الفلك

علم الفلك
من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة


صورة ملتقطة بواسطة مرصد هابل الفضائي توضح سديم السرطان، وهو بقايا مستعر أعظم.
علم الفلك هو الدراسة العلمية للأجرام السماوية(مثل النجوم، والكواكب، و المذنبات، والمجرات) والظواهر التي تحدث خارج نطاق الغلاف الجوي (مثل إشعاع الخلفية الميكروني الكوني).وهو يهتم بالأجسام السماوية من حيث التطور، الفيزياء، والكيمياء، وعلم الأرصاد الجوية، والحركة، بالإضافة إلى تكون وتطور الكون.ويعد علم الفلك أحد العلوم القديمة.
أجرى علماء الفلك الأوائل ملاحظات منهجية للسماء في المساء، حيث تم اكتشاف تحف فلكية خلال فترات مبكرة جداً.ومع ذلك، كان من الضروري اختراع التلسكوب قبل أن يتطور علم الفلك ليصبح من العلوم الحديثة.وشمل علم الفلك تخصصات متنوعة على مر التاريخ مثل القياسات الفلكية، والملاحة السماوية، وعلم الفلك الرصدي، ووضع التقاويم، وعلم التنجيم، ولكن علم الفلك الاحترافي يعتبر مرادفاً لعلم الفيزياء الفلكي.
ومنذ القرن العشرين انقسم مجال علم الفلك إلى فرع علم الفلك الرصدي وعلم الفلك النظري.ويركز علم الفلك الرصدي على استخدام المراصد على الأرض والمراصد الفضائية لتجميع الصور وتحليل البيانات باستخدام أجهزة للرصد مثل التلسكوب وتلسكوب الأشعة تحت الحمراء وتلسكوبات الأشعة السينية وأشعة جاما.بينما يهتم علم الفلك النظري بصياغة نظريات وتطوير نماذج للعمليات الفيزيائية التي تجري في مختلف الأجرام السماوية من نجوم ومجرات وتجمعات المجرات وانفجارات أشعة جاما التي تحدث في بعض النجوم، وحسابها بالحاسب الآلي أو النماذج التحليلية في محاولات للتوفيق بين الحسابات مع ما تؤتي به القياسات لفهم وتفسير مختلف الظواهر الفلكية وتأثيرها على الأرض والإنسان.ويكمل الفرعيين بعضهما البعض، حيث يسعى علم الفلك النظري إلى تفسير النتائج الرصدية والظواهر الفلكية، وتكون المشاهدة العملية التي نحصل عليها من الرصد هي الحاكم على صحة النتائج النظرية.
يهم الإنسان أن يعرف كم عمر الكون، وكيف نشأ ؟، وكم عمر الشمس؟ وإلى متى سوف تمدنا بالحرارة والحياة؟ كيف تكون نهايتها ؟ ومتى؟ وهل سيبقى مدار الأرض حول الشمس كما هو أم سيتغير في المستقبل؟
ويمدنا الرصد الفلكي لألاف مؤلفة من النجوم التي توجد في مختلف الأعمار، حيث أنها تنشأ ثم تموت، فما هي إلا شموس مثل شمسنا تمدنا بمعلومات على هذا السبيل. وتعطينا نظرية صحيحة نتوصل إليها رؤية صحيحة (محتملة) للمستقبل.
وساهم الفلكيون الهواة في العديد من الاكتشافات المهمة، حيث يعتبر علم الفلك من العلوم القليلة التي يمكن للهواة أن يلعبوا فيها دوراً هاماً، وخاصة في اكتشاف ورصد الظواهر العابرة.
لا يجب أن يكون هناك خلط بين علم الفلك القديم وبين علم التنجيم، وهو نظام يعتقد أن هناك علاقة بين الشؤون الإنسانية ومواضع الأجسام السماوية.يختلف المجالان تماماً عن بعضهما البعض على الرغم من أنهما يتشاركون في الأصل وجزء من الوسائل (استخدام التقويمات).[1]
وأعلنت الأمم المتحدة عام 2009 ليصبح السنة الدولية لعلم الفلك (IYA2009), وهي تهدف إلى التأكيد على الوعي الجماهيري والتعامل مع علم الفلك.
يساهم الفيزيائيون المهتمون بدراسة الجسيمات الأولية في علم الفلك لأن خواص الجسيمات الأولية تتحكم في نشأة ومصير الكون، ولا تكفي معرفتنا عن البروتونات والنيوترونات والجسيمات التي نعرفها لتفسير تطور الكون، ولذلك يبحث الفيزيائيون عن جسيمات جديدة بواسطة معجلات للجسيمات عالية الطاقة مثل مكشاف مصادم فيرميلاب ومصادم الهادرونات الكبير.

أصل كلمة "astronomy"

وتعني كلمة astronomy "قانون النجوم" أو "ثقافة النجوم طبقاً للترجمة). وهي مشتقة من الكلمة اليونانية αστρονομία، astronomia، من الكلمتين: άστρον (astron وتعني "نجمة") وνόμος (nomos وتعني "قانون أو ثقافة").
[عدل]استخدام مصطلحي "علم الفلك" و"الفيزياء الفلكية"
وعادةً يمكن استخدام مصطلح "علم الفلك" أو "الفيزياء الفلكية" للإشارة لهذا العلم.[8] [6] [4]ووفقاً لتعريفات القواميس الدقيقة، يشير "علم الفلك" إلى "دراسة الأجسام والمواد الموجودة خارج الغلاف الجوي ودراسة خصائصهم الفيزيائية والكيميائية"[2]، بينما تشير "الفيزياء الفلكية" إلى فرع من فروع علم الفلك الذي يهتم بـ"الخصائص الفيزيائية والسلوكية والعمليات الديناميكية للأجسام والظواهر السماوية".[3] وفي بعض الحالات، يمكن استخدام "علم الفلك" لوصف الدراسة النوعية للموضوع، بينما يمكن أن تشير "الفيزياء الفلكية" إلى نسخة الموضوع الفيزيائية، كما هو الحال في مقدمة كتاب الكون الفيزيائي بقلم فرانك شو.[4] وحيث أن معظم الأبحاث الفلكية الحديثة تتعامل مع مواضيع فيزيائية، يمكن أن يطلق على علم الفلك الحديث بالفيزياء الفلكية..[5] ويمكن أن تستخدم العديد من الأقسام الباحثة في هذا الموضوع مصطلحي "علم الفلك" و"الفيزياء الفلكية"، وذلك يعتمد جزئياً على ما إذا كان القسم مرتبط تاريخياً بقسم الفيزياء.[16] ونجد أن هناك كثير من الفلكيين المحترفين قد حصلوا على درجات علمية في علم الفيزياء.[17]وتعد مجلة الفلك والفيزياء الفلكية من المجلات العلمية الرائدة في هذا المجال.
[عدل]تاريخ علم الفلك

مقال تفصيلي : تاريخ الفلك
طالع أيضًا :علم الآثار الفلكية



خريطة سماوية ترجع إلى القرن السابع عشر، بريشة رسام الخرائط الهولندي فردريك دي فيت.
وتكون علم الفلك في العصور المبكرة من الملاحظات والتنبؤات حول حركة الأجسام التي يمكن رؤيتها بالعين المجردة.جمَّعت الثقافات القديمة قطع أثرية ضخمة ذات أغراض فلكية، وذلك في بعض الأماكن مثل ستونهينج.ويمكن توظيف تلك النقاط الرصدية لتحديد الفصول، بالإضافة إلى الاستخدامات الاحتفالية. وهو عامل مهم لمعرفة متى يمكن زراعة المحاصيل، وفهم طول العام.[21]
وقبل اختراع التليسكوب، كانت الدراسات المبكرة للنجوم تجرى من خلال أماكن الرصد المتاحة في ذلك الوقت، مثل البنايات والأراضي المرتفعة باستخدام العين المجردة. ومع تطور الحضارات، تم تجميع نقاط الرصد الفلكية في كل من العراق القديمة، اليونان، ومصر، وبلاد فارس، ووحضارة المايا في أمريكا الجنوبية، والهند، والصين، والنوبة[6]،علم الفلك في الإسلام خلال العصور الوسطى والعالم الإسلامي، بالإضافة إلى طرح أفكار حول طبيعة الكون.وشملت معظم علوم الفلك المبكرة رسم الخرائط لمواقع النجوم والكواكب، وهو علم يطلق عليه علم القياسات الفلكية.ومن خلال هذه الملاحظات، تم تكوين أفكار مبدئية حول تحركات الكواكب، بالإضافة إلى الأفكار الفلسفية لطبيعة الشمس، والقمر، وكوكب الأرض في الكون.وكان يعتقد بأن كوكب الأرض هو مركز الكون، وأن الشمس والقمر والنجوم تدور حوله.ويعرف ذلك الاعتقاد بالنموذج الهندسي لمركزية الأرض.
وظهرت العديد من الاكتشافات الفلكية المهمة قبل تطبيق استخدام التليسكوب. فعلى سبيل المثال، قدر علم الفلك الصينيالفلكيون الصينيون انحراف مسير الشمس في عام 1000 قبل الميلاد. واكتشف علم الفلك البابلي الكلدانيون أن الخسوف القمري يحدث داخل دائرة متكررة تسمى دورة الخسوف بدائرة الخسوف.[7] وفي القرن الثاني قبل الميلاد، قدر هيبارخوس[8] والفلكيون العرب حجم القمر والمسافة بينه وبين كوكب الأرض.اكتشف عالم الفلك الفارسي أزوفي في عام 964 مجرة المرأة المسلسلة، وهي أقرب مجرة لدرب اللبانة، وهو أول من وصفها في كتاب النجوم الثابتة. [9] ولاحظ عالم الفلك العربي علي ابن رضوان والفلكيون الصينيون في عام 1006 المستعر الأعظم SN 1006، وهو أكثر الأحداث النجمية سطوعاً من حيث القدر الظاهري في التاريخ.
ويعتبر جهاز [[[أنتيكثرا] آلية|Antikythera mechanism]] أكثر الأجهزة الفلكية شهرةً في العصور المبكرة. وهو جهاز يوناني قديم يستخدم لحساب حركة الكواكب التي يرجع تاريخها إلى حوالى 150-80 قبل الميلاد، بالإضافة إلى أنه أقدم كمبيوتر فلكي تناظري.وقام الفلكيون العرب ومن بعدهم الأوروبيون بإنشاء أجهزة كمبيوتر فلكية تناظرية مماثلة.

وخلال العصور الوسطى، ظل علم الفلك الرصدي ثابتاً في أوروبا حتى القرن الثالث عشر على الأقل. ومع ذلك، ازدهر علم الفلك في العالم الإسلامي وأجزاء أخرى من العالم.وهناك بعض علماء الفلك العرب البارزين الذين ساهموا بشكل كبير في ذلك العلم مثل البتاني، وثابت ابن قرة، وعبد الرحمن بن عمر الصوفي، وجعفر بن محمد أبي معشر البلخي والبيروني، وأبو إسحاق إبراهيم الزرقالي ومرصد المراغي مدرسة الماراغي، وعلي قوجي علي الكوشجي، والبرجندي، وتقي الدين وغيرهم. كما قدم علماء الفلك في ذلك الوقت أسماء عربية تستخدم حالياً للعديد من النجوم الفردية. [10][11] وكان يعتقد أن بقايا المباني في زيمبابوي العظمى وتمبكتو [12] تضم مرصداً فلكياً.[13] واعتقد الأوروبيون في الماضي أنه لا يوجد رصد فلكي في أفريقيا شبه الصحراوية في العصور الوسطي قبل الاستعمار، ولكن أثبتت الاكتشافات الحديثة العكس.[14][15][16]
[عدل]ثورة علمية


تشير اسكتشات جاليليو وملاحظاته حول القمر إلى أن السطح كان جبلياً
وخلال عصر النهضة، قدم نيكولاس كوبرنيكس نموذج مركزية الشمس للمجموعة الشمسية.ثم جاء غاليليو غاليلي ويوهانس كيبلر مدافعين عن عمل كوبرنيكوس، ثم قاموا بتوسيعه وتصحيحه. وواصل غاليليو ابتكاراته مستخدماً التلسكوب لتعزيز ملاحظاته.
ويعد كبلر أول من وضع نظام لوصف تفاصيل حركة الكواكب مع الشمس في المركز بشكل صحيح. ومع ذلك، لم ينجح كبلر في صياغة نظرية تدعم القوانين التي دونها، ذلك لأن النظام الذي وضعه كبلر لوصف تفاصيل حركة الكواكب مع الشمس كان ينطوي على جملة من المغالطات العلمية التي كشف عنها الباحث الأردني محمد تيسير التميمي عام 2010 م في بحث نشرته مجلة Natural Science الأمريكية، حيث أثبت التميمي في بحثه الموسوم بـ Great collapse Kepler's first law أن مركز كتلة الشمس يقع على بعد 27534.18 كم عن إحدى البؤرتين وأن ميلان محور لف الكرة الأرضية على مستوى الدائرة الكسوفية يتغير على مدار السنة من حده الأدنى (66 درجة قوسية و 32 دقيقة قوسية و 21.4119 ثانية قوسية)إلى حده الأعلى (66 درجة قوسية و 34 دقيقة قوسية و 17.1761 ثانية قوسية)[17].وجاء اختراع نيوتن للللميكانيكا السماوية وابتكار قانون الجاذبية ليفسر حركة الكواكب. كما طور نيوتن التلسكوب العاكس.
وجاءت المزيد من الاكتشافات متزامنة مع تحسينات في حجم وجودة التليسكوب.كما أنتج لاكايل المزيد من القوائم النجمية.وقام عالم الفلك وليم هرشل بعمل قائمة مفصلة حول الضبابية والتكتلات، كما اكتشف كوكب أورانوس في عام 1781، وهو أول كوكب جديد يُكتشف. تم تحديد أول مسافة لنجم في عام 1838 عندما قام فريدريش بسل بقياس تزيح النجم الثنائي 61 Cygni.
وخلال القرن التاسع عشر، أدي اهتمام ويلر، وكليروت، ودالمبرت بمشكلة الجسم الثلاثي، إلى وجود تنبؤات أكثر دقة حول حركة القمر والكواكب. وقام لاغرانج وولابلاس بتلقيح هذا العمل، مما سمح بتقدير كتلة الأقمار والكواكب.
ظهر تقدم كبير في مجال علم الفلك مع إدخال التكنولوجيا الجديدة، بما في ذلك منظار التحليل الطيفي، والفُوتُوغْرافِيَا. واكتشف فراونهوفر حوالي 600 مجموعة من الألوان داخل طيف الشمس في 1814-15، والتي أرجعها كيرشوف في عام 1859 إلى وجود عناصر مختلفة. وثبت أن النجوم مشابهة للشمس الأرضية، ولكن مع اختلاف كبير في درجة الحرارة، والكتلة، والحجم.[10]
ولم يثبت وجود مجرة كوكب الأرض، مجرة درب التبانة، باعتبارها مجموعة منفصلة من النجوم إلا في القرن العشرين، بالإضافة إلى المجرات "الخارجية"، والتوسع الكوني الملحوظ في تراجع معظم المجرات عنا.واكتشف علم الفلك الحديث العديد من الأجسام الغريبة مثل النجوم الزائفة، والنباض، والمتوهجات، والمجرات الراديوية، كما استخدم تلك الاكتشافات لتطوير النظريات الفيزيائية التي تصف بعض هذه الأجسام بالتساوي مع الأجسام الغريبة مثل الثقوب السوداء، والنجوم النيوترونية. وتقدم علم الكونيات الفيزيائي خلال القرن العشرين، من خلال نموذج الانفجار الكبير والذي دعمته أدلة من علم الفلك والفيزياء مثل إشعاع الخلفية الميكروني الكوني، وقانون هابل، والتوافر الكوني للعناصر.

علم الفلك الرصدي



المجموعة الواسعة جداً الموجودة في نيو مكسيكو، وهي مثال للتلسكوب الراديوي.
مقال تفصيلي :علم الفلكي الرصدي
نحصل على المعلومات في علم الفلك عادةً من خلال تحديد وتحليل الضوء المرئي أو أي نوع آخر من الإشعاع الكهرومغناطيسي. [18] ويمكن أن ينقسم علم الفلك الرصدي طبقا لمنطقة الطيف الكهرومغنطيسي.ويمكن مشاهدة بعض أجزاء الطيف من على سطح كوكب الأرض، بينما لا يمكن مشاهدة البعض الآخر إلا من مرتفعات شاهقة أو من الفضاء.ونورد معلومات محددة حول هذه الحقول الفرعية أدناه.
[عدل]علم الفلك الراديوي
مقال تفصيلي :علم الفلك الراديوي
يدرس علم الفلك الراديوي الإشعاع ذات طول موجي أكبر من ملليمتر واحد تقريبا.[19] ويختلف علم الفلك الراديوي عن معظم أنواع علم الفلك الرصدي الأخرى، حيث أنه يمكن التعامل مع الموجات الرادوية باعتبارها موجات بدلاً من اعتبارها فوتونات منفصلة.وبالتالى، يعد من السهل نسبياً قياس سعة وفترة الموجات الراديوية، بينما لا يمكن القيام بذلك مع الموجات ذات طول موجي أقصر.[19]
وعلى الرغم من إنتاج بعض الموجات الراديوية في شكل إشعاع حراري من قبل الأجسام الفلكية، تأخذ معظم الانبعاثات الرادوية التي تم مشاهدتها من كوكب الأرض شكل الإشعاعات السنكروترونية، والتي تنتج عندما يتأرجح الإلكترون حول المجالات المغناطيسية. [19] وبالإضافة إلى ذلك، تنتج غازات بين النجوم عدد من الخطوط الطيفية، ولا سيما الخط الطيفي لذرة الهيدروجين والذي يبلغ طوله 21 سم، ويمكن مشاهدة تلك الخطوط عند الموجات الراديوية. [45] [46]
ويمكن مشاهدة مجموعة متنوعة من الأجسام ذات الأطوال الموجية الرادوية، بما في ذلك المستعر الأعظم، وغازات بين النجوم، والنجوم النابضة، والنوى المجرية النشطة. [4][19]
[عدل]فلك الأشعة تحت الحمراء
مقال تفصيلي :علم فلك الأشعة تحت الحمراء
يتعامل فلك الأشعة تحت الحمراء مع كشف وتحليل الأشعة تحت الحمراء (وهي أطوال موجية أكبر من موجات الضوء الأحمر). ويمتص الغلاف الجوي الأشعة تحت الحمراء بشكل كبير ما عدا في حالة لأطوال الموجية القريبة من الضوء المرئي، ومن ثم ينتج الغلاف الجوي انبعاثات من الأشعة تحت الحمراء.وبالتالي، يجب أن يكون هناك مراصد للأشعة تحت الحمراء في المناطق الجافة جداً أو في الفضاء. ويعد طيف الأشعة تحت الحمراء مفيداً في دراسة الأجسام الباردة التي لا يمكنها إشعاع ضوء مرئي مثل الكواكب والـCircumstellar disk.ويمكن للأطوال الموجية الخاصة بالأشعة تحت الحمراء اختراق سحب الغبار التي تقف حاجزاً أمام الضوء المرئي، مما يسمح بمشاهدة النجوم الصغيرة داخل السحب الجزيئية والنوى المجرية.[20] وتشع بعض الجزيئات الأشعة تحت الحمراء بقوة، ويمكن استخدام ذلك لدراسة الكيمياء في الفضاء، والكشف عن المياه في المذنبات.[21]

علم الفلك البصري


منظار سوبارو (يسار)، ومرصد كيك (وسط) في ماونا كي، وهي أمثلة لمراصد تعمل من خلال أطوال موجية مرئية قريبة من الأشعة تحت الحمراء. منظار وكالة ناسا الذي يعمل بالأشعة تحت الحمراء (اليمين) يعد مثالاً للتلسكوب الذي يعمل فقط من خلال أطوال موجية قريبة من الأشعة تحت الحمراء.
مقال تفصيلي :علم الفلك البصري
يعتبر علم الفلك البصري من أقدم أنواع الفلك في التاريخ، وهو يسمى أيضا بفلك الضوء المرئي.[22] ورسمت الصور البصرية باليد في الأصل. وفي أواخر القرن التاسع عشر ومعظم القرن العشرين، كانت الصور تصنع باستخدام معدات التصوير. وتصنع الصور الحديثة باستخدام كاشفات رقمية، ولا سيما الكاشفات التي تستخدم جهاز مزدوج الشحنة.وعلى الرغم من أن الضوء المرئي يمتد من حوالي 400 إلى 700 نانومتر[22]، تستخدم نفس المعدات التي توظف تلك الأطوال الموجية لمراقبة بعض الإشعاعات القريبة من الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء.
[عدل]فلك الأشعة فوق البنفسجية
مقال تفصيلي :علم فلك الأشعة فوق البنفسجية
عادةً ما يستخدم فلك الأشعة فوق البنفسجية للإشارة إلى رصد الأطوال الموجية للأشعة فوق البنفسجية التي تتراوح بين نحو إلى 320 نانومتر. [59] ويمتص الغلاف الجوي لكوكب الأرض الضوء المنبعث من الأطوال الموجية، وبالتالي، يجب أن يتم رصد تلك الأطوال الموجية من الغلاف الجوي العلوي أو من الفضاء.ويهتم فلك الأشعة فوق البنفسجية بدراسة الاشعاع الحراري والخطوط الطيفية المنبعثة من النجوم الزرقاء الساخنة (نجوم الOB) التي تتميز بأنها مشرقة جداً.وذلك يشمل النجوم الزرقاء في المجرات الأخرى، التي كانت هدفاً للعديد من الدراسات حول الأشعة فوق البنفسجية. ويمكن رصد أجسام أخرى في ضوء الأشعة فوق البنفسجية مثل السديم الكوكبي، بقايا المستعر الأعظم، والنوى المجرية النشطة.[19] ومع ذلك، يمتص الغبار بين النجومالأشعة فوق البنفسجية بسهولة، كما يجب تصحيح قياس الضوء فوق البنفسجي للحفاظ عليه من الانقراض.[19]
[عدل]فلك الأشعة السينية
مقال تفصيلي :علم فلك الأشعة السينية
يدرس فلك الأشعة السينية الأجسام الفلكية ذات الأطوال الموجية التي تساوي الأشعة السينية. تنبعث الأشعة السينية من الأجسام مثل الانبعاثات السنكروترونية (والتي تنتجها الالكترونات المتأرجحة حول خطوط المجال المغناطيسي)، والانبعاثات الحرارية للغازات الرقيقة (وهي تسمى أشعة الانكباح) التي تزيد عن 10 7 (10 مليون) كلفن، والانبعاثات الحرارية للغازات السميكة (وتسمى إشعاعات الجسم الأسود) التي تزيد عن 10 7 كلفن.[19] وحيث أن الغلاف الجوي لكوكب الأرض يمتص الأشعة السينية، يجب أن يتم رصد الأشعة السينية من خلال منطاد مرتفع جداً، أو صواريخ أو مركبات فضائية. وتشمل مصادر الأشعة السينية ثنائيات الأشعة السينية، والنباض، وبقايا المستعر الأعظم، والمجرات الإهليجية، وعناقيد المجرات، والنوى المجرية النشطة.[19]

فلك أشعة غاما
مقال تفصيلي :علم فلك أشعة غاما
يهتم فلك أشعة غاما بدراسة الأجسام الفلكية ذات الأطياف الكهرومغناطيسية التي لديها أقصر أطوال موجية.يمكن رصد أشعة جاما مباشرةً بواسطة الأقمار الصناعية مثل مرصد كومبتون لأشعة غاما أو بواسطة تلسكوب متخصص يسمى تلسكوب شيرينكوف للغلاف الجوي. [66] لا ترصد تلسكوبات شيرينكوف أشعة غاما، ولكنها ترصد ومضات من الضوء المرئي ناتج عن امتصاص الغلاف الجوي للأرض أشعة غاما. [68]
وتعد معظم مصادر اصدار أشعة غاما انفجارات نجمية ينتج منها أشعة غاما، وهي أجسام لا تصدر إلا أشعة جاما لمدة تتراوح من ملي ثانية إلى آلاف الثواني قبل أن تختفي.وتصدر 10 ٪ فقط من مصادر أشعة غاما تلك الإشعاعات لفترة طويلة.تشمل هذه الباعثات الثابتة لأشعة غاما النباض، والنجوم النيوترونية، ومرشحي الثقوب السوداء مثل النوى المجرية النشطة.[19]
[عدل]فلك أشعة الطاقة العالية
مقال تفصيلي :علم فلك الطاقة العالية
يهتم فلك الطاقة العالية بدراسة الأجسام الفلكية ذات الأطياف الكهرومغناطيسية التي لديها أطوال موجية عالية الطاقة.
[عدل]الميادين التي لا تعتمد على الطيف الكهرومغناطيسي
يمكن رؤية بعض الأشياء من كوكب الأرض على بعد مسافات بعيدة، باستثناء الأشعة الكهرومغناطيسية.
وفي علم الفلك النيوتريني، يستخدم الفلكيون منشآت تحت الأرض لرصد النيوترينات مثل تجربة الگاليوم السوڤييتية ـ الأمريكية، وتجربة الكاليوم، وكاميوكا الثاني والثالث.وجاءت هذه النيوترونات أساساً من الشمس ومن المستعر الأعظم (ه) [19]
وتتكون الأشعة الكونية من جزيئات عالية الطاقة يمكن أن تتحلل أو تمتص عند دخولها الغلاف الجوي لكوكب اللأرض، مما يؤدى إلى تكون مجموعة من الجسيمات.[23] بالإضافة إلى ذلك، ستصبح بعض كواشف النيوترينات المستقبلية حساسة للنيوترونات الناتجة عن اختراق الأشعة الكونية للغلاف الجوي لكوكب الأرض.[19]
ويعتبر علم الفلك الخاص بموجات الجاذبية نافذة جديدة من أنواع علم الفلك، وهو يهدف إلى استخدام كواشف موجات الجاذبية لجمع بيانات رصدية حول الجسيمات المدمجة. كما تم إنشاء بعض المراصد مثل مرصد الجاذبية الذي يعمل بتداخل ضوء الليزر (LIGO)، ولكن من الصعب رصد موجات الجاذبية.[24]
واستفاد فلك الكواكب من الرصد المباشر الذي يأتي في شكل المركبات الفضائية والبعثات العينية.وهي تشمل البعثات ذات أجهزة الاستشعار عن بعد؛ والمركبات التي يمكنها القيام بتجارب فوق سطح المواد؛ والمؤثرات التي تسمح باستشعار المواد الدفينة عن بعد، والبعثات العائدة التي تسمح بالفحص المعملي المباشر.

القياسات الفلكية والميكانيكا السماوية
مقالات تفصيلية :علم القياسات الفلكية و الميكانيكا السماوية
يعتبر واحداً من أقدم مجالات علم الفلك وباقي العلوم، وهو يهتم بقياس المواقع السماوية.وكان من المهم معرفة موقع الشمس والقمر والكواكب والنجوم بدقة عبر التاريخ، وخاصة في الملاحة السماوية.
وأدى القياس الدقيق لمواقع الكواكب إلى فهم اضطرابات الجاذبية، بالإضافة إلى القدرة على تحديد المواقع الحالية والماضية لللكواكب بدقة أكثر. ويعرف هذا المجال باسم الميكانيكة السماوية.وسيساعد تعقب الأجسام المجاورة لكوكب الأرض في التنبؤ باللقاءات والاصطدامات المحتملة مع كوكب الأرض.[25]
ويقدم قياس تزيح النجوم القريبة أساس سلم المسافات الكونية الذي يستخدم لقياس حجم الكون. كما يقدم قياس تزيح النجوم القريبة الأساس المطلق لخصائص النجوم البعيدة، لأنه يمكن مقارنة تلك الخصائص.كما يوضح قياس السرعة الشعاعية والحركة المناسبة الكينماتيكا الخاصة بهذه الأنظمة من خلال مجرة درب التبانة. كما تستخدم نتائج القياسات الفلكية لقياس توزيع المادة الداكنة داخل المجرة.[26]
وخلال التسعينيات، استخدمت تقنية القياس الفلكي لقياس تمايل النجوم لكشف الكواكب الكبيرة خارج المجموعة الشمسية والتي تدور حول النجوم القريبة.[27]
[عدل]علم الفلك النظري

يستخدم علماء الفلك النظري مجموعة كبيرة من الأدوات التي تتضمن نماذج تحليلية (مثل البوليتروبات التي تحدد سلوكيات النجوم)، والتحليل العددي الحسابي.ولكل نوع بعض المزايا. وتعد النماذج التحليلية لأي عملية مفيدة في إعطاء نظرة ثاقبة حول ما يحدث. ويمكن أن تكشف النماذج العددية عن وجود ظواهر وآثار لا يمكن رؤيتها.[28][29]
ويحاول أصحاب النظريات الفلكية أن يصنعوا نماذج نظرية ومعرفة النتائج الرصدية لتلك النماذج. وذلك يساعد المراقبين في البحث عن البيانات التي يمكن أن تدحض نموذجاً أو تساعد في الاختيار بين النماذج البديلة أو المتضاربة.
كما يحاول أصحاب النظريات أيضاً صناعة أو تعديل نماذج تأخذ في الحسبان البيانات الجديدة. وفي حالة وجود تناقض، يتجه العامة إلى عمل أقل تعديلات ممكنة للنموذج لاحتواء البيانات. وفي بعض الحالات، قد تؤدي البيانات المتناقضة إلى التخلي الكلي عن النموذج.
وتشمل المواضيع التي ناقشها علماء الفلك النظري: ديناميات النجوم والتطور؛ تكون المجرات؛ هياكل المواد الكبيرة في الكون؛ مصدر الأشعة الكونية؛ النسبية العامة وعلم الكونيات المادي، بما في ذلك علم الكون الوتري وastroparticle physics.وتعد الفيزياء الفلكية بمثابة أداة لقياس خصائص الهياكل الكبيرة، حيث تلعب الجاذبية دورا هاما في التحقيق في الظواهر الفيزيائية، بالإضافة إلى أنها أساس الثقب الأسود ودراسة موجات الجاذبية.
وتشمل بعض النظريات المقبولة والنماذج علم الفلك، وهي الآن مدرجة في نموذج لامبدا: الانفجار الكبير، والتضخم الكوني، والمادة لداكنة، والنظريات الأساسية في علم الفيزياء.

فروع علم الفلك
وتعدّدت فروع علم الفلك بتطوّر أساليب البحث وتقنيات الرّصد وتقدّم العلوم الأخرى. إذ أنّ علم الفلك علم شامل، والباحث فيه عليه إتقان الرّياضيات والفيزياء بالخصوص، ولكن كذلك الكيمياء وحتّى البيولوجيا (لمن يريد دراسة إمكانية الحياة على سطح الكواكب الأخرى مثلا). والرّاصد عليه إتقان تقنيات عديدة كالإلكترونيك والحاسوب مثلا. ومن أهمّ فروع علم الفلك الحديث نذكر فيما يلي بعض الأمثلة القليلة:
1. قياس مواقع النّجوم (Astrometry): و هو الفرع الّذي يرمي إلى قياس مواقع النّجوم في السّماء بدقّة كافية ورصد تحرّكاتها.
2. الميكانيك السّماوية (Celestial Mechanics): يهدف إلى رصد حركة الكواكب والأقمار في مجموعتنا الشّمسية والتنبّؤ بهذه الحركة في ظلّ قانون الجاذبية. وهو علم دقيق جدّا، إذ يمكن من خلاله حساب زمن خسوف القمر بدقّة، وهذا عشرات السّنين قبل حدوثه.
3. الفيزياء الفلكية (Astrophysics): والّتي تضم العديد من الشّعب كدراسة طبيعة الكواكب وفيزياء النّجوم ودراسة تكوين الأبنية الكبرى ودراسة محيط ما بين النّجوم...
4. فيزياء الكون (Cosmology): و هو يدرس الكون بمجمله وبجميع مكوّناته بنظرة شاملة، ويهدف إلى دراسة تكوينه ومستقبله، وهو علم يشهد حاليا إقبالا واهتماما كبيرين من طرف الفلكيين.
و الباحث في علم الفلك الحديث عليه أن يختصّ في واحدٍ من هذه الفروع إختصاصا عميقا، إذ أنّ كلّ فرع يكاد يشكّل لوحده علما منفردا ! ولكن مع هذا فإنّ عالم الفلك عليه معرفة المفاهيم الأساسية في جميع الفروع الأخرى الّتي لا تزال مرتبطة على كلّ حال. وسنبدأ التطلّع على هذه المفاهيم ابتداءً من الباب القادم.
عملية فيزيائية أداة تجريبية نموذج نظري يفسر / بتنبأ
الجاذبية تلسكوب راديوي نظام الجاذبية الذاتي ظهور نظام النجوم
الانصهار النووي أطياف تطور النجوم كيف تضيء النجوم وكيف تتشكل المعادن
الانفجار الكبير تلسكوب هابل الفضائي توسيع الكون عمر الكون
التقلبات الكمية التضخم الكوني مشكلة السطحية
انهيار الجاذبية فلك الأشعة السينية نظرية النسبية العامة الثقوب السوداء الموجودة في مركز مجرة المرأة المسلسلة
دورة الـCNO في النجوم
تعد المادة المظلمة والطاقة المظلمة المواضيع الراهنة الرائدة في مجال علم الفلك، حيث أن اكتشاف تلك المواضيع والجدل حولها نشأ خلال دراسة المجرات.
[عدل]الحقول الفرعية لعلم الفلك

[عدل]علم الفلك الشمسي
مقال تفصيلي :الشمس
وعلى مسافة تصل إلى نحو ثماني دقائق ضوئية، يعتبر الشمس أكثر النجوم دراسةً، وهو نجم قزمي نموذجي من المجموعة G2 V، ويبلغ عمرها حوالى 4.6 مليار عام. لا تعتبر الشمس نجماً متغيراً، ولكنها لا تخضع للتغييرات الدورية في نشاطها المعروف باسم الدورة الشمسية. وذلك يعد تقلباً في الأرقام الشمسية لمدة 11 عاماً.والبقع الشمسية عبارة عن مناطق ذات درجة حرارة أقل من المتوسط ترتبط بالنشاط المغناطيسي المكثف.[30]


صورة التقطت بالأشعة فوق البنفسجية للفوتوسفير النشط للشمس باستخدام تلسكوب التتبع الفضائي. صورة ناسا.
ازدادت الشمس اشراقاً عبر الزمن، وتبلغ الزيادة بنسبة 40 ٪ منذ أن أصبحت الشمس نجم تسلسل رئيسي. كما خضعت الشمس أيضا لتغيرات دورية من حيث الإشراق والذي يمكن أن يكون له تأثير ملموس على كوكب الأرض.[31] وعلى سبيل المثال، يعتقد أن ظاهرة موندر قد سببت حدوث ظاهرة العصر الجليدي الصغير خلال القرون الوسطى. [32]
يطلق على السطح الخارجي المرئي للشمس الفوتوسفير. ويوجد فوق هذه الطبقة، منطقة رقيقة تعرف باسم الكروموسفير. ويحيط بها منطقة انتقالية ذات درجات حرارة تتزايد بسرعة، ثم يأتي بعدها طبقة الكورونا الساخنة.

البلازما تدفق الطاقة عن طريق الإشعاعات. وتكون الطبقات الخارجية منطقة حرارية حيث تنقل المواد الغازية الطاقة عن طريق تغيير المكان الفيزيائي للغاز.ويعتقد بأن تلك المنطقة الحرارية تخلق نشاطاً مغناطيسيأ مما يولد بقع شمسية.[30]
يخرج من الشمس رياح شمسية تتكون من جزيئات البلازما في شكل تيارات حتى تصل إلى منطقة أفول الشمس. وتتفاعل هذه الرياح الشمسية مع المجال المغنطيسي لكوكب الأرض لتكوين حزام فان ألن الإشعاعي، بالإضافة إلى الشفق القطبي، حيث تنحدر خطوط الحقل المغناطيسي لكوكب الأرض لتصل إلى الغلاف الجوي. [33]
[عدل]علم دراسة الكواكب
مقالات تفصيلية :علم كوكبي و جيولوجيا كوكبية
يفحص مجال الفلك تجمع الكواكب، والأقمار، والكواكب القزمية، والمذانب، والكويكبات، وغيرها من الأجسام التي تدور حول الشمس، فضلا عن الكواكب التي تقع خارج المجموعة الشمسية. ولقد تم دراسة النظام الشمسي بشكل جيد نسبياً باستخدام التلسكوب في باديء الأمر، ثم من خلال المركبات الفضائية. وأدى ذلك إلى فهم كيفية تكوين وتطور الكواكب بشكل جيد وشامل، على الرغم من وجود العديد من الاكتشافات الجديدة. [100]


تمثل البقعة السوداء في الجزء العلوي من الصورة شيطان غباري يتسلق جدار حفرة على سطح كوكب المريخ. ويخلق العمود المتحرك الملتف للغلاف الجوي لكوكب المريخ (مقارنةً بالإعصار الأرضي) الخط الداكن الطويل. صورة من وكالة ناسا
وينقسم النظام الشمسي إلى الكواكب الداخلية، وحزام الكويكبات، والكواكب الخارجية. تتكون الكواكب الصخرية الداخلية من كوكب عطارد، والزهرة، والأرض، والمريخ. بينما تضم الكواكب الغازية الخارجية كل من كوكب المشتري، وزحل، واورانوس، ونبتون. [34] ويقع حزام كويبر بعد كوكب نبتون، وأخيراً توجد سحابة أورط التي قد تمتد على بعد سنة ضوئية.
وتكونت الكواكب من خلال قرص كوكبي كان يحيط بالشمس في أول عهدها.كون ذلك القرص كتل مادية تطورت مع الوقت لتصبح كواكب أولية، وتمت تلك العملية من خلال الجاذبية، والتصادم، والتراكم.ثم قام الضغط الاشعاعي الناتج من الرياح الشمسية بطرد معظم المواد التي لم تتطور بعد، ونجد أن الكواكب التي لديها كتل كافية هي التي حافظت على الغلاف الجوي الغازي. واستمرت الكواكب في طرد المواد المتبقية خلال فترة من القصف المكثف، والدليل على ذلك هو وجود حفر عديدة على سطح القمر. وخلال تلك الفترة، يمكن لبعض الكواكب الأولية أن تصطدم ببعضها البعض، وتلك هي الفرضية الرائدة حول كيفية تكون القمر.[35]
وعندما يصل الكوكب إلى الكتلة الكافية، تعزل المواد ذات الكثافة المختلفة داخل الكوكب، وذلك خلال التمايز الكوكبي. ويمكن لهذه العملية أن تشكل نواة صخرية أو معدنية محاطة بغطاء وسطح خارجي. ويمكن أن تضم النواة مناطق صلبة وسائلة، بينما تنتج بعض النوى الكوكبية المجال المغناطيسي الخاص بها الذي يمكن أن يحمي غلافها الجوي من الرياح الشمسية.

تنتج الحرارة الداخلية لأي كوكب أو قمر من التصادمات التي خلقت الجسيم، والمواد المشعة (مثل اليورانيوم، والثوريوم، و26Al أو حرارة المد والجزر. تقوم بعض الكواكب والأقمار بتجميع الحرارة الكافية لدفع العمليات الجيولوجية مثل البراكين والتكتونيات. قد يتعرض سطح الكواكب التي تجمع أو تحتفظ بالغلاف الجوي للتعرية بفعل الرياح أو المياه. بينما تبرد الأجسام الصغيرة التي ليس لها حرارة مد وجزر بسرعة أكبر؛ ويتوقف نشاطها الجيولوجي باستثناء أثر البراكين.[36]
[عدل]علم الفلك النجمي


سديم النملة الكوكبي يوضح طرد الغازات من النجم الميت بالوسط أنماط متناظرة على عكس الأنماط الفوضوية الناتجة عن الانفجارات العادية.
مقال تفصيلي :نجم
يجب علينا دراسة النجوم والتطور النجمي لنتمكن من فهم الكون. وتم تحديد الفيزياء الفلكية للنجوم من خلال الرصد والفهم النظري؛ بالإضافة إلى المحاكيات الحاسوبية الداخلية.
وتتكون النجوم داخل المناطق التي تحتوي على كمية كثيفة من الغبار والغاز، والمعروفة باسم السحب الجزيئية العملاقة. يمكن لشظايا السحب أن تصطدم ببعضها البعض عندما يحدث زعزعة لاستقرارها، وذلك بسبب الجاذبية لتشكل نجوم أولية.تسبب المناطق الرئيسية الساخنة ذات كثافة كافية اندماجاً نووياً، وبالتالي تخلق نجم تسلسل رئيسي. [37]
خلقت معظم العناصر الأثقل من الهيدروجين والهليوم داخل نوى النجوم.
وتعتمد خصائص النجم الذي نتج من تلك العملية على الكتلة النجمية.وكلما كان النجم ثقيلاً، كلما زادت قوة إشراقه، وبالتالي يمتد الوقود الهيدروجيني بداخله بشكل أكبر.وبمرور الوقت، يتحول الوفود الهيدروجيني إلى غاز الهليوم، ويبدأ النجم في التطور. يتطلب الهليوم درجات حرارة أساسية مرتفعة لكي ينصهر، مما يجعل النجم يتمدد في الحجم، ويزيد في كثافته الأساسية. ويتمتع العملاق الأحمر الناتج عن ذلك بعمر قصير قبل أن يستهلك وقود الهليوم.ويمكن للنجوم الضخمة جداً أن تخضع لسلسلة من مراحل تطورية منخفضة، لأنها تؤدي إلى انصهار عناصر أثقل.
ويعتمد المصير النهائي للنجم على كتلته، وتصبح النجوم ذات كتلة أكبر من اشمس بثمانية أضعاف سوبر نوفا رئيسي للتصادم، في حين تكون النجوم الصغيرة سديم كوكبي، وتتطور مكونةً أقزام بيضاء وتشكل بقايا السوبرنوفا نجم نيوتروني كثيف، أما إذا كانت الكتلة النجمية ثلاث أضعاف الشمس على الأقل، تكون تلك البقايا ثقب أسود. [38] ويمكن للنجوم الثنائية القريبة أن تتبع مسارات تطورية أكثر تعقيداً، مثل النقل الجماعي لقزم أبيض يحتمل أن يتسبب في حدوث سوبر نوفا. ويعتبر السديم الكوكبي والمستعر الأعظم ضروريين لتوزيع المعادن في البيئة بين النجمية؛ فلولا وجودهما، لتشكلت كل النجوم الجديدة (وأنظمتها الكوكبية) من الهيدروجين والهليوم فقط.
[عدل]علم الفلك المجري
مقال تفصيلي :علم فلك مجري


مراقبة هيكل الأذرع اللولبية لمجرة درب اللبانة
تدور مجموعتنا الشمسية داخل مجرة درب التبانة، وهي مجرة لولبية قضيبية وعضو بارز في المجموعة المحلية من المجرات. وهي كتلة دوارة تتكون من الغاز، والغبار، والنجوم وغيرها من الأجسام التي ترتبط معاً بواسطة جاذبية متبادلة. وحيث أن كوكب الأرض يقع ضمن الذراع الخارجية المغبرة، هناك أجزاء كبيرة من مجرة درب التبانة لا يمكن رؤيتها.
ويقع القلب في مركز مجرة درب اللبانة، وهو تضخم قضيبي الشكل ذات ثقب أسود في الوسط. يحيط به أربعة أذرع أساسية ذات قلب لولبي.وهي منطقة تتميز بالتشكيل النشط للنجوم التي تحتوي على العديد من النجوم الصغيرة من النوع الأول.ويحيط بالقرص هالة مفلطحة من النجوم الكبيرة من النوع الثاني، بالإضافة إلى مجموعات كثيفة نسبياً من النجوم تعرف باسم التجمعات المغلقة. [116] [118]
وتقع البيئة بين النجمية بين النجوم، وهي منطقة ذات مواد متناثرة.وتخلق السحب الجزيئية الهيدروجينية وعناصر أخرى مناطق لتكوين النجوم داخل المناطق ذات كثافة مرتفعة.ويبدأ ذلك في شكل غمامة سوداء ترتكز وتنخفض (في أحجام تتحدد بطول الجينز) لتشكل نجوم أولية مضغوطة.[39]
وكلما تظهر النجوم الضخمة بكثرة، تتحول السحابة إلى منطقة H II region، التي تتكون من غازات وبلازما متوهجة.وتعمل الرياح النجمية وانفجارات السوبرنوفا الناتجة عن هذه النجوم على تفريق السحب، وغالباً ما تترك وراءها مجموعات مفتوحة من النجوم الشابة.ثم تتناثر تلك المجموعات تدريجيا، وتنضم النجوم لسكان مجرة درب اللبانة.
أوضحت الدراسات الحركية للمادة داخل مجرة درب التبانة والمجرات الأخرى أن هناك كتل أكبر من المعروفة بالنسبة للمواد المرئية.وتظهر هالة مادية مظلمة، ويبدو أنها تسيطر على الكتلة

علم الفلك خارج المجري
مقال تفصيلي :علم فلك خارج مجري
تعتبر دراسة الأجسام الموجودة خارج مجرتنا فرع من فروع علم الفلك المعنية بتكون وتطور المجرات؛ التصنيف والمورفولوجيا؛ وفحص المجرات النشطة، ومجموعات المجرات. ويعد الأخير مهم لفهم هيكل الكون.


تظهر هذه الصورة عدة أجسام لولبية زرقاء، التي هي صور متعددة لنفس المجرة، تتكرر بتأثير عدسة جاذبية عناقيد المجرات الصفراء الموجودة بالقرب من منتصف الصورة. وتنتج العدسة من مجال الجاذبية الخاص بالعنقود الذي يؤدي إلى انحناء الضوء لتضخيم وتشويه صورة جسم أكثر بعداً.
تنتظم معظم المجرات في أشكال مختلفة تسمح بخطط التصنيف.وهي عادةً ما تنقسم إلى مجرات لولبية، وبيضاوية، وغير منتظمة.[41]
تأخذ المجرة البيضاوية الشكل المقطعي للإهليج. وتتحرك النجوم من خلال مدارات عشوائية ليس لها اتجاه معين.وتحتوى تلك المجرات على القليل من الغبار بين النجمي، ومناطق تشكيل النجوم، ونجوم كبيرة.وتقع المجرات الأهليلجية عادةً في قلب المجموعات المجرية، ويمكن أن تتشكل من خلال دمج المجرات الكبيرة.
تنتظم المجرة اللولبية من خلال قرص مسطح دائري ذات انتفاخ أو قضيب بارز في المركز، بالإضافة إلى أذرع مشرقة لولبية بالخارج. وتعتبر الأذرع مناطق مغبرة لتكوين النجوم حيث تنتج النجوم الشابة الضخمة درجة من درجات اللون الأزرق. وتحيط بالمجرات اللولبية هالة من النجوم الكبيرة سناً. وتعد كل من مجرة درب التبانة، ومجرة المرأة المسلسلة مجرات حلزونية.
وتتميز المجرات غير النظامية بأنها فوضوية، وهي ليست حلزونية ولا إهليلجية. يعتبر حوالي ربع المجرات غير نظامية، وتأتي الأشكال الغريبة لتلك المجرات نتيجة لتفاعل الجاذبية.
وتعد المجرة النشطة تشكيل ينبعث منه كمية كبيرة من طاقته من مصدر آخر غير النجوم، والغبار، والغاز، وتدعمه منطقة مدمجة في المركز، وهي عادةً ما يعتقد بأنها ثقب أسود هائل الحجم تنبعث منه إشعاعات من مواد ساقطة.
بينما تعتبر المجرة الراديوية مجرة نشطة، حيث أن الجزء الراديوي من الطيف مضيء جداً وينبعث منه كميات هائلة من أعمدة أو فصوص الغاز. وتشمل المجرات النشطة التي ينبعث منها طاقة إشعاعية عالية مجموعة مجرات سيفرت، والنجوم الزائفة، والمتوقدات. ويعتقد بأن النجوم الزائفة هي أكثر الأجسام إضاءةً في الكون المعروف.[42]
ويتمثل الهيكل الكبير للكون من خلال مجموعات من المجرات. وينتظم ذلك الهيكل في تسلسل هرمي، ويعتبر العنقود المجري الهائل أكبر تلك الهياكل. وتتكون المادة المجمعة من خيوط وجدران، تاركةً فراغات كبيرة بينها.[43]
[عدل]علم الكونيات
مقال تفصيلي :علم الكون الفيزيائي
تأتي كلمة cosmology "علم الكونيات" (من اليونانية κοσμος وهي تعني "العالم والكون" وكلمة λογος وهي تعني "كلمة أو دراسة"). ويدرس ذلك العلم الكون ككل.
كما يدرس علم الكون المادي بنية الكون من منظار واسع، وهو فرع من فروع علم الكونيات. ولقد وفر ذلك العلم فهماً عميقاً لتشكيل وتطور الكون. وتعتبر نظرية الانفجار العظيم أساسية لعلم الكونيات الحديث، حيث بدأ الكون في نقطة مفردة من الوقت، ثم توسع على مدى 13.7 جير ليصل إلى حالته الراهنة. ويرجع مفهوم الانفجار الكبير إلى اكتشاف إشعاع الخلفية الميكروني الكوني في عام 1965.
وفي سياق هذا التوسع، تعرض الكون لعدة مراحل تطورية. وفي اللحظات الأولية، كانت هناك نظرية مفادها أن الكون قد شهد تضخم كوني سريع جداًً، أدى إلى تجانس شروط بدأ الكون. ثم أدت عملية الاصطناع النووي إلى توافر العناصر في الكون الأولي. (انظر أيضا nucleocosmochronology.)
وعندما تكونت الذرات الأولية، أصبح الفضاء شفافاً، حيث تنبعث منه الطاقة في شكل إشعاع الخلفية الميكروني الكوني.ثم تعرض الكون المتسع لعصر مظلم بسبب الافتقار إلى مصادر الطاقة النجمية.[44]
وبدأ الهيكل الهرمي للمادة في التشكيل من خلال اختلافات دقيقة في كثافة الكتلة. وتراكمت المادة في المناطق الكثيفة، لتكون سحب من الغاز والنجوم الأولية. تسببت هذه النجوم الضخمة في حدوث إعادة التأين ويعتقد أنها قد خلقت العديد من العناصر الثقيلة في الكون الأولي الذي يميل إلى الانصهار مكوناً عناصر أخف لتوسيع الدورة.

وتتجمع عناقيد الجاذبية لتكون خيوط مجرية، تاركةً فراغات في الفجوات. وتندمج مجموعات من الغاز والغبار تدريجياً لتشكل المجرات البدائية الأولية. وبمرور الوقت، أدى ذلك إلى سحب المزيد من المواد، وهي عادةً ما تنتظم في مجموعات وعناقيد من المجرات، ثم تكون عنقود مجري هائل.[45]
ويعتبر وجود المادة المظلمة، والطاقة المظلمة أساسياً لهيكل الكون. وهي تعتبر الآن العناصر المهيمنة التي تشكل 96 ٪ من كثافة الكون. ولهذا السبب، يتم بذل الكثير من الجهود في محاولة لفهم فيزياء تلك المكونات.[46]
[عدل]دراسات متعددة التخصصات

ظهر العديد من الروابط الهامة متعددة التخصصات بين علم الفلك والفيزياء الفلكية ومع غيرها من المجالات العلمية الرئيسية. يدرس علم الفلك الأثرى الفلك القديم أو التقليدي من حيث سياقها الثقافي مستخدماً أدلة أثرية وأنثروبولوجية. بينما يهتم علم الأحياء الفضائي بدراسة ظهور وتطور النظم البيولوجية في الكون، مع التركيز بوجه خاص على إمكانية وجود حياة خارج كوكب الأرض.
يطلق على دراسة المواد الكيميائية الموجودة في الفضاء، بما في ذلك التشكيل والتفاعل والدمار، بعلم الكيمياء الفلكية. وتوجد هذه المواد عادةً في السحب الجزيئية، على الرغم من أنها قد تظهر داخل النجوم ذات درجة حرارة منخفضة، والكواكب القزمية البنية. وتهتم الكيمياء الكونية بدراسة المواد الكيميائية الموجودة داخل المجموعة الشمسية، بما في ذلك أصول العناصر والاختلافات في نسب النظائر. ويمثل كل من هذه المجالات تداخل التخصصات في علم الفلك والكيمياء.

علم فلك الهواة

مقال تفصيلي :علم فلك الهواة


يمكن للفلكيين الهواة بناء معداتهم الخاصة بهم، ويمكنهم حمل أجزاء من النجوم والتجمعات، مثل الـStellafane.
يعد علم الفلك واحداً من العلوم التي يمكن للهواة المساهمة فيه بشكل كبير [47]
يلاحظ علماء الفلك الهواة مجموعة متنوعة من الأجسام السماوية والظواهر باستخدام معدات بنوها بأنفسهم. وتشمل الأهداف المشتركة لهواة علم الفلك القمر، والكواكب، والنجوم، والمذنبات، وزخات الشهب، ومجموعة متنوعة من أجسام السماء العميقة مثل عناقيد النجوم، والمجرات، والسدم. ويعتبر علم الفوتوغرافيا الفلكية فرعاً من فروع علم الفلك للهواة، وهو يضم التقاط صور للسماء مساءً. ويحب كثير من الهواة التخصص في رصد أجسام معينة، وأنواع من الأجسام، أو أنواع من الأحداث التي تهمهم.[48][49]
ويعمل معظم الهواة في الأطوال الموجية المرئية، بينما يهتم عدد قليل منهم بالتجارب الخاصة بالأطوال الموجية خارج الطيف المرئي. وهذا يشمل استخدام مرشحات الأشعة تحت الحمراء في التلسكوبات التقليدية، بالإضافة إلى استخدام التلسكوبات الراديوية. ويعتبر كارل جانسكي رائداً من هواة علم الفلك الراديوي، ولقد بدأ بمراقبة السماء من خلال موجات راديوية في الثلاثينيات. واستخدم عدد من هواة الفلك تلسكوبات محلية الصنع أو تلسكوبات راديوية بنيت أصلاً لتستخدم في البحوث الفلكية، ولكنها أصبحت الآن متاحة للهواة (مثل تليسكوب الواحد ميل). [50][51]
واستمر الفلكيين الهواة في تقديم إسهامات علمية في مجال علم الفلك. ويعتبر علم الفلك واحداً من التخصصات العلمية القليلة التي ما زال الهواة قادرون على تقديم مساهمات علمية هامة. ويمكن للهواة إجراء قياسات غيبية تستخدم لصقل مدارات الكواكب الصغيرة. كما يمكنهم اكتشاف المذنبات، وتدوين ملاحظات عادية حول العديد من النجوم. وسمحت التحسينات التي حدثت في التكنولوجيا الرقمية للهواة بتقديم مساهمات رائعة في مجال الفوتوغرافيا الفلكية.[52][53][54]
[عدل]الأسئلة الشائعة حول علم الفلك

طالع أيضًا :مشاكل غير محلولة في الفيزياء
مع أن النظام العلمي لعلم الفلك قد خطى خطوات هائلة نحو فهم طبيعة الكون ومحتوياته، إلّا أنه ما زال هناك بعض الأسئلة الهامة التي لم يتم الإجابة عنها، وقد تتطلب الإجابة على تلك الأسئلة بناء معدات أرضية وفضائية جديدة، وربما التطورات الجديدة في مجال الفيزياء النظرية والتجريبية.
ما هو أصل طيف الكتلة النجمية؟ولذلك يراقب الفلكيون نفس التوزيع للكتل النجمية -دالة الكتلة الأولية- بغض النظر عن الظروف الأولية؟ [55] وبالتالي، فنحن بحاجة إلى فهم أعمق لتكوين النجوم والكواكب.
هل هناك حياة أخرى في الكون؟ هل هناك حياة ذكية أخرى؟ وإذا كان الأمر كذلك، فما هو تفسير مفارقة فيرمي؟ إن وجود حياة في أماكن أخرى له آثار علمية وفلسفية هامة.[56][57]
ما هي طبيعة المادة المظلمة والطاقة المظلمة؟ فهي تهيمن على تطور ومصير الكون، ومع ذلك فإننا لا نزال نجهل طبيعتها الحقيقية.[58]
لماذا تسمح الثوابت الفيزيائية بوجود الحياة؟ هل يمكن أن تكون نتيجة الانتقاء الطبيعي الكوني؟ ما الذي تسبب في حدوث التضخم الكوني الذي أدى إلى نشوء كون متجانس؟
ماذا سيكون المصير النهائي لهذا الكون؟ [59]
[عدل]السنة الدولية لعلم الفلك 2009

مقال تفصيلي :السنة الدولية لعلم الفلك
خلال الجمعية العامة رقم 62 للأمم المتحدة، أعلنت سنة 2009 لتكون السنة الدولية لعلم الفلك (IYA2009)، وأصبح القرار رسمياً في العشرين من شهر ديسمبر عام 2008. با الإضافة إلى وجود مخطط عالمي وضعه الاتحاد الفلكي الدولي (IAU)، كما أيدته منظمة اليونسكو—وهي القسم المسئول عن الأمور التعليمية والعلمية والثقافية بالأمم المتحدة.كانت تهدف الـIYA2009 إلى الاحتفال العالمي بعلم الفلك ومساهماته في المجتمع والثقافة، وتحفيز الاهتمام العالمي بعلم الفلك والعلم بصفة عامة، خاصة الشباب.

المراجع

^ Albrecht Unsöld
Bodo Baschek, W.D. Brewer (translator) (2001). The New Cosmos: An Introduction to Astronomy and Astrophysics. Berlin, New York: Springer. ISBN 3-540-67877-8.
^ Merriam-Webster Online. Results for "astronomy".. وصل لهذا المسار في 2007-06-20.
^ Merriam-Webster Online. Results for "astrophysics".. وصل لهذا المسار في 2007-06-20.
↑ أ ب F. H. Shu (1982). The Physical Universe. Mill Valley, California: University Science Books. ISBN 0-935702-05-9.
^ Scharringhausen، B.. Curious About Astronomy: What is the difference between astronomy and astrophysics?. وصل لهذا المسار في 2007-06-20.
^ PlanetQuest: تاريخ علم الفلك -- تم استعادته في 2007/08/29
^ الكسوف ووكالة ناسا. تم استعادته في يوم 2007/10/28.
^ هيبارخوس رودس من كلية الرياضيات والإحصاء، جامعة سانت اندروز في اسكتلندا. تم استعادته في يوم 2007/10/28.
^ Kepple,George Robert
Glen W. Sanner (1998). The Night Sky Observer's Guide, Volume 1. Willmann-Bell, Inc.. ص. 18. ISBN 0-943396-58-1.
↑ أ ب Arthur Berry (1961). A Short History of Astronomy From Earliest Times Through the Nineteenth Century. New York: Dover Publications, Inc..
^ Michael Hoskin, ed. (1999). The Cambridge Concise History of Astronomy. Cambridge University Press. ISBN 0-521-57600-8.
^ الممالك الملكية في غانا، ومالي، وسونجاي
^ يجلب الكسوف مزاعم مرصد أفريقيا الوسطى
^ تستكشف أفريقيا الكونية علم الفلك الأفريقي
^ علم الفلك الثقافي الأفريقي بقلم جاريتا سي هولبروك، وآر تيبي ميدزبي، وجونسون أو أوراما
^ [35] ^ درس الأفارقة علم الفلك في العصور الوسطى 30 يناير 2006، الجمعية الملكية
^ M. T. K. Al –Tamimi; Great collapse Kepler's first law: Natural Science 2 (2010) pp788-790
^ Electromagnetic Spectrum. NASA. وصل لهذا المسار في 2006-09-08.
↑ أ ب ت ث ج ح خ د ذ ر ز A. N. Cox, editor (2000). Allen's Astrophysical Quantities. New York: Springer-Verlag. ISBN 0-387-98746-0.
^ Staff. “Why infrared astronomy is a hot topic”، ESA، 11 سبتمبر 2003.. وصل لهذا المسار في 11 أغسطس 2008.
^ “Infrared Spectroscopy - An Overview”، NASA/IPAC. وصل لهذا المسار في 11 أغسطس 2008.
↑ أ ب P. Moore (1997). Philip's Atlas of the Universe. Great Britain: George Philis Limited. ISBN 0-540-07465-9.
^ Gaisser,Thomas K. (1990). Cosmic Rays and Particle Physics. Cambridge University Press. ص. 1–2. ISBN 0521339316.
^ G. A. Tammann, F. K. Thielemann, D. Trautmann (2003). Opening new windows in observing the Universe. Europhysics News. وصل لهذا المسار في 2006-08-22.
^ Calvert، James B. (2003-03-28). Celestial Mechanics. University of Denver. وصل لهذا المسار في 2006-08-21.
^ Hall of Precision Astrometry. University of Virginia Department of Astronomy. وصل لهذا المسار في 2006-08-10.
^ Wolszczan, A.; Frail, D. A. (1992). "A planetary system around the millisecond pulsar PSR1257+12". Nature 355: 145 – 147. doi:10.1038/355145a0.
^ إتش روث، تقلص أو توسع الكرة السائلة واستقرارها، فيزياء. rev. (39، ع، 525-529، 1932)
^ إيه إس إدينجتون، التكوين الداخلي للنجوم
↑ أ ب Johansson، Sverker (2003-07-27). The Solar FAQ. Talk.Origins Archive. وصل لهذا المسار في 2006-08-11.
^ Lerner & K. Lee Lerner، Brenda Wilmoth (2006). Environmental issues : essential primary sources.". Thomson Gale. وصل لهذا المسار في 2006-09-11.
^ Pogge, Richard W. (1997). The Once & Future Sun. (lecture notes) New Vistas in Astronomy. وصل لهذا المسار في 2005-12-07.
^ D. P. Stern, M. Peredo (2004-09-28). The Exploration of the Earth's Magnetosphere. NASA. وصل لهذا المسار في 2006-08-22.
^ E. Grayzeck, D. R. Williams (2006-05-11). Lunar and Planetary Science. NASA. وصل لهذا المسار في 2006-08-21.
^ Roberge، Aki (1997-05-05). Planetary Formation and Our Solar System. Carnegie Institute of Washington—Department of Terrestrial Magnetism. وصل لهذا المسار في 2006-08-11.
^ J.K. Beatty, C.C. Petersen, A. Chaikin, ed. (1999). The New Solar System (4th ed.). Cambridge press. ISBN 0-521-64587-5.
^ Stellar Evolution & Death. NASA Observatorium. وصل لهذا المسار في 2006-06-08.
^ Jean Audouze, Guy Israel, ed. (1994). The Cambridge Atlas of Astronomy (3rd ed.). Cambridge University Press. ISBN 0-521-43438-6.
^ Hanes، Dave (2006-08-24). Star Formation; The Interstellar Medium. Queen's University. وصل لهذا المسار في 2006-09-08.
^ Van den Bergh, Sidney (1999). "The Early History of Dark Matter". Publications of the Astronomy Society of the Pacific 111: 657–660. doi:10.1086/316369.
^ Keel، Bill (2006-08-01). Galaxy Classification. University of Alabama. وصل لهذا المسار في 2006-09-08.
^ Active Galaxies and Quasars. NASA. وصل لهذا المسار في 2006-09-08.
^ Zeilik,Michael (2002). Astronomy: The Evolving Universe (8th ed.). Wiley. ISBN 0-521-80090-0.
^ Hinshaw، Gary (2006-07-13). Cosmology 101: The Study of the Universe. NASA WMAP. وصل لهذا المسار في 2006-08-10.
^ Galaxy Clusters and Large-Scale Structure. University of Cambridge. وصل لهذا المسار في 2006-09-08.
^ Preuss، Paul. Dark Energy Fills the Cosmos. U.S. Department of Energy, Berkeley Lab. وصل لهذا المسار في 2006-09-08.
^ Mims III, Forrest M. (1999). "Amateur Science--Strong Tradition, Bright Future". Science 284 (5411): 55–56. doi:10.1126/science.284.5411.55. Retrieved 2008-12-06. "Astronomy has traditionally been among the most fertile fields for serious amateurs [...]"
^ The Americal Meteor Society. وصل لهذا المسار في 2006-08-24.
^ Lodriguss، Jerry. Catching the Light: Astrophotography. وصل لهذا المسار في 2006-08-24.
^ F. Ghigo (2006-02-07). Karl Jansky and the Discovery of Cosmic Radio Waves. National Radio Astronomy Observatory. وصل لهذا المسار في 2006-08-24.
^ Cambridge Amateur Radio Astronomers. وصل لهذا المسار في 2006-08-24.
^ The International Occultation Timing Association. وصل لهذا المسار في 2006-08-24.
^ Edgar Wilson Award. Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. وصل لهذا المسار في 2006-08-24.
^ American Association of Variable Star Observers. AAVSO. وصل لهذا المسار في 2006-08-24.
^ Kroupa, Pavel (2002). "The Initial Mass Function of Stars: Evidence for Uniformity in Variable Systems". Science 295 (5552): 82–91. doi:10.1126/science.1067524. PMID 11778039. Retrieved 2007-05-28.
^ Complex Life Elsewhere in the Universe?. Astrobiology Magazine. وصل لهذا المسار في 2006-08-12.
^ The Quest for Extraterrestrial Intelligence. Cosmic Search Magazine. وصل لهذا المسار في 2006-08-12.
^ 11 Physics Questions for the New Century. Pacific Northwest National Laboratory. وصل لهذا المسار في 2006-08-12.
^ Hinshaw، Gary (2005-12-15). What is the Ultimate Fate of the Universe?. NASA WMAP. وصل لهذا المسار في 2007-05-28

مجرة
من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
(تم التحويل من المجرات)


, المجرة NGC 441 هي نموذج لمجرة حلزونية, تبعد 62 مليون سنة ضوئية عن كوكب الأرض وقطرها 56 ألف سنة ضوئية، وتقع في الهلبة (كوكبة) Coma المصدر:مرقاب هابل, ناسا/ وكالة الفضاء الأمريكية.


مجرة أندورميداوهي تبعد عن المجموعة الشمسية 5 و2 مليون سنة ضوئية وقطرها 150 ألف سنة ضوئية، وهي تنتمي مع مجرتنا إلى المجموعة المحلية التي تتكون من نحو 30 مجرة.
المجرة هي نظام كوني مكون من تجمع هائل من النجوم، الغبار، والغازات،و المادة المظلمة[1][2] التي ترتبط معاً بقوى الجذب المتبادلة وتدور حول مركز مشترك. يقدر الفلكيون أن هناك حوالي 1010 إلى 1012 مجرة تقريباً في الكون المنظور [3], أبعد مجرات تم تصويرها تبعد حوالي 10 إلى 13 مليار سنة ضوئية، تتراوح في أحجامها بين المجرات القزمة، التي لا يتعدى عدد نجومها العشرة ملايين نجم وتكون مساحتها حوالي بضعة آلاف سنة ضوئية، إلى المجرات العملاقة التي تحتوي على أكثر من (10)12 نجمة وحجمها يصل إلى نصف مليون سنة ضوئية. وكذلك، قد تحتوي المجرة الواحدة على أنظمة نجمية متعددة على شكل تجمعات نجمية، وقد تحتشد مجموعة من النجوم لتكون عناقيد نجمية أو مجموعات شمسية، وقد تحتوي أيضا على سدم وهي عبارة عن سحب غازية كثيفة. كما أن الفضاء بين المجرات ليس فارغا تماما وإنما يوجد فيه غاز بمعدل 1 ذرة في المتر المكعب.
محتويات [أخف]
1 مجرتنا
2 سميت المجرات تبعا لأشكالها
3 توزيع المجرات
4 طريقة تكون المجرات
5 ظاهرة الالتهام الذاتي للمجرات
6 أنواع المجرات
6.1 مجرات اهليلجية (بيضاويه)
6.2 مجرات حلزونية
6.2.1 مجرات حلزونية عادية
6.2.2 مجرات حلزونية عصوية
6.3 مجرات عدسية
6.4 مجرات غير منتظمة
7 المجرات
8 المجرات بشكل اوضح
9 تصنيف المجرات
10 نموذج هيرشل
11 اقرأ أيضا
12 وصلات خارجية
13 مصادر
[عدل]مجرتنا
ومجرتنا اسمها مجرة درب التبانة أو الطريق اللبني، والتي يوجد فيها أكثر من مائتي مليار من النجوم، ويقدِر العلماء قطرها بحوالي 100 ألف سنة ضوئية، وتحوي الكثير من التجمعات النجمية، بما فيها المجموعة الشمسية، والتي ينتمي إليها كوكبنا كوكب الأرض. تضم أيضا نجوما تدور فيها بسرعة تزيد عن 300 كيلومتر في الثانية.
[عدل]سميت المجرات تبعا لأشكالها

تاريخياً، كانت المجرات تصنف وفقاً لشكلها المظهري (عادةً حسب صورة التفافها). المجرة الإهليلجية (البيضوية) هي مجرة شهيرة، وتتخذ شكل القطع الناقص في مظهرها، فيما تأخذ المجرات الحلزونية شكلاً لولبياً له أذرع غبارية.
المجرات التي تملك شكلاً غير عادي ولا تأخذ شكلاً منتظماً تعرف عادة بالمجرات الغريبة، ويعود تشوهها لقوى الجاذبية بينها وبين المجرات المجاورة. هذا التجاذب بين المجرات يؤدي في نهاية المطاف إلى التحامها معاً مما يؤدي إلى مجرة أكبر مصحوبا بزيادة في تكوين النجوم.
وتصادم المجرات يحدث في الكون بشكل اعتيادي بل يعتقد أن سحابتا ماجلان قد أصطدمتا في الماضي السحيق بمجرتنا وعندما يحدث الصدام بين المجرات فإن ما يحدث ليس مفجعا كما يتبادر إلى الأذهان، ذلك لأن المسافات بين النجوم فيها كبيرة جدا.
والمجرات الصغيرة التي لا تملك هيكلاً واضحاً يمكن أن تسمى مجرات غير منتظمة.
الفضاءات بين المجرات عبارة عن غازات رقيقة بمعدل كثافة يبلغ أقل من ذرة واحدة للمتر المكعب. ومعظم المجرات منظمة بترابط فيما بينها وهذا التكوين بينها يدعى عنقوداً، وهذه العناقيد إن ترابطت فيما بينها أيضاً تدعى حينها عناقيد الكون هائلة.
برغم أنها لم تفهم بعد، إلا أن المادة المظلمة تشكل نحو 90% من كتلة معظم المجرات. وتشير معلومات الملاحظات الفلكية أن الثقوب السوداء العظيمة تقع في غالب -إن لم يكن كل- مراكز المجرات.
واكتشف علماء الفلك إنه هنالك الملايين من المجموعات الشمسية في المجرة الواحدة، تتباعد المسافات بينها إلى حد كبير، ولا مجال للزحام في هذا الكون السحيق، فمثلا مجرة المرأة المسلسلة التي هي أقرب المجموعات الكبيرة إلينا تبعد عنا نحو 5 و2 مليون سنة ضوئية.
وتقع مجرتنا(مجرة درب التبانة) في نظام مجري يحوي مجموعة من المجرات يسمى المجموعة المحلية. وتشمل المجموعة المحلية التي تشغل فراغ قطره نحو 10 مليون سنة ضوئية مجرة درب التبانة والمرأة المسلسلة وهي أكبر من مجرتنا و 28 مجرة أخرى أصغر منهما.


مجرّات منتشرة في الفضاء
[عدل]توزيع المجرات

المجرات موزعة بشكل غير متساو في الفضاء. ففي حين يكون بعضها وحيدا وبعيدا نسبيا بسنوات ضوئية طويلة عن أي مجرة أخرى قريبة. وتكون مجرات أخرى في أزواج، كل في مدار مع الأخرى. ولكن معظم المجرات توجد في مجموعات تسمى عناقيد مجرية (ويجب عدم الخلط بينها وبين العناقيد النجمية). وقد تحتوي هذه العناقيد على مجموعة من بضع عشرات إلى عدة آلاف من المجرات. وقد يصل قطر بعضها إلى 10 مليون سنة ضوئية.
العناقيد المجرية بدورها تتجمع في بنية هيكلية أضخم تسمى العناقيد المجرية الهائلة. وهي موزعة في شبكات عنكبوتية ضخمة. وهذه الشبكات تتكون من خيوط متشابكة أو أوتار مكونة من مجرات متراصة نسبيا توصل بين عناقيد المجرات. وجدت في بعض تلك التشكيلات مناطق شاسعة كرية الشكل بين تجمعات المجرات وتوجد فارغة خالية من المجرات، تعرف باسم (voids) أو (فراغات)، تصل أقطار تلك الفراغات بين 200 و 300 مليون سنة ضوئية . تحيط بتلك الفراغات تجمعات من المجرات والأوتار. لا يعرف حتى الآن تفسير وجود تلك الفراغات ولا كيف نشأت ؟ واحد من أكبر الهياكل الهائلة لتجمعات المجرات معروف باسم السور الكبير (The Great Wall). يبلغ طول هذا الهيكل 500 مليون سنة ضوئية وعرضه 200 مليون سنة ضوئية، وهو يحوي نحو 2000 مجرة.

طريقة تكون المجرات

علم الكون الفيزيائي

عمر الكون
مصير الكون
الانفجار العظيم
الإنسحاق الشديد
مسافة مسايرة
إشعاع الخلفية الميكروني الكوني
طاقة مظلمة
مادة مظلمة
متري FLRW
معادلات فريدمان
تشكل و تطور المجرات
قانون هابل
تضخم كوني
بنية الكون من منظار واسع
نموذج لامبدا-سي دي إم
تخليق نووي
كون مرصود
انزياح أحمر
شكل الكون
خط زمني للانفجار العظيم
خط زمني لعلم الكون
مصير كون يتمدد
المصير النهائي للكون
فضاء كوني
نظرية الأوتار الفائقة
نظرية العوالم الوازية
نظرية الانسحاق والتمدد
فيزياء فلكية
نسبية عامة
فيزياء الجسيمات
ثقالة كمومية
تحرير


وجـدت العديد من النظريات حول طريقة تكون المجرات، إلا أن أكثر هذه النظريات شيوعاً تنص على أن أصل المجرات هي في الواقع غازات داكنة، تبدأ جزيئاتها في الاحتشاد بفعل قوى الجاذبية فيما بينها حتى تتحول إلى غيمة غازية ضخمة. ثم تبدأ الغيمة بالدوران حتى تصل إلى الشكل المطلوب.
ويرى الفلكيون إن أكثر من ألف مليون مجرة تقع في مدى الرؤية بالمناظير، وأنها تتخذ أشكالاً متنوعة، كما أن النجوم التي تحويها المجرات تندرج تحت أنماط عامة، وباختصار فإن المجرات الإهليجية (البيضاوية) تغلب فيها النجوم الحمراء المتقدمة في السن، أما المجرات الحلزونية ففيها خليط من النجوم المتقدمة والنجوم حديثة النشأة. أما المجرات غير المنتظمة الشكل فالنجوم السائدة فيها هي النجوم الزرقاء حديثة النشأة. ويوحي ذلك للفلكيين أن المجرات ذاتها قد تكون في حالة تغير ونمو وأن المجرات غير المنتظمة تمثل فيها مرحلة شبابها، والمجرات البيضوية تمثل مرحلة الشيخوخة، وهذا رأي مقنع، ولكن هناك نواحي محيرة في ما يختص بتكون النجوم والمجرات وأعمارها ولا يمكن تفسيرها بالوقت الحاضر. ويرى بعض العلماء إن سرعة سحابة من الغاز وحجمها وكثافتها يمكن أن تحدد نوع المجرة التي ستنشأ عنها، فإذا كانت السحابة كبيرة وكثيفة فإنها تستهلك مادتها النجمية الغازية، وتتكثف بسرعة مكونة نجوما، ولا تلبث إلا قليلاً حتى تتحول إلى مجرة إهليجية (بيضاوية)، أما السحابة خفيفة الوزن، الرقيقة، التي لا تخضع لنظام، فإنها تنمو ببطء وتحتفظ بجزء من غازها وترابها لتكثفات تحدث فيما بعد. بل إن هناك احتمالاً في أن تكون أطول المجرات أعماراً وأقلها انتظاماً مجرات غير مضيئة في الغالب، أي مجرد نجوم متفرقة حديثة النشأة، يحيط بها غازات قاتمة ورقيقة. والاعتقاد الجازم لدى جميع العلماء هو أن النجوم نشأت كلها في وقت واحد عند الانفجار الكبير.
[عدل]ظاهرة الالتهام الذاتي للمجرات

منذ أواسط السبعينات من القرن العشرين لاحظ العلماء ان مجرة درب التبانة تسعى إلى أبتلاع مجرتي ماجلان الكبرى والصغرى فيما يعرف بتصادم المجرات عن طريق جسر مادي يتخذ شكل الحلقة حول قطبي المجرة نفسها. وتبين للباحثين ان مجرتنا لا تكتفي بتغيير شكل هاتين المجرتين فحسب (من خلال قوة الجذب الهائلة التي تتناسب طردياً مع كتلتيهما الأمر الذي يؤدي إلى تكوين ما يعرف بظاهرة المد والجزر على غرار الظاهرة المعروفة على الأرض)، بل تحاول أنتزاع المجرتين بكامل مادتهما، الأمر الذي يثبت لنا شره درب التبانة غير المتناهي. وتشير حسابات الفلكيين إلى أن مجرتي ماجلان ستنتهيان يوماً ما خلال دورانهما حول المجرة، (درب التبانة) داخل أحد ثقوبها السود. ويعتقد العلماء أن هذا الأمر حدث قبل 8 مليارات سنة عندما كانت مجرتنا في عز شبابها، حيث قامت بابتلاع إحدى المجرات القريبة، وهذا ليس بالأمر الصعب، بل نجد آثاره في قرص المجرة نفسها، حيث ينقسم هذا القرص إلى قسمين: أحدهما رقيق نجده في جميع المجرات الحلزونية وتكون سرعة نجومه متشابهة، والآخر سميك ويتراكب فوق القرص الأول لكن مادته النجمية أقل كثافة من مادة القرص الرقيق، إلا أن النجوم التي وجدها العلماء في هذا القسم تنطلق بسرعات تختلف كثيرا فيما بينها، ويقول هؤلاء ان هذه النجوم ليست سوى بقايا لمجرة تم ابتلاعها من قبل مجرتنا يوماً ما.

وتشير الباحثة فرانسواز كومبس من مرصد باريس إلى أن بعض المجرات المشابهة لمجرتنا لا تمتلك قرصا سميكاً، وهو ما يدل على أنها كانت أكثر هدوءاً من غيرها وأقل شرهاً. وتضيف كومبس أن من أهم الأشارات الدالة على حدوث أندماج عنيف بين مجرة درب التبانة وإحدى المجرات الأخرى، هو عمر الكتل النجمية التي تحيط بنا حيث يلاحظ أن عمر هذه المجموعات النجمية الشديدة التراص، قديم جدا وأنها تتشكل أثناء تصادم مجرتين متجاذبتين.
ويذكر أن مجرتنا شوهدت في عام 1994 وهي في خضم إحدى عمليات الألتهام، ففي ذلك العام اكتشف الباحث رودريجو ايباتا أثناء تحضيره رسالة الدكتوراه في جامعة كامبريدج، منطقة نجمية قريبة من مركز المجرة تتميز بكثافة عالية غير عادية، ولاحظ رودريجو أن هذه المنطقة كانت أكبر من أن تكون مجرد تجمعات نجمية، ولذا فقد أطلق عليها “مجرة القوس القزمة” لأنها وجدت في كوكبة برج القوس، وعلى وجه السرعة اعتبر العلماء هذه المجرة أنها أقرب المجرات إلى الشمس حيث تقع على مسافة تبلغ 75 ألف سنة ضوئية منها مقابل 179 ألف سنة ضوئية بالنسبة لسحابتي ماجلان. وأثبتت الأبحاث اللاحقة على مجرتنا أنها في مرحلة تسعى فيها إلى تفكيك المجرة المكتشفة في برج القوس، لا سيما أن أذرعها تمتد حول قطبي مجرتنا. وتشير آخر الدراسات التي أجريت باستخدام برامج المحاكاة إلى أن مجرة برج القوس لن تقاوم لفترة طويلة، إذ لا تكاد تنهي دورة أو دورتين حول مجرة درب التبانة، حتى تتشتت بنجومها داخل النواة المركزية.
يرى الباحثون أن ظاهرة “الالتهام الذاتي” ليست محصورة في منطقة درب التبانة كمجرة، بل ثمة آلاف الثقوب السود الأخرى الصغرى المعروفة باسم “الثقوب السودالنجمية” والتي تقطن في بقية أجزاء المجرة. ويشير دانييل روان إلى أن هذه الثقوب عبارة عن بقايا لنجوم هائلة أنفجرت وأنهدمت على نفسها من الداخل، ويمكن لهذه النجوم أن تكون ثقوباً سوداً تصل كتلها إلى عشر أمثال كتلة الشمس لكن شريطة أن تكون الكتل محصورة ضمن حيز صغير نوعا ما، أي ما يماثل كرة بنصف قطر يبلغ 3 كيلومترات وتحتوي على كتلة تعادل كتلة الشمس.
[عدل]أنواع المجرات



الأنواع المختلفة من المجرات
يمكن تصنيف المجرات بحسب الأشكال التي تتخذها.
[عدل]مجرات اهليلجية (بيضاويه)
هي مجرات بيضوية وقرصية الشكل فالمجرة ذات الرمز E0 تدل على أنها قريبة من الشكل الدائري و E7 تدل على أنها أكثر المجرات الاهليجية استطالة ((حوالي 60% من المجرات اهليجية
[عدل]مجرات حلزونية
هي مجرات تشبه الحلزون الملتف. واعطيت ثلاثة رموز هي Sa,Sb,Sc فأذرع المجرة Sa اقل انفراجا من النوعين الآخرين وحجم مركزها أكبر ونسبتها في الكون 20%
[عدل]مجرات حلزونية عادية
تكون حوصلتها كروية وتنبثق منها الأذرع الحلزونية.
[عدل]مجرات حلزونية عصوية
تكون نواتها مستطيلة وتنبثق منها الأذرع الحلزونية من نهايتي النواة.
[عدل]مجرات عدسية
هي مجرات يكون شكلها مثل العدسة تنتفخ نواتها إلى جوانبها.

مجرات غير منتظمة


بقايا المستعر الأعظم 1987A
وهي مجرات تظهر بشكل عشوائي غير منتظم وليس لها شكل معين مثل المجرات البيضوية والحلزونية والكروية، ويحتوي معظم هذه المجرات غير المنتظمة على سحب غازية متلبدة ونجوم زرقاء لامعة، ونسبتها 20%. ومن الأمثلة عليها مجرة سحابة ماجلان الكبرى وسحابة ماجلان الصغرى (ورمزها Irr، أي غير منتظمة).
حدث في سحابة ماجلان الكبرى مستعر أعظم شوهد عام 1987. واستطاع علماء الفلك تتبع هذا الانفجار الذي حد لأحد النجوم المتقدمة في العمر حتى يومنا هذا. وسمي هذا الانفجار مستعر أعظم 1987 إيه، ويبعد عنا نحو 150 ألف سنة ضوئية. هذا الاسم ينطبق مع تاريخ اكتشافه.
[عدل]المجرات

يجزم أغلب المختصين على أن الكون ولد منذ ما يقرب من 15 مليار سنة نتيجة انفجار هائل في ما يعرف باسم (البيغ بانغ). لا أحد يعرف ما الذي حصل حينها بالضبط، لكن من المرجح أن الكون تشكل انطلاقا من مركز دقيق وجد كثيف ذي حرارة خيالية، وأنه بدأ بعد الانفجار مباشرة في التمدد, وفي بضع دقائق تكونت عناصر المادة، وبعد ملايين السنين تجمعت المادة لتشكيل أولى المجرات. ينقسم دارسو مستقبل الكون إلى فريقين، لكن الأغلبية مع أنه في تمدد, وهنا تبرز نظريتان: الأولى تقول بأن الكون سيتمدد إلى اللانهاية، والأخرى تؤكد على أن هذا التمدد محدود وأن الكون سيبدأ يوما ما في التقلص ليتركز في نقطة واحدة فاسحا المجال لانفجار عظيم آخر.
[عدل]المجرات بشكل اوضح

المجرة هي عبارة عن تجمع لعدد هائل من النجوم وتوابعها ومن الغبار والغازات المنتشرة بين ارجاء النجوم، وهي اللبنة الأساسية في تركيب الكون المكون من مليارات المجرات والتي تتجمع سويا مكونا تجمعات مجرية وبناء أكبر ويسمى العناقيد المجرية والتي هو جزء أيضا لعناقيد أكبر تسمى العناقيد المجرية العملاقة والتي هي الآن أكبر تركيب في الكون، مع أن بعض العلماء يقترحون أن العناقيد العملاقة لربما هي جزء من تركيب أكبر يسمى النسيج الكوني.

تصنيف المجرات

تصنيف الشكل المجري هو نظام يستخدمه علماء الفلك لتقسيم المجرات في مجموعات على أساس الشكل المرئي للمجرة. وهناك عدة مشاريع تستخدم للتصنيف وفقا للشكل أشهرها تسلسل هابل والذي وضعه إدوين هابل Edwin Hubble وتوسع لاحقا من قبل جيرار دي فوكليير Gérard de Vaucouleurs وآلانن سانديج Allan Sandage.
وقد تم تقسيم وتصنيف المجرات إلى أربع أنواع تبعا للشكل الذي تتخذه المجرة وهي:
المجرات الإهليلجية (بيضاوية)
المجرات الحلزونية (لولبية)
المجرات غير المنتظمة (الشاذة)
المجرات القزمة الصغيرة
وقد كان الاعتقاد السائد بأن حركة المجرات هي حركة عشوائية مثلما الحال في حركة الغازات ولكن في عام 1929 اكتشف ادوين هابل أن المجرات في تباعد مستمر عن بعضها البعض بسرعات هائلة قد تقترب في بعض الأحيان من سرعة الضوء وقد حسب نسبة تباعد المجرات انها تبتعد بسرعات متناسبة مع المسافة التي تفصل بينها، وهذا يعني أن الكون في توسع وتمدد مستمر. وذكر الله في القرآن آية تتحدث عن هذا التوسع 'وَالسَّمَاءَ بَنَيْنَاهَا بِأَيْدٍ وَإِنَّا لَمُوسِعُونَ' سورة الذاريات الآية 47.
وتفسر هذه الظاهرة بكون ابتعاد المجرات يتمثل في انه إذا كان المصدر الضوئي القادم من الفضاء الخارجي يبتعد عنا فإن تردد الأمواج الضوئية ينخفض وبالتالي ينزاح نحو اللون الأحمر. أما إذا كان المصدر الضوئي يقترب منا فإن الانزياح سيكون نحو اللون الأزرق. ويكون الانزياح الطيفي ملموساً عندما تكون سرعات المصدر الضوئي مقترنة بالنسبة لسرعة الضوء، بينما لا يمكن مشاهدته بالنسبة للمصادر الضوئية العادية ذات السرعات الضئيلة مقارنة مع سرعة الضوء، وقد وضع هابل قانونه لتباعد المجرات
[عدل]نموذج هيرشل

في القرن الثامن عشر أجرى الفلكي البريطاني وليم هيرشل (1738 - 1822 م) مسحًا للنجوم في درب التبانة حيث يمكن للعين المجردة رؤية قرابة 2000 نجم أما بواسطة التلسكوب يمكن رؤية عدة ملايين من النجوم مما يفوق إمكانية العد، وقد قام هيرشل بإحصاء النجوم في مناطق معينة ثم عمم معدلاتها على المجرة بكاملها فحقق بذلك نموذجًا دقيقًا لدرب التبانة وكان مما ارتاه هيرشل أيضًا أن بعض السدم قد تكون منظومات نجمية خارج مجرتنا، ولقد تبينت صحة هذا بعد أكثر من قرن.
[عدل]اقرأ أيضا

مجموعة مجرات هيكسون
حوصلة مجرة
ذراع حلزوني
نسق هابل للمجرات
إن جي سي 300
مجرة انفجار نجمي
مجموعة مجرات إم51
سحابتي ماجلان
مجرة مظلمة
مجرة حلزونية
مجرة إهليجية
مجرة راديوية
احداثيات المجرة
قزم أبيض
عملاق أحمر
الانفجار العظيم
خط زمني للانفجار العظيم
نجم نيوتروني
ثقب أسود
مسييه 100
خط زمني للانفجار العظيم
قانون هابل
النسر الواقع
مجرة MACS0647-JD
قائمة أبعد أجرام الكون عنا
A1689-zD1
[عدل]وصلات خارجية

موقع الكون
دورة حياة المجرات مجلة العلوم الأمريكية - النسخة العربية.
بوابة علم الفلك

[عدل]مصادر

^ L. S. Sparke,J. S. Gallagher III, (2000). المجرات في الكون: مقدمة. كامبرج: منشورات جامعة كامبردج.
^ Hupp, E.; Roy, S.; Watzke, M. (أغسطس 21, 2006). NASA أكتشاف دلائل وجود المادة السوداء. NASA. وصل لهذا المسار في 2007-11-07.
^ كم عدد النجوم في الكون. ESA
(فبراير 3 2004). وصل لهذا المسار في 2007-11-07.
الكون - تأليف كولين رونان - الأهلية للنشر والتوزيع - بيروت - 1980 م.
الكون - تأليف دافيد برجاميني - طبعة بيروت - لبنان - 1971 م.
الكون الأحدب - الدكتور عبد الرحيم بدر - دار القلم - بيروت -1980 م.
موقع الكون

جاذبية أرضية

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
(تم التحويل من الجاذبية الأرضية)
اذهب إلى: تصفح، بحث
هذه المقالة عن جاذبية أرضية. لتصفح عناوين مشابهة، انظر جاذبية (توضيح).


الجاذبية الأرضية بواسطة قياسات بأقمار من ناسا، توضح مدى اختلاف التوزيع الحقيقي للجاذبية عما هو مفترض نظريا لكرة متماثلة.
جاذبية الأرض أو الجاذبية الأرضية، يرمز لها في الفيزياء بـg، تشير إلى التسارع الذي تمنحه الأرض للأجسام على السطح أو بالقرب منه. يقاس هذا التسارع بوحدات SI بـm/s2 أو م\ث2 في بعض التراجم العربية ولها قيمة تقريبية مقدارها 9.81 m/s2. معنى هذه القيمة أنه وعند إهمال تأثير الاحتكاك بالهواء أن سرعة السقوط الحر لجسم تزداد بمعدل 9.81 متر في الثانية في كل ثانية. ينبغي التفريق بين الرمز الصغير g وبين الكبير G والذي يرمز لـثابت الجذب العام.

يمكن القول أن هناك علاقة خطية تربط بين كل من وزن وكتلة الجسم، وبين تسارع الثقالة هذا ولذا قد يعبر عن الوزن بدلالة الكتلة تحت اسم مماثل يدعى قوة ثقالة. مع ذلك قد يتأثر هذا الوزن مع دوران الأرض حول نفسها بسبب تغير صافي التسارع الناجم عن كل من الجاذبية والطرد المركزي.

تعطى القيمة الدقيقة لقيمة الجاذبية الأرضية من تعريف الجاذبية القياسية وهي 9.80665 m/s2 كما أنها ليست القيمة الموجودة على خط الاستواء والتي تساوي 9.78033 m/s2.

محتويات

1 تباين الجاذبية والجاذبية الظاهرية
1.1 خط العرض
1.2 العلو
1.3 الطوبوغرافيا والجيولوجيا
1.4 مقارنات الجاذبية في مناطق مختلفة من العالم
1.5 نماذج رياضياتية
2 المصادر
3 اقرأ أيضا
[عدل] تباين الجاذبية والجاذبية الظاهرية

يمكن تصور قوة الثقالة على أنها كرة عطالية ذات كثافة منتظمة. مثل هذا الجسم يمكن أن يولد حقلا متماثلا في القيمة والاتجاه على جميع النقاط على سطحه. في الواقع هناك بعض الاختلاف الطفيف في كل من القيمة والاتجاه عبر السطح وذلك بسبب عدم تماثل أيا من الكميتين المفترضتين تماما.

إضافة لذلك، فإن صافي القوة المبذول على الجسم بسبب تغير ما يدعى الجاذبية الظاهرية أو الجاذبية الفعالة وذلك لوجود قوى أخرى. تتغير شدة الثقالة الأرضية بتغير كل من خط العرض، العلو وطبيعة الأرض الطوبوغرافية والجيولوجية.

[عدل] خط العرض



تباينات الجاذبية الأرضية حول القارة القطبية.
معلوم أن جاذبية الأرض أضعف بالقرب من خط الاستواء وذلك بسبب دوران الأرض الذي يولد قوى طرد مركزية. تولد الأرض قوى جذب مركزية، عاملة على حفظ الأجسام على سطحها (بما في ذلك حفظ السطح نفسه) بحيث تدور معها. يمكننا تخيل ما سيحدث لو أن الأرض توقفت فجأة عن الدوران، فسوف تتطاير الكائنات باتجاه حركتها وفقا لقوانين نيوتن للحركة (هنا التوقف عن الحرك وعواقبه يعتمد على نوع التوقف. إذا كان التوقف هو عن الدوران المغزلي فقط فسوف تتطاير الأجسام نحو الأمام بسرعات تعتمد على دوائر العرض أما عند توقف الأرض عن الدوران حول الشمس فسوف تتطاير الأجسام نحو الفضاء الخارجي بسرعة واحدة تقريبا هي سرعة دوران الأرض حول الشمس). بالمثل فإننا نتوقع أن دوران الأرض حول نفسها وبالتالي دوران الأجسام معها بنفس الكيفية سوف يولد قوى طرد مركزية تعاكس قوى الجاذبية. تزداد قوى الطرد هذه عند خط الاستواء وتقل عند الأقطاب وذلك نتيجة لتغير نصف القطر الدوراني الفعال. يمكن معرفة تفاصيل هذه العلاقة في الأسفل (انظر قسم نماذج رياضياتية).

[عدل] العلو

الجاذبية في الأرض
نعلم أن الجاذبية الأرضية تكاد تتلاشى في الفضاء الخارجي وهذا يعني أنها تتناقص كلما ابتعدنا عن سطح الأرض. تستعمل العلاقة التقريبية التالية لحساب مدى تغير الجاذبية بالعلو:


حيث

الجاذبية مقاسة على ارتفاع فوق سطح البحر.
نصف قطر الأرض.
الجاذبية القياسية.
[عدل] الطوبوغرافيا والجيولوجيا

تتسبب التغيرات المحلية في الطوبوغرافيا (وجود الجبال مثلا) والجيولوجيا (مثل كثافة الصخور القريبة) في تقلبات في الحقل الثقالي، المعروف بشذوذ الجاذبية. بعض هذا الشذوذ يمكن أن يكون واسع الانتشار، متسببا بنتوءات في مستوى البحر وتخرج بالساعات البندولية عن مجال التزامن.

[عدل] مقارنات الجاذبية في مناطق مختلفة من العالم

أمستردام 9.813 m/s² إسطنبول 9.808 m/s² باريس 9.809 m/s²
أثينا 9.800 m/s² هافانا 9.788 m/s² ريو دي جانيرو 9.788 m/s²
أوكلاند 9.799 m/s² هلسنكي 9.819 m/s² روما 9.803 m/s²
بانكوك 9.783 m/s² الكويت 9.793 m/s² سان فرانسيسكو 9.800 m/s²
بروسيل 9.811 m/s² لشبونة 9.801 m/s² سنغافورة 9.781 m/s²
بوينس آيرس 9.797 m/s² لندن 9.812 m/s² ستوكهولم 9.818 m/s²
كلكتا 9.788 m/s² لوس أنجلوس 9.796 m/s² سيدني 9.797 m/s²
كيب تاون 9.796 m/s² مدريد 9.800 m/s² تابي 9.790 m/s²
شيكاغو 9.803 m/s² مانيلا 9.784 m/s² طوكيو 9.798 m/s²
كوبنهاجن 9.815 m/s² مدينة مكسيكو 9.779 m/s² فانكوفر 9.809 m/s²
نيقوسيا 9.797 m/s² مدينة نيويورك 9.802 m/s² واشنطن دي سي 9.801 m/s²
جاكرتا 9.781 m/s² أوسلو 9.819 m/s² ويلينغتون 9.803 m/s²
فرنكفورت 9.810 m/s² أوتاوا 9.806 m/s² زوريخ 9.807 m/s²
[عدل] نماذج رياضياتية

يمكن تقدير قيمة على سطح البحر بالعلاقة g:


حيث

= التسارع بوحدات m·s−2 على خط عرض :
وهذه هي الصيغة القياسية 1967, معادلة هيلمرت أو صيغة كليرولت.[1]

التصحيح الأولي لهذه الصيغة هو تصحيح الخلو من الهواء (FAC), والذي يضع في الحسبان الارتفاعات فوق سطح البحر. تقل الجاذبية مع العلو بمعدل أشبه مايكون خطيا بالقرب من سط الأرض بحيث يعطي تقاطعا صفري الجاذبية عند ارتفاع مقداره نصف قطر الكرة الأرضية أو حوالي9.8 m·s−2 لكل 3 200 km. بالتالي:


حيث

h = الارتفاع بالأمتار فوق سطح البحر
بالنسبة لمنطقة فوق مستوى سطح البحر فإن حداً آخر يتم إضافته للمعادلة نتيجة للكتلة الإضافية. لهذا الغرض يمكن تقريب الكتلة الإضافية بشريحة أفقية لانهائية ومن ثم نحصل 2πG مضروبة بالكتلة لوحدة المساحات, أي 4.2×10−10 m3·s−2·kg−1 (0.042 μGal·kg−1·m²)) (تصحيح بوغر). من أجل متوسط كثافة صخور 2.67 g·cm−3 هذا يعطي 1.1×10−6 s−2 (0.11 mGal·m−1). بدمج هذا مع تصحي الخلو من الهواء هذا يعني نقص في الجاذبية على السطح بـca. 2 µm·s−2 (0.20 mGal) لكل متر من الصعود على المنطقة. (يلتغي كلا التأثيرين على سطح كثافة صخرية مقدارها 4/3 مرة من متوسط الكثافة الكلية للأرض.)

يمكن كتابة معادلة هيلميرت بطريقة مكافئة للصيغة السابقة إما على الصورة:


أو بالصورة


هناك صيغة أخرى بديلة لـ g بدلالة خط العرض WGS (World Geodetic System) 84 صيغة الثقالة البيضوية:


[عدل] المصادر

^ International Gravity formula
[عدل] اقرأ أيضا

قياس الثقالة
الجاذبية
جدس
تم الاسترجاع من "http://ar.wikipedia.org/w/index.php?title=جاذبية_أرضية&oldid=10576729"
تصنيفات:
الأرض
ثقالة
جيولوجيا فيزيائية
ظواهر طبيعية
قائمة التصفح

أدوات شخصية

ادخل
أنشئ حسابا
المتغيرات

تسارع
من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
(تم التحويل من التسارع)
في الميكانيكا الكلاسيكية، التسارع ويسمى أيضا في بعض البلاد العربية العجلة هو معدل تغير السرعة بالنسبة للزمن، وقد تكون قيمته موجبة أو سالبة أو صفرا.
محتويات [أخف]
1 تعريف التسارع
2 معادللة رياضية
3 التسارع في الفيزياء
4 التسارع في الأفلاك
5 مثال السقوط الحر
6 أمثلة أخرى للتسارع
7 اقرأ أيضا
[عدل]تعريف التسارع

التسارع أو العجلة هو تغير السرعة مع الزمن وقد يكون موجبا أو سالبا وقد يساوي صفرا.
شرح للحلات الثلاثة
1 )موجبا : أي يكون اتجاه التسارع في اتجاه الحركة ، فالسرعة هنا تزداد مع الزمن أي إذا كانت السرعة 5 متر/ثانية والتسارع 5 متر /ثانية/ثانية. فالسرعة ستصبح بعد مرور 1 ثانية مساوية 10متر/الثانية وبعد ثانيتين تصبح 15 متر/الثانية.
2) سالبا : انخفاض السرعة مع الزمن (مثلا عند كبح السيارة) . يلاحظ هذا التسارع العكسي عند كبح السيارة ، مثل القيام بالضغط على دواسة المكابح في السيارة فتتباطئ سرعة السيارة بمعدل ثابت حتى تتوقف.
3) التسارع يساوي صفر (معدوم) : أي أن السرعة منتظمة لا تتغير مع مرور الزمن.
ويعرّف التسارع أو العجلة رياضيا بأنه "تغير السرعة مع الزمن ". فإذا كانت السرعة تقاس بالمتر في الثانية فإن التسارع يقاس بالمتر في الثانية في الثانية ، أي متر/ثانية/ثانية.

مثـــــال :
يقوم القطار من المحطة ويزيد من سرعته [أي يسير بعجلة (حالة تزايد السرعة )] حتي يصل إلى سرعة 70كيلومتر في الساعة ، ثم يسير بتلك السرعة المنتظمة لمدة نصف ساعة مثلا ، تكون فيه تسارعه (عجلته) مساوية للصفر. وعند اقترابه من المحطة التالية يكبح السائق مكبح القطار ليخفض من سرعته (عجلة سالبة الإشارة) تستمر نحو 20 ثانية مثلا تنخفض فيها السرعة رويدا رويدا حتى يتوقف القطار.
لذك نقول أن وحدة السرعة : كيلومتر في الساعة أو متر/الثانية.
أما وحدة العجلة (التسارع) : كيلومتر/الساعة/الساعة ، أو متر/ثانية/ثانية (تكتب أحيانا م/ث2).
من العجلات المعروفة عجلة الجاذبية الأرضية وهي تساوي 8و9 [متر/ثانية /ثانية] ، لذلك تزداد سرعة الأشياء الساقطة حرا باستمرار.

معادللة رياضية

a = Δv / t
حيث
a: التسارع (العجلة)
Δv: هي فرق السرعة
t: الزمن
وحدة قياس التسارع هي متر لكل ثانية تربيع. م/ث2 .
أما إذا أردت تعيين الزمن فاستخدم العلاقة t = Δv / a
و إذا أردت تعيين المسافة فاستخدم العلاقة : x = v0t + 1/2 a.t2
حيث v0 هي السرعة الابتدائية.
[عدل]التسارع في الفيزياء



الرقاص، تظهر السرعة (v) والتسارع (a)
حسب قانون نيوتن الثاني فأن :-
→
حيث :
F= هي محصله القوى المؤثره على الجسم
m = هي كتله الجسم
a = هو التعجيل , ويكون اما موجب(+)أي انه تسارع أو (-)أي تباطوء
ويحدث التسارع إذا كان التعجيل باتجاه محصله القوى ، اما إذا كان التعجيل باتجاه معاكس لحركه القوى فانه يحدث تباطؤ.
مثال على التسارع حركة الرقاص حيث تتأرجح كتلة من اليمين إلى اليسار ومن اليسار إلى اليمين دوريا ويكون التأرجح على ناحتي اتجاه جاذبية الأرض . عندما نزيح كتلة الرقاص مسافة إلى اليمين ثم نتركها فيتحرك البندول في اتجاه نقطة التوازن الواقعة على خط اتجاه الجاذبية ، وتتسارع سرعة الكتلة بسبب الجاذبية فيكون التسارع موجبا . تصل سرعة الكتلة أعلى مقدار لها عن تعديتها نقطة التوازن ، وتستمر في حركتها إلى الناحية الأخرى من الرقاص وتتباطأ سرعتها رويدا رويدا (تسارع سالب) حتى تصل إلى أعلى نقطة على قوس حركتها فتصبح سرعتها صفرا . ونظرا لارتفاع موضعها عن ارتفاع نقطة التوازن فهي ترتد في اتجاهه وتتزايد سرعتها من جديد (تسارع موجب) حتى تصل إلى نقطة التوازن فتصل سرعتها إلى أعلى قيمة ، وتعبر الكتلة نقطة التوازن على الناحية الأخرى وتبدأ سرعتها في التباطؤ (تسارع سالب) وهكذا .
نلاحظ أن القوة F كمية متجهة. وكذلك يشكل "التسارع" كمية متجهة ، أما الكتلة فهي كمية غير متجهة. فيكون من الأصح كتابة معادلة القوة في صيغتها المتجهة كالآتي: (أنظر أسفله)