الإنسان والكون

الإنسان والكون

استطاع
الإنسان حديثاً أن يتعمق ببصره عبر أبعاد متزايدة من الفضاء باستخدام
المناظير الفلكية المكبرة ، وبإرساله سفن الفضاء الكاشفة أن يتعرف على
الكون المرئي بصورة عامة ، فأمكنه التعرف على نجوم تقع على بُعد عدة آلاف
ملايين السنين الضوئية ، والشمس هي أقرب النجوم إلى الأرض ، وضوءها يستغرق
حوالي 8 دقائق ليصل منها إلينا .
ووحدة الكون هي المجرة ، والمجرات ما
هي إلاَّ مجموعات كبرى من النجوم تتجمَّع كل مجموعة من النجوم والكواكب
لتُكوِّن مجرَّة ؛ حيث تدخل كل المجرَّات معاً في بناء الكون ، مع العلم
بأنه ليس من اللازم أن يتبع كل نجم كواكب سيَّارة حوله .
وتتألف
المجرَّة تفصيلاً من النجوم والكواكب ومن العناقيد النجمية والنيبولا
والسحاب والغاز الكوني ، تفصل بينهما مسافات شاسعة جداً من الفراغ لا
تُقارَن بما نعرفه على أرضنا ، ومجرتنا (طريق التبان) نعيش على إحدى
كواكبها وهي الأرض ، وهذه المجرة تحتوي على حوالي 100 مليون نجم مثل شمسنا
أو أكبر أو أصغر ، وهي توجد على هيئة حلزونية لها أذرع ملتفة حول بعضها
البعض وتحوي النجوم والغبار والسحاب الكوني يُسمَّى السديم ، والسدم تحجب
عن العين ما وراءها ، والسدم تؤلف5 ما بين 5% إلى 10% من كتلة ما في السماء
من أجرام .
وفي الواقع فإن الكون يتألف من وحدات هي المجرات ، وعلى ذلك
فليست النجوم هي وحدات الكون ، وقد اكتشف حتى الآن ما يزيد عن 100 مليون
مجرة في الكون ؛ موزعة في أرجاء الكون الفسيح ، وقد ساعدت التلسكوبات
الضخمة في هذه الاكتشافات ، وللمجرات أشكال مختلفة فمنها : الحلزوني ؛ أو
اللولبي ؛ أو المغزلي ... .

المجرات

وجد
أن هناك حوالي 97% من المجرات لها شكل واضح والباقي لا شكل لها ، وقد قسم
الفلكيون الشكل الواضح إلى بيضي ( إهليلجي ) Elliptical ؛ ولولبي Spiral ،
وللمجرة اللولبية ذراعان يمتدان حولها وفقاً لدورانها ، ويعتقد أن التفرطح
والتلولب والتبيض في شكل المجرة يرجع إلى حركة المجرة حول محورها ، والبعد
بين مجرة وأخرى قد لا يزيد على مسافة هي 100 ضعف من قطر المجرة نفسها ، في
حين أن النجوم متباعدة داخل المجرة نفسها ، والمجرات تميل إلى التجمع في
مجموعات ، وبعضها يتألف من نحو عشر مجرات ، في حين أن هناك مجموعات أخرى
تتألف من بضعة آلاف من المجرات .
ولعل مجموعة كوما Coma Clusters التي
توجد بالقرب من القطب الشمالي لمجرتنا مثال لهذا التجمع ؛ إذ تتألف من نحو
عشرة آلاف مجرة ؛ ومتوسط بُعدها عنّا 220 مليون سنة ضوئية .
ومرصد
بالمومار يستطيع أن يرصد درجة لمعان هذه النجوم ، وإننا عندما نراها اليوم
فإننا نراها بالصورة التي كانت عليها والأرض لم تنشأ بعد ؛ أو في نشأتها
الأولى لبُعد المسافة العظيم ، والمجرات موزعة في السماء توزيعاً واحداً ،
والفضاء له صفاته الفيزيائية الواحدة .
ولكي نتكلم عن الكون علينا أولاً
أن نتعرَّف على بعض التعاريف الفلكية حيث أن وحداتنا على الأرض وهي الميل
والكيلو لا تصلح في قياس مسافات الكون .

تعاريف فلكية

وحدة فلكية astronomical :
هي
وحدة تُستخدّم لقياس الأبعاد بين الكواكب في الكون ، وهي البُعد المتوسط
بين الشمس والأرض ، ويساوي تقريباً 149500000 كيلو مترا (92 مليون ، 907
ألف من الأميال ) ، وهناك وحدة أخرى تُسمَّى السنة الضوئية ، وهي تساوي 63
أل مرة مثل من بُعد الشمس عن الأرض ، لذلك نستعمل الوحدة الفلكية للمسافات
التي تقل عن السنة الضوئية .
السنة الضوئية The light year :
تساوي
المسافة التي يقطعها الضوء في سنة واحدة وتبلغ (9461 مليار كيلو مترا) أي
حوالي عشرة تريليونات من الكيلومترات تقريباً (التريليون هو واحد أمامه
اثني عشر صفراً) ، لأن الضوء يقطع 299792 كيلو مترا في الثانية (تقريبا 300
ألف كيلو مترا في الثانية) ، وكانت أولى المحاولات التي أُجريَت في القرن
السابع عشر ، وللعلم فإن الضوء يقطع محيط الأرض في 0.13 من الثانية الضوئية
بينما يقطع المسافة بين الأرض والقمر في 1.25 ثانية ضوئية ، والمسافة بين
الشمس والأرض في 8 ثوان ضوئية ، وعبر المجموعة الشمسية في 11 ساعة ضوئية ،
ويقطع الضوء مجرتنا في 100 ألف سنة ضوئية .

الحضيض والأوج الأرضي :

الحضيض
الأرضي : هو النقطة التي يكون عندها القمر أو تابع صناعي أقرب ما يكون إلى
الأرض أثناء دورانه في مداره حول الأرض ؛ حيث يبلغ بُعد القمر عن الأرض
حينئذ حوالي 356 ألف كيلو متر .
بينما الأوج الأرضي : هي النقطة التي
يكون عندها القمر أو التابع الصناعي للأرض يدور حول الأرض أبعد ما يكون
عنها ، فالقمر وهو في الأوج الأرضي يكون على بُعد 406 ألف ، 610 من الكيلو
مترات من الأرض .

الحضيض والأوج الشمسي :

الحضيض الشمسي
: هي النقطة على مدار كوكب ما ، التي يكون عندها هذا الكوكب أقرب ما يكون
إلى الشمس وتكون الأرض في الحضيض الشمسي في أوائل يناير حيث تبلغ المسافة
بينهما 91350000 ميل (91 مليون ، 350 ألف ميل) .

بينما الأوج الشمسي :
هي النقطة على مدار كوكب أو مذنب ما والتي يكون عندها أبعد ما يكون من
الشمس أي تعني أبعد نقطة للكوكب أو المذنب أثناء دورانه حول الشمس ، وتحدث
بالنسبة للأرض في 2 يوليو حيث تصير الأرض على بُعد نحو 94450000 ميل (94
مليون ، 450 ألف ميل) .
ومتوسط سرعة الأرض في مدارها نحو 66600 ميل في
الساعة ، ولكن تتغير السرعة في المدار (قانون كيلر) ، فتبلغ أكبر قيمة لها
عندما تكون الأرض في الأوج .

النجوم Stars

نظر
الإنسان القديم إلى السماء فشاهد في الليالي الصافية أعداداً كبيرة من
الأجسام المضيئة بنفسها كالشمس موزعة في السماء بتشكيلات مختلفة سمَّاها
النجوم ، والنجوم أجسام مضيئة ملتهبة تُشع النور والضياء ، والشمس التي
نراها من الأرض هي إحدى هذه النجوم ، وتتميز الشمس عن باقي النجوم بكونها
أقرب النجوم إلى الأرض ، وأطلق الإنسان القديم على بعض مجموعات النجوم التي
تعرف باسم الكوكبات ، أسماء خاصة حيث يرسم في خياله خطوطا بين النجوم في
كل كوكبة ، فتبدو له الكوكبة من النجوم في صورة حيوان أو بطل من أبطال
أساطيرهم القديمة ، لهذا تم إطلاق أسماء مثل الحوت والثور والأسد والمسلسلة
وأندروميدا وزوجها البطل فرساوس ... بل فإن الناس قديماً تخيلوا قصصاً
تجري بين هذه الكوكبات .
وهذه المجموعات تحافظ على مواقعها في السماء
وتكون تشكيلات ومجموعات مظهرها من الأرض ثابت مع الزمن مهما تحركت ، فلو
تأملنا هذه الكوكبات شهراً بعد شهر لوجدنا أن تنظيمها ثابت وأوضاعها ثابتة
بالنسبة لبعضها البعض ، كما أننا نرى كل شهر قسماً جديداً منها ، فإذا مرَّ
عام علينا عادت الكوكبة الأولى إلى حيث شاهدناها أول مرة ، لهذا قسَّم
الأقدمون دائرة هذا الحزام 12 قسما أو برجا ، وتكون الشمس أمام كل برج نحو
شهر ويتميز كل برج بكوكبة معينة ويُسمَّى باسمها .

النجوم .. البروج

يمكن توزيع البروج الإثني عشر على فصول السنة الأربعة على النحو التالي :
الربيع الحمل 21 مارس الثور 21 أبريل الجوزاء 22 مايو
الصيف السرطان 22 يونيو الأسد 23 يوليو العذراء 23 أغسطس
الخريف الميزان 23 سبتمبر العقرب 23 أكتوبر القوس 22 نوفمبر
الشتاء الجدي 22 ديسمبر الدلو 21 يناير الحوت 20 فبراير
وتوصف النجوم حسب لمعانها في السماء كذلك حسب ألوانها فمنها الزرقاء والبيضاء والصفراء والحمراء .

ألوان النجوم :

1-النجوم
الزرقاء : أشد النجوم لمعاناً وسطوعاً ، مثل نجم الرجل Rigel وهذه النجوم
تمتاز بحرارة عالية واحتراق داخلي شديد يؤدي إلى ظهور اللون الأزرق .

2-النجوم الصفراء والبيضاء :

مثل شمس الأرض ونجم العيوق Capella وهي نجوم أقل حرارة ، متوسط الحرارة من داخلها مليونا درجة مئوية وعلى أطرافها 6000 درجة مئوية .

3-النجوم الحمراء :

مثل
نجم الدبران Aldebaran وقلب العقرب Antares وهي عادة كبيرة الحجم قليلة
الكثافة ذات حرارة منخفضة نسبياً بسبب مخزون الهيدروجين القليل فيها ، على
ذلك فإن النجوم الزرقاء تكون في شبابها حيث كمية الهيدروجين كبيرة
والاحتراق شديد ، أما النجوم الحمراء فإنها تكون في أخريات حياتها حيث أن
مخزون الهيدروجين فيها يكاد ينفذ ، وتصبح النجوم الحمراء كبيرة الحجم وعند
انتهاء الهيدروجين فيها قد تتحول إلى ما يسمَّى White dwarts وهي نجوم لا
حرارة فيها كثيفة جداً تحوي كل المادة التي كانت في النجم الأصلي ولكن بدون
حرارة أو بدون احتراق .
ومن الملاحظ أن النجوم في السماء تتغيّر درجة
لمعانها بانتظام في دورة من الزمن ثابتة ، فهي تشتد ضياء ثم تخفت ثم تعود
في اشتداد ، وهذه دورة زمنية واحدة ، وقد كشفت عالمة الفلك ليفت Leavitt
بمرصد هارفارد أن هناك علاقة ثابتة بين دورة الزمن هذه ودرجة لمعان النجم
المطلقة ، وحيث أننا يمكن أن نرصد لمعان النجم الظاهر فإنه أمكن لها حساب
بُعد النجم عنا في السماء .

-النجوم الثنائية Double Stars :

حيث
يبدو النجمان للناظر كأنهما نجم واحد بسبب عدم قدرة العين على فصلهما عن
بعضهما ، وهي تدور حول بعضها البعض بطرق كثيرة من أهمها الدوران الذي يؤدي
إلى حصول كسوف لأحدهما من قِبَل الآخر ، حيث أن أحدهما قد يمر من أمام
الآخر فتزداد شدة لمعان النجوم بين الحين والآخر (نجم الغول في مجموعة
بروشاوس)
.
-العناقيد النجمية Star Clusters :

هي
تجمع آلاف مؤلفة من النجوم بقرب بعضها البعض ، وتبدو للعين المجردة كغمامة
بيضاء صغيرة في السماء ، وأحياناً يمكن تمييز بعض النجوم بالعين المجردة ،
مثل عنقود الثريا الذي يمكن أن نرى 6 – 7 نجوم بالعين المجردة ، وعند
استخدام المنظار المكبر يمكننا رؤية أعداد كثيرة من النجوم متراصة بجانب
بعضها ، وتتصرف العناقيد النجمية في حركتها كوحدة وكأنها نجم واحد يكون
مركزه كثيفاً وأطرافه خفيفة ، وهي أنواع كثيرة منها المفتوح والمغلق ،
وأفضل منطقة لرؤيتها هي برج العقرب حيث توجد أعداد ضخمة منها وسبب وجودها
هو أن هذا الاتجاه هو اتجاه مركز المجرة (طريق التبان) لأننا نعيش في أحر
أذرع المجرة حيث الكثافة النجمية في الأطراف قليلة بينما تتمركز النجوم في
مركز المجرة .

حركة النجوم :

إن
حركة الأجرام السماوية ناتجة عن دوران الأرض حول محورها من الغرب إلى
الشرق ونحن نراقب ، هذا ما نراقبه ونحن نقف على هذه الأرض المتحركة ، أي
أننا ندور معها بنفس الاتجاه وبنفس السرعة ، لذلك فإننا نرى هذه الأجرام
جميعها تسير في اتجاه معاكس لحركتنا أي من الشرق إلى الغرب ، وهذه الحركة
الظاهرية تشبه إلى حد بعيد ما نشاهده ونحن نركب القطار وهو يسير بسرعة في
اتجاه معين ؛ حيث نرى كل ما يقف على جانبي الطريق (أشجار وأعمدة التليفونات
والتلغراف .......) تتحرك بسرعة في الاتجاه المعاكس لحركة القطار ،
وباستمرار مراقبة هذه الأجرام (لمدة شهر أو شهرين) نلاحظ أن تشكيلات النجوم
تغير مواقعها في قبة السماء مع محافظتها على موضعها النسبي مع باقي النجوم
حيث تتقدم في موعد ظهورها من الشرق وفي كل فصل من فصول السنة تظهر تشكيلات
معينة جديدة تختلف عن تشكيلات الفصول السابقة ، وهذه الحركة الظاهرية ليست
حقيقية أيضاً حيث أنها ناتجة عن دوران الأرض حول الشمس التي تتمها في سنة
كاملة .
والأمر الحقيقي أن مواقع النجوم النسبية في قبة السماء ثابتة لا تتغير .

القبة السماوية :

كان
القدماء يظنون أن النجوم تتدلى من سقف قبة هائلة من البلور ، وأن هذه
القبة تدور حول الأرض ، وتتخذ من النجم القطبي محورا لها لأنها وحدها ثابتة
لا تتحرك ، وظل هذا الاعتقاد سائداً حتى سنة 1543م عندما أعلن العلامة
كوبر نيق Copernicus بأن النجوم لا تتحرك وأن ما يحدث مرجعه لحركة دوران
الأرض نفسها حول محورها كما أكد أن الشمس هي مركز الكون وليست الأرض ، وبعد
ذلك ببضع سنوات أوضح كوبلر أن الكواكب السيارة تدور حول الشمس في مدارات
بيضاوية ، ثم جاءت اكتشافات جاليليو Galileo فأثبتت صحة كل هذه النظريات ،
وقد كان جاليليو أول من استخدم المنظار في مراقبة الأجرام السماوية ، كما
اكتشف البقع الشمسية ، ولاحظ أن مواقعها تتغير كل يوم ؛ واستنتج من ذلك أن
الشمس تدور هي الأخرى حول نفسها ، كما أنه اكتشف الأقمار الأربعة الرئيسية
التي تتبع كوكب المشتري ؛ وتدور حوله ، وفي القرن الثامن عشر ، وضع العالم
الإنجليزي نيوتن Newton قانون الجاذبية الكونية ليثبت أن الأجرام السماوية
تجذب بعضها بعضاً ، وتحافظ على مواقعها في مداراتها بسبب السرعة الفائقة
التي تتحرك بها .
أما العلاّمة هاللي Halley وهو معاصر وصديق لنيوتن ،
فقد اهتم بصفة خاصة بمراقبة المذنبات ، ودرس مدارات أربعة وعشرين مذنباً
منها ، لكي يتحقق مما إذا كان أي منها سيعود ليتخذ مداره السابق ، وكان من
نتائج الحسابات التي أجراها ، أنه تنبأ بمرور أحد تلك المذنبات ( مذنب
هاللي ) في عام 1758 م وقد تحققت نبوءته بالفعل ، وقد دل ذلك على أن
المذنبات ، مثلها كمثل الكواكب السيارة التي تتحرك في مسارات محددة ، وفي
عام 1718 ، قام هاللي بمقارنة بعض مواقع النجوم التي سبق أن حددها الفلكي
اليوناني هيبارك Hipparque ( حوالي عام 130 ق م ) ولاحظ اختلافاً كبيراً في
بعضها ، وبذلك اكتشف بأن الشمس ليست هي مركز الكون ولكن ليست سوى نجم من
بين ملايين النجوم الأخرى .
ومنذ القرن الثامن عشر ، بدأ عدد كبير من
العلماء ، ومن بينهم العالم الفرنسي لابلاس Laplace ، يهتمون بدراسة مدارات
الكواكب السيَّارة .
إن الاعتقاد اليوم هو أن الفضاء الكوني ملئ بأعداد كبيرة من المجرات (المجرة مجموعة من ملايين النجوم تكون وحدة فضائية .
ومجموعتنا
الشمسية تكون جزءا من المجرة المعروفة بالطريق اللبني " سكة التبانة " ؛
والتي تشمل مئات الملايين من المجموعات الشمسية الأخرى المشابهة .
وباستخدام
المناظير المكبرة البالغة القوة والمزودة بمرايا ضخمة أمكن اكتشاف نجوم
تبعد عنا بملياري سنة ضوئية ، وبفضل المناظير الراديوية المزودة بهوائيات
تبلغ أقطارها بضع عشرات من الأمتار أمكن التقاط إشعاعات تطلقها بعض الأجرام
السماوية التي تبعد عنها بثلاثين مليون سنة ضوئية ، كما أن هذه الأجهزة
يمكن أن ترسل إشعاعات مثل ما تلتقطه ، كما يمكن استخدامها كرادار يتابع
تحركات سفن الفضاء وروادها .

الكواكب Planets

هي
أجرام سماوية غير مضيئة بنفسها وغير ملتهبة بل هي تأخذ الحرارة والضوء من
نجم تكون تابعة له ، وكلمة كوكب Planets باليونانية تعني المتجول To wander
، فأرضنا هذه هي كوكب تستمد حرارتها وضوءها من نجم الشمس .
وتتميز الكواكب عن النجوم بأنها تغير أماكنها النسبية في السماء ، هذا وعدد الكواكب في الكون قليل جداً إذا قيس بعدد النجوم .

الأقمار Satellites

لمعظم
الكواكب أجسام أصغر منها تدور حولها تُدعى الأقمار أو التوابع ، فالقمر
بالنسبة للأرض هو تابع ، وقد يوجد للكوكب أكثر من قمر أو تابع يدور حوله
كما هو الحال في أقمار المشترى وزحل .
والمجموعة الشمسية عبارة عن مجموعة كواكب منها الأرض ومعها أقمارها تدور حول نجم الشمس .

المذنبات Comets

هي
أجزاء من مجموعتنا الشمسية تشبه الكواكب غير أنها تغير مكانها من حين لآخر
، ولها مدار غير ثابت أو مدار تقترب فيه من الشمس كثيراً وتبتعد عنه أيضاً
كثيراً .
ويكون للمذنب رأس كبير يشبه الكوكب ، وذيل طويل يمتد مسافة
بعيدة وراء ذلك الرأس ، ويكون الرأس دائماً في اتجاه الشمس والذيل في الجهة
المقابلة ، وذلك بسبب انجذابه للشمس .
وذيل المذنب عبارة عن أبخرة
وغازات ومواد ناعمة نتيجة انصهارها بقرب المذنب من الشمس ، وأشهر المذنبات
مذنب هالي الذي ظهر عام 1910م ثم سنة 1986م أي كل 76 سنة يعود مرة ، وفي
عام 1973 ظهر مذنب كوهونك وهو مذنب غير دوري أو النيازك والشهب Meteors

هي
خيوط بيضاء لامعة تخرج من السماء وخاصة من الجهة الجنوبية منه باتجاه برج
العقرب من نطاق النجميات الواقع بين المريخ والمشترى ، وتنتج عن اختراق
مواد صخرية أو معدنية تصطدم بغلاف الأرض بطبقات الهواء العليا ، وتتوالد عن
ذلك حرارة تكفي لصهر هذا الجسم ، فإذا كان هذا الجسم صغيراً فينصهر ويصل
إلى الأرض ويسمى شهاب ، وإذا كان الجسم كبيراً فإن جزء منه ينصهر وجزء يصل
إلى الأرض ويحفر حفرة كبيرة فيها ويسمى حينئذ نيزك ، ويوجد أجزاء كبيرة من
أحد النيازك في غابة سيبيريا في روسيا والذي سقط في أوائل القرن العشرين .

النيبولا والسحب والغبار الكوني
قد
نشاهد في السماء سحابا أبيضا مرتفعا تتألف من سحاب وغبار كوني ، وبعضها
عبارىة عن نجوم متقاربة تغطي مساحات واسعة من مجرتنا ، وهذه السحابة في
الواقع هي طريق التبان Milky Way أو على التحديد أحد أذرع مجرتنا .
وهناك من يقول أنها عبارة عن بقايا النجوم بعد تفجرها مثل النيبولا Nebula الموجودة في مجموعة الجبار Orion .