكنه كان مشوشا بذلك. المراقبات الاولية لكوكب زحل كانت صعبة بعض الشيء وذلك لان الأرض تعبر خلال مستوى حلقات زحل في بعض السنين عندما يتحرك في مداره. وبسببها تنتج صورة ذات وضوح قليل لكوكب زحل. لقد قام العالم Christiaan Huygens في العام 1659 دلّ على هندسية الحلقات. لقد اشتهر كوكب زحل بحلقاته منذ فدم الزمان حتى عام 1977 عندما اكتشف حلقات خفيفة حول كوكب اورانوس وبعد ذلك بفترة بسيطة حول المشتري و نبتيون.

اول زيارة لكوكب زحل كانت باستخدام بيونير11 في عام 1979 وبعد ذلك ب فويجير 1 و فويجير2. هناك مركبة اخرى في طريقها الى زحل وهي كاسيني وسوف تصل في عام 2004.

سوف يجد الراصد زحل مسطحا عند استخدامه تليسكوبا صغيرا. الكواكب الاخرى يوجد فيها نفس هذه الخاصية ولكن ليس بنفس المقدار. وكثافة كوكب زحل هي الاقل بين الكواكب ، بل هي اقل من كثافة الماء ، وتساوي (0.7).

التكوين الداخلي لكوكب زحل قريب من تكوين كوكب المشتري والمتكون من قالب صخري ، طبقة هيدروجينية معدنية سائلة ، و طبقة هيدروجينية جزيئية. هناك اثار لوجود كميات من الجليد المتفرقة. كوكب زحل حار جدا (12000كيلفن في القلب).

زحل يطلق كمية من الاشعة الى الخارج اكثر من الاشعة التي يستقبلها من الشمس.

معلومات عن كوكب زحل

5.69 x 10^26 الكتلة ( كغ ) 120660 القطر ( كم ) 690 الكثافة المتوسطة ( كغ/متر3 ) 35600 سرعة الافلات ( متر/س ) 9.539 المسافة المتوسطة من الشمس ( وحدة.فلكية ) 10.2 مدة دوران الكوكب حول نفسه ( زمن الارض بالساعات ) 29.46 مدة دوران الكوكب حول الشمس ( زمن الارض بالسنوات ) 26.7 ميلان المحور ( بالدرجات ) 2.49 الانحراف في المدار ( بالدرجات ) 88 K الحرارة المتوسطة ( كيلفن )



مكونات الغلاف الجوي

97 % هيدروجين

3 % هيليوم

0.05 % ميثان



القياس و الابعاد

طول قطر هذا الكوكب الاستوائي 120.536 وطول قطرة القطبي 108.728 , وهذا الفرق بين القطرين الذي يصل إلى 9.8% يعود سببه إلى السرعة العالية التي يدور بها الكوكب حول محورة وأيضا إلى طبيعة العناصر المكونة لهذا الكوكب اغلب العناصر المكونة لهذا الكوكب عبارة عن سائل فعندما يدور هذا الكوكب حول محورة تتجه مادة هذا الكوكب تحو خط الاستواء ونتيجة لذلك يتسع قطر استواء هذا الكوكب.



الكتلة و الكثافة

كتلة زحل تقدر ب5.69*10 كم ومع ذلك فان كثافة هذا الكوكب قليلة وهو اقل كثافة بالنسبة للكواكب الأخرى , حيث تبلغ كثافته .69جم/سم وبالمقارنة بكثافة الماء التي تبلغ حوالي 1جم/سم لو وضع كوكب زحل في محيط من الماء فانه سيطفو.



تركيب الغلاف الجوي

الغلاف الجوي لهذا الكوكب يتكون من 97% هيدروجين و 3.6% هليوم 0.05% ميثان . أما بالنسبة لمكوناته الأخرى فهي عبارة عن جزيئات تحتوي على ديتيريوم (خليط من الأوكسجين و النيتروجين) وامونيا و ايثانو ايثلين و فوسفين . كما تجد هنا طبقة سميكة من الضباب حول هذا الكوكب .



الحرارة

تبلغ درجة حرارة باطن هذا الكوكب ب25*10ك وتقل كلما اتجهنا إلى الخارج حيث تبلغ درجة حرارة السطح ب135 كوتقل كلما ارتفعنا إلى طبقات الجو العليا حيث تصل إلى 85 ك في السحب.




الطقس

تصل سرعة الرياح على سطح هذا الكوكب إلى 500م/ث حيث يكون اتجاه هذا الرياح في اتجاه الشرق هذا عند خط الاستواء أما في المناطق الأخرى فيكون اتجاه الريح على حسب المنطقة.



ايام و سنين زحل

يدور زحل حول نفسه كل 11 ساعة تقريبا وهذا هو اليوم بالنسبة له , ويدور حول الشمس كل 29.46 سنه أرضية أي أن سنة زحل ب29.46 سنة من سنوات الأرض .



وصول الانسان الى زحل

كوكب زحل يختلف عن الكرة الأرضية بحيث أننا لا نستطيع أن نحيا علية وذلك للأسباب التالية:

1 - الرياح سريعة على الكوكب وتبلغ 1800 كم/س

2 - الضغط الجوي عالي جدا

3 - عدم وجود ارض صلبة

4 - نسبة الهيدروجين عالية جدا ، بحيث لا نستطيع التنفس



الغيوم و Spokes

عدة بقع سوداء مميزه يمكن أن ترى عبرالحلقة B على يسار الكوكب القمر ( Rhea ) و القمر (Dione ) يظهران كنقاط اسفل الى يسار الكوكب زحل على التوالي . هذه الصورة قد أخذت في تموز\ يوليو 1981،21 عندما كانت المركبة الفضائية على بعد 33.9 مليون كيلومتر عن الكوكب المركبة (Voyager 2 ) اقتربت أكثر من زحل في أغسطس 1981.25 .



الغيمة البيضاوية الحمراء

ميزة غيمة الاهليج الحمراء التي ترى في نصف الكوكب من الناحية الجنوبية الاختلاف في اللونين بين الغيوم المزرقه المحيطة و البيضوية الحمراء تشير تلك الاختلاف انها قد امتصة كمية من الضوء الأزرق و البنفسجي أكثر مما حصلت علية الغيوم الزرقاء هذه الصورة قد التقطت في نوفمبر \تشرين الثاني لعام 1980 من مسافة 8.500.000 كيلومتر .



اقمار زحل

ان عدد اقمار زحل هو 18 قمرا. ان كل الاقمار لها معدل دوران معروف ما عدا القمرين Phoebe وHyperion اللذان يدوران دورانا متزامنا (synchronously ). بالاضافة الى هذه ال 18 قمرا ، هناك المزيد من الاقمار التي قد تصل الى الدستة والتي اعطيت تعيينا مؤقتا ، ولكن الآن من المحتمل انها غير موجودة.

زهرة



الزهرة Venus هو الكوكب الثاني في مجموعتنا الشمسية من حيث قربه الى الشمس ، وهو كوكب ترابي وليس غازي ، شبيه بكوكب الارض من حيث الحجم والتركيب العام .

لان الزهرة اقرب الى الشمس من الارض فانه يكون بنفس في نفس الناحية التي تكون بها الشمس عادة ، ولذلك فان رؤيته من على سطح الارض ممكن فقط قبل الشروق او بعد المغيب بوقت قصير ، ولذلك يطلق عليه احيانا تسمية نجم الصبح او نجم المساء ، وعند ظهوره في تلك الفترة ، يكون اسطع جسم مضيء في السماء.

على سطح الزهرة توجد جبال معدنية مغطاة بصقيع معدني من الرصاص تذوب وتتبخر في الارتفاعات الحرارية.

كوكب ذو رياح شديدة ومرتفع الحرارة . وتقريبا كوكب الزهرة في مثل حجم الأرض لهذا يطلق عليه أخت الأرض حيث وزننا سيكون تقريبا مثل وزننا علي الأرض . فلو كان وزنك 70 كيلوجرام فسيكون هناك 63كيلوجرام . وتغطيه سحابة كثيفة تخفي سطحه عن الرؤية وتحتفظ بكميات هائلة من حرارة الشمس . ويعتبر كوكب الزهرة أسخن كواكب المجموعة الشمسية . وهذا الكوكب يشبه الأرض في البراكين والزلازل البركانية النشطة و الجبال والوديان. والخلاف الأساسي بينهما أن جوه حار جدا لايسمح للحياة فوقه . كما أنه لايوجد له قمر تابع كما للأرض . - متوسط حرارته 449 درجة مئوية . - جوه به ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين .

عطارد




عطارد هو ثاني أصغر كواكب مجموعتنا الشمسية وأقربها الى الشمس، يبلغ قطره حوالي 4880 كلم وكتلته 0.055 من كتلة الارض. أما جاذبيته فهي بمقدار 0.387 من جاذبية الأرض.


عطارد Mercury

أقرب الكواكب للشمس. يظهر سريعا في سماء صباحه ويختفي سريعا في سماء مسائه.ولايري من الأرض لأنه يظهر لعدة أيام في السنة حيث لايشرق فوق الأفق. ولو سافرت لعطارد مثلا فإن وزنك لن يزيد عن وزنك علي الأرض. ليس هذا سببه مدة الرحلة التي ستقطعها فوق مركبة الفضاء ولكن لأن عطارد حجمه أقل من حجم الأرض .لهذا جاذبيته أقل من جاذبية الأرض . فلو وزنك فوق الأرض 70كيلوجرام ففوق عطارد سيكون 27 كيلوجرام . ولقربه الشديد من الشمس فإن الشخص فوقه سيحترق ليموت .ولأنه يدور حول نفسه ببطء شديد فإنه يصبح بالليل باردا جدا لدرجة التجمد. وبسطحه ندبات وفوهات براكين ووديان . وعطارد ليس له أقمار تابعة له . وهو قريب جدا من الشمس لهذا جوه المحيط صغير جدا وقد بددته الرياح الشمسية التي تهب عليه وهذا يبين أن ثمة هواء لايوجد فوق هذا الكوكب الصغير . - درجة حرارته العليا (465درجة مئوية) والصغري (-184) - جوه به غازات الهيدروجين والهليوم .



البعد عن الشمس

في المتوسّط، يبعد كوكب عطارد مساقة تقدّر بـ 58 مليون كم عن الشمس، ونظراً لدورانه الإهليجي حول الشمس، فيتقلّص نصف قطر دوران كوكب عطارد الى 46 مليون كم في أقرب نقطة من الشمس، ويزداد نصف قطر دوران الكوكب الى 69.8 كم في أبعد نقطة من الشمس.



الوقت والدوران

تستغرق دورته حول الشمس 88 يوما أرضيا وهي نفس المدة التي يدور بها حول نفسه; لذلك يكون النهار فيه 44 يوما حيث تبلغ درجة حرارة سطحه 370 في تلك المدة، أما في الليل الذي تدوم مدته 44 يوما أيضا، فإن درجة الحرارة تهبط الى 150 درجة مئوية تحت الصفر



طوبوغرافية السطح

يشابه سطح كوكب عطارد الى حد كبير سطح القمر من حيث فوهات البراكين البارزة وسلاسل الجبال وأحيانا السهول الواسعة. وهو مغطى بمادة السيليكون المعدنية. وحديثا اكتشف وجود مجال مغناطيسي حول الكوكب أضعف من المجال المغناطيسي للأرض، مما أوحى للعلماء ان باطن الكوكب شبيه بباطن كوكب الارض المتكون من الصخور المنصهرة والمواد الثقيلة.



الحياة هناك

نظرا للظروف المناخية الصعبة وعدم توفر المياه على سطح الكوكب، فمن المستحيل ان تتطور الحياة على سطحه بأي شكل من الأشكال.

مريخ



المريخ هو الكوكب الرابع في النظام الشمسي، وسمّي بهذا الإسم تيمّناً بإله الحرب الروماني. مساحته تقدّر بربع مساحة الأرض. له قمران، يسمّى الأول فوبوس والثاني ديموس ويمتاز كوكب المريخ بلونه الأحمر بسبب كثرة الحديد فيه. يعتقد العلماء ان كوكب المريخ كان يحتوي على الماء قبل 4 مليارات سنة، والذي يجعل فرضية وجود حياة عليه فرضية عاليةً.


مميزات الكوكب

لطالما جذب كوكب المريخ الناس بلونه الأحمر وألهب الخيال بما يتحلّى به هذا الكوكب من غموض. مقارنة بكوكب الأرض، فللمريخ ربع مساحة سطح الأرض وبكتلة تعادل عُشر كتلة الأرض. هواء المريخ لا يتمتع بنفس كثافة هواء الأرض إذ يبلغ الضغط الجوي على سطح المريخ 0.75% من معدّل الضغط الجوي على الأرض، لذى، نرى ان المجسّات الآلية التي قامت وكالة الفضاء الأمريكية بإرسالها لكوكب المريخ، تُغلّف بكُرةِ هوائية لإمتصاص الصدمة عند الإرتطام بسطح كوكب المريخ ولا يستعمل الباراشوت للتقليل من سرعة هبوط المجسّات لإنعدام الهواء. يتكون هواء المريخ من 95% أوّل اكسيد الكربون، 3% نيتروجين، 1.6% ارجون، وجزء بسيط من الاكسجين والماء. في العام 2000، توصّل الباحثون لنتائج توحي بوجود حياة على كوكب المريخ بعد معاينة قطع من الشهب المتساقطة على الأرض والتي أتت من كوكب المريخ، واستدلّ الباحثون على هذه الحقيقة بوجود أحافير مجهرية في الشهب المتساقطة. تبقى الفرضية آنفة الذكر مثاراً للجدل دون التوصل الى نتيجة أكيدة بوجود حياة في الماضي على كوكب المريخ.



طبوغرافية المريخ

طبوغرافية كوكب المريخ مذهلة، ففي حين يتكون الجزء الشمالي من الكوكب من سهول الحمم البركانية، نجد ان الجزء الجنوبي من كوكب المريخ يتمتّع بمرتفعات شاهقة ويبدو على المرتفعات اثار النيازك والشّهب التي ارتطمت على تلك المرتفعات. يغطي سهول كوكب المريخ الغبار والرمل الغني باكسيد الحديد ذو اللون الأحمر، وكان الناس على الأرض يعتقدون ان تلك السهول هي مناطق سكن اهل المريخ، كما كان الإعتقاد السائد ان المناطق المظلمة على سطح الكوكب هي بحار محيطات. تغطّي سفوح الجبال عل الكوكب طبقة من الجليد، ويحتوي جليد سفوح الجبال على الماء وغاز ثاني اكسيد الكربون المتجمّد. تجدر الإشارة أن اعلى قمّة جبلية في النظام الشمسي هي قمّة جبل "اوليمبوس" والتي يصل إرتفاعها الى 27 كم. أمّا بالنسبة للأخاديد، فيمتاز الكوكب الأحمر بوجود أكبر أخدود في النظام الشمسي، ويمتد الأخدود "جرح المريخ" الى مسافة 4000 كم، وبعمق يصل الى 7 كم.



أقمار المريخ

يدور كل من القمر "فوبوس" والقمر "ديموس" دورانهما حول الكوكب الأحمر، وخلال فترة الدوران، تقوم نفس الجهة من القمر بمقايلة الكوكب الأحمر تماما كدوران القمر لكوكب الأرض تعرّض نفس الجانب للقمر من مقابلة كوكب الأرض. وبما ان القمر فوبوس يقوم بدورانه حول المريخ اسرع من دوران المريخ حول نفسه، فنجد ان قطر دوران القمر فوبوس حول المريخ يتناقص يوماً بعد يوم الى ان نصل الى النتيجة الحتمة والداعية بارتطام القمر فوبوس بكوكب المريخ. امّا بالنسبة للقمر ديموس، ولبعده عن الكوكب الأحمر، فنجد ان قطر مدار الكوكب آخذ بالزيادة. تم غكتشاف أقمار المريخ في العام 1877 على يد "آساف هول" وتمّت تسميتهم بأسمائهم تيمّناً بأبناء الإله اليوناني "آريس".



إستكشاف المريخ

إرسال ما يقرب من 12 مركبة فضائية للكوكب الأحمر من قِبل الولايات المتحدة، الإتّحاد السوفييتي، اوروبا، واليابان. قرابة ثلثين المركبات الفضائية فشلت في مهمّتها أما على الأرض، او خلال رحلتها او خلال هبوطها على سطح الكوكب الأحمر. من أنجح المحاولات الى كوكب المريخ تلك التي سمّيت بـ "مارينر"، "برنامج الفيكنج"، "سورفيور"، "باثفيندر"، و "أوديسي". قامت المركبة "سورفيور" بالتقاط صور لسطح الكوكب، الأمر الذي أعطى العلماء تصوراً بوجود ماء، إمّا على السطح او تحت سطح الكوكب بقليل. وبالنسبة للمركبة "أوديسي"، فقد قامت بإرسال معلومات الى العلماء على الأرض والتي مكّنت العلماء من الإستنتاج من وجود ماء متجمّد تحت سطح الكوكب في المنطقة الواقعة عند 60 درجة جنوب القطب الجنوبي للكوكب.

في العام 2003، قامت وكالة الفضاء الأوروبية بإرسال مركبة مدارية وسيارة تعمل عن طريق التحكم عن بعد، وقامت الأولى بتأكيد المعلومة المتعلقة بوجود ماء جليد وغاز ثاني اكسيد الكربون المتجمد في منطقة القطب الجنوبي لكوكب المريخ. تجدر الإشارة الى ان اول من توصل الى تلك المعلمة هي وكالة الفضاء الأمريكية وان المركبة الأوروبية قامت بتأكيد المعلومة، لا غير. باءت محاولات الوكالة الأوروبية بالفشل في محاولة الإتصال بالسيارة المصاحبة للمركبة الفضائية وأعلنت الوكالة رسمياً فقدانها للسيارة الآلية في فبراير من من نفس العام. لحقت وكالة الفضاء الأمريكية الرّكب بإرسالها مركبتين فضائيتين وكان فرق الوقت بين المركبة الأولى والثانية، 3 أسابيع، وتمكن السيارات الآلية الأمريكية من إرسال صور مذهلة لسطح الكوكب وقامت السيارات بإرسال معلومات الى العلماء على الأرض تفيد، بل تؤكّد على وجود الماء على سطح الكوكب الأحمر في يوم ما.

إختلافات
كثيرة هي القطع الموجودة بين ايدي العلماء، وتعود تلك القطع المتساقطة لكوكب المريخ والتي بعد فحصها، تبين ان بها أحافير لما يُعتقد انه لمخلوقات من ذوات الخلية الواحدة، وتبقى القضية مثاراً للجدل بين مؤيد ورافض لهذه المقولة.

المريخ Mars

يطلق عليه الكوكب الأحمر .أقل من الأرض حجما.ولو كان وزنك فوقها 70كيلوجرام يصبح وزنك فوق المريخ 27 كيلوجرام . وتدل الشواهد أن بالمريخ كان يوجد أنهار وقنوات وبحيرات وحتي محيطات مائية . وتسرب مياه المريخ سببه أنها ظلت تتبخر بصفة دائمة . واليوم المياه الموجودة إما مياه متجمدة في قلنسوتي القطبين بكوكب المريخ أو تحت سطح أرضه .وللمريخ قمران هما ديموس وفوبوس . وبه جبال أعلي من جبال الأرض ووديان ممتدة . وبه أكبر بركان في المجموعة الشمسية يطلق عليه أوليمبس مونز . - درجة حرارته العليا 36 درجة مئوية ودرجة حرارته الصغري -123 درجة مئوية . - حوه المحيط به ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين والآرجون .



المصادر

ويكيبيديا الانغليزية.
المريخ لأحمد محمد عوف.


المشتري


يعتبر المشتري من أكبر وأضخم كواكب مجموعتنا الشمسية، والخامس بعدا عن الشمس. يتكون المشتري من نواة صخرية(الحديد والسيليكات) بحجم الأرض، وعشرة أضعاف كتلتها، ومحاطة بثلاثة طبقات من الهيدروجين، الأولى في حالته الصلبة، الثانية ثم في حالته السائلة والثالثة في حالته الغازية.

ويتركب هواء كوكب المشتري من 86 بالمائة من الهيدروجين و 14 بالمائة من الهيليوم. ويحتوي أيضا على كميات ضئيلة جدا من الميثان وبخار الماء والأمونياك، ومركبات أخرى كالكربون والايثان ، مما يجعل تركيبته تشبه كثيرا تركيبة كوكب زحل.


المشتري Jupiter أكبر الكواكب. فحجمه 1300 مرة حجم الأرض. و له 16 قمر. ويطلق عليه بالإغريقية زيوس ملك الآلهة . ولو كنت فوق المشتري فسيصبح وزنك ثقيلا جدا . فلوكان وزنك فوق الأرض 70 كيلوجرام فسيكون فوق كوكب المشتري 185 كيلوجرام . وعلي سطحه تظهر بقعة حمراء كبيرة وهي عبارة عن عاصفة هوجاء عنيفة تهب منذ 300 سنة وتجتاح منطقة أكبر من مساحة الأرض. ويتميز سطح المشتري بأنه سائل مكونا محيطا سائلا من الماء والهيدروجين. وغلافه المحيط كلما إقترب من الكوكب زادت كثافته حتي يصبح جزءا من سطحه . لهذا لايعتبر للمشتري سطح يمكن طفو قارب فوقه . وللمشتري 16 قمر. ومن أشهرها أوربا و إيو وجيناميد وطيبة وكاليستوومينس. والمشتري سريع الدوران حول نفسه . لهذا يتتابع ليله مع نهاره كل 10-ساعات. لهذا السبب فإن وسطه ممطوط وليس مستديرا .والكوكب يبدو قصيرا وسمينا وهذا أشبه بعمل شريحة من الفطير عندما يفردها بسرعة الفطاطري . - متوسط حرارته –153 درجة مئوية . - جوه من الهبدروجين والهيليوم والميثان .



اقمار المشتري

تم اكتشاف ٦٣ قمر لكوكب المشتري, منها:

ايو
كاليستو
يوروبا
غانيميد

نبتون



نبتون أحد كوكب النظام الشمسي وهو رابع أكبر الكواكب التسعة، وترتيبه الثامن من حيث القرب من الشمس. يعتبر نبتون أصغر قطرًا من أورانوس ولكنه أكبر منه حجمًا.

متوسط المسافة من الشمس 30.06
أقرب مسافة للأرض 28.8
متوسط السرعة المدارية 5.4 كم/ ثانية
السرعة الدورانية 18 ساعة 26 دقيقة
الفترة النجمية 164.8 سنوات
القطـر عنـد خـط الاستواء 48490 كم
درجة الحرارة على السطح -220 مo
عــدد الأقمــار التابعـة 2


نبتون Neptune

نبتون معناها بالإغريقية إله الماء .ويطلق عليه الكوكب الأزرق . ولو كان وزنك فوق الأرض 70كيلوجرام يصبح فوق نبتون 84 كيلوجرام . ويجتاح نبتون عاصفة هوجاء أشبه بالعاصفة التي تجتاح كوكب المشتري ويطلق علي عاصفة نبتون البقعة المظلمة العظمي . ولايعرف منذ متي نشبت لأنها بعيدة ولاتري من الأرض. وقد إكتشفتها مؤخرا المسابر الفضائية الإستكشافية . وحول نبتون ست حلقات تدور حوله . له أقمار أهمها تريتون الذي تنبعث فوقه حرارة . وحتي الآن أمكن التعرف علي 8 أقمار تابعة له. وأشهرها قمر كاليبان وسيكوراكس ويروسبير وستيبوس وغيرها . ويظن العلماء أنه يوجد تحت سحب نبتون محيط من الماء أشبه بمحيط أورانوس . - متوسط حرارته – 223درجة مئوية . - جوه مكون من الهيدروجين والهيليوم والميثان .


فيزياء فلكية



هوالربط بين الفيزياء والفلك. يقدم علم الفيزياء القوانين الهامة الازمة التي يستخدمها الفلكيون



عدسة الجاذبية



عدسة الجاذبية. يقول (ثاكر) أن النجوم السوبر بالكون هي مجرد نجوم عادية قلوبها تتأجج حرارة . وتظهر بفعل قوي جاذبيتها العالية التي تفوق شدة جاذبية الشمس ملايين المرات .ولها تأثيرها علي الضوء القادم من خلفها سواء من نجوم عظمي( سوبر) أو أجرام سماوية أخري . فينحني في مساره .والفلكيون تجاهلوا قوة جاذبية النجم السوبر والتي ستضاعف صور النجم . وهذا ما جعل (ثاكر) يرجح أن بعض أو معظم أو ربما كل عناقيد النجوم والمجرات عبارة عن صور بصرية تولدت من تأثير الجاذبية الكونية وأطلق علي هذا التأثير العدسة الجاذبيتيةGravitational lens أو إنزياح الضوء الجاذبيتاتي . ولتوضيح التاثير الهندسي لهذه العدسة . نجدها عبارة عن نجم سوبر له قوة جاذبية هائلة ووراءه منطقة أطلق عليها (ثاكر) قمع الصورة المتعددة Multiple- image funnel . وهو عبارة عن مساحة قمعية الشكل نشأت من النجم السوبر وتمتد إلي مالا نهاية . وزاوية قمة القمع هي الزاوية الكبري التي عندها الضوء ينزاح عن مساره عند سطح النجم السوبر بدرجة 30 –40 درجة أو أكثر . وبعتمد هذا القمع علي عدسة الجاذبية التي تولد صورتين لكل نجم في هذه المنطقة . منهما صورة سوف تبدو لنا قريبة جدا من هذا النجم السوبر . لأنها تتأثر بحقل جاذبيته والثانية لن تتأثر بحقل هذه الجاذبية مما يجعلها تري بعيدا عن النجم في مكان آخر بالقمع .ونجد أن نجوما كثيرة تقع داخل نطاق قمع صورتي نجم سوبر . لهذا نري صورا متعددة منها به وكأنها عنقود يتجمع حول هذا النجم.

فالعنقود الكروي (توسكاني)لو نظرنا لصورته سنجده يبعد عنا 13,40 سنة ضوئية. وقطره كما يبدو لنا لايتعدي قطر قمرنا لكنه في الواقع يحتل بالسماء مساحة تعادل 120 سنة ضوئية . وهذه الصورة بلا شك لنجم سوبر قوة جاذبيته بليون مرة جاذبية شمسنا . وهذه الصور التي تبدو لنا وكأنها نجوم عبارة عن صور إنزياحية جاذبيتية لنجوم تقع وراء نجم سوبر داخل قمعه المتعدد الصور والذي يقع خلفه . إلا أن كل صورة نجم ليس لها صورة أخت منزاحة بعيدا عنه كما في النجم السوبرولكنها صورة إنعكاسية لإتجاهه.. لهذا النجم السوبر يظهر في تلسكوباتنا كعنقود كروي . وهذه الرؤية البصرية تنطبق علي 200 عنقودا كرويا في مجرتنا درب التبانة وآلاف العناقيد الكروية الموجودة بالمجرات المجاورة والتي تعتبر عناقيد نجومها وصورها تتركز فوق نجم سوبر . وهذا مايجعل كل من هذه الصور في حركة دائرية عشوائية وغير متزامنة كما نراها في المجرات . والصور التجمعية في هذه العناقيد الكروية نجد ضوءها أكثر إحمرارا بالنسبة للنجوم الفردية في مجرة درب التبانة. وهذا الإحمرار قرينة علي عمرها .

فالصور التجمعية بالعناقيد الكروية وهما سرابيا بصريا بتأثير الجاذبية الهائلة بقلب النجم السوبر . وهذا يفسر لنا وجود النجوم الزرقاء التي تشاهد مع الصور النجمية داخل العنقود الكروي والتي تبدو أنها أصغر عمرا من النجوم حولها . وفي هذه العناقيد الكروية نجد أن نجومها أكبر كثافة من النجوم في المجرة او المجرات الأخري البعيدة . وهذه الكثافة العالية متوقعة لو ان الذي نشاهده صورا حقيقية لنجوم بعيدة داخل القمع المتعدد الصور . فليس قياس الكثافة في هذه الحالة له حدودا .مما يجعل الثقوب السوداء التي يظن أنها تقع في مركز كثير من المجرات لاتعتبر ثقوبا سوداء بالمرة , لأنها عبارة عن نجوم سوبر . و عناقيد النجوم ليست عناقيد نجوم حقيقية. ولكنها عناقيد صور نجوم بعيدة تولدت بتأثير عدسة الجاذبية لنجم سوبر .

فنظرية تأثير عدسة الجاذبية سوف تحدد ملامح المجرات البيضاوية والعنقودية مما سيظهرها كخدع بصرية أو وهم منظور. لأننا لاننظر لها مباشرة ولكننا نري صورها المنزاحة عن مسارضوئها بواسطة عدسة الجاذبية لتري حسب دوران النجم السوبر حول محوره وحسب رؤيتنا له وموقعها داخل قمعه المتعدد الصور . لهذا نجد أن المجرات والعناقيد تظهر لنا حلزونية او بيضاوية أو كروية حول إتجاه محور دوران النجم السوبر إلينا. رغم أنها ليست تجمعا للنجوم فقط ولكن لصورها أيضا .

لو كان محور دوران النجم السوبر في إتجاه نظرنا من فوق الأرض . فإن حقل جاذبيته في جانبه المقابل لنا سوف يقترب من الأرض بينما يبتعد عنها من جانبه الآخر. والضوء القادم إلينا من الصورالنجمية البعيدة والذي سيمر من حقل الجاذبية المقابل للأرض سوف ينزاح بطيفه ناحية اللون الأزرق ليكون فيه إزاحة زرقاءBlue-shift والضوء القادم من الجانب الآخر من النجم ويمر بحقل الجاذبية حوله ينزاح بطيفه للون الأحمر . لهذا مايقال عن دوران النجوم حول مركز المجرة وهما . لأننا نعتمد علي لون الطيف الأحمر أو الأزرق لصور نجمية زائفة لنري نجوما بعيدة سواء في عناقيدها أو مجراتها . وقد أوجدتها عدسة الجاذبية لنجم سوبر يدور حول نفسه له قوة جاذبية هائلة. وهذا ما يجعل أعداد النجوم بالسماء تقل كثيرا عما نعده أو نتوقعه .
الجاذبية بكل عنصر تزيد كلما زادت كتلته . إلا أن الشمس والنجوم السوبر تفوق شدة جاذبياتها كتلات موادها أو عناصرها . فقوة جاذبية الشمس تنتج من خلال مكونين هما مادة الشمس ذاتها والكميات الضخمة من الأنوية الحرة Free nuclei بقلبها المشتعل و التي هي عبارة عن ذرات عناصر فقدت إلكتروناتها من مداراتها حول أنويتها لتصبح موجبة الشحنة فتظل في تنافر مستمر. لهذا تعتبر الشمس نجما أعظم (سوبر) . لهذا النجوم السوبر قوة جاذبياتها تفوق أوزانها (كتلاتها).
كان يظن أن النوابض Pulsars عبارة عن نجوم نترونية دوارة تبث طاقتها النبضية (600 نبضةفي الثانية) بإتجاه شمسنا. ويظن أن قطرها 10 ميل . لهذا تدور في حركة مغزلية 600 مرة في الثانية بسرعة تقدر بحوالي 50% من سرعة الضوء.ويقال أن النجم النتروني هو بقايا نجم عادي استنفد كل وقوده وبرد وتقلص حتي أعتصرت كل ذراته بقوي الجاذبية . وبين (ثاكر) في نظريته إتحاد القوي النووية للجاذبية Nuclear binding theory of gravity أنه عندما تتمدد الأنوية معا بإحكام .فإن شدة جاذبيتها تقل

طاقة مظلمة



من خلال اكتشاف الطاقة المظلمة , قد اكتشف مؤخرا أن تمدد الكون يتزايد في سرعته بسبب هذه الطاقة المظلمة الخفية. مما جعل الفضاء يتباعد عن بعضه بمعدل شبه ثابت .وهذا الإكتشاف الجديد كان مقبولا علي نطاق واسع لأنه يفسر كثيرا من الملاحظات الغامضة . حيث لأول وهلة , بدا لعلماء الفلك أن معدل تمدد الكون يتزايد .وهذه الملاحظات قد أفصح عنها النجم المستعر الأعظم (Ia) ,الذي كان قد عزز الشواهد التي تواردت من خلال الهندسة الكروية والتكوين البنائي والعمر الكوني وتجمع المجرات .مما بين أن ثابت إينشتين الكوني حقيقة .لأن طاقة الكون تهيمن من خلال فضاء خال حيث فيه تأثير جاذبيته تقوم بسحب الكون بعيدا .وطالما ليس لدينا مؤكدات حول نظرية الطاقة المظلمة , فكل ما نعرفه عنها ,هو مجرد إكتشاف غير متوقع . لأن مايسود فهمنا هو كيفية اتحاد ميكانيكا الكم مع الجاذبية الكونية . مما جعل العلماء يتنبأون بكمية من الطاقة المظلمة أكبر مما لاحظوه. لأن بعض النظريات الحديثة كانت تتنبأ بأن كمية الطاقة المظلمة تتناقص مع الوقت بدلا من أن تظل ثابتة حسب مفهوم إينشتين .وهذا ما جعل الطاقة المظلمة لهذا السبب ,أكثر إثارة في تطور الفيزياء الأساسية. حيث تبدو أنها تضبط إيقاع تمدد الكون .ولايمكن التنبؤ من خلالها بمصيره بدون فهمنا الظاهري لطبيعة هذه الطاقة المظلمة . ومع تنامي هذا المفهوم سيستطيع العلماء الإجابة علي سؤال يتبادر للذهن .وهو ..هل الكون سيظل باقيا للأبد؟.حقيقة هذا سؤا ل حير العلماء . فلم يجدوا له جوابا شافيا أو تفسيرا منطقيا . فالعلماء يحدسون بأن الطاقة المظلمة والخفية تسرع تمدد الكون. فمن خلال مراقبتهم وملاحظاتهم لتفجير مستعر أعظم يبعد 10 بليون سنة ضوئية . قد لاحظوا أن الكون يتسارع في تمدده من خلال طاقة مظلمة بسرعة أكبر مما كان عليه في الماضي . فاكتشاف هذا المستعر القصي , قد أحي نظرية إينشتين المنسية , و التي إقترح فيها شيوع طاقة مظلمة غامضة بالكون .وهذا الإكتشاف المثير يرجع لتلسكوب هبل الفضائي الذي استطاع العثور علي النجم المتفجر علي بعد 10 بليون سنة ضوئية من الأرض . وهذا الإكتشاف أيد فكرة أن الكون قد بدا مؤخرا يسرع من تمدده .وكان توقع العلماء منذ ثلاث سنوات قد إعتمد علي الضوء المعتم الغير عادي الوافد من مستعرات أخري بعيدة.وهذا الإكتشاف الأخير , أظهر أن الكون يتسارع في تمدده ولا يتباطيء , كما كان علماء الفلك التقليديون يظنون منذ 70 سنة .لأن الإنفجار النجمي الجديد قد ساعد الفلكيين علي فهم كيفية تمدد الكون .عندما بدا المستعر الأعظم أكثر وضوحا ولمعانا مما يجب أن يكون عليه, لو أن الكون كان بنتفخ بمعدل سرعة ثابتة . حقيقة هذا المستعر ظهر لفترة وهويتباطيء . ثم ما لبث وأن أخذ يتسارع في نموه. وكان علماء تلسكوب هبل من خلال الكم الهائل لصوره التي إلتقطها , قد حاولوا البحث عن المستعر الأعظم . فتعرفوا عليه عام 1997من خلال هذه الصور الفضائية .وكان إنفجاره من الشدة لدرجة أمكنهم رؤية هذا الإنفجار عبر الفضاء الكوني . و ظلوا ستة شهور يرصدونه بواسطة تلسكوب هبل , وإلتقاط صور له . وكان كمن يبحث عن ذرة في رمال المحيط. وبصفة عامة تتخذ المستعرات العظمي كمقياس كوني لعلماء الفلك يحددون من خلال بعد إنفجاراتها النجمية عمر الكون .فعندما لاحظ العلماء الضوء المنبعث من هذا المستعر العظم , شاهدوا حدثا وقع في الماضي منذ 8 بليون سنة, عندما كان الكون في طفولته. وطبقا لهذه النظرية المثيرة للجدل نجد أن الجاذبية قد قللت معدل تمدد الكون بعد وقوع الإنفجار الكبير حتي بلغ نصف عمره المديد. ومنذ بلايين السنين أصبحت القوة الجاذبة للجاذبية الكونية , قد أدركتها القوة الطاردة للطاقة المظلمة التي تعتبر القوة الأساسية بالكون .وأخذت تدفع بالمجرات بعيدا حيث كانت تتباعد عن بعضها, في اتساق واضح وبسرعة متزايدة . فالعلماء لايعرفون إلا القليل عن هذه القوة التي إفترضها إينشتين . لكنهم استبعدوها في مطلع القرن الماضي رغم وجودها وانتشارها بين المجرات . لكن بعضهم يعتبرها الكأس المقدسة في سعيهم لفهم الكون . وفي مناقشاتهم حول الطاقة المظلمة نجد الفلكيين يتناقشون حول الأبعاد المختفية والجسيمات التي تعيش علي الزمن المستعار وتعبر عن نظرية الإتحاد الكبير للقوي grand unification theory of forces. .ومن خلال القياسات الأخيرة لتمدد الكون , إكتشف الفلكيون أن خطأ إينشتين لم يكن هفوة أو زلة علمية , لأن ثمة شكلا ما من الطاقة المظلمة تهيمن واقعيا علي المحتوي الكلي لكتلة الطاقة mass-energy ******* الكونية .ولها جاذبية نافرة تسحب الكون بعيدا عن بعضه البعض . لكنهم مازالوا لا يعرفون علي أية حال, كيفبة الصلة ما بين التمدد الكبير و المتسارع للكون في باكورة نشوئه, والذي يطلق عليه الإنتفاخinflation الكوني , وبين تسارعه السائد حاليا نتيجة الطاقة المظلمة . لهذا يحاول العلماء حاليا , قياس هذا التمدد بدقة للتعرف علي ,هل هذه الطاقة لها خاصية ثابتة للكون المفرغ empty space ,كما إفترض إيتشتين ,أم أنها ظاهرة لنظام بنائي قوي في المنظومة الحديثة لنظريات وحدة قوي الطبيعة الكونية. والطاقة المظلمة تختلف عن المادة المظلمة بأن ليس لها كتلة ولا جاذبية كما للمادة المظلمة. وهي نوع من مضاد الجاذبية تجعل النجوم والمجرات تطير بعيدا عن بعضها بسرعة . وقد تكون الطاقة المظلمة قد تولدت من جسيمات يطلق عليها الجوهر quintessenceالذي يعتبره بعض العلماء بأن ثمة جسيمات قد خلقت أثناء الإنفحار العظيم للكون بوفرة كافية جعلتها تنتشر بالفضاء. ولو كان هذا التوجه حقيقة , فهذا معناه أن الكون سيتجمع ,ويصبح مختلفا في كثافته بفعل الزمن .لكن هذه الفرضية لم تتأكد بعد ولا يمكن جعلها قاعدة .ويجب ملاحظة أن بعض أشكال الطاقة المظلمة تفسر لنا آلية الإنتفاخ الكوني cosmic inflationأثناء الإنفجار الكبير للكون . وهذا الإنتفاخ شكل أساسي في نظريات علم الكون .وليس واضحا ما إذا كانت الطاقة المظلمة السائدة حاليا لها صلة بالطاقة المظلمة التي أسفر عنها هذا الإنتفاخ. فالطبيعة الحقيقية للطاقة المظلمة هي مجرد فرضية تأملية . فالبعض يعتقد أن هذه الطاقة قد تكون طاقة خواء "vacuum energy", يعبر عنها الثابت ,كما جاء في نظرية النسبية العامة لإينشتين . لأن الثابت الكوني في مجمله يعبر عن الكثافة المتناسقة للطاقة المظلمة, والثابتة في كل أرجاء الفضاء. وهذا الثابت مستقل في الزمن و تمدد الكون .



المصادر
الطاقة المظلمة من مقالات أحمد محمد عوف.
مصدر
كتاب منظومة الكون الأعظم أحمد محمد عوف


ضوء متباطيء



الضوءالمتباطيء: الضوء كقاعدة عامة يسير في خط مستقيم بالفراغ المفرغ . لكنه عندما يمر بجوار ثقب أسود ينحرف عن مساره بزاوية أكبر من إنحرافه عندما يمر قرب حافة الشمس . لأن شدة جاذبية الثقب الأسود أضعاف شدة جاذبية الشمس. ولو مر جسم كروي قرب حقل جاذبية ثقب أسود فإنه يصبح جسما ممطوطا وتحديد عمر كوننا يعتمد علي مسارات الضوء في الماضي مع إفتراض أن مساراته في خطوط مستقيمة ثابته وخالية لايعترضها شيء . إلا أن الضوء كطبيعته يخضع للإنعكاس والإنكسار عتدما يقع علي جرم عاكس له كالمرآة . فالأضواء التي تنبعث من النجوم سوف تتعرض إلي الإنعكاسات الضوئية عندما تقابلها أجرام أخري أشبه بضوء الشمس عندما يقع علي سطح القمر فيضيء لأنه مرآة عاكسة .كما أن الضوء يمر بكثافات مختلفة لمواده وغبار كوني منتشر بالكون يشتته . لهذا الضوء في الفضاء والمنبعث من النجوم لايسير في خط مستقيم ولكنه سيسير في خطوط إنعكاسية وإنكسارية مما قد يطيل مسافاته مما لايعطينا المسافات والزمن الكوني بدقة . لهذا نجد أن المعطيات حول قياسات أو أبعاد الكون أو الزمن التقديري لعمره إعتمادا علي الضوء المنبعث من النجوم القديمة ستكون معلومات غير دقيقة وغير حقيقية.وحسب قوانين الإنعكاس والإنكسار الضوئي نجد أننا لانري النجوم والأجسام الفضائية في مواقعها الحقيقية . لأن صورة السماء كما نراها فوقنا صورة مرآتية داخل كرة الكون ولايمكن تحديد مراكز الأجرام بها . وعندما نتطلع للسماء من فوق الأرض . فإننا نعتبرها تجاوزا مركز الكون ومنها نقيس أبعاد ومسافات المجرات . وما نقيسه ليس قطر الكون في كل إتجاه بالنسبة لموقعنا علي الأرض التي تعتبر بالنسبة لحجم الكون ذرة غبار متناهية فيه. فأطلقنا عليها كوكب الأرض وتدور حول الشمس وتقع في أقصي جزء من مجرتنا المظلمة. والضوء يسير في الفراغ بسرعة 300 ألف كيلومتر /ثانية . ولقد إستطاع العلماء تجميد الضوء بإمرار نبضات ضوئية خلال سحب متناهية من الغازات درجة حرارتها تقترب من الصفر المطلق . ويمكن لجليد الغازات الإحـتفاظ بالنبضات الضوئية لإعادة إرسالها مرة ثانية . لهذا نجد أن العلماء أمكنهم تحضير الضوء المتباطيء أو المتجمد . كما توجد مواد عادية تبطيء سرعة الضوء . فالماء عندما يمر به الضوء يخفض 75%من سرعته في الفراغ (الخواء). وهذه النظرية تبين أيضا أن النبضات الضوئية عندما تمر بوسط بارد تبطيء في سيرها وعندما تمر بوسط حار تسرع في سيرها وتتسارع مع إزدياد معدل الحرارة . لهذا يمكن أن تنطبق هذه الحالات علي الضوء عندما يمر بالفضاء . كما أن هذه الفرضية تبين أن الضوء كان سريعا بعد الإنفجار الكبير بالكون ثم أخذ يتباطيء مع برودته . لهذا لايمكن إعتبار حسابات إينشتين عن سرعة الضوء كشيء مطلق أو سرعته ثابتة (300 ألف كيلومتر ثانية) إلا لوكان الضوء يمر في فراغ مفرغ من الغازات تماما حتي لاتكون له حرارة تؤثر عليه . لهذا لاتطبق نسبية إينشتين علي كوننا الذي تتعدد فيه الحرارة . ولكن علي كون خوائي لاحرارة فيه. وهذا الكون لاوجود له إلا في نظرية النسبية فقط . لهذا نجد أن قياس عمر الكون حسب سرعة الضوء والمسافات التي قطعها ليست مؤشرا دقيقا لتحديد عمر الأجرام التي نراها . لأن الضوء حسب قوانين الفيزياء يتعرض في رحلته المديدة لمفهوم الحرارة والبرودة والإنعكاس والإنكسار . كما أن الصور التي قد نراها قد تكون صورا مرآتية . لهذا مقاييس الكون بما فيه ليست مقاييس حقيقية أو واقعية للمسافات أو السرعة أو الزمن . وقد يكون الضوء القادم إلينا قد تجمد في سحابة باردة أو تباطيء في سيره لبرودتها أو ظل متجمدا أو انتقل معها وأعادت إرساله من مكانها الجديد لو إنتقلت السحابة لمنطقة دافئة لمواصلة سيره بالفضاء . لهذا نجد أن الضوء يتباطء ويتسارع أثناء رحلته بالفضاءحسب كيفية الوسط الذي يسير به ودرجة حرارته

حقائق

نصف قطر مدار الكوكب: ضعفا بعد كوكب نبتون عن الشمس
بعده عن الأرض: أكثر من 200 سنة ضوئية
حجم الكوكب: 5 أضعاف حجم كوكب المشتري
كتلة الكوكب: 13.6 ضعف كتلة كوكب المشتري
حرارة الكوكب: 1700 كيلفن


اندروميدا (مجرة)



مجرة اندروميدا Andromeda او المرأة المسلسلة هي اقرب المجرات لمجرتنا ويمكن مشاهدتها بالعين المجردة.


اتجاهات سماوية


هي الاتجاهات إلى تقاطع كل من دائرة الزوال والدوائر الرأسية مع الأفق. والاتجاهات السماوية الأصلية هي الشمال، والشرق، والجنوب، والغرب. ويتحدد الشمال والجنوب بنقط تقاطع دائرة الزوال مع الأفق (في نقطة الشمال ونقطة الجنوب)، بينما يتحدد الشرق والغرب بنفطتي الأفق اللتان تتلاقيان عندهما الدائرة التي تصنع زاوية 90° على كل من الأفق ودائرة الزوال (نقطة الشرق ونقطة الغرب). كما يمكن الإشارة إلى اتجاهات بينية مثل الجنوب الغربي، وجنوب الجنوب الغربي. وتزداد شمالية نقطة ما على الكرة السماوية كلما اقتربت تلك النقطة من القطب الشمال.


تطور النجوم



الشمس نجم وهي واحد من مئة ألف مليون نجم التي تتألف منها مجرتنا،إن النجوم تتطور بادئة نجوما بيضاءساطعة، ومنتهية نجوما حمراءباهتة.


حيـاة النجوم
يتكون النجم عندما تأخذ كمية من الغازات غالباً تكون من الهيدروجين بالتجمع والتهافت والانخساف على بعضها البعض ومع هذا التقلص يزداد تصادم الغازات فيما بينها بسر عات كبيره , و يسخن الغاز حتى يصبح حار جداً إلى درجة أن تندمج ذرات الهيدروجين عند تصادمها لتكونّ الهليوم ،بشكل تفاعل يشابه تفاعلات القنبلة الهيدروجينية وهي التي تجعل النجم مشع و هذه الحرارة تزيد من ضغط الغازات إلى أن يصبح كافياً ليتوازن مع التجاذب التثاقلي فيتوقف الغاز عن التقلص وتبقى النجوم مستقرة فترة طويلة حيث تتعادل حرارة التفاعلات النووية مع قوة التجاذب التثاقلي(أي انه يكون في حالة توازن توقفه عن الانخساف مثل التوازن بين الجاذبيه و القوه الطارده المركزيه).

ولكن في النهاية ينضب الهيدروجين من النجم , فكلما كانت كمية الوقود كبيرةً عند ولادة النجم كان نضوبه أسرع لأنه كلما كانت كتلة النجم كبيره وجب أن تكون حرارته عالية من أجل مقاومة تجاذبه التثاقلي وكلما كانت حرارته عالية كان أسرع استهلاك للوقود .

ولأن شمسنا من النجوم المتوسطة فإنه على الأقل يوجد بها وقود يكفي خمسة آلاف مليون سنه فقط !! وعندما ينضب الوقود فإن النجم يبدأ في التبرد وبالتالي بالتقلص . لكن حسب " تشاندرا سيخار" يمكن أن يكون حجم النجم ضخم ويستطيع مقاومة جاذبيته الذاتية بعد أن يكون قد استهلك كامل وقوده. فعندما يكون النجم صغيراً تقترب جسيمات المادة من بعضها البعض كثيراً ووفقاً لمبدأ "باولي " في الاستبعاد يجب أن تكون سرعات الجسيمات متفاوتة جداً وهذا يجعلها تتنافر وبالتالي يتمدد النجم وهكذا يستقر النجم على حجم (( نصف قطره )) ثابت وهكذا تتعادل الجاذبية كما كانت عند بداية النجم. أدرك (تشاندرا سيخار)أن هناك حدود للتنافر الذي يقدمه مبدأ الاستبعاد. فالنسبية تحدد الفارق الأقصى بين السر عات التي بين الجسيمات في النجم بسرعة الضوء وبذلك يصبح النجم كثيفا بما فيه الكفاية و يكون التنافر اقل من قوة الجاذبية حسب (تشاندرا سيخار)الكتلة التي لا يمكن للنجم مقاومة جاذبيته وتعرف بحدود (تشاندرا سيخار)وكانت هذه الأ فكار ذات أثر كبير لفهم مصير النجوم :

1-إذا كانت كتلة النجم دون حدود(تشاندرا سيخار) قد يتوقف في النهاية عن التقلص ليستقر على شكل (قزم ابيض) و يكون ذا كثافة عالية مئات الأطنان في الانش الواحد ونشاهد عددا كبيرا من هذه النجوم البيضاء وكان أحد أول ما اكتشف نجم يدور حول الشعرى اسطع نجم في السماء .

2- عندما تكون كتلة النجم ضعف كتلة شمسنا ولكن اصغر بكثير من القزم الأبيض وتحقق هذه النجوم مبدأ تنافر الاستبعاد بين النيترونات والبروتونات اكثر منه بين الإلكترونات ولذلك سميت نجوم نيوترونية قد لا يتعدى نصف قطرها عشرة أميال أو نحوه مع كثافة عالية تعد بمئات الملايين من الأطنان في الانش الواحد ويتم التنبؤ بوجودها ولم يتمكن من مشاهدتها ولم تكتشف إلا بعد فترة طويلة .


ولكن النجوم التي تتجاوز كتلتها حدود(تشاندرا سيخار) تواجه مشكلة كبيرة عند نفاذ وقودها قد تنفجر أو تقذف بعض المادة لتخفيف كتلتها إلى مادون الحدود كي تتفادى الانسحاق بالجاذبية .كانت النتيجة مذهلة حيث أن النجم يتحول إلى نقطة حتى آينشتاين كتب مقالا أعلن فيه انه لا يمكن للنجوم أن تتقلص إلى الصفر وأهملت هذه الفكرة إلى ما بعد الحرب العالمية الثانية .
ثقب أسود


الثقب الأسود هو كتلة كبيرة في حجم صغير تسمى الحجم الحرج بالنسبة لهذه الكتلة، حيث تبدأ المادة بالإنضغاط تحت تأثير جاذبيتها الخاصة ويحدث فيها انهيار من نوع خاص هو الانهيار بفعل الجاذبية ، ويزداد تركيز الكتلة اي كثافة الجسم وتصبح قوّة جاذبيته قوّية الى درجة لا يمكن معها لأي جسم يمر بمسافة ما منه الإفلات مهما بلغت سرعته وبالتالي يزداد كمّ المادة الموجود في الثقب الاسود ، وبحسب النظرية النسبية العامّة لاينشتاين فإن الجاذبية تقوّس الفضاء الذي يسير الضوء فيه بشكل مستقيم بالنسبة للفراغ ، وهذا يعني ان الضوء ينحرف تحت تأثير الجاذبية ، اما الثقب الأسود فإنه يقوس الفضاء الى حد يمتص الضوء المار بجانبه بفعل جاذبيته ، وهو يبدوا لمن يراقبه من الخارج كأنه منطقه من العدم لأن لا يمكن لأي اشارة ، معلومة موجة او جسيم الافلات من منطقة تأثيره فيبدوا اسودا. وللتوضيح فإن تحول الكرة الارضية الى ثقب اسود يستدعي تحولها الى كرة نصف قطرها 0.9 سم وكتلتها نفس كتلة الارض الحالية.

وكان طرح فرضية إمكانية وجود مثل هذه الظاهره هو إكتشاف "رومر" أن للضوء سرعة محدوده وهذا الاكتشاف يطرح تساؤل لماذا لاتزيد سرعة الضوء الى سرعة أكبر كانت الأجابه لأنه قد تكون للجاذبيه تأثير على الضوء ومن هذا الأكتشاف كتب "جون مينشل " عام 1783 مقالاً أشار فيه إلى أنه قد يكون لنجم الكثيف المتراص جاذبيه شديدة جداً ،إلى أن الضوء لا يمكنه الإفلات منها . فأي ضوء ينبعث من سطح النجم تعيده هذه الجاذبية، واقترح أيضاً وجود نجوم عديدة من هذه النجوم ،مع أننا لا يمكننا أن نرى الضوء لأنها لا تبعثه إلا أننا نستطيع تلمس جاذبيتها. وهذه النجوم ما نسميه "بالثقوب السوداء " . فهي فجوات في الفضاء، وأهملت هذه الأفكار لان نظريه الموجات للضوء كانت سائدة في ذلك الوقت لأنها تتوافق مع فيزياء "نيوتن " ولم تأت نظريه متماسكة عن كيفية تأثر الضوء بالجاذبية إلا يوم عرض" آينشتاين " النسبية العامة 1915 م . ولم يفهم ما تحتويه النسبية من مضامين إلا بعد فترة طويلة بالنسبة لنجوم الكبيرة .



تكون الثقب الأسود
يبدو أن الثقوب السوداء هي المراحل النهائية في حياة النجوم الكبيرة، إن الانفجارات الداخلية في النجوم و وجود الوقود الذي قد يكون غازات وغيرها من الغبار الكوني في مراكز النجوم يؤدي إلى تمدد الغاز وغيره الذي يسعى إلى توسيع الطبقات الموجودة فوقه، وفي ذات الوقت تضغط قوى الجاذبية الهائلة للنجوم هذه الطبقات، ولكن عند نفاد هذا الوقود في مراحل حياة النجم الاخيرة فإن درجة حرارتها تبدأ بالانخفاض وتبدأ بالانضغاط تحت تأثير جاذبيتها الخاصة ويحدد مستقبلها كثقوب سوداء مقدار كتلتها، وتدل حسابات العلماء على أن النجم يجب أن يكون أكبر بعدّة أضعاف من الشمس ليكون مرشحا ليتحول إلى ثقب اسود.



حيـاة النجوم
يتكون النجم عندما تأخذ كمية من الغازات غالباً تكون من الهيدروجين بالتجمع والتهافت والانخساف على بعضها البعض ومع هذا التقلص يزداد تصادم الغازات فيما بينها بسر عات كبيره , و يسخن الغاز حتى يصبح حار جداً إلى درجة أن تندمج ذرات الهيدروجين عند تصادمها لتكونّ الهليوم ،بشكل تفاعل يشابه تفاعلات القنبلة الهيدروجينية وهي التي تجعل النجم مشع و هذه الحرارة تزيد من ضغط الغازات إلى أن يصبح كافياً ليتوازن مع التجاذب التثاقلي فيتوقف الغاز عن التقلص وتبقى النجوم مستقرة فترة طويلة حيث تتعادل حرارة التفاعلات النووية مع قوة التجاذب التثاقلي(أي انه يكون في حالة توازن توقفه عن الانخساف مثل التوازن بين الجاذبيه و القوه الطارده المركزيه).

ولكن في النهاية ينضب الهيدروجين من النجم , فكلما كانت كمية الوقود كبيرةً عند ولادة النجم كان نضوبه أسرع لأنه كلما كانت كتلة النجم كبيره وجب أن تكون حرارته عالية من أجل مقاومة تجاذبه التثاقلي وكلما كانت حرارته عالية كان أسرع استهلاك للوقود .

ولأن شمسنا من النجوم المتوسطة فإنه على الأقل يوجد بها وقود يكفي خمسة آلاف مليون سنه فقط !! وعندما ينضب الوقود فإن النجم يبدأ في التبرد وبالتالي بالتقلص . لكن حسب " تشاندرا سيخار" يمكن أن يكون حجم النجم ضخم ويستطيع مقاومة جاذبيته الذاتية بعد أن يكون قد استهلك كامل وقوده. فعندما يكون النجم صغيراً تقترب جسيمات المادة من بعضها البعض كثيراً ووفقاً لمبدأ "باولي " في الاستبعاد يجب أن تكون سرعات الجسيمات متفاوتة جداً وهذا يجعلها تتنافر وبالتالي يتمدد النجم وهكذا يستقر النجم على حجم (( نصف قطره )) ثابت وهكذا تتعادل الجاذبية كما كانت عند بداية النجم. أدرك (تشاندرا سيخار)أن هناك حدود للتنافر الذي يقدمه مبدأ الاستبعاد. فالنسبية تحدد الفارق الأقصى بين السر عات التي بين الجسيمات في النجم بسرعة الضوء وبذلك يصبح النجم كثيفا بما فيه الكفاية و يكون التنافر اقل من قوة الجاذبية حسب (تشاندرا سيخار)الكتلة التي لا يمكن للنجم مقاومة جاذبيته وتعرف بحدود (تشاندرا سيخار)وكانت هذه الأ فكار ذات أثر كبير لفهم مصير النجوم :

1-إذا كانت كتلة النجم دون حدود(تشاندرا سيخار) قد يتوقف في النهاية عن التقلص ليستقر على شكل (قزم ابيض) و يكون ذا كثافة عالية مئات الأطنان في الانش الواحد ونشاهد عددا كبيرا من هذه النجوم البيضاء وكان أحد أول ما اكتشف نجم يدور حول الشعرى اسطع نجم في السماء .

2- عندما تكون كتلة النجم ضعف كتلة شمسنا ولكن اصغر بكثير من القزم الأبيض وتحقق هذه النجوم مبدأ تنافر الاستبعاد بين النيترونات والبروتونات اكثر منه بين الإلكترونات ولذلك سميت نجوم نيوترونية قد لا يتعدى نصف قطرها عشرة أميال أو نحوه مع كثافة عالية تعد بمئات الملايين من الأطنان في الانش الواحد ويتم التنبؤ بوجودها ولم يتمكن من مشاهدتها ولم تكتشف إلا بعد فترة طويلة .


ولكن النجوم التي تتجاوز كتلتها حدود(تشاندرا سيخار) تواجه مشكلة كبيرة عند نفاذ وقودها قد تنفجر أو تقذف بعض المادة لتخفيف كتلتها إلى مادون الحدود كي تتفادى الانسحاق بالجاذبية .كانت النتيجة مذهلة حيث أن النجم يتحول إلى نقطة حتى آينشتاين كتب مقالا أعلن فيه انه لا يمكن للنجوم أن تتقلص إلى الصفر وأهملت هذه الفكرة إلى ما بعد الحرب العالمية الثانية .



عمل اوبينهايمر
يغير حقل جاذبية النجم ( كما تنص نظرية النسبية العامة ) مسارات أشعة الضوء في الزمكان وتكون مخاريط الضوء( التي تشير إلى المسارات التي يتبعها الضوء في الزمكان : انظر نظرية النسبية الخاصة) منحنية قليلا نحو الداخل وهذا ما اثبت عندما شُهِد انحناء الضوء عند كسوف الشمس .

ومع تقلص النجم تزداد الجاذبية على سطحه فتنحني المخاريط نحو الداخل بشكل كبير حتى يصعب على الضوء الإفلات من الجاذبية وبحسب النظرية النسبية لا يمكن لأي جسم السير بأسرع من الضوء إذاً لاشيء يمكنه الإفلات من حقل الجاذبية فتتكون لدينا منطقة من الزمكان لا يمكن الإفلات منها وهذه المنطقة نسميها الثقوب السوداء وتسمى حدودها ( أفق الحدث ).

وكي نفهم ما يحدث عند الانسحاق ونحن نراقب الحدث لابد لنا من تذكر أن الزمان ليس مطلق كما أشارت النسبية وكي نتصور ما يحدث تخيل أن مجموعة من رواد الفضاء كانوا في مركبة تدور حول نجم قبيل انسحاقه ووضعوا أحدهم على سطح النجم وكان هذا الرائد يطلق إشارات كل ثانية وكان النجم ينسحق الساعة (2) فإن أخر الثواني التي يطلق فيها الإشارات تكون أطول بالنسبة لرواد المركبة الفضائية إلا أنهم سوف ينتظرون الإشارة التي تدل على الساعة (2) إلى الأبد وهي التي تعلن انسحاق النجم لكنها لن تفلت من الجاذبية .

يتدرج اللون الإشعاعي من النجم الأحمر فأكثر احمرار إلى أن يعتم ولا يبقى منه إلا ثقب اسود في الفضاء إلا أن النجم يستمر في ممارسة قوة الجاذبية . ومن المعلوم أن الجاذبية تضعف كلما ابتعدنا عن النجم أي أن الجاذبية على قدمي رائد الفضاء أكبر منها على رأسه وهذا سوف يمط الرائد بشكل كبير أو يقطعه .

أعمال روجربنروز
وكانت أعمال" روجر بنروز" تدل أنه بحسب النسبية العامة لابد أن يكون هناك ما يدعى متفرد ( singunarity ) ذو كثافة لا متناهيه وكذلك إنحناء في الزمكان داخل الثقب الأسود وهو أشبه ما يكون بالانفجار العظيم في بداية النشأة وبداية الزمان .

وستكون نهاية الزمان ونهاية أي نجم المنسحق بشكل هذا المتفرد ولا يمكن للمعلومات أن تأتينا لأنها قد تعطلت إلا أن أي مشاهد خارج المتفرد لا يتأثر بتعطيل هذه القوانين (وهذا يعني ان قوانين الفيزياء التي نعرفها لاتعمل داخل الثقب الاسود لانها تكون معطله مثل النفجار العظيم تتعطل فيه القوانين لكن نحن خارج الثقب الاسود لا نتاثر بهذا التعطيل).

وهناك حلول أخرى للنسبية العامة تحمي رائد الفضاء كي يتفادى الإصطدام بالمتفرد وهي أن يقع وسط ثقب دودي ويخرج في منطقة أخرى للكون هذه الحلول تفتح إمكانات كبيرة في السفر عبر الفضاء والزمان .

ولكن هذه الأحداث ليست مستقرة فوجود أي شي قد يغيرها والشخص الموجود في التفرد لا يمكن أن يكون إلا في مستقبلة لان قوانين الرقابة الكونية cosmic censorship تنص على أنة لا يمكن أن يكون المتفرد إلا في الماضي السحيق (الانفجار العظيم ) أو في المستقبل ويحتمل أن تثبت أي صيغة للرقابة الكونية أنه قد يكون ممكن السفر عبر الماضي على مقربة من المتفرد العادي .

الثقوب السوداءوالنظرية الكموميه

أفق الحدث هي ( حدود منطقة من الزمان والمكان التي لا يمكن للضوء الإفلات منها ) وبما انه لا شي يمكنه السير بأسرع من الضوء فإن أي شي يقع في هذه المنطقة سوف يبلغ بسرعة منطقة ذات كثافة عالية ونهاية الزمان .

وتتنبأ النسبية العامة بأن الأجسام الثقيلة المتحركة سوف تتسبب ببث موجات جاذبية وهي تموجات في انحناء الفضاء( هذه التموجات على حسب فهمي هي ليست مثل موجات الراديو بل هي موجات في الزمكان تخيل انك تمشي في بركة ماء سوف تتكون موجات من الماء بسبب حركة في البركه هي هذه الموجات الناشئه) تنتقل بسرعة الضوء وتشبه موجات الضوء التي هي تموجات الحقل الكهرمغناطيسي إلا أنها يصعب اكتشافها وهي كالضوء تأخذ الطاقة من الأجسام التي تبثها وبالتالي يتوقع أن ينهار نظام من الأجسام الضخمة ويعود في النهاية إلى وضع مستقر لان الطاقة في أي حركة سوف تحمل بعيداً.

على سبيل المثال دوران الأرض حول الشمس يولد موجات جاذبية ويكون تأثير مسارات الطاقة في تغير مدار الأرض حول الشمس الذي يؤدي في آخر المطاف إلى أن الأرض تقترب من الشمس حتى تستقر داخلها ومعدل ضياع الطاقة ضئيل جداً .

وشوهد هذا التأثير في نظام النجم النابض وهو نوع خاص من النجوم النيترونية تبث نبضات منتظمة من موجات الراديو ويضم هذا النظام نجمين نيترونيين يدوران حول بعضهما البعض .



شكل النجوم التي تكون منها الثقب الاسود
وفي عام 1967 ، حدثت ثورة في دراسة الثقوب السوداء على يد العالم "إزرائيل " - وهو عالم كندي ولد في برلين – بين أن الثقوب السوداء غير دوارة ، وفقاً للنسبية العامة لابد أن تكون بسيطة جداً فهي كروية تماماً . ولا يتوافق حجمها إلا على كتلتها و أي ثقبين سوداوين ، بكتلة متساوية هما متساويان بالحجم. وقد أمكن وضعهما عن طريق حل خاص لمعادلات " آينشتاين " قبل النسبية العامة بقليل كان من المعتقد به أن الثقب الأسود لا يتكون إلا عن انسحاق جسم كروي تماماً . وان النجوم ليست كروية تماماً ، لا يمكن بالتالي أن يسحق إلا بشكل متفرداً عارياً ، لكن هتاك تفسيرات مختلفة لنتيجة " إزرائيل " تبناها " روجربيزور " و " جون ويلر " فقد أبديا أن الحركات السريعة في انسحاق النجم يعني أن موجات الجاذبية المنبعثة منه تجعله اكثر كروية الى أن يستقر في وضع ثابت ويصبح كروياً بشكل دقيق ، وعلى حسب هذه النظرية أي نجم دوار يصبح كروياً مهما كان شكله وبنيته الداخلية معقدتين و سوف ينتهي بعد انسحاقه بالجاذبية إلى ثقب أسود كروي تماماً يتوقف حجمه على كتلته . في عام 1963 وجد "دوي كير " مجموعة من الحلول لمعادلات النسبية العامة تصف الثقوب السوداء الدوارة التي أغفلها "إزرائيل " . فإذا كانت الدورات صفر يكون الثقب الأسود كروي تماماً ويصبح الحل مماثلاً لحل "شفارزشيلد" . أما إذا كان الدوران غير صفر ينتفخ الثقب الأسود نحو الخارج قرب مستوى خط استوائه تماماً مثل ((الأرض منتفخة من تأثير دورانها )) . لقد افترض إزرائيل أن أي جسم ينسحق ليكون ثقبا أسوداً سوف ينتهي إلى وضع مستقر كما يصف حل كير .



حجم الثقوب السوداء و أدلة وجودها

على ماذا يعتمد حجم الثقب الاسود؟

وفي عام 1970 بين "براندون كارتر " أن حجم وشكل أي ثقب اسود ثابت الدوران يتوقف فقط على كتلة ومعدل دورانه بشرط يكون له محور تناظر ، وبعد فترة اثبت "ستيفن هوكنغ "أن أي ثقب اسود ذو دوران ثابت سوف يكون له محور تناظر . واستخدم "رو بنسون " هذه النتائج ليثبت أنة بعد انسحاق الجاذبية بان الثقب الأسود من الاستقرار على وضع يكون دوار ولكن ليس نابضاً،وأيضا حجمه وشكله يتوقفان على كتلته ومعدل دور انه دون الجسم الذي انسحق ليكونه .

ماهي الأدله على وجود هذه الثقوب؟

الثقوب السوداء لا دليل عليها سوى حسابات مبنية على النسبية لذلك كان هناك من لم يصدق بها. وفي عام 1963 رصد "مارتن سميدت " وهو عالم فلكي أمريكي الإنزياح نحو الأحمر في طيف جسم باهت يشبه النجم في اتجاه مصدر موجات الراديو فوجد أنة اكبر من كونه ناتج عن حقل جاذبية فلو كان إنزياح بالجاذبية نحو الأحمر لكان الجسم كبير الكتلة وقريباً منا بحيث تنزاح مدرات الكواكب في نظام شمسي . وهذا الإنزياح نحو الأحمرناتج توسع الكون وهذا يعني بدورة أن الجسم بعيداً جداً عنا ولكي يرى على هذه المسافة الكبيرة لابد وانه يبث مقدار هائلاً من الطاقة والتفسير الوحيد لهذا ناتج انسحاق بالجاذبية ليس لنجم واحد بل لمنطقة مركزية من إحدى المجرات بكاملها وتسمى الكوازر وتعني شبيه النجوم . اتصال مع حظارات غربيه !!!!


الكوازرات

ما هي الكوازارات؟؟

في عام 1967 اكتشفت "جوسلين بل" أجسام في الفضاء تبث نبضات منتظمة من موجات الراديو وكانت تعتقد بأنها اتصلت مع حضارات غريبة في المجرة ولكنها توصلت إلى أن هذه النبضات ناتجة عن نجوم نابضة كانت في الواقع نجوم نيترونية دوارة تبث هذه النبضات هي بسبب تداخل معقد بين حقولها الجاذبية وبين المادة المحيطة بها وهذه النبضات هي الدليل الأول على وجود الثقوب السوداء ولكن هناك أسؤال يطرح نفسه ! .

كيف يمكن لنا اكتشاف أو استشعار الثقب الأسود بما انه لا يبعث ضوء !؟؟

الحل : هو دراسة القوة التي يمارسها الثقب الأسود على الأجسام المجاورة فقد شاهدوا نجم يدور حول آخر غير مرئي ولكن ليس هذا شرطً أن يكون النجم غير المرئي ثقب اسود فقد يكون نجما باهت .

مع هذه الجاذبية العالية والطاقة الهائلة التي يبثها الثقب الأسود فإنه قد يتولد جسيمات ذات طاقة عالية جداً قرب الثقب الأسود ويكون الحقل المغناطيسي شديداً بحيث تتجمع الجسيمات في نوا فير تنطلق خارجاً على طول محور الدوران ونشاهد مثل هذه الجسيمات في عدد من الكوازر


اشعاع الثقب الاسود
من فكرة تعريف الثقب الأسود كمجموعه من الأحداث التي لا يمكن الإفلات منها بعيدا ويعني إن الثقب الأسود أي أفق الحدث مكون من مسارات أشعة الضوء في الزمكان وبالتالي لا يستطيع الضوء الابتعاد عن الثقب الأسود بل يحوم عند أطرافه إلى الأبد. أن هذه المسارات لا يمكن أن تقترب من بعضها البعض فإذا اقتربت فلابد أن تندمج لتصبح واحدة وفي هذه الحالة تقع في ثقب اسود,ولكن إذا ابتلع الثقب الأسود هذه ألاشعه فهذا يعني أنها لم تكن على حدوده ,وهذا يعني انه يجب أن تكون الأشعة متوازية أو متباعدة وإذا كانت الأشعة التي يتألف منها أفق الحدث لا يمكنها أن تتقارب فإن مساحة أفق الحدث تبقى كما هي أو تتسع مع الزمان,وفي الواقع تتسع المساحة كلما وقع في الثقب الأسود مادة أو إشعاع وإذا تصادم ثقبان أسودان واندمجا معاً في ثقب واحد فإن مساحة أفق حدث الثقب الجديد تساوي مجموع مساحتي الثقبين الأوليين أو اكبر وبناءً على هذا التعريف وهذه الفكرة فسوف تكون حدود الثقب الأسود هي هي للثقب الأسود وأيضا مساحتهما بشرط أن يكون الثقب الأسود صار إلى وضع مستقر لا يتغير مع الزمن كان هذا السلوك لمساحة الثقب الأسود مستوحى إلى حد بعيد من سلوك مقدار مادي يدعى "أنتروبيا"-وهو مقياس درجة الخلل أو اضطراب نظام ما ويعرف تقدير أو وصف هذه الفكرة الدقيقة بالقانون الثاني للديناميكا الحرارية فهو ينص على إن "الأنتروبيا" لنظام معزول تتزايد باطراد وعندما يندمج نظامين معاً, تكون "أنتروبيا" النظام الموحد ,اكبر من مجموع الاثنين في كل منهما , اقترح طالب أبحاث اسمه "جاكوب بكنشتاين" إن مساحة أفق الحدث هي مقياس أنتروبيا لثقب الأسود ؛ فكلما سقطت فيه مادة تحمل أنتروبيا كلما اتسعت مساحة أفق الحدث ’بحيث أن مجموع أنتروبيا المادة خارج الثقوب السوداء ومساحة الآفاق لا تنقص أبدا , فإذا كان للثقب الأسود أنتروبيا فلابد أن تكون له حرارة كذلك كل جسم ذي حرارة معينه لابد أن يبث إشعاع بمعدل ما وهذا الإشعاع ضروري لتفادي خرق القانون الثاني للديناميكا . أي انه يجب أن تبث الثقوب السوداء إشعاعا ولكن الثقوب السوداء بحكم تعريفها بالذات أجسام يفترض أن لا تبث شيئا.

هل فعلا الثقوب السوداء تصدر إشعاعا؟؟ ولماذا نسميها سوداء اذاكانت مشعه وكيف نفهم التعريف بأنها لايمكن للضوء ان يفلت من جاذبيتها ؟؟

و في الحقيقة الثقوب السوداء الدوارة تبث جسيمات ولكن عندما أجرى ستيفن هوكنغ حساباته ظهرت له نتيجة مزعجه وهي انه حتى الثقوب السوداء غير الدوارة تبث جسيمات وهذه النتيجة كان يعتقد ستيفن أنها ناتجة عن اعتماده تقدير خاطئ وأخيراً أكد له طيف هذه الجسيمات هو بالضبط ما قد يصدر عن جسم حار.

كيف يبدو أن الثقب الأسود يمكنه بث جسيمات’ مادمنا نعرف أن لا شي يمكنه الإفلات من أفق الحدث ؟؟؟؟؟ الجواب كما تفيد نظرية الكم ’ هو إن الجسيمات لا تصدر من داخل الثقب الأسود ’ بل من (الفراغ) الفضاء الفارغ خارج أفق الحدث للثقب الأسود مباشرة!!!!!!! وكي تتضح الصورة لابد من إعادة فكرة إن ما نخاله فضاء فارغا لا يمكن أن يكون فراغ تماماً لان ذلك يعني إن جميع الحقول من الجاذبية وكهرومغنطيسيه سوف تكون صفرا بالضبط إلا إن قيمة الحقل ومعدل تغيره مع الزمن يشبهان موقع وسرعة الجسم: فمبدأ الارتياب يحتم أنه كلما عرفنا بالضبط واحدة من هاتين الكميتين تناقصت الدقة في الأخرى وهكذا ففي فضاء فارغ لا يمكن تحديد الحقل صفرا بدقه لأنه تكون له قيمه صفر ومعدل تغير صفر إذا لابد أن تكون هناك جسيمات في الفضاء تظهر ناره وتختفي تارة وتلغي بعضها تارة (من هنا ظهرت فكرة طاقة الصفر حاول البحث عن اعمال وحياة العالم نيكول تسلى)

لا يمكن رؤية هذه الجسيمات أو اكتشافها بالكشافّات لان تأثيراتها غير مباشرة ويتنبأ مبدأ الارتياب بوجود أزواج افتراضية متشابهة من جسيمات المادة بحيث يكون أحد الزوجين من المادة والأخر من المادة المضادة.وتخيل هذه الجسيمات على حدود الثقب الأسود أي على حدود أفق الحدث من الممكن جد أن يسقط الجسم الافتراضي الذي يحمل الطاقة السالبة وينجو الجسم ذو الطاقة الموجبة

بالنسبة لراصد من بعيد يبدو وكان الجسيم صادر عن الثقب الأسود ومع دفق الطاقة السالبة إلى داخل الثقب الأسود سوف تنخفض كتلة الثقب الأسود ولفقد الثقب الأسود لبعض كتلته تتضاءل مساحة أفق حدثه فكلما صغرت كتلة الثقب الأسود ارتفعت درجة الحرارة ومع ارتفاع درجة الحرارة يزداد معدل بثه الإشعاع فيتسارع نقصان كتلة اكثر فاكثر ولكن لا أحد يعلم ماذا يحدث للثقب الأسود إذا تضاءلت كتلته إلى درجه كبيره ولكن الاعتقاد الأقرب انه سوف ينتهي ويختفي في انفجار نهائي هائل من الإشعاع يعادل انفجار ملايين من القنابل الهيدورجينيه. فالثقب الأسود الأولى ذو الكتلة البدائية من ألف مليون طن يكون عمره مقاربا لعمر الكون . أما الثقوب السوداء البدائية ذات الكتلة دون هذه الأرقام فتكون قد تبخرت كليا . وتلك التي لها كتله أكبر بقليل تستمر في بث إشعاعات على شكل أشعة سينيه أشعة غاما وهذه الإشعاعات من سينيه وغاما تشبه الموجات الضوئية ولكن بطول موجي اقصر وتكاد هذه الثقوب لا تستحق صفة سوداء فهي حارة في الواقع إلى درجة(الاحمرار- ابيض) وتبث طاقة بمعدل يقارب عشرة آلاف ميغا واط.

بنظريه النسبيه انشتاين ذكر الوقت هو البعد الرابع برايكم هل السماء مرسوم في مكان له خمس ابعاد مثلا نحن درسنا باننا نستطيع ان نرسم مالا نهايه من رسوم ثنائي الابعاد على ورقه لانه ثلاثي الابعاد وايظا هناك مالا نهايه من اجسام ثلاثي الابعادفي السماء(وهيه رباعي الابعاد) ئوكي اذن هناك مالانهايه من الاجسام الرباعي الابعاد(السماء) في المكان الي يقع فيه وهو خماسي الابعاد بدل من سبع اجسام رباعي الابعاد(سبع سماوات) ارجو ان تجاوبونني لان هذا التفكير يقلقني ويخيقني كثيرا لان بلقران جاءة بان هناك سبع سماوات وعلم الهندسه يقول العكس


الثقوب السوداء و التناظرات الفيزيائية
التناظرات الفيزيائيه تقودنا الى إكتشاف جديد!! من المعروف إن قوانين الفيزياء مبنية على التناظرات وعلى هذا الأساس بما انه توجد أجسام تسمى ثقوب سوداء يمكن للأشياء السقوط فيها بلا عوده فإنه يجب أن تكون هناك أجسام تخرج منها الأشياء تسمى الثقوب البيضاء هنا يمكن للمرء افتراض إمكانية القفز في ثقب اسود في مكان ما ليخرج من ثقب أبيض في مكان آخر.فهذا النوع من السفر الفضائي ممكنا, فهناك حلول لنظرية النسبية العامة يمكن فيها السقوط في ثقب أسود ومن ثم الخروج من ثقب أبيض أيضا لكن الأعمال التالية بينت أن هذه الحلول جميعها غير مستقرة :فالاضطراب الضئيل قد يدمر أخدود الدودة أو المعبر الذي يصل بين الثقب الأسود والثقب الأبيض(او بين كوننا وكون موازي له) إن كل هذا الكلام الذي ذكر يستند إلي حسابات باستخدام النظرية النسبية العامة لآنيشتاين ولايمكن اعتبار هذه القياسات صحيحة تمام لأنها لا تاخذ مبدأ الارتياب بالحسبان . يفقد الثقب السود كتلته بإصدار الجسيمات والإشعاع حتى تصبح كتلته صفر ويختفي كليا لو افترضنا انه كانت مركبة فضاء قفزت إلى هذا الثقب ماذا يحدث يقول ستيف هوكنق بناءً على عمل أخير له إن المركبة سوف تذهب إلى كون طفل صغير خاص بها كون صغير مكتف ذاتيا يتفرع عن منطقتنا من الكون ( سوف احاول شرح فكرة الكون الطفل على قدر الفهم وذلك بأن تتخيل كميه من الزيت في حوض ماء وهي متجمعه حرك هذه الكميه بقلم سوف تنفصل كره صغيره من الزيت عن الكره الكبيره هذه الكره الصغيره هي الكون الطفل والكره الكبيره هي عباره عن كوننا ولاحظ ان الكره الصغيره قد ترجع وتتصل مع الكره الكبيره ) وقد يعود هذا الكون الطفل إلى الانضمام ثانيه إلى منطقتنا من الزمكان فأن فعل سيبدو لنا كثقب اسود آخر قد تشكل ثم تبخر والجسيمات التي سقطت في ثقب أسود تبدو كجسيمات مشعة من ثقب آخر. يبدو هذا وكأنه المطلوب للسماح بالسفر الفضائي عبر الثقوب السوداء لكن هناك عيوب في هذا المخطط لهذا السفر الكوني أولها انك لن تستطيع تحديد مكان توجهك أي لا تعلم إلى أين سوف تذهب وأيضا الأكوان الطفلة التي تأخذ الجسيمات التي وقعت في الثقب الأسود تحصل فيما يدعى بالزمن التخيلي يصل رجل الفضاء الذي سقط في الثقب الأسود إلى نهاية بغيضة مؤلمة فهو يتمزق بسبب الفرق بين القوى المطبقة على رأسه وقدميه حتى الجسيمات التي يتكون منها جسمه سوف تنسحق تواريخها في الزمن الحقيقي وستنتهي في متفرد ولكن تواريخها في الزمن التخيلي سوف تستمر حيث تعبر إلى كون طفل ثم تعود للظهور كجسيمات تشعها ثقب اسود أتخر ,إن على من يسقط في ثقب اسود أن يتخذ الشعار : فكر تخيليا. وما نعنيه هو إن الذهاب عبر ثقب اسود ليس مرشحا ليكون طريقة مرضية وموثوق بها للسفر الكوني .

ثقب دودي

الثقوب الدودية هي في الحقيقة ممرات دودية تخيلية موجودة داخل الثقب الأسود لكنها حتى الآن أسيرة الرياضيات فهي لم ترصد بأي طريقة وذلك لصعوبة الكشف عن ما يحوي الثقب الأسود . و كما أتى في النظيرية التي طرحتها فهي قد تسمح للمسافر في أحدها بأن يخرج الى كون آخر أو زمن آخر فهي ممرات كونزمنية وربما تتصل بالثقوب البيضاء ن الطرف الاخر منها.


نجم ثابت

تبعا لآراء الأقدمين، فإن النجم الثابت هو جرم سماوي يظهر ثابنا في مكانه على الكرة السماوية بصرف النظر عن حركته اليومية، وذلك بخلاف النجوم الجوالة (الكواكب). وفي الحقيقة، يتغير مكان النجوم الثوابت أيضا على الكرة السماوية بالنسبة لبعضها ولكن ببطئ، الأمر الذي يتضح عند رصدها لفترة طويلة. ويرى الفلك الحديث الفرق بين النجوم الثوابت والنجوم الجوالة (الكواكب) في التركيب الطيفي لكل منها. فبينما تنتج من النجوم الثوابت طاقة ذاتية تنبعث من داخلها وتشعها إلى الخارج، نجد أن النجوم الجوالة تعكس الضوء الذي يصلها من الشمس، التي هي بالطبع نجم ثابت. وعلى هذا، فإن النجوم الثوابت أجرام سماوية ذات اشعاع ذاتي، ويستخدم هذه الأيام مصطلح نجم بدلا من مصطلح نجم ثابت.

كوكب

الكوكب هو جرم سماوي يدور بمدار حول الشمس أو النجم الرئيسي في مجموعته، ويدور حول نفسه، ولا يولد الطاقة من خلال الإندماج النووي. يوجد في مجموعتنا الشمسية 9 كواكب وهي حسب قربها من الشمس:

عطارد
الزهرة
الارض
المريخ
المشتري
زحل
اورانوس
نبتون
بلوتو
كوكب عاشر

وقد تم إكتشاف حوالي 110 كواكب خارج مجموعتنا الشمسية.

خط الإستواء



صورة للكرة الأرضية توضح خط الإستواء. (من كتاب حقائق الأرض لل سي آي أيه)


خظ الإستواء هو خط وهمي يلتف حول كوكب ما في منتصف المسافة بين قطبيه، يقسم خط الأستواء الكوكب الى قسمين نصف كرة شمالي ونصف كرة جنوبي.

بالتعريف يكون خط الأستواء على خط عرض 0°. غالباً عند الحديث عن خط الإستواء فأن المقصود هو خط إستواء الأرض.

طول خط إستواء الأرض: 40,070 كم تقريباً (أو 24,898 ميل تقريباً).


دائرة البروج

هي الدائرة الكبرى التي يقع فيها مستوى مدار الأرض حول الشمس ويقطع الكرة السماوية التي كان يعتقد أنها لا نهائية في الكبر. ومستوى مدار الأرض (المستوى البروجي) يعرف لذلك بأنه المستوى الذي يشمل الخط الواصل بين مركز الشمس ومركز ثقل نظام الأرض والقمر واتجاه دوران مركز ثقل هذا النظام حول الشمس. ولا ينطبق مركز ثقل نظام الأرض والقمر مع مركز الأرض، بل يقع مركز الثقل على بعد حوالي 4700 كم من مركز الأرض (حوالي 1700 كم تحت سطح الأرض) وعلى الخط الواصل بين كل من مركز الأرض والقمر. وتعتبر الإحداثيات البروجية في الأرصاد الفلكية منسوبة لمركز الأرص، التي تتأرجح بدورة طولها حوالي شهر بمقدار بسيط حول مستوى البروج، بسبب دوران كل من الأرض والقمر حول مركز ثقلهما المشترك. وتبعا لموقع الأرض في وقت الرصد جنوب أو شمال مستوى البروج، فإن لمسقط مركز الشمس على الكرة السماوية كما يرى من مركز الأرض قيمة عرض بروجي بسيطة موجبة أو سالبة على التوالي. وعرض الشمس البروجي لا يتعدة 0.8" بأي حال من الأحوال. لهذا السبب فإن مدار الشمس السنوي الظاهري على الكرة السماوية ينطبق جيدا مع دائرة البروج.

تتواحد الشمس في حوالي 21 مارس و23 سبتمبر في نقطة تقاطع دائرة البروج مع خط الاستواء السماوي. وهذان هما وقتي تساوي الليل والنهار (الاعتدالين)، وتسميان بنقطتي الربيع والخريف على التوالي. وفي حوالي 21 يونيو تصل الشمس إلى أقرب نقطة إلى الشمال على دائرة البروج، وفي حوالي 21 ديسمبر إلى أقرب النقط إلى الجنوب. وهذان هما وقتي بداية الصيف والشتاء وتسميان بنقطتي الانقلاب (نقطتي انقلاب الشمس) على التوالي. وكل من نقط الريع والخريف والصيف والشتاء يبعد عن الآخر بمقدار بمقدار 90°.

تقطع دائرة البروج مستوى الاستواء السماوي بزاوية ميل تسمى ميل دائرة البروج وتقدر بحوالي 23°27' وهي متغيرة نتيجة تبادر الاعتدالين والترنح اللذان يحدثان تغييرا في وضعي كل من دائرة البروج ومستوى الاستواء يالنسبة للنجوم الثوابت.

تسمى النقطتان اللتان تصنعان زاوية مقدارها 90° مع كل نقطة على دائرة البروج بقطبي دائرة البروج. ويقع القطب الشمالي للبروج في نصف الكرة الواقع شمال مستواها الاستوائي، وما يقابله في نصف الكرة السماوي الجنوبي هو القطب الجنوبي للبروج.

يطلق على حزام بعرض بضع درجات على جانبي دائرة البروج منذ القدم اسم دائرة الحيوانات، ويرجع اسم البروج إلى امتداد هذا الحزام على البروج المعروفة، كما يرجع معناها بالأفرنجية إكلبتك إلى كلمة يونانيةهي إكلبس ومعناها اختفاء، أي اختفاء أي من الشمس أو القمر، الأمر الذي يحدث عندما يكون القمر قريبا مباشرة لإحدى نقط تقاطع مسقط مداره على الكرة السماوية مع دائرة البروج.

تحتوي دائرة الحيوانات على البروج الإثني عشر: الحمل؛ الثور؛ التوأمان؛ السرطان؛ الأسد؛ العذراء؛ الميزان؛ العقرب؛ القوس؛ الجدي؛ الدلو؛ الحوت. وكوكبة الحوية التي توجد في منطقة البروج لا تنتمي إلى دائرة الحيوانات. والبرج في التنجيم عبارة عن منطقة حوالي 30° من حزام دائرة الحيوانات، ينتظم فيها البروج السابقة، وللبروج المختلفة رموز خاصة.

سيدنا

سِيدنا كوكب أو كويكب اكتشفه مايك براون (من جامعة كالتيك) وشاد تروخيلو (من مرصد جيميني) ودافيد ربينويتس (من جامعة ييل) يوم 14 نوفمبر، 2003. وهو أبعد ما اكتشف في النظام الشمسي إلى الآن. وسميت "سِيدْنَا" على إسم إلهة البحر عند الاينويت (أي الإسكيمو)، والاسم لا يزال غير رسمي.

بعده عن الشمس يتغير بين 76 و 850 أضعاف بعد الأرض عن الشمس، وهي 90 أضعاف ذالك في عام 2004. سنته 10,500 عام، ويومه يبدو 40 يوم أرضي. قطره بين 1180 كم و 1800 كم، وسطحه يبدو أحمر جدا. يعتبر جزء من سحابة اورت أو حزام كويبر، ولا يعتبر أنه كوكب في معنى الكلمة، لكن لا يزال شك في ذالك.


شروق

لحظة بداية ظهور الجرم السماوي على الأفق نتيجة الحركة اليومية الظاهرية في السماء. ويتسبب الانكسار الذي يصل عند الأفق إلى حوالى 35' في ظهور النجم مشرقا إذا تواجد تحت الأفق بمقدار تلك القيمة. ولهذا، لا بد من التمييز بين كل من الشروق الحقيقي و الشروق الظاهري. وينطبق نفس الشيء على اختفاء جرم سماوي تحت الأفق.

أحيانا يتم التمييز بين شروقات وغروبات خاصة للنجوم. وهذه هي الشروق الكوني، الذي يشرق فيه النجم مع الشمس؛ والغروب الكوني، الذي يغرب فيه النجم مع شروق الشمس؛ ثم الشروق الأفولي الحقيقي، الذي يشرق فيه النجم وقت غروب الشمس؛ والغروب الأفولي الحقيقي، الذي يغرب فيه النجم مع غروب الشمس. وهذه الظواهر ليس من الممكن مشاهدتها بالعين المجردة في حين يمكن رؤية كل من الشروق الاحتراقي، الذي يشاهد فيه النجم أثناء شروقه في شفق الصباح؛ والغروب الاحتراقي، الذي يشاهد فيه النجم لآخر مرة وهو يغرب في شفق المساء. وهناك أيضا الشروق الأفولي الظاهري، الذي يشاهد فيه النجم لآخر مرة وهو يشرق في شفق المساء، ثم الغروب الكوني الظاهري، وهو الغروب المشاهد لأول مرة للنجم في أثناء شفق الصباح.


غروب


هو لحظة الختفاء جرم سماوي ما تحت الأفق كنتيجة الحركة اليومية الظاهرية في السماء.


طاقة ضوئية

عندما إخترق العلماء الفضاء بواسطة التلسكوبات العملاقة من فوق الأرض أو بالفضاء ,لاحظوا طاقة الضوء المنبعث من الأجرام السماوية .فأطلقوا عليها الإشعة الكهرو مغناطيسي electromagnetic radiation التي تأتينا في شكل موجات طولية كموجات الراديو( أطول هذه الموجات طولا ), والأشعة دون بنفسجية, والضوء العادي, والأشعة فوق البنفسجية وأشعة X وأشعة جاما (أقصر هذه الموجات طولا .وأعلي شكل من الطاقة ). وبعض هذه الأشعة يري بصريا بالعينين كالضوء المرئي الذي يعتبر أحد طاقات الضوء . والمجرات والنجوم وبقية الأجرام والأشجار فوق الأرض , وكل ماتراه العين , يتوهج بطاقة أحد هذه الموجات الطولية . لكن في العقود الأخيرة .أصبح الباحثون أكثر إقتناعا بوجود مادة بكميات هائلة في الكون لاتضيء ولا تتوهج . واصبح معظم العلماء بعتقدون في وجود المادة المظلمة الغامضة التي تشكل 90% أو أكثر من الكتلة الكلية للكون . كما أن العنقود المجراتي الذي يضم العديد من آلاف المجرات , يظهر عليه تأثيرات الجاذبية التي تعلل بوجود مادة مظلمة خفية لا تري داخل هذا العنقود .لأن هذه المادة المظلمة لاينبعث منها طاقة كافية ليمكن إدراكها مباشرة . والباحثون قد تمكنوا من ملاحظة وجودها بطريقة غير مباشرة .لأن اي شيء له كتلة . و لابد وأن يكون له جاذبية . لهذا المادة المظلمة لها قوة جاذبية ساحبة(جاذبة ) للأجسام داخل وحول المجرات البعيدة . حتي الضوء المنبعث منها ينجذب بقوة جاذبيتها. .ومن خلال قياس هذه التأثيرات الغامضة, تمكن العلماء من تقدير الجاذبية الزائدة والموجودة بهذه المجرات . ومن خلالها قدروا كمية المادة الزائدة بها .وقالوا أن ثمة مادة مظلمة موجودة هناك . وأن العناقيد المجراتية الكبري يوجد بها مادة مظلمة أكبر من التي بالنجوم والغازات 5- 10 مرات.


عام


هو الفترة التي يستغرقها دوران الأرض حول الشمس، وحسب اختيار النقطة التي ينسب إليها القياس، فإننا نحصل على أطوال مختلفة للسنة.

انظر: السنة الاستوائية انظر: السنة النجمية انظر: السنة الاقترانية

وفي التقاويم، هو فترة زمنية تقترب من فترة دوران الأرض حول الشمس. وحتى عام 1582، استعمل التقويم اليولياني، وطول عامه 365,25 يوما كمتوسط للحساب الزمني المدني. ومنذ عام 1582 يستعمل التقويم الجريجوري، وطول عامه 365,2425 يوما.

أما التقويم الهجري، فيستخدم عاما قمريا طوله 354 يوما.

تنجيم

التنجيم هو علم التنبؤ الغيبي. وقد نشأ في بلاد مابين النهرين بشمال العراق. وكان أحد فروع علم الفلك. وكان يعني بالطالع للتعرف عل أمور مستقبلي. ومارس السومريون والبابليون فن التنجيم من خلال مراقبة الشمس والقمر والنجوم والمذنبات وأقواس قزح للتنبؤ بالأوبئة والمحاصيل والحروب. وفي سنة 1000 ق.م. أصبح لدي البابليين والآشوريين مجموعة دلائل نجمية للقياس التنبؤي عليها. فحددوا من خلالها الأيام السيئة الطالع وأيام السعد. وكان القواد في المعارك يستعينون بالمنجمين لتحديد مواعيد المعارك الحربية. ولأنهم كانوا يعتقدون أن الفرد حياته ومصيره مرتبطان بالنجوم والكواكب. وكان قدماء المصر يين والبابليين يعتقدون أن هذه النجوم والكواكب تؤثر علي الحياة فوق الأرض. وانتقل التنجيم للأغريق من بلاد الفرس ومابين النهرين. وكان يلقن بواسطة الكهنة بالمعابد. وكان لكل من قدماء المصر يين والبابليين فلكهم الخاص بهم. فلقد عثر علي تقاويم فوق أغطية التوابيت الفرعونية ترجع لسنة 2000-1600ق.م. ووجد أن أسقف المقابر المملكة الحد يثة فد زينت بصور النجوم التي كانت تري بالسماء وأطلق عليها أسماؤها. كما وجد في بلاد ما بين النهرين تشكيلات لصور النجوم. وكان البابليون يتنبؤن بدقة بالخسوف والكسوف للشمس والقمر. وتاريخ الفلك يبدأ منذ عصر ماقبل التاريخ حيث كان الإنسان الأول قد شغل تفكيره بالحركة الظاهرية المتكررة للشمس والقمر وتتابع الليل حيث يظهر الظلام و تظهر النجوم وحيث يتبعه النهار لتتواري في نوره. وكان يعزي هذا للقوي الخارقة لكثير من الآلهة. فالسومريون كانوا بعتقدون أن الأرض هضبة يعلوها القبة السماوية. وتقوم فوق جدار مرتفع علي أطرافها البعيدة. واعتبروا الأرض بانثيون هائل تسكن فوق جبل شاهق. والابليون إعتقدوا أن المحيطات تسند الأرض والسماء. والأرض جوفاء تطفو فوق مياهها ومركزها بها مملكة الأموات. لهذا ألهت الشمس والقمر وتصورت الحضارات القديمة أنهما يعبران قية السماء فوق عربات تدخل من بوابة مشرق الشمس وتخرج من بوابة مغرب الشمس. وهذه المفاهيم بنيت علي أساسها إتجهات المعابد الجنائزية. وكان قدماء المصريين يعتقدون أن الأرض مستطيل طويل يتوسطها نهر النيل الذي ينبع من نهر أعظم يجري حولها تسبح فوقه النجوم الآلهة . والسماء ترتكز علي جبال بأركان الكون الأربعة وتتدلي منها هذه النجوم. لهذا كان الإه رع يسير حول الأرض باستمرار. ليواجه الثعبان أبوبي( رمز قوي الظلام الشريرة ) حتي يصبحا خلف الجبال جهة الغرب والتي ترفع السماء. وهناك يهزم رع ويسقط. فيحل الظلام. وفي الصباح ينتصر رع علي هذه القوي الشريرة. ويستيقظ من جهة الشرق. بينما حورس إله القمريسير بقاربه ليطوف حول العالم. وكان القمر بعتبر إحدي عينيه. و يلاحقه أعداؤه لفقيءهذه العين بإلقائها في النيل وينجحوا مجتمعين في هذه المهمة فيظلم الفمر. لكن الإله رع يهب لنجدة عين حورس (القمر) ويعيدها لحورس. وكان الصينيون يعتبرون الأرض عربة ضخمة في أركانها أعمدة ترفع مظلة (السماء) وبلاد الصين تقع في وسط هذه العربة ويجري النهر السماوي(النهر الأصفر) من خلال عجلات العربة. ويقوم السيد الأعلي المهيمن علي أقدار السماء والأرض بملازمة النجم القطبي بالشمال بينما التنينات تفترس الشمس والقمر. لكن في القرن الثاني ق.م. وضع الفلكي الصيني(هياهونج) نظرية السماء الكروية حيث قال أن الكون بيضة والأرض صفارهاوقبة السماء الزرقاء بياضها. والكلدانيون من خلال مراقبتهم لحركة الشمس ومواقع النجوم بالسماء وضعوا تقويمهم. واستطاعوا التنبؤ من خلال دورتي الشمس والقمر بحركتيهما ما مكنهم من وضع تقويم البروج حيث ريطوا فيعا بين الإنسان وأقداره. وأخضعوا فيها إخضاع حركات النجوم لمشيئة الآلهة. لهذا توأموا بين التنجيم والفلك. ومن خلال تقويم البروج تمكنوا من التنبؤ بكسوف الشمس وخسوف القمر. لكنهم لم يجدوا لها تفسيرا. وكان تقويمهم يعتمد أساسا علي السنو القمرية التي لم تكن تتوافق مع الفصول المناخية. وكان قدماء المصريين منذ 3000 سنة ق.م. أمكنهمة الفيام بالرصد الفلكي وقياس الزمن وتحديده من خلال السنة والأشهر. وبنوا الأهرامات أضلاعها (وجوهها)متجهة للجهات الأربع الأصلية. ومن خلال هذا نجدهم قد حددوا الشمال الحقيقي. والفلك الفرعوني لم يتهموا به عكس بلاد الرافدين ولاسيما بالدورة القمرية. واهتموا بالشمس لأنها كانت ترمز للإله رع.

وكان فلكيو المايا يقومون بعمليات حسابية صعبة من بينها تحديد اليوم والإسبوع من التاريخ التقويمي لأي سنة منذ آلاف السنين في الماضي او المستقبل. وكانوا يستخدمون مقهوما للصفر رغم عدم وجود الحساب والكسور العشرية. وعرفت جضارة المايا الكتابة الرمزية (الهيروغليفية) كما عرفت التقويم عام 613ٌ.م. والسنة الماياوية 18 شهر كل شهر 20 يوم. وكان يضاف للسنة 5 أيام نسيء يمارس فيها الطقوس الدينية وعرفوا الحساب. وكان متطورا. فالوحدة نقطة والخمسة وحدات قضيب والعشرون هلال. وكانوا يتخذون اشكال الإنسان والحيوان كوحدات عددية. وكان الفلكيون القدماء لديهم قد لاحظوا حركات الشمس والقمر والكواكب. وصنعوا تقويمهم من خلال حساباتهم وملاحظاتهم الفلكية لهذه الأجرام السماوية. وكانت ملاحظات الفلكيين تتنبأ لتبشرهم بالأحداث والساعات السعيدة في كل أنشطتهم الحياتية, ولاسيما في الزراعة أو الحرب. وحسب الفلكيون سنة كوكب الزهرة 583,92 يوم (584 يوم). وكانت الأيام حسب الرقم 20 أساس الحساب الماياوي. وقد وجدت تواريخ منقوشة علي الحجر.

كون

الكون كلمة تدل على مجمل مساحة الفضاء التي تتواجد فيها الكائنات الحية و تدور بها الأجرام السماوية و تعيش بها النجوم المختلفة . و تختلف الآراء في تحديد طبيعة هذا الكون حسب الفلسفات و العقائد فالفلسفات القديمة لها تصور للكون و الوجود يخالف تصور الأديان و الفلسفات الحديثة تتبنى وجهات نظر أخرى لتفسير ظاهرة نشوء الكون و تطوره الى حد تشكيل علم جديد يطلق عليه ( علم الكون ) يتناول تطبيق اكتشافات الفيزياء الحديثة لمعرفة أصل و نشأة الكون و تاريخ تطوره .

--------------------------------------------------------------------------------

سنة ضوئية

سنة ضوئية وحدة قياس تستخدم للمسافات الكبيرة والبعيدة جداً كالمسافة بين الأرض والنجوم بالسنة الضوئية. وتعرف السنة الضوئية على أنها المسافة التي يقطعها الضوء في سنة واحدة.

تبلغ سرعة الضوء 300 ألف كيلومتر في الثانية وبهذه السرعة فان الضوء يقطع 18 مليون كيلومتر في الدقيقة وهذه تسمى الدقيقة الضوئية. تبلغ المسافة التي يقطعها الضوء في سنة واحدة 9,460,000,000,000 كيلومتر أي أنها تبلغ 9,46 تريليون كيلومتر أو 5,88 تريليون ميل.

كسوف الشمس




صورة التقطت لكسوف الشمس في زامبيا سنة 2001 بواسطة جون والكر


كسوف الشمس هي ظاهرة فلكية تحدث عندما يتراصف كل من الشمس،القمر والأرض على خط واحد مع كون القمر في الوسط. بالمشاهدة من الأرض يظهر القمر أمام الشمس مما يؤدي الى كسوف (حجب) كامل أو جزئي لضوء الشمس بواسطة القمر. ويبدو وكأن جزء من الشمس قد أخذ أو أن الشمس قد أختفت فجأة بشكل كلي.


أنواع الكسوف

كسوف جزئي: فقط جزء من الشمس والقمر يتادخلان
كسوف كلي: كل الشمس تكون مخفية بواسطة القمر (هذا يحدث لأن النسبة مابين الأرض والشمس وما بين الأرض والقمر هي نفس النسبة مابين حجم الشمس الى القمر، مما يجعل القمر يبدو في نفس حجم الشمس من الأرض)
كسوف بشكل خاتم أو كسوف سنوي: حلقة من الشمس مازالت تبدو حول القمر (هذا يحدث بسبب فشل ظل القمر للوصول الى الأرض في نقط معينة من المدار)
كسوف مركب: أنحناء الأرض يؤدي الى مشاهدة كسوف جزئي واحد سنوياً من بعض المناطق في الأرض ولكن يمكن مشاهدة كسوف الكلي من مناطق في الأرض تكون على طول مسار الكسوف والتي تكون أقرب الى القمر فيزيائياً. وهكذا تقطع ظل القمر، مناطق أخرى أبعد للقمر ، تسقظ في ظل القمر ويحدث فيها كسوف سنوي

كواكب الشمس
الكواكب التسعة بالمجموعة الشمسية

عطارد (Mercury) أقرب الكواكب للشمس. يظهر سريعا في سماء صباحه ويختفي سريعا في سماء مسائه. ولايري من الأرض لأنه يظهر لعدة أيام في السنة حيث لايشرق فوق الأفق. ولو سافرت لعطارد مثلا فإن وزنك لن يزيد عن وزنك علي الأرض. ليس هذا سببه مدة الرحلة التي ستقطعها فوق مركبة الفضاء ولكن لأن عطارد حجمه أقل من حجم الأرض. لهذا جاذبيته أقل من جاذبية الأرض. فلو كان وزنك فوق الأرض 70 كيلوجرام ففوق عطارد سيكون 27 كيلوجرام. ولقربه الشديد من الشمس فإن الشخص فوقه سيحترق ليموت. ولأنه يدور حول نفسه ببطء شديد فإنه يصبح بالليل باردا جدا لدرجة التجمد. وبسطحه ندبات وفوهات براكين ووديان. وعطارد ليس له أقمار تابعة له. وهو قريب جداً من الشمس لهذا جوه المحيط صغير جداً وقد بددته الرياح الشمسية التي تهب عليه وهذا يبين أن ثمة هواء لايوجد فوق هذا الكوكب الصغير. درجة حرارته العليا 465 درجة مئوية والصغري -184 وجوه به غازات الهيدروجين والهليوم.

الزهرة (Venus) مكان غير مستحب. به رياح شديدة ومرتفع الحرارة. وتقريبا كوكب الزهرة في مثل حجم الأرض لهذا يطلق عليه أخت الأرض حيث وزننا سيكون تقريبا مثل وزننا علي الأرض. فلو كان وزنك 70 كيلوجرام فسيكون هناك 63 كيلوجرام. وتغطيه سحابة كثيفة تخفي سطحه عن الرؤية وتحتفظ بكميات هائلة من حرارة الشمس. ويعتبر كوكب الزهرة أسخن كواكب المجموعة الشمسية. وهذا الكوكب يشبه الأرض في البراكين والزلازل البركانية النشطة و الجبال والوديان. والخلاف الأساسي بينهما أن جوه حار جدا لايسمح للحياة فوقه. كما أنه لايوجد له قمر تابع كما للأرض. متوسط حرارته 449 درجة مئوية وجوه به ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين.

الأرض (Earth) يطلق عليها بالإغريقية Geia. وتعنبر الأرض أكبر الكواكب الأرضية الأربعة في المجموعة الشمسبة الداخلية. وهي الكوكب الوحيد الذي يظهر به كسوف الشمس. ولها قمر واحد وفوقها حياة وماء. وتعتبر أرضنا واحة الحياة حتي الآن حيث تعيش وحيدة في الكون المهجور. وحرارة الأرض ومناخها وجوها المحيط وغيرهم قد جعلتنا نعيش فوقها. وللأرض قمر واحد يطلق عليه لونا (Luna). متوسط درجة حرارتها 7,2 درجة مئوية وجوها به أكسجين ونينروجين وآرجون.

المريخ (Mars) يطلق عليه الكوكب الأحمر. أقل من الأرض حجما. ولو كان وزنك فوقها 70 كيلوجرام يصبح وزنك فوق المريخ 27 كيلوجرام. وتدل الشواهد أن بالمريخ كان يوجد به أنهار وقنوات وبحيرات وحتي محيطات مائية. وتسرب مياه المريخ سببه أنها ظلت تتبخر بصفة دائمة. واليوم المياه الموجودة إما مياه متجمدة في قلنسوتي القطبين بكوكب المريخ أو تحت سطح أرضه. وللمريخ قمران هما ديموس وفوبوس. وبه جبال أعلي من جبال الأرض ووديان ممتدة. وبه أكبر بركان في المجموعة الشمسية يطلق عليه أوليمبس مونز. درجة حرارته العليا 36 درجة مئوية ودرجة حرارته الصغري -123 درجة مئوية وجوه المحيط به ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين والآرجون.

المشتري (Jupiter) أكبر الكواكب. فحجمه 1300 مرة حجم الأرض. و له 16 قمر. ويطلق عليه بالإغريقية زيوس ملك الآلهة. ولو كنت فوق المشتري فسيصبح وزنك ثقيلا جدا. لو كان وزنك فوق الأرض 70 كيلوجرام فسيكون فوق كوكب المشتري 185 كيلوجرام. وعلى سطحه تظهر بقعة حمراء كبيرة وهي عبارة عن عاصفة هوجاء عنيفة تهب منذ 300 سنة وتجتاح منطقة أكبر من مساحة الأرض. ويتميز سطح المريخ بأنه سائل مكونا محيطا سائلا من الماء والهيدروجين. وغلافه المحيط كلما إقترب من الكوكب زادت كثافته حتي يصبح جزءا من سطحه. لهذا لايعتبر للمريخ سطح يمكن طفو قارب فوقه. وللمريخ 28 قمر ومن أشهرها أوربا وإيو وجيناميد وطيبة وكاليستوومينس. والمريخ سريع الدوران حول نفسه. لهذا يتتابع ليله مع نهاره كل 10 ساعات. لهذا السبب فإن وسطه ممطوط وليس مستديرا. والكوكب يبدو قصيرا وسمينا وهذا أشبه بعمل شريحة من الفطير عندما يفردها بسرعة الفطاطري. متوسط حرارته –153 درجة مئوية وجوه من الهبدروجين والهيليوم والميثان.

زحل (Saturn) يري كوكب زحل من الأرض وحوله حلقات. كبيرة من الثلوج والتراب والأقمار الصغيرة. ولأن هذا الكوكب أكبر من الأرض فان وزنك لو كان 70 كيلوجلرام فوقها فإنه يصبح 82 كيلوجرام فوق زحل. ومنظر زحل جميل عندما يري من الأرض حيث تزينه حلقاته التي حوله والتي تسع 169800 ميل. والكوكب يشبه المريخ ولكنه أصغر منه. وتحت سحب غازي الميثان والهيليوم تصبح السماء سائلا حتي تصبح محيطا هائلا من السائل الكيماوي. وحول الكوكب 30 قمر يرافقه وهو أكبر عدد حول كوكب من كواكب المجموعة الشمسية. وأشهر هذه الأقمار بان وأطلس وبروميسيس وباندورا وإبيسيس وجانوس وميماس. وحول زحل عدة مئات من الحلقات وليس هو الوحيد حوله هذه الحلقات. فتوجد أيضا حول المشتري واورانوس ونيتون. متوسط درجة حراته –184 درجة مئوية وجوه مكون من الهيدروجين والهليوم والميثان.

أورانوس (Uranus) كوكب عملاق يتكون من الغاز. حوله حلقات خافتة. لم يكتشف بعد. الوحيد الذي يميل علي جانبه وليس معتدلا. وكلمة أورانوس في الإغريقية معناها ملك السموات أو ملك الآلهة وزوج الأرض حتي خلعه إبنه زحل (ساترن). ولو سافرنا في صاروخ فإنه يستغرق سنوات للوصول لكوكب زحل. ولأن أورانوس أكبر من الأرض فلو كان وزنك فوق الأرض 70 كيلوجرام ففوق زحل سيصبح وزنك 82 كيلوجرام. ويعتبر كوكب زحل كوكبا شاذا ومختلفا عن بقية كواكب ومعظم أقمار المجموعة الشمسية. لأنه يدور مغزليا على جانبه. وقد يكون به محيط ماء تحت سحبه. وقلبه كبير وصخري. ولوجود ضغط عليه يرجح وجود تريوليونات من كتل ماس كبيرة. ويشبه زحل الكوكب نبتون. وله 21 قمر خمسة منها كبيرة. وأهمها كورديلا وأوفيليا وبيانكا وكريسيدا وبورتيا وبليندا وتيتانيا وغيرها. درجة حرارته العليا –184 درجة مئوية وجوه به هيدروجين وهيليوم وميثان.

نبتون (Neptune) نبتون معناها بالإغريقية إله الماء. ويطلق عليه الكوكب الأزرق. ولو كان وزنك فوق الأرض 70 كيلوجرام يصبح فوق نبتون 84 كيلوجرام. ويجتاح نبتون عاصفة هوجاء أشبه بالعاصفة التي تجتاح كوكب المشتري ويطلق علي عاصفة نبتون البقعة المظلمة العظمي. ولايعرف منذ متي نشبت لأنها بعيدة ولاتري من الأرض. وقد إكتشفتها مؤخرا المسابر الفضائية الإستكشافية. وحول نبتون ست حلقات تدور حوله. له أقمار أهمها تريتون الذي تنبعث فوقه حرارة. وحتي الآن أمكن التعرف علي 8 أقمار تابعة له وأشهرها قمر كاليبان وسيكوراكس ويروسبير وستيبوس وغيره. ويظن العلماء أنه يوجد تحت سحب نبتون محيط من الماء أشبه بمحيط أورانوس. متوسط حرارته –223 درجة مئوية وجوه مكون من الهيدروجين والهيليوم والميثان.

بلوتو (Pluto) أبعد الكواكب من الشمس لدرجة لاترى من فوقه. له قمر شارون وحجمه كحجم بلوتو تقريبا وهو قمره الوحيد. وكان الرومان يعتقدون أن الإله بلوتو هو إله العالم السفلي. ولو كنت إفتراضا فوق بلوتو ووزنك فوق الأرض 70 كيلوجرام فسيصبح وزنك 4 كيلوجرام. وبلوتو حجمه يصغر عن أحجام سبعة أقمار في المجموعة الشمسية. ومن شدة صغره كثير من علماء الفلك لا يعتبرونه من الكواكب بل البعض حاولوا إعتباره مذنب . وبلوتو الكوكب الوحيد الذي لم تزره مركبة فضائية لبعده. لهذا المعلومات عنه ضبابية وقليلة نسبيا. ولا توجد له صور واضحة المعالم كبقية الكواكب. ولا سبيل أمام العلماء سوى التخمينات حوله وتخيله أو تصويره عن بعد. متوسط درجة حرارته –234 درحة مئوية، وجوه مكون من الميثان والنيتروجين.


مصدر
كتاب رحلة في الكون والحياة لأحمد محمد عوف


ليل (فترة زمنية)

هو الفترة الزمنية بين غروب الشمس وشروقها. يعتمد طول الليل على كل من العرض الجغرافي مكان الرصد وفصول السنة. فعلى خط الاستواء، يستمر الليل 12 ساعة. أما في الأماكن الأخرى فيطول عن ذلك أو يقصر حسب فصول السنة، ويبلغ 12 ساعة فقط عند الاعتدالين. وأطول ليل بالنسبة للعروض الشمالية يكون في وقت الانقلاب الشتوي، حوالي 21 ديسمبر، وأقصر ليل في الانقلاب الصيفي، حوالي 21 يونيو، والعكس للعروض الجنوبية.

مادة مظلمة

أحد يعرف مما تتكون المادة المظلمة. عكس مانعرفه عن المادة العادية التي نراها من حولنا . فنجدها ذرات تتكون من بروتونات والكترونات ونيترونات . وقد يتبادر لأذهاننا تساؤل ملح حول الفرق مابين الطاقة المظلمة والمادة المظلمة .وهل هما طاقة مادة مظلمة , و يعتبران نفس الشيء ؟.حيقة الطاقة المظلمة تبدو أنها تعتمد علي سطوع ضوء المستعرات العظمي البعيدة جدا التي تشير إلي القوة الغامضة التي تظهر لنا أن الكون يتمدد ولاسيما أن الإكتشافات الجديدة قد أمدت علماء الفلك بأدلة جيدة من بينها , أن ثمة قوة تتجه باتجاه خارج المنظومة الكونية اطلق عليها الثابت الكوني أو الطاقة المظلمة .فالمعلومات حول دوران المجرات بين لنا أن الأجزاء الخارجية من الكون تدور بسرعة دوران الأجزاء الداخلية به . وهذه المعطيات الفيزيائية بان ثمة إحساس طاغ بانه يوجد توزيع كروي للمادة في كل مجرة بحيث لانراها . وهذا يشير إلي وجود مادة مظلة فيها ز قد تكون جسيمات غريبة أو نجومهائبة العدد و متناهية الصغرلدرجة لايمكن إشتعالها . وبعيدا عن الجدل حول هذه المادة المظلمة التي لم يهتد العلماء لكنهها . غل أنه يمكن قياسها برصد ابعاد المستعرات العظمي البعيدة والخلفية الكونية الميكروويفية(background microwave Cosmic).وهذا ماتم القيام به مؤخرا حيث أظهرت القياسات وجود الطاقة والمادة المظلمتين .فالطاقة المظلمة أصبحت حقيقة لايمكن لأحد تفسيرها , لكن العلماء يعرفون تأثيرها . لكن رغم هذه الفرضيات يظل السؤال حول هذه المادة الغير منظورة والغامضة لايجد جوابا شافيا للعلماء ولاسيما وأنها موجودة في كل مكان بالكون . لكنهم لم يستطيعوا فهمها حتي الآن . إلا أن المستعر الأعظم الذي توهج متفجرا بين أن ثمة قوة غامضة بالكون تعمل ضد جذب الجاذبية مما جعل المجرات تطير بعيدا عن بعضها بسرعة هائلة في الفضاء .

نجم



المعنى الشائع كل جسم سماوي غير القمر يرى في السماء أثناء الليل، ويشمل ذلك أيضا (النجوم الجوالة)، أي الكواكب (التي لا تشع بذاتها)؛ أما في الفلك فيدل النجم على كرة غازية مضيئة وذات درجة حرارة عالية. وتسمى النجوم أيضا في المعنى الفلكي بالنجوم الثوابت، لأنه افترض في القدم أنها كواكب ثابتة في السماء على النقيض من "النجوم الجوالة".

والشمس تعتبر نجماً كذلك,إن النجوم مختلفة الأحجام والكتل ,ففي الكون توجد نجوم أصغر من الشمس وأخرى أكبر بكثير,وما شمسنا إلا نجم من بين البلايين من النجوم في المجرة والكون بكامله. مراحل وتطورات النجوم: إن النجوم تمر بمراحل لتضمحل أو تنفجر,نعلم بأن على سطح الشمس الغلاف الغازي مشكل من حوالي70بالمئة هيدروجين و30بالمئة هليوم,وأما في الباطن فالعكس ملحوظ حيث نجد النسب معكوسة , وقد إفترض العلماء أن الهيدروجين بالباطن يتعرض لضفط عال جدا يسبب إنفصال الإلكترونات عن النواة مما يجعل الهيدروجين مكونا من نواة فقط , وتتحول نواة الهيدروجين إلى نواة هليوم بما يسمى بcombution وتنقل الطاقة الناتجة عن التحويل إلى السطح بطريقتين إحداهما تدوم ملايين من السنوات والأخرى أسرع منها ,وإن الطاقة الناتجة عن التحويل هو مورد الطاقة الشمسية العظيمة.تواصل الشمس في استهلاك الهيدروجين إلا أن يكمل المخزون علما ان الباطن يعتمد على مخزون السطح في العملية,فبإنعدام المخزون تبدأ الشمس بالتمدد خاضعة تحت سيطرة جاذبيتها وتكبر حتى تحرق عطارد والزهرة والأرض حتى تصل المريخ ثم تصبح بيضاء وتتدرج ضوئها إلى أن تخمد وتضمحل إلى الأبد,هذا قول العلماء لكن كل نجم أصغر أو بمثل الشمس له نفس التطورات إلا أن النجوم العضيمة تنفجر بما يسمى supernova وتختلف نواتج الإنفجار فربما يبقى النجم وربما تتشكل فجوة سوداء أو يتشكل نجم اخر جديد.



نجم ثابت

تبعا لآراء الأقدمين، فإن النجم الثابت هو جرم سماوي يظهر ثابنا في مكانه على الكرة السماوية بصرف النظر عن حركته اليومية، وذلك بخلاف النجوم الجوالة (الكواكب). وفي الحقيقة، يتغير مكان النجوم الثوابت أيضا على الكرة السماوية بالنسبة لبعضها ولكن ببطئ، الأمر الذي يتضح عند رصدها لفترة طويلة. ويرى الفلك الحديث الفرق بين النجوم الثوابت والنجوم الجوالة (الكواكب) في التركيب الطيفي لكل منها. فبينما تنتج من النجوم الثوابت طاقة ذاتية تنبعث من داخلها وتشعها إلى الخارج، نجد أن النجوم الجوالة تعكس الضوء الذي يصلها من الشمس، التي هي بالطبع نجم ثابت. وعلى هذا، فإن النجوم الثوابت أجرام سماوية ذات اشعاع ذاتي، ويستخدم هذه الأيام مصطلح نجم بدلا من مصطلح نجم ثابت



نجم جوال

النجوم الجوالة هو الاسم القديم للكواكب، التي تري من الأرض متجولة بين النجوم الثوابت. وقد شمل ذلك قديما كل من الشمس والقمر والكواكب.


نظام شمسي

يتكون النظام الشمسي من الشمس وكل مايدور حولها من أجسام، بما في ذلك الكواكب،الأقمار،النيازك والمذنبات. الأرض الكوكب الذي نعيش فيه هو ثالث الكواكب بعداً عن الشمس. يعتبر النظام الشمسي أحد أنظمة الكواكب وهي أنظمة تحتوي على نجوم تدور حولها كواكب وأجسام أخرى.



أجسام النظام الشمسي

هناك العديد من الأجسام التي توجد في النظام الشمسي وتصنف الى عدة تصنيفات مختلفة، بعض تلك التصنيفات أقل وضوحاً من غيرها، الأجسام حسب تصنيف الموسوعة:

نجمة واحدة: وهي الشمس. الشمس هي واحدة من أكثر من 200 مليار نجمة في مجرتنا درب التبانة، وتحتل الشمس مركز نظامنا الشمسي، وتكون 99.86% من كتلته.
الكواكب: وهم تسعة، وهي على التوالي حسب بعدها عن الشمس: عطارد - الزهرة - الأرض - المريخ - المشتري - زحل - أورانوس - نبتون - وبلوتو.
الأقمار: الأقمار أو التوابع الطبيعية هي أجسام أصغر من الكواكب وتدور حولها.
الأقمار الصناعية: وهي أجسام صغيرة صنعها وأطلقها الأنسان وتدور حول الكواكب وخصوصاً الأرض.
مخلفات فضائية صناعية، وهي بقايا أو حطام أقمار صناعية ومركبات ومحطات فصائية من صنع البشر ،وهذة موجودة عادة حول الأرض.
غبار و جسيمات صغيرة أخرى تدور في مدار الكواكب.
الكويكبات: وهي الأجسام التي تكونت منها الكواكب، وهي عبارة عن أجسام أصغر من حجم الكوكب تكونت في بداية النظام الشمسي وهي غير موجودة الآن. يستخدم المصطلح أحياناً للأشارة للنيازك والمذنبات أو الجسيمات التي قطرها أقل من 10كم
النيازك: ملايين من الأجسام الصخرية مختلفة الأشكال والأحجام تدور في مدار حول الشمس بين مداري المريخ والمشتري،وتتواجد على طول مدارها وبذلك تشكل ما يشبه الحزام ولهذا سمي هذا المدار بحزام الكويكبات.
المذنبات: وهي أجسام تدور حول الشمس في مدارات مستطيلة الشكل يصل بعضها إلى ما بعد حدود نظامنا الشمسي وعند اقتراب أحدها من الشمس يتبخر الجليد الذي يكسوه مخلفا سحابة على شكل ذنب.
يكون المشتري أكبر كتلة بعد الشمس في النظام الشمسي ويشكل 0.1% من كتلته.



مدار النظام الشمسي في المجرة

النظام الشمسي هو جزء من مجرتنا مجرة درب التبانة، وهي مجرة حلزونية تحتوي على 200 بليون نجم.



الكواكب الداخلية والكواكب الخارجية

تنقسم كواكب مجموعتنا الشمسية إلى قسمين يفصل بينهما حزام الكويكبات:

الكواكب الداخلية: وهي أربعة: عطارد، الزهرة، الأرض، والمريخ.
تتسم هذه الكواكب بقربها من الشمس وتركيبتها الصخرية وبصغر حجمها النسبي حيث أن قطر الأرض وهر أكبر كواكب هذا القسم يبلغ 12756 كلم فقط، كما يتميز هذا القسم بكونه يضم الكوكب الوحيد المعروف حتى الآن الذي به حياة وهو كوكبنا الأرض. بالإضافة إلى قلة أقماره (3 أقمار) واحد للأرض وللمريخ اثنان وليس لعطارد والزهرة أقمار.

- الكواكب الخارجية: وهي الخمسة كواكب الباقية وهي: المشتري، زحل، أورانوس، نبتون، وبلوتو.

باستثناء بلوتو وهو أصغر كواكب المنظومة الشمسية على الإطلاق، فإن هذا القسم يتميز بالكواكب الأربعة الباقية من حيث كونها (غازية) التكوين وضخمة الحجم: فنبتون وهو أصغر هذه الكواكب الأربعة يفوق قطره قطر الأرض بحوالي أربع مرات أي أن قطره يفوق قطر كل كواكب القسم الداخلي مجتمعة بمرة ونصف. كما تتميز بكثرة الأقمار: 8 لنبتون و 16 للمشتري ولزحل 18 وأورانوس 20 قمرا. وتمتلك هذه الكواكب الأربعة كلها حلقات تدور حولها مع أن الشائع هو أن لزحل فقط حلقات وذلك راجع إلى صغر حجم حلقات الكواكب الأخرى.

هذا جدول تصف الكواكب (كل الأرقام حسب حال الأرض):

اسم الكوكب قطره وزنه بعده عن الشمس طول سنته طول يومه
عطارد 0.382 0.06 0.38 0.241 58.6
الزهرة 0.949 0.82 0.72 0.615 -243
الأرض 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00
المريخ 0.53 0.11 1.52 1.88 1.03
المشتري 11.2 318 5.20 11.86 0.414
زحل 9.41 95 9.54 29.46 0.426
اورانوس 3.98 14.6 19.22 84.01 0.718
نبتون 3.81 17.2 30.06 164.79 0.671
بلوتو (أي بلوتون) 0.24 0.0017 39.5 248.5 6.5

ولكل من الكواكب التسعة اقمار إلا عطارد والزهرة. في النظام الشمسي أيضا ما يسما حزام كويبر (ومنها كواوار) وسحابة اورت خارج بلوتو وهي كويكبات جليدية ومنها سيدنا.

المنظومة الشمسية

كان يطلق الإغريق علي الشمس helios .والرومان كانوا يطلقون عليها sol . وكان بداية تكوين المنظومة الشمسية solar system منذ 4.6 بليون سنة كسحابة غازية دوارة . ومع الوقت بردت السحابة وتجمعت معا لتكون أجساما كبيرة مكونة الكواكب الأولية وما تبقي من مواد تكونت المذنبات والأجسام الفضائية التي تتجول في صمت بين المجموعة الشمسية. وبالصدفة بعد 100 مليون سنة سخنت كرة الغاز وسط السحابة بشدة وانفجرت إنفجارا نوويا شديدا لتتولدالشمس كنجم أشبه بأي نجم له سيرة حياة نهايتها الموت. وتعتبر الشمس نجم من بلايين بلايين النجوم في الكون . وكل مايحتويه جسمك من كيماويات إبتداء من الكالسيوم في عظامك حتي الزنك في شعرك قد تكونت في قلوب النجوم المستعرة طوال 12 بليون سنة . والضوء يقطع بلايين السنين ليصلنا من النجوم للأرض. و ليعطينا مؤشرا عن حجم النجم ووزنه ومكوناته الكيماوية وعمره من خلال هذا الضوء النجمي الوافد.

و لأقدمون لاحظوا حركات الكواكب التي كانت تري من فوق كوكب الأرض بالليل . وهذه الكواكب بخلاف الشمس وغيرها من النجوم لاينبعث منها الضوء مباشرة لأنها تسطع حيث تعكس كالمرايا ضوء الشمس . و تعتبر الشمس نجما في مركز المجموعة الشمسية يدور حولها كل الكواكب. وسطح هذه الكرة النارية المتوهجة علي الدوام درجة حرارتها 5500درجة مئوية وقلبها يصل درجة حرارته 15,6مليون درجة مئوية .والشمس حجمها كبير أكبر من حجم الأرض لدرجة يمكنها أن تستوعب أكثر من مليون أرض بداخلها. وهي تدور حول نفسها دورانا مغزليا حول محور مركزي كما يحدث في الكواكب من حولها . لكن هذا الدوران ليس بالسهولة أو الإنسيابية التي تدور بها الأرض حول نفسها. وتقع أنشطة البقع الشمسية فوق الشمس عندما تتقاطع غازاتها معا أثناء دورانها معها. والشمس دورانها ليس دورانا إنسيابيا كدوران الأرض .

لأن الشمس ليست كتلة صلبة . لهذا غازات القطبين الشمسين تدور بسرعات متفاوتة بالنسبة للغازات حول خط الإستواء. مما يجعل الحقول المغناطيسية بهما تنحرف, وهذا يسبب إنحرافات مغناطيسية تظهر كبقع شمسية داكنة فوق سطح الشمس . وهذا التعقيد في الحقل المغناطيسي شديد بدرجة تجعله ينكمش ويجعل القطبين الشمالي والجنوبي يتبادلان مكانيهما . وتتكرر هذه العملية بصفة مستمرة . ويطلق عليها دورة الشمس Solar cycle. والدورة الكاملة تستغرق 22سنة. والسفر للشمس مستحيل مهما كانت شدة تحمل المركبات للحرارة العالية . وعدم إستطاعة الوصول إليها ليس بسبب شدة الحرارة فقط ولكن الرياح الشمسية حولها شديدة جدا لدرجة تغير من مسار أي مركبة تقترب من الشمس لشدة هذه الرياح .والشمس لشدة جاذبيتها جعلت الكواكب في مكانها تدور حول مركز الشمس .

المجموعة الشمسية

و تتكون المجموعة الشمسية من الشمس النجم الوحيد في مجموعتنا الشمسية ويدور حولها 9 كواكب حيث يدور حولها أكثر من 100 قمر و عدد لاحصر له من الأجسام الصغيرة كالكويبات والمذنبات . وتوجد جميعها في الوسط بين الكواكب الذي نطلق عليه تجاوزا الفضاء مكونة المنظومة الشمسية .

يمكن تقسيم المجموعة الشمسية الى قسمين :

1- قسم داخلي يحتوي علي الشمس وكواكب عطارد والزهرة والأرض وقمرها والمريخ . 2- قسم خارجي يحتوي علي الكواكب الخارجية المشتري وزحل وأورانوس ونبتون وبلوتو. وبصفة عامة محيطات دوران هذه الكواكب حول الشمس بيضاوية تقريبا ماعدا زحل وبلوتو فمحيطاهما تقريبا دائريا . لكن كل المحيطات التي تدور فيها الكواكب حول الشمس كلها في مستوي واحد. ويطلق عليها دائرة البروج ecliptic .ماعدا كوكب بلوتو فهو ينحرف قليلا عن هذا المستوي . وكل هذه الكواكب تدور في إتجاه واحد بإتجاه عكس عقارب الساعة .

وهناك المذنبات asteroids وهي عبارة عن أجسام صخرية صغيرة داخل النظام الشمسي وتدور حول الشمس ولاسيما مابين كوكبي المريخ والمشتري وفي أماكن أخري وحول الشمس ذاتها . والكويكبات (تصغير كلمة كوكب) وهي عبارة عن أجسام جليدية تأتي من خارج المجموعة الشمسية أو تخرج منها . ومداراتها طوبلة جدا ومنتشرة بطريقةغير منظمة و مبعثرة داخلها .وبعض الكويكبات تنتهي بالفشل بحيث لايمكن تفرقتها عن المذنبات .

وهناك الأقمارالتابعة للكواكب التي تدور حول كوكبها الخاص بها كما يفعل قمر الأرض. ومحيط دورانها في مستوي دوران الكواكب وأحجامها مختلفة .وهناك أقمار عديدة أكبر من كوكب بلوتو. و قمران أكبر من كوكب عطارد . وهناك أقمار تصطاد المذنبات التي تحدث بها فوهات وندوب وحفر . ولأن الأرض تابعها قمر واحد وكوكب بلوتو يتبعه كوكب شارون الوحيد . لهذا يطاق علي كوكبي الأرض وبلوتو كواكب مزدوجة .



تاريخ رصد المجموعة الشمسية

كان الفلكيون القدماء مشغولين بمحيط الفضاء منذ آلاف السنين. فلاحظوا نقطا مضيئة تتجول بين النجوم في السماء فأطلقوا عليها الكواكب السيارة . وأطلقوا عليها أسماء رومانية هي :

Jupiter(المشتري) ومعناه ملك الآلهة .
Mars( المريخ) ومعناه إله الحرب .
Mercury(عطارد) ومعناه بالرومانية رسول الآلهة .
Venus(الزهرة ) ومعناها بالرومانية إله الحب والجمال .
Saturn (زحل) ومعناه أبو جوبتر وإله الزراعة .
وقد لاحظ الفلكيون القدماء الكويكبات و الشهب التي لها ذيل متوهج وهي تتهاوي . وأطلق عليها العرب النجمة أم ذيل .

وكان القدماء يعتقدون أن الأرض مركز الكون. وكل النجوم بما فيها الشمس تدور حولها . لكن كوبرنيق في القرن 16 أثبت بما لايدع مجالا للشك أن الأرض والكواكب في مجموعتنا الشمسية تدور في محيطاتها حول الشمس . ولم يصدقه علماء الفلك حتي جاء نيوتن ووضع قوانين الحركة .وقد تبدو الأرض لنا أنها مكان جميل وكبير . بينما كوكب المشتري أثقل منها 317 مرة و كوكب زحل يكبرها وزنا 95مرة . ورغم كبر هذه الكواكب نجد الشمس تضم وحدها 99,98%من كتلة المجموعة الشمسية لشدة جاذبيتها . والشمس تكبر عن الأرض حوالي 109 مرة في الحجم . وبعد إختراع التلسكوب (المقراب) أكتشفت ثلاثة كواكب في المجموعة الشمسية . هي كوكب أورانوس (عام 1781) وكوكب نبتون (عام 1864) وكوكب بلوتو (عام 1930) . كما إكتشفت آلاف من الأجسام الصغيرة الحجم كالمذنبات والكويكبات .

الكواكب القريبة من الشمس

ويطلق علي الأربعة كواكب القريبة من الشمس ( عطارد والزهرة والأرض والمريخ ) كواكب أرضية . لأن لها صخور علي سطحها وهذه الكواكب الأربعة الصخرية والتي يطلق عليها الكواكب الأربعة الأرضية صغيرة نسبيا وهي مكونة من نفس المواد الموجودة فوق الأرض. والأربعة كواكب فيما وراء مدار المريخ وهي المشتري وزحل وأورانوس ونبتون يطلق عليها الكواكب العملاقة الغازية لأنها كواكب غازية ولا يوجد فوقها أرض لنقف فوقها. وتصنف الكواكب أيضا حسب خواصها الطبيعية . فالكواكب الأربعة الأرضية عطارد والزهرة والأرض والمريخ يطلق عليها الكواكب الشبيهة بالأرض أو الكواكب الداخلية لأن مداراتها داخل مدار الأرض حول الشمس .وهي ثقيلة وصغيرة الحجم وصخرية القشرة وجامدة وفي قلبها مصهورات معدنية ماعدا عطارد فجوه غازي يتسرب منه العناصر الخفيفة لقلة قوة جاذبيته . عكس الكواكب العملاقة الغازية التي تقع وراء مدار الأرض والتي يطلق عليها الكواكب المشترية Jovian planets .كلها أحجامهاوكتلاتها كبيرة لكن كثافتها قليلة ويعتبر المشتري أثقل الكواكب مجتمعة .: فكتلته أثقل من الأرض 318مرة وحجمه أكبر من حجمها 1300مرة مما جعل كثافته أقل وتعادل ربع كثافة الأرض . وزحل كتلته تعادل 95مرة وزن الأرض وكثافته أقل من كثافة الماء التي تعادل 1 جم/ سم3. فالكواكب المشترية الغازية العملاقة جوها كثيف ويتكون من الهيدروجين ومركباته والهيليوم. وتتكون هذه الكواكب من غازات وسوائل وليس فيها ماء . ولها حلقات حولها وأقمار عديدة . وهذه الحلقات مكونة من غازات الهدروجين والهيليوم وجليد ماء وأمونيا وميثان وأول أكسيد الكربون . وكوكب بلوتونجده يوجد علي حافة المنظومة الشمسية. و يعتبره الكثيرون مذنبا كبيرا وليس كوكبا . لأن مكوناته أشبه بمكونات المذنب الذي يتكون عادة من جليد وصخور لكن مداره يختلف تماما عن مدارات المذنبات وبقية الكواكب . وأبعد الكوا كب التسعة كوكب بلوتو وهو أصغرهم لكنه مغط بالجليد الصلب بنسبة أكبر من الكواكب الأرضية الأربعة.

كما أن هذه الكواكب الأرضية يطلق عليها الكواكب السفلي أو الكواكب الداخلية لأن مداراتها تقع بين الأرض والشمس والكواكب العملاقة الغازية يطلق عليها الكواكب العليا لأن مداراتها خلف مدار الأرض .والكواكب الأرضبة الأربعة عطارد والزهرة والأرض والمريخ تشبه الأرض في أحجامها ومكوناتها الكيماوية وكثافتها . لكن فترة دورانها حول نفسها متراوحة. فبينما نجد المريخ والأرض يدوركل منهما حول نفسه دورة كاملة كل 24ساعة نجد الزهرة تدور حول نفسها في 249 يوم.



الكواكب البعيدة العملاقة

والكواكب العملاقة الغازية كالمشتري وزحل وأورانوس ونبتون نجدها أكبر حجما من الكواكب الأرضية وغلافها الجوي سميك وغازي. وكثافتها أقل ومدة دورانها حول نفسها تتراوح مابين 10ساعات للمشتري و15ساعة لنبتون . وهذا الدوران السريع يتسبب في تفلطح القطبين بنسبة 2% -10%مما يجعل الكوكب بيضاويا .

و تقريبا كل كوكب وبعض الأقمار لها جو محيط بها. فكوكب الأرض جوها المحيط بها يتكون أساسا من الأكسجين والنيتروجين وثاني أكسيد الكربون. وكوكب الزهرة جوه به نسبة عاليةوكثيفة من غاز ثاني أكسيد الكربون وآثار من الغاز السام ثاني أكسيد الكبريت مما يصعب الحياة به . بينما جو كوكب المريخ به غاز ثاني أكسيد الكربون بنسبة قليلة .لكن كواكب زحل وأورانس ونبتون بها نسبة عالية من غازي الهيدروجين والهليوم . وعندما يقترب كوكب بلوتو من الشمس يترقرق جوه وعندما يبتعد عنها في مداره يتجمد وينكمش ويسلك كالمذنب . ولو زرت كوكبا من الكواكب التسعة سيختلف عمرك ووزنك فوقه . لأن لكل كوكب جاذبيته الخاصة وسنينه وأيامه التي تختلف مدتها من كوكب لآخر . كما أنه يختلف في ضغطه الجوي وطول مداره حول الشمس وجاذبيته وحرارته ومكونات جوه وكثافته .



أقمار المجموعة الشمسية

ويوجد أكثر من 100 قمر تدور حول كواكبهاالمختلفة في مجموعتنا الشمسية وهي تتراوح في حجمها بين أجسام أكبر من قمرنا إلي أجسام صغيرة . وكثير من هذه الأقمار قد إكتشفتها المركبات الكوكبية الفضائية وصورتها. وبعضها لها جو محيط كقمر تيتان حول زحل. وأخري جوها عبارة عن مجالات مغناطيسية كقمر جينميد حول كوكب المشتري. ويعتبر من أكثر الأقمار نشاطا بركانيا في المجموعة الشمسية. و سطح القمر أوربا حول كوكب المشتري متجمد بينما قمره جينميد يشهد كما يبدو في الصور حركة في الصفائح الجليدية بسطحه . وبعض الأقمار الكوكبية عبارة عن مذنبات أسرتها جاذبية الكوكب نفسه واعتبرت أقمارا تابعة لكواكبها كقمري فوبوس وديموس حول المريخ و أقمار حول كوكب المشتري وقمر فوب حول كوكب زحل وأقمار كوكب أورانوس الجديدة وقمر كوكب نبتون نيريد . .

فمنذ عام 1610 وحتي عام 1977 كان يظن أن كوكب زحل هو الكوكب الوحبد الذي له حلقات حوله . لكن حاليا نعرف أن الكواكب المشتري وأورانوس ونبتون لها نظام حلقي رغم أن كوكب زحل أكبر هذه الكواكب الحلقية . ومكونات هذه الحلقات تختلف أجسامها في الحجم من الغبار والصخور والقطع الثلجية . ومعظم الكواكب لها مجالات مغناطيسية تمتد في الفضاء حول كل كوكب وهذه المجالات تدور مع دوران الكوكب نفسه لتكنس معها الجسيمات المشحونة حوله . والشمس لها أيضا مجالها المغناطيسي حولها والذي يجذب كل المجموعة الشمسية بداخله .

لماذا تدور الكواكب والنجوم ؟

حقيقة الكواكب والنجوم تتكون من تجمعات مكثفة ومنكمشة من سجب هائلة من الغازات والغبار بين النجوم . وهذه المواد في هذه السحب في حركة دائمة حتي السحب نفسها في حركة لتدور فيتجمع جاذبية المجرة . ونتيجة لهذه الحركة تبدو السحابة عندما نراها من نقطة قرب مركزها وهي تسير ببطء. وهذا الدوران يمكن وصفه بأنه عزم زاوي angular momentum وهو مقياس ثابت لحركة هذه الأجسام الفضائية ولا يتغير . وهذا الثبات في العزم الزاوي يشرح لنا كبف أن الراقصين علي الجليد يدورون بحركةسربعة مغزلية فوقه عندما يضم الراقص ذراعيه ليكونا علي مقربة من محور حركة دوران الجسم وكلما إقترب الذراعان زادت السرعة مع الإحتفاظ بشدة العزم الزاوي . وعندما يبسط الراقص ذراعيه تقل السرعة كنتيجة نهائية للحركة المغزلية . وهذا نجده واضحا في لعبة (دوخيني يالمونة ) التي يلعبها الأطفال . وهذا الدوران المغزلي لسحابة داخل مجموعة نجمية يجعلها تتقلص علي ذاتها وتحمل معها جزءا من العزم الزاوي الأصلي . وهذه السحب الدوارة تنبسط مكونة أقراصا تتجمع أجسامها وتتكثف لتكون النجوم والكواكب الدوارة . , لاشك أن لكل كوكب سنته ويومه . واليوم يحدد مدته الفترة التي يدور فيها الكوكب حول نفسه . فالأرض تدور حول نفسها مرة كل 24ساعة حتي هذا اليوم . فويمها يعادل 24 ساعة . والسنة لكل كوكب تعادل عدد الأيام التي يدور فيها الكوكب دورة كاملة في مداره حول الشمس . لهذا الأرض سنتها تعادل 365يوما وربع يوم .

لماذا مدارت الكواكب حول الشمس منتظمة ؟. ولماذا تقع في نفس المستوي ؟ . ولماذا تدور في نفس الإتجاه في مدارات تقريبا دائرية ؟ كل هذا سببه قوة جاذبية الشمس وهي القوة السائدة في المجموعة الشمسية .وتعتبرال astronomical unit (AU)هي الوحدة الفلكية التي يقاس بها المسافة بين الكوكب والشمس. والوحدة الفلكية الواحدة(1AU) هي متوسط المسافة بين الأرض والشمس . فبينما كوكب عطارد يبعد عن الشمس 0.39 AU نجد كوكب بلوتو يبعد عنها39 AU . لهذا نجد سنة عطارد تعادل 88 يوما أرضيا لقربها من الشمس وسنة كوكب بلوتو تعادل248 يوما أرضيا يدوران فيها دورة كاملة حول الشمس . وبينما نجد الأرض تدور في محورها حول نفسها دورة كاملة كل 24ساعة نجد كوكب المشتري يدور حول نفسه في أقل من 10ساعات أرضية بينما كوكب الزهرة يدور حول نفسه مرة كل 243يوما أرضياحيث يدور من الشرق للغرب .

نظرية الإنفجار العظيم

تقول النظرية بأن الكون بدأ تكونه بانفجار عظيم لكتلة ضخمة من المادة ذات كثافة هائلة قبل حوالي 13.7 بليون سنة ، والفكرة الاساسية وراء هذه النظرية ان المجرات تتباعد مع مرور الوقت ، وذلك يعني انه لو تخيلنا الرجوع بالزمن لتجمعت المجرات في نقطة واحدة.

النجمة

النَّجمة كرة ضخمة من غاز متوهج في السماء. وتُعتبر الشمس نجمًا، بل هي النجم الوحيد القريب للأرض بالقدر الكافي لتبدو ككرة. والبلايين الأخرى من النجوم بعيدة جداً، لدرجة أنها تظهر في حجم رأس دبوس من الضوء حتى من خلال أقوى التلسكوبات.

يوجد هناك مايزيد على 200 بليون بليون (200,000,000,000,000,000,000) من النجوم، ولو افترضنا أن كل شخص في العالم عليه أن يعد النجوم، فإن كل واحد يستطيع أن يعد مايزيد على 50 بليونًا من النجوم دون أن يعد أحدها مرتين.

فالنجوم بالرغم من مظهرها، أجرام ضخمة. فالشمس ليست إلا نجمًا متوسط الحجم، لكن قطرها يزيد 100 مرة على قطر الأرض. وأضخم النجوم يزيد على ما يملأ الفراغ بين الأرض والشمس. ومثل هذه النجوم يكون قطرها حوالي 1,000 مرة قدر قطر الشمس. وأصغر النجوم تكون أصغر من الأرض.


نجوم الثريا تظهر داخل المستطيل، وتبدو مجموعة قريبًا بعضها من بعض. اليونانيون القدماء سموا هذه النجوم الأخوات السبع من قصة قديمة. الناظر إلى السماء بدون تلسكوب يستطيع بسهولة رؤية ألمع ستة نجوم من الثريا.
ولانستطيع تخيل حجم بعض النجوم، لكن حتى النجوم الكبيرة تبدو نقطًا صغيرة لأنها بعيدة جداً. وأقرب نجم ـ غير الشمس ـ يبعد أكثر من 40 مليون مليون كيلومتر عن الأرض. وتستغرق أسرع الطائرات النفاثة مليونا من السنوات لتصل إلى أقرب نجم. لكن حتى هذه المسافة الكبيرة ماهي إلا واحد من بليون من المسافة إلى أبعد نجم.

والنجوم تختلف اختلافاً كثيرًا في لونها ولمعانها، لأنها تختلف في درجة حرارتها وحجمها. وتبدو بعض النجوم صفراء مثل الشمس. وبعضها الآخر يومض وميضا أزرقَ أو أحمر. والنجوم التي نراها في الليل خليط من نجوم قريبة معتمة، ونجوم بعيدة مضيئة جداً.

وتومض النجوم لأن ضوءها يأتينا عبر طبقات متحركة من الهواء الذي يحيط بالأرض. وتشع النجوم نهارًا وليلاً، ونستطيع أن نراها عندما تكون السماء مظلمة وصافية. وخلال النهار، يضيء شعاع الشمس السماء فيمنعنا من رؤية النجوم.

وبالليل تبدو النجوم كأنها تتحرك عبر السماء، كما تفعل الشمس خلال النهار. وتأتي هذه الحركة من دوران الأرض لا من حركة النجوم. والنجوم ذاتها تتحرك، لكن حركتها لايمكن رؤيتها لأنها بعيدة جداً عن الأرض، لكن التغيرات البطيئة عن مكانها يمكن تحديدها من خلال قياسات دقيقة عبر سنوات عديدة. وفي الماضي، كانت النجوم تدعى نجومًا ثابتة لأنها تبدو كأنها تشغل مكاناً ثابتاً في القبة السماوية، على النقيض من الكواكب التي تدور في مدار حول الشمس، ويمكن ملاحظتها بسهولة.

ويتكون النجم أساساً من غازين: الهيدروجين والهيليوم. والوزن الهائل للنجم يجعل درجة حرارة مركزه عالية بقدر يكفي لحدوث تفاعل نووي بين ذرات الهيدروجين. وتحفظ الطاقة المنطلقة من التفاعل للنجم إشعاعه، حتى ينتهي معظم الهيدروجين الموجود بمركز النجم.

ومعظم النجوم بدأت تشع منذ حوالي 10 بلايين سنة مضت. لكن النجوم الجديدة مازالت تتكون من خلال سحب الغاز والغبار في مجرة درب اللبانة والمجرات الأخرى. والشمس نفسها ربما تكونت بهذه الطريقة، متطورة من كتلة دوارة من الغاز والغبار منذ حوالي خمسة بلايين سنة.

درس الناس النجوم منذ العصور القديمة. فقد راقب المزارعـون الأوائل النجوم لمعرفة موعد زراعة محاصيلهم. وتعلم المسافرون استخدام النجوم لتحديد الاتجاهات. ووضع القدماء قصصًا عن الناس، والحيوانات، وأشياء أخرى رأوها مصورة في مجموعات معينة من النجوم. وسميت هذه المجموعات من النجوم مجموعة نجمية.

وبعض الأجـرام التي تشبه النجوم التي نراها في السماء ليست نجوماً، بل كواكب. وتبدو الشهب كأنها نجوم ساقطة، لكنها في الحقيقة صخور أو فلزات تحترق عند انطلاقها في الهواء.

مصطلحات النجم

الثقب الأسود هو نجم منهار، وأصبح غير مرئي، وله جاذبية كبيرة جداً لدرجة لايمكن للضوء الإفلات منها.
الحركة الذاتية هي التغير في موضع النجم بين النجوم الأخرى.
الرتبة الطيفية هي التي تحدد درجة حرارة النجم على أساس طيف النجم.
السنة الضوئية مسافة التي يقطعها الضوء في سنة- 9,460,000,000,000 كم.
القدر الظاهري هو درجة لمعان النجم عند رؤيته من الأرض. يعتمد القدر الظاهري على القيمة المطلقة للنجم وبعده عن الأرض.
القدر المطلق هو درجة لمعان النجم عندما يكون بعده 32,6سنة ضوئية من الأرض، وهي مقياس لكمية الطاقة التي يشعها النجم.
القزم الأبيض هو نجم صغير أبيض، به كمية كبيرة من المادة معبأة في حيز صغير جداً.
النجم الثنائي يدعى أيضًا النجم المزدوج، وهو زوج من النجوم يدور أحدهما حول الآخر.
النجم المتغير هو نجم تتغير شدة إضاءته.
النجم المُسْتَعِر هو نجم يصبح فجأة أشد إضاءة آلاف المرات، ثم يصبح معتماً مرة أخرى.
النجم المستعر فائق التوهج هو نجم ينفجر ليصبح بلايين المرات أشد إضاءة لعدة أسابيع. والمستعرات فائقة التوهج الأخرى ربما تُخَلِف بعدها نجومًا نيوترونية أو ثقوبًا سوداء.
النجم النيوتروني هو نجم صغير مكون كله تقريباً من جسيمات ذرية تدعى نيوترونات

النجوم في الكون

النجوم ليست منتشرة بالتساوي في الكون، بل تتجمع في مجموعات ضخمة من بلايين النجوم تدعى المجرات. وتنتمي الشمس إلى مجرة تدعى درب اللبانة، وهذه المجرة لها شكل الفطيرة المسطحة، ولها بروز في وسطها، والشمس والكواكب التسعة ـ بما فيها الأرض ـ تقع في الجزء المسطح من المجرة.

حقائق مهمة عن النجوم

العدد: مئات البلايين.
العمر: قد يصل إلى 15 بليون سنة، معظم النجوم يتراوح عمرها بين بليون و10 بلايين سنة.
التكوين: حوالي 75 % هيدروجين،، 22 % هيليوم، وآثار من عناصر أخرى، منها ـ مرتبة حسب النسبة المئوية الأكبر ـ الأكسجين والنيون والكربون والنيتروجين.
الكتلة: من 1/20 من كتلة الشمس إلى 100 مرة قدر كتلة الشمس.
أقرب نجم غير الشمس: قنطورس القريب، يبعد 4,3 سنة ضوئية.
أبعد نجم: في مجرات تبعد بلايين السنين الضوئية.
ألمع النجوم غير الشمس: الشِّعرى اليمانية (بناءً على القدر الظاهري).
أكبر النجوم: له قطر حوالي 1,6 بليون كم ـ حوالي 1000 مرة قدر قطر الشمس.
أصغر النجوم المعروفة: النجوم النيوترونية ـ قطرها 20كم.
الألوان: من الأزرق إلى الأبيض، الأصفر، البرتقالي، أو أحمر بناءً على درجة حرارة سطح النجم.
درجة الحرارة: من حوالي 28,000°م في النجوم الزرقاء إلى حوالي 2,800°م في النجوم الحمراء، (الداخل) مايزيد على 1,100,000°م.
مصدر الطاقة: اتحاد نووي يغير الهيدروجين إلى هيليوم وطاقة.

ما عــدد النجـوم. لا أحد يعلم بالضبط، كم عـدد النجـوم. ففي الليلـة الصافية المظلمة، يستطيع الشخص أن يرى حوالي 3,000 من النجوم. وعلى مـدار السنـة، هناك نجـوم مختلفـة تصبح مرئية. وفي مجموعها، يمكن رؤية حوالي 6,000 من النجوم من الأرض، ولكن هذه فقط ألمع النجوم المرئية بغير تلسكوب.

يجعل التلسكوب العديد من النجوم المعتمة مرئية. على سبيل المثال، يمكن رؤية حوالي 600,000 من النجوم خلال التلسكوب بعدسة قطرها 7,5 سم. وأكبر التلسكوبات يجعل من الممكن تحديد بلايين من النجوم منفردة ومايزيد على بليون من المجرات. ويعتقد علماء الفلك أن هذه المجرات تتكون من 200 بليون بليون من النجوم.

والقليـل فقط من النجـوم له اسم. وقد أطلق راصدو النجوم القدامى الأسماء على ألمع النجوم، مثل منكب الجوزاء، ورجل الجوزاء اليسرى في المجموعة النجمية الجبارة. ويستخدم علماء الفلك اليوم حروف الهجاء اليونانيـة لتسميـة المجموعات النجمية لتحديد النجوم التي يمكن رؤيتها بالعين المجردة. فمنكب الجوزاء، على سبيل المثال، يدعى جبار ألفا، ورجل الجوزاء اليسرى يدعى جبار بيتا. وترقم النجوم الخافتة وتدون في فهارس نجمية مختلفة.

حجم النجوم. يتراوح بين النجوم النيوترونية التي يبلغ قطرها 20 كم والنجوم العملاقة الأكبر بكثير من الشمس. والشمس ذاتها نجم متوسط الحجم قطرها 1,392,000كم، أي ما يعادل 109 مرات قطر الأرض. ويقسم علماء الفلك النجوم إلى خمس مجموعات رئيسية بناءً على الحجم: 1-فوق العملاقة، 2-العملاقة، 3-نجوم متوسطة الحجم، 4- القزمية البيضاء، 5-النجوم النيوترونية. وقد يغير النجم مجموعته بناءً على عمره.

النجوم فوق العملاقة. من أكبر النجوم المعروفة قلب العقرب ومنكب الجوزاء. فقلب العقرب له قطر يعادل 330 مرة مثل قطر الشمس ومنكب الجوزاء في الواقع يتمدد وينكمش. ويتراوح قطره بين 375 و595 مرة مثل قطر الشمس، بينما يبلغ قطر أكبر النجوم فوق العملاقة، حوالي ألف مرة مثل قطر الشمس.

النجوم العملاقة. يبلغ قطرها قدر قطر الشمس 10-100 مرة. فقطر الدبران مثلاً، قدر قطر الشمس 36 مرة.

النجوم متوسطة الحجم. وتسمى عادة السلسلة الرئيسية، أو النجـوم الأقـزام. وهـي في الحجم مثل الشمس، وأقطـارها تتـراوح بــين 0,1 من قطر الشمس ومقدار10 مـرات قدر قطـر الشمس. ومن النجـوم المشهورة في هذه المجموعة: النسر الطائر والشِّعرى اليمانية والنسر الواقع.

الأقزام البيضاء. هي نجوم صغيرة. وأصغر نجم أبيض، نجم فان مانين، وقطره 8,400 كم ـ أي أقل من المسافة عبر قارة آسيا.

النجوم النيوترونية. أصغر النجوم، لها كتل تقرب من كتلة الشمس، لكنها مضغوطة لدرجة أن قطرها يساوي 20كم. وبعضها يبثّ دفعات قصيرة من موجات الراديو في فترات منتظمة. وتسمى هذه النجوم النيوترونية السريعة الدوران المنبضات

--------------------------------------------------------------------------------

أبعاد النجوم. تبعد الشمس حوالي 150 مليون كم من الأرض. أقرب نجم للشمس، أي قنطورس القريب، يبدو مثل رأس الدبوس فقط، لأنه يبعد حوالي 40 مليون مليون كم عن الأرض.

يقيس علماء الفلك المسافة بين النجوم بوحدة تسمى السنة الضوئية. فقنطورس القريب، على سبيل المثال، يبعد 4,3 سنة ضوئية عن الشمس. والسنة الضوئية تساوي 9,46 مليون مليون كم، ويقطعها الضوء في سنة بسرعة 299,792 كم/ث. وبعض النجوم في مجرة درب اللبانة تبعد 80,000 سنة ضوئية عن الشمس أو الأرض. والوحدة الأكثر شيوعاً في الفلك هي الفرسخ النجمي، حيث يساوي الفرسخ الواحد 3,26 سنة ضوئية.

أقرب جيران مجرة درب اللبانة مجرة تبعد 200,000 سنــة ضوئيـة. وأبعـد النجوم يقع في مجـرات على بعد بلايين السنين الضوئية من درب اللبانة.

تقع الشمس على بعد حوالي 25,000 سنة ضوئية من مركز مجرة درب اللبانة. وهي تنتمي لمكان في المجرة تتراوح فيها المسافة بين النجوم في المتوسط بين 4 و5 سنوات ضوئية. وفي بعض أماكن أخرى من درب اللبانة تكون المسافة بين النجوم أقرب من ذلك بكثير. ففي العناقيد الكروية، مثلاً، تبلغ المسافة بين النجوم أقل من 0,01 من سنة ضوئية

لمـــاذا تلمع النجـوم. يوجـد مصدر الطاقة في عمـق النجم، وهناك تتغير نويات الهيدروجين إلى هيليوم بعملية تسمى الاندماج النووي. وخلال هذه العملية، لاتساوي الكتلة المكونة من الهيليوم كتلة الهيدروجين المستهلكة. وبعض الكتلة من الهيدروجين الأصلي يتحول إلى طاقة.

يبعث الاتحـاد النــووي كميـة كبيرة من الطاقة لدرجة أن درجة الحرارة في قلب النجم تبلغ ملايين الدرجات المئوية. وفي النهايـة، تهـرب الطاقـة من النجم في هيئة ضوء. ومعظم النجوم فيها مايكفي من الهيدروجين لتشع باستمرار لبلايين السنين. وعندما يستهلك نجم الجزء الأكبر من الهيدروجين في مركزه، يبدأ في التغير بسرعة. فنجم كالشمس سوف يتضخم ليصبح عملاقًا أحمر، ثم يفقد مادته ببطء ثم يتقلص ليصبح قزماً أبيض.

اللون ودرجة الحرارة واللمعان. ضوء النجوم له ألوان متعددة. فرجل الجوزاء اليسرى يشع ضوءًا أزرق، والنسر الواقع يبدو أبيض. ويبدو إشعاع العيوق أصفر ومنكب الجوزاء يتوهج باحمرار. والنجوم الأخرى لها ألوان بين ذلك، مثل أزرق ـ أبيض في الشعرى اليمانية، وأحمر برتقالي للسِّماك الرامح.

ويُنبئ ضوء النجم عن درجة حرارة سطحه. فدرجة الحرارة تتراوح بين 2,800°م للنجم الأحمر مثل منكب الجوزاء، و28,000°م للنجوم الزرقاء مثل رجل الجوزاء اليسرى. والنجوم ذات الألوان الأخرى لها حرارة سطح بين ذلك. فالشمس، وهو نجم مصفر له درجة حرارة حوالي 5,500 درجة مئوية.

والنجوم التي تظهر أكثر لمعانًا ليست دائماً الأكبر أو الأقرب إلى الأرض، ذلك لأن اللمعان يعتمد على كمية الطاقة الضوئية التي يرسلها النجم. فرجل الجوزاء اليسرى مثلاً، أصغر وأبعد عن الأرض من منكب الجوزاء، لكن لأنه أكثر حرارة، فإنه يبعث طاقة ضوئية أكثر، ويبدو أكثر إضاءة من منكب الجوزاء.

حركة النجم. كل يوم، تبدو الشمس وكل النجوم الأخرى متحركة عبر السماء، تطلع من المشرق وتغرب في المغرب. ولكن الشروق والغروب يأتيان من دوران الأرض، لا من حركة النجوم.

والنجوم تتحرك، لكن حركتها ينشأ عنها تغير بسيط في موضعها بالنسبة للنجوم الأخرى. ويقيس علماء الفلك هذا التغير ويسمونه الحركة الذاتية وذلك بمقارنة صور مأخوذة في فترات منتظمة. وللنجم بارنارد أكبر حركة ذاتية معروفة، حيث يستغرق 180 سنة كي يتحرك نصف درجة ـ زاوية تساوي قطر القمر مرئياً من الأرض. وكلما كان النجم قريباً من الأرض سهل على علماء الفلك قياس الحركة الذاتية له. ولكن معظم النجوم بعيدة جداً لدرجة أن حركتها الذاتية أصغر جداً من أن تقاس.

والشمس نفسها تتحرك بسرعة 19 كم/ث عبر درب اللبانة. بالإضافة إلى ذلك، فإن الشمس وكذا النجوم الأخرى كلها في درب اللبانة تدور حول مركز المجرة. وتعطي هذه الحركة الدورانية في درب اللبانة الشمس والنجوم القريبة منها سرعة 250 كم/ث . وتستغرق الشمس حوالي 250 مليون سنة لتقوم برحلة واحدة حول مركز المجرة.

مجموعات النجوم. يوجد بدرب اللبانة مايزيد على 100 بليون نجم. والعديد من هذه النجوم هي مجموعات صغيرة تدعى سحبًا نجمية وعناقيد نجمية. ويسمى زوج النجوم النجم الثنائي. وحوالي 50% من النجوم أعضاء في نظام النجوم الثنائية.

السحب النجمية تبدو لامعة، مغبرة عند رؤيتها بدون تلسكوب. ويأتي اللمعان من ملايين النجوم التي تكون هذه المساحات. وتكون مثل هذه السحب خلفية تمكن علماء الفلك من رؤية سحب معتمة من الغبار بين النجوم.

العناقيد النجمية يمكن أن تكــون على هيئة كرة أو غير منتظمـة الشكـل. ويتــراوح ما تحويـه العناقيد الكروية بين 10,000 ومليون نجم معبأة بكثافــة جاذبيتها المشتركة. ويقع حوالي 100 تكتل كروي حول مركز درب اللبانة. والنجوم في العناقيد الكروية هي بين أقدم النجوم في مجرتنا. وتحتوي العناقيد غير المنتظمة الشكل والتي تسمى العناقيد المفتوحة أو العناقيد المجرِّبة على عدد يتراوح بين 10 وبضع مئات من النجوم. وهي تقع في الجزء الرئيسي من شكل الفطيرة المسطحة لدرب اللبانة، وتحتوي على بعض أصغر النجوم في مجرتنا.

النجوم المزدوجة تدعى أيضًا النجوم الثنائية تتألف من أزواج من النجوم التي يدور بعضها حول بعض وهي متماسكة بعضها مع بعض بفعل الجاذبية. وتنتمي العديد من النجوم المزدوجة إلى مجموعات أكبر تحتوي على ثنائيات أخرى وأحاديات النجوم. وتسمى مثل هذه المجموعات متعددة النجوم. والنجوم المزدوجة مهمة لأن كتل مثل هذه النجوم يمكن تحديدها بقياس مداراتها. وكتلة النجم هي كمية المادة التي تحتويها.

كيف يستخدم الناس النجوم


كيف تساعد النجوم في الملاحة لإيجـاد موقـع سفينتـهم، يختـار البحـارة ثلاثـة نجـوم ويقيسون الزاويـة التي تكـون بين كـل نجـم والأفـق. ويستخدمون التقويم لإيجـاد الموقـع الأرضي المتعلـق بكل نجـم عند وقت قياس زاويتـه. وعند ذلك، يحسبـون مسافـة سفينتهم من كـل من المواقـع الثلاثـة للنجـوم. وموقع سفينتهم يكون ملتقى تقاطـع الخطـوط الثـلاثة للمسافات الثلاثة.
قياس الاتجاه والموقع. تساعد النجوم صانعي الخرائط، والطيارين، والبحارة في تحديد الاتجاهات والمواقع، فالنجم الشمالي مثلاً، يستخدم موجهًا للاتجاه الشمالي لأن هذا النجم دائماً يظهر في المكان نفسه فوق القطب الشمالي. ودوران الأرض حول نفسها يجعل السماء تبدو كأنها تدور كل ليلة. ويرى المراقب، في شمال خط الاستواء، أن النجوم تدور حول نقطة فوق القطب الشمالي. والنجم الشمالي قريب من هذه النقطة في السماء ويبدو متحركاً قليلاً.

ويمكن أن يستخدم النجم الشمالي لقياس خطوط العرض أيضًا، حيث يستخدم المراقب آلة السُّدسية لقياس الزاوية التي يظهر بها النجم فوق الأفق الشمالي. وتمثل هذه الزاوية خط عرض المراقب. فعند خط عرض 45°، على سبيل المثال، يكون نجم الشمال واقعًا بزاوية 45° فوق الأفق الشمالي.

ويقيس الطيارون والملاحون مواقعهم بالملاحة الفلكية. وهذه الطريقة تقوم على فكرة أن النجم يكون تماماً فوق موقع أرضي عند وقت معين. ويتغير الموقع الأرضي للنجم، ويظهر كأنه متحرك من الشرق إلى الغرب. ويوضح كتاب يدعى التقويم المواقع الأرضية لعدة نجوم في أوقات مختلفة. ولإيجاد مواقعها، يقيس المراقب الزاوية للنجم باستخدام آلة السدسية، ويسجل وقت القياس بالضبط. وينظر بعد ذلك إلى الموقع الأرضي في كتاب التقويم. ثم يستخدم زاوية النجم لإيجاد بُعد موقعه عن موقع النجم الأرضي. وبإعادة العملية مع نجمين آخرين، يحدد موقعه . انظر: الملاحة.

قياس الوقت (الزمن). يقاس الوقت عن طريق حركتي الأرض الأساسيتين: 1- دورانها حول نفسها، 2- حركتها حول الشمس، وهاتان الحركتان للأرض تسببان تغيرًا في موقع الشمس والنجوم الأخرى.

وتجعل حركة دوران الأرض الشمس والنجوم الأخرى تبدو وكأنها متحركة عبر السماء كل يوم. وتبين الساعة المعتادة التوقيت الشمسي، أي التوقيت الذي يتم تحديده حسب حركة الشمس الظاهرية، فترة الوقت المستغرقة من منتصف ليلة إلى منتصف الليلة التي بعدها اليوم الشمسي.

وتبين ساعات الفلكيين التوقيت النجمي ـ أي الوقت الذي يعتمد على حركة النجوم الظاهرية. واليوم النجمي هو الوقت الذي يستغرقه النجم للوصول إلى الموقع نفسه في السماء في ليلتين، واحدة بعد الأخرى. ولأن حركة الأرض حول الشمس في اتجاه دورانها اليومي نفسه، فإن اليوم النجمي أقصر من اليوم الشمسي بقليل. ونتيجة لذلك، فإن نجمًا معينًا يخرج بحوالي أربع دقائق مبكراً في كل يوم قبل اليوم الآخر. وهذا التغير اليومي يجعل نجومًا مختلفة ظاهرة في سماء الليل في أوقات مختلفة من السنة.

وحركــة الأرض حـول الشمس أيضًا تجعل الشمس تغير موقعها بالنسبة لخلفية النجوم الأخرى خلال السنة. ويقيس العلماء طول السنة النجمية بقياس الوقت الذي تقضيه الشمس لتصل إلى الموقع نفسه بين النجوم

التعلُّم من النجوم. يعد فهم ماهية النجوم جزءًا مهمًا من العلوم، وقد قاد إلى أفكار جديدة في الفيزياء والكيمياء. فعنصر الهيليوم مثلاً اكتشف في الشمس قبل أن يعرف في الأرض. وبالإضافة إلى ذلك، قادت دراسة الجاذبية القوية للنجوم إلى فهم أفضل للجاذبية.

أنواع النجوم

انفجار نجم في كوكبة فرساوس كوّن سحابة من الغاز. شوهد ضوء الانفجار في 1901م. كانت السحابة من الصغر بحيث تعذر رؤيتها حتى 1916م وماتزال تتمدد حتى الآن.
يصنف الفلكيون النجوم بعدة طرق. على سبيل المثال، تختلف النجوم في اللمعان، واللون، والحجم. وتشمل النجوم التي صنفت بناء على هذه الخصائص نجوم التتابع الأساسي والنجوم العملاقة، وفوق العملاقة، والأقزام البيضاء. ويجمع الفلكيون النجوم أيضًا تبعاً لخصائص مثل الاختلاف في اللمعان، ووجود النجوم المرافقة، وإطلاق الموجات الإشعاعية، والأشعة السينية، وأشكال أخرى من الطاقة. وتشمل النجوم التي جمعت حسب هذه السمات النجوم المتغيرة والنجوم الثنائية. وتختلف النجوم أيضًا في الكتلة. فالنجوم ذات الكتل الضخمة جداً، والأشد لمعانا، حياتها قصيرة نسبياً، ويمكن أن تنتهي بانفجارات عنيفة. وتظهر النجوم صغيرة الكتلة لمعانًا باهتًا لبلايين السنين وتنتهي بهدوء كالأقزام البيضاء.

نجوم التتابع الأساسي. نجوم "اعتيادية" كالشمس، وتمثل حوالي 90 % من النجوم التي يمكن رؤيتها من الأرض. وهي تشمل نجومًا من كل ألوان النجوم ودرجات عديدة من اللمعان. ونجوم التتابع الأساسي تكون أقطارها متوسطة الحجم. وهي أصغر كثيرًا من العملاقة وفوق العملاقة، وهي تسمى في بعض الأحيان أقزام التتابع الأساسي. ومع هذا، فهي تكون أكبر كثيراً من الأقزام البيضاء. وكل نجوم التتابع الأساسي تحرق الهيدروجين إلى هيليوم خلال الاندماج النووي العميق داخل النجم.

ويستعمل الفلكيون مصطلح السُّطوع لكمية الطاقة التي يصدرها النجم. وتحصل نجوم التتابع الأساسي على أسمائها من رسم بياني استعمل بوساطة الفلكيين لدراسة سطوع النجوم. وتمثل النقط في الرسم البياني النجوم، بينما يوضح موقع كل نقطة سطوع كل نجم ولونه. وتقع النقط التي تمثل معظم النجوم المعروفة في مجموعة واسعة. هذه المجموعة تمتد مائلة خلال الرسم البياني من منطقة السطوع العالية الزرقاء إلى منطقة السطوع المنخفضة الحمراء. ويسمي الفلكيون هذا التجمع من النقط التتابع الأساسي.

النجوم العملاقة وفوق العملاقة. تكون أكبر من نجوم التتابع الأساسي وعالية السطوع. وهي نجوم قد أحرقت الهيدروجين في لبها، وتولد الطاقة بوساطة الاندماج الإضافي للهيدروجين خارج لبها أو بوساطة تحويل الهيليوم إلى كربون داخل لبها.

وبعـض النجوم العملاقة، مثل السماك الرامح، توهجه أحمر، أو مائل للحمرة، ويدل ذلك على أن درجـة حرارتـه قليلـة. وتتكـون النجوم العملاقـة الحمـراء من غـازات تحت ضغط منخفض، وكثافتها أقل من كثافة النجوم الشبيهة بالشمس.

وتلمع بعض النجوم فوق العملاقة مثل منكب الجوزاء أيضًا بلون أحمر منخفض الحرارة. وتنتشر الغازات التي تكون النجوم فوق العملاقة الحمراء خلال مساحة كبيرة جدًا، بحيث تكون كثافتها أقل من الهواء الذي نتنفسه. النجوم فوق العملاقة، كذنب الدجاجة، تلمع بضوء أزرق، ويدل ذلك على حرارتها العالية.

الأقزام البيضاء. أقل حجمًا كثيراً من نجوم التتابع الأساسي ولها سطوع أقل. وهي تلمع بضوء أبيض غير ساطع، ولكنها لاتجد مددًا من الطاقة من الالتحام. وسوف تنتهي نجوم الأقزام البيضاء أخيراً إلى جمرات داكنة باردة.

ويعتقد الفلكيون أن الجاذبية داخل الأقزام البيضاء أدت إلى انكماشها إلى أحجامها الصغيرة. وتنتج الجاذبية غازًا ذا ضغط وكثافة عاليين جداً في الأقزام البيضاء. وهذه النجوم صغيرة جدًا، حيث تكون كثيفة لدرجة أن ملء ملعقة من غازاتها يزن أطنانًا لو أنها وزنت على الأرض. وتشمل الأقزام البيضاء نجم فان مانين والشعرى اليمانية ب، وهو نجم رفيق للشعرى اليمانية.

--------------------------------------------------------------------------------

النجوم المتغيرة. تلمع وتتألق، ثم يخبو ضوؤها ثم تتألق مرة أخرى. وهي تتكون من ثلاثة أنواع رئيسية: 1- متغيرات نابضة، 2- نجوم متفجرة، 3- نجوم ثنائية الكسوف.

المتغيرات النابضة تتغير في سطوعها خلال تمددها وانكماشها. ويسمى الوقت الذي يأخذه النجم من السطوع إلى الخفوت، ثم إلى السطوع مرة أخرى الدورة. وبعض المتغيرات النابضة نجوم فوق عملاقة صفراء. وينبض كثير منها حوالي مرة في الأسبوع. ويسميها الفلكيون أيضًا المتغيرات القيفاوية، لأنها اكتشفت لأول مرة في المجموعة النجمية قيفاوي. ونجم الشمال متغير قيفاوي بدورة من حوالي أربعة أيام.

والقيفاويات مهمة لأن دوراتها ذات علاقة بسطوعها. ويستطيع الفلكيون أن يحددوا المسافة إلى المتغيرات القيفاوية بمقارنة اللمعان الظاهري للنجوم بسطوعها. وقد أمكن التوصل إلى أن المجرات الأخرى مجرات بعيدة، أي ليست جزءًا من درب اللبانة، عن طريق مراقبة النجوم القيفاوية.

النجـوم المتفـجرة تتفجـر على نحـو مفـاجئ بطاقـة مروعــة، قاذفة كميات هائلــة من الغاز إلى الفضاء. وهناك نوع من النجوم المتفجرة، يسمى النجم المستعر، يكون أشـد سطـوعًا بآلاف المــرات من النجـم العادي. هـذا السطــوع يبقى لأيــام قليلـة أو حتى سنـوات، ثم يعـود النجـم إلى ظهــوره بضوئـه الخافت. وبعض المستعرات ينفجـر مـرة بـعـد مـرة. ويظن أن المستعـرة ناتجـة عن انفجـار المـادة المتراكمة على سطح قزم أبيض في نظام ثنائي. وهناك نـوع آخر من النجم المتفجر، يسمى المستعر فائق التوهج، يكون أشد لمعانًا آلاف المرات من المستعر العادي. وقد حدث أشهر استعار من هذا النوع في مجرة درب اللبانة عام 1054م وأنتج سحابة ضخمة من انتشار الغاز المتسارع سمي سديم السرطان. ويحوي سديم السرطان نجمًا نيوترونيًا دوارًا في مركزه.

ثنائيات الكسوف تكون نجومًا مزدوجة، مثل رأس الغول. وهي تتكون من زوج من النجوم يتحرك كل منها حول الآخر. تتحرك النجوم بحيث يسبب أحدها إعاقة ضوء الآخر دورياً. ويخفض هذا العائق اللمعان الكلي للنجمين كما يرى من الأرض. وتكون ثنائيات الكسوف نوعًا واحدًا فقط من النجم المزدوج. وسوف يناقش القسم التالي الأنواع الأخرى

النجـوم الثنائية. تتكون من الثنائيات المرئية والثنائيات المطيافية. وكل نوع يمكن أن يكون أيضًا ثنائي الكسوف.

الثنائيات المرئية. عندما تُرى خلال التلسكوب، تشبه نجمين يدور أحدهما حول الآخر. وقد تستغرق دورة واحدة من دورات هذه النجوم 100 سنة.

الثنائيات المطيافية. تشبه نجومًا منفردة، حتى خلال التلسكوب. وقد أخذ اسمها من المطياف (المقياس الطيفي) أي الجهاز الذي يستعمله الفلكيون للتعرف عليها. ينشر المنظار الطيفي ضوء النجم الثنائي إلى الطيف، وهو شريط من الألوان مشابه لقوس قزح. وتميز خصائص معينة من الطيف الضوء الذي يأتي من الثنائي. وتكمل الثنائيات المطيافية دوراتها بعضها حول بعض في أيام قليلة أو شهور قليلة.

تشمل الثنائيات المشهورة نجم الأزار، ونجم رأس الغول (السهمي)، وهما نجمان في الدب الأكبر يشكلان نجمًا مزدوجًا، يمكن أن يرى بدون تلسكوب. أيضًا يظهر نجم الأزار خلال التلسكوب كثنائي مرئي. وعليه، فإن كلا النجمين اللذين يكونان نجم الأزار هما من الثنائيات المطيافية. ونجم رأس الغول أيضًا نجم مطيافي. وهكذا تشكل نجوم الأزار الأربعة ونجما رأس الغول مجموعة من ست نجوم. وتسمى مثل هذه المجموعات من النجوم النجوم المتعددة.

الثقوب السوداء. نجوم وأجسام منهارة ولها قوة جذب شديدة، لا تدع شيئًا يهرب منها، حتى الضوء.

وأفضل دليل للثقوب السوداء يأتي من دراسة النجوم الثنائية التي تبعث أشعة سينية. وقد اكتشفت نجوم الأشعة السينية، عندما بنى العلماء كشافات أرسلت فوق الغلاف الجوي في صواريخ وأقمار. وتمتص الأشعة السينية عادة بوساطة الغلاف الجوي للأرض. وثنائيات الأشعة السينية نظم تتدفق فيها المادة من نجم عملاق إلى نجم متراص. وربما يكون النجم المتراص نجمًا نيوترونيا أو ثقبًا أسود. وتأتي الأشعة السينية عندما تتدفق الغازات من قرص ساخن محيط بالنجم العملاق إلى النجم المتراص. وفي بعض الحالات، يمكن تحديد كتلة نجم متراص غير مرئي من حركة نجم عملاق مرئي. وبعض النجوم المتراصة أيضًا ضخمة جدًا بحيث لايمكن اعتبارها نجومًا نيوترونية.وربما تكون هذه النجوم ثقوبًا سوداء تبلغ كتلتها 10 مرات قدر كتلة الشمس ونصف قطرها نحو 30كم فقط

كيف تنتج النجوم الطاقة

الاندماج النووي. تنتج النجوم الطاقة النووية بتحويل الهيدروجين إلى هيليوم خلال سلسلة من التفاعلات النووية. ونتيجة لهذه التفاعلات، تتكون نواة هيليوم من أربع نويات هيدروجين. وعندما يحدث هذا الاندماج النووي، تنطلق الطاقة.

وتحدث عملية مشابهة لهذه عندما تنفجر القنبلة الهيدروجينية. والاندماج الهيدروجيني هو المصدر الأساسي للطاقة للنجوم في التتابع الأساسي. فالنجم عندما يستنفد هيدروجينه، يبدأ في بناء كميته من الهيليوم والعناصر الأخرى. ويشكل الهيدروجين والهيليوم حوالي 97% من كتلة النجم. وتحتوي الـ 3% المتبقية على الأرجون والكربون والكلور والحديد والمغنسـيوم والنـيون والنيتروجين والأكسجـين والسليكـون والكبريت، وعناصر أخرى.

والهيدروجين والهيليوم هما أخف العناصر الكيميائية، أي لذراتهما أقل الكتل الذرية. أما ذرات عناصر مثل الكربون والنيتروجين والأكسجين، فلها كتل ذرية كبيرة ولهذا تعد عناصر ثقيلة. وفي النجم، تتكون العناصر الأثقل من الأخرى الأخف وزناً أثناء إنتاج الطاقة النووية.

--------------------------------------------------------------------------------

أعمار النجوم. إن حقيقة تكـوين النجـوم للعناصر الثقيلة من العنـاصر الخفيفـة، أمكنت الفلكيين من التميـيز بين جيلين من النجوم. وتحتوي نجوم الجيل الأصغر على كميات من العناصر الثقيلة تزيد بمقدار 100 مرة على نظيرها في نجوم الجيل الأقدم.

تنتهي حياة بعض النجوم بانفجارات تشبه الانفجار الذي نتج عنه سديم السرطان. وينتج عن مثل هذا الانفجار سحابة تحتوي على الهيليوم وعناصر أثقل تكـونت في النجـم قبـل انفجاره. وبمضي الوقت، تختلط المادة في السحابة مع غاز ما بين النجوم. ويصبح الغاز المخصِّب المادة التي تتكون منها النجوم الجديدة. وهكـذا يحتوي نجم جديـد، من الجيـل الثـاني، بقايـا نجم كان غنيًا بالعناصر الأثقل. ونتيجة لذلك، يحتوي النجم الجديد نسبياً على كميات عالية من تلك العناصر. ويرى بعض العلماء أن الشمس والأرض وكواكب أخرى من النظـام الشمسي، على سبيل المثال، تكونت منذ حـوالي 5 بلايين سنة مضت من المـادة المخصبة بوساطـة الأجيـال المبكرة من النجوم. ويعتقد هؤلاء العلماء أيضًا أن الأكسجين في الهواء، والحديد في الدم، والكالسيوم في عظامنا تكونت في الأجزاء الداخلية للنجوم، التي انفجرت قبل فترة طويلة من تكوين النظام الشمسي.

يسمي الفلكيون نجـوم الجيـل الأصغر نجـوم الجمهرة 1ويسمون نجـوم الجيـل الأقدم نجوم الجمهرة 2. ونجــوم الجمهرة 1 نجوم جديدة نسبيًا، مثل الشمس. وقد تكونت من غازات كانت جزءًا من نجوم مبكرة. تحتوي نجوم الجمهرة 1 على كميات أكبر من العناصر الأثقل مقارنة بنجوم الجمهرة 2. ونجوم الجمهرة 2 أقدم عمرًا وتكونت من أول سحب غاز في الفضاء. وقد تكونت هذه السحب أساسًا من الهيدروجين والهيليوم، مع كميات صغيرة جداً من العناصر الثقيلة.

مولد النجم وموته

نجوم جديدة اكتشفت في سحابة من الغبار والغاز في كوكبة الجوزاء. أخذت الصورة إلى اليمين في 1947م، وهي تبين ثلاثة نجوم في السحابة. والصورة إلى اليسار التي أخذت في عام 1954م، تبين ما يعتقده الفلكيون أنه ربما يكون نجمان جديدان بدآ في التكون خلال سبع سنوات. وهذان قريبان من نجمين من نجوم الكوكبة، مما جعلهما يظهران نجمين كبيرين في الصورة.
تستمر حياة معظم النجوم بلايين السنين. ومن البديهي أن أحدًا لم يتابع نجمًا معينًا منذ مولده حتى مماته. ومع هذا لاحـظ الفلكيون نجومًا كثيرة مختلفة في مختلف مراحل عمرها. وقد وضع الفلكيون أيضًا نظريات تكوين النجم التي بنيت على قوانين الكيمياء والفيزياء المعروفة.

يحصل الفلكيون على كثير من معلوماتهم عن حياة أي نجم بدراسة عناقيد النجوم. تكونت النجوم في العنقود الواحد على الأرجح في وقت واحد، وبناء على ذلك يكون لها كلها العمر نفسه . وتشمل بعض العناقيد العديد من النجوم العملاقة الزرقاء، والتي تستعمل وقودها الهيدروجيني بتسارع، فتكون حياتها قصيرة جداً. وبذلك فإن مثل هذه النجوم والعناقيد تكون شابة. وتحوي عناقيد أخرى نجومًا عملاقة حمراء، يُظن أنها نجوم قديمة، ولكنها لاتحوي نجومًا عملاقة زرقاء. لذا فإن مثل هذه العناقيد يجب أن تكون قد بلغت عمرًا كافيًا تحترق خلاله النجوم العملاقة الزرقاء. وبرصد عناقيد النجوم، ومن الدراسات النظرية، وضع الفلكيون أجزاء قصة كيفية احتمال بداية النجوم ونهايتها.

كيف تتكـون النجـوم. يبدأ النجم حياته سحابة من غاز وغبار مابين النجوم. هذه السحب ترى قِطعًا صغيرة داكنة أمام النجوم البعيدة اللامعة لدرب اللبانة. ويتكون أغلب مكونات السحابة من هيدروجين مخلوط بالغبار. وقد تشمل السحابة بقايا نجم انفجر أو ربما تكون مجموعة من الغازات قذفت من سطح نجوم عملاقة.

وتتمثل المرحلة الأولى في تكوين نجم جديد في انكماش جزء من سحابة مابين النجوم إلى كرة. ولم يشاهد علماء الفلك أبداً نجمًا جديدًا يبرز فجأة إلى الحياة، ولكنهم اكتشفوا سحبًا عديدة كروية الشكل داكنة بين النجوم. وربما تكون هذه السحب نجومًا جديدة في بداية تشكيلها.

وخلال ملايين السنين، تتقلص السحابة الغازية تحت تأثير جاذبية بعضها لبعض. فبينما تنجذب المواد بعضها إلى بعض مكونة كرة غازية، تزداد درجة الحرارة، وعندما تصل درجة الحرارة في منتصف الكرة إلى 1,100,000°م، يبدأ تفاعل الاندماج النووي. ويبدأ الهيدروجين في المركز في التغير تدريجيًا إلى هيليوم، منتجًا كميات كبيرة من الطاقة النووية. وتسخن هذه الطاقة الغاز المحيط بالمركز، ويبدأ الغاز في اللمعان، ويأتي النجم إلى الحياة.

ويتوقف نوع النجم الذي يتشكل على كتلة السحابة المتقلصة. فالسحابة التي تبلغ كتلتها حوالي من كتلــة الشمس تصبح حمراء وأقـل لمعانـاً من نجـم التتابع الرئيسي. والسحابـة التي تبلغ كتلتها حــوالي 50 مـرة قدر كتلة الشمس تصبح زرقاء وأكثر لمعاناً من نجم التتابع الرئيسي.

كيف تتغير النجوم وتموت. بعد أن يبدأ النجم في اللمعان، يبدأ في التغير ببطء. وتعتمد سرعة تغيره على معدل سرعة إنتاج الطاقة النووية في داخله. وتعتمد سرعة هذه العملية على كتلة النجم. فكلما كبرت كتلة النجم، زاد لمعانه وحرارته، وزادت سرعة تغيره. تأخذ النجوم، التي تكون كتلتها حوالي 10 مرات مثـل كتـلة الشمس، عـدة ملايين من السنين لتتغير. وتأخـذ النجوم الأصغر التي تبلغ كتلتها حوالي من كتلة الشمس مئات بلايين السنين لتتغير.

يتغير النجم لأن مخزونه من الهيدروجين يقل. وعندما يحدث هذا النقصان يتقلص مركز النجم وترتفع درجة الحرارة والضغط في المركز. وفي الوقت نفسه، تقل درجة الحرارة في الجزء الخارجي تدريجياً، ويتمدد النجم بسرعة ويصبح نجمًا عملاقًا أحمر.

ويعتمد ما يحدث بعد أن يمر النجم بمرحلة العملاق الأحمر على كمية ما يحويه النجم من كتلة. والنجم الذي له كتلة الشمس نفسها يقذف طبقاته الخارجية التي يستطاع رؤيتها في شكل هياكل غاز متوهجة تسمى سديمًا كوكبيًا، فيبرد اللب المتخلف ويصبح قزمًا أبيض.

ويصبح النجم الذي كتلته أكبر بحوالي ثلاث مرات من كتلة الشمس نجمًا فوق عملاق. وربما تكونت عناصر يصل ثقلها إلى ثقل الحديد داخل النجم الذي يمكن آنذاك أن ينفجر إلى مستعر فائق التوهج. وإن تبقى أقل من ثلاث مرات قدر كتلة الشمس بعد الانفجار، فإنه يصبح نجمًا نيوترونيا. ولو تبقى أكثر من ثلاث مرات قدر كتلة الشمس، يتحطم النجم ويكون ثقبًا أسـود.