الشمس و القمر

الشمس



نجم يسيطر على النظام المداري الذي يحتوي الأرض . وترجع هذه السيطرة إلى تأثيرات الجاذبية الناتجة عن كتلتها بقدرة الله الخالق للكون سبحانه وتعالى. ومن خلال الإشعاع المنبعث من طاقتها الكهرومغناطيسية تقوم الشمس- بشكل مباشر أو غير مباشر- بتوفير كل الطاقة اللازمة للحياة على الأرض، لأن كل أنواع الغذاء والوقود مستمدة من النباتات التي تستخدم الطاقة المتولدة من ضوء الشمس.



الشمس مصدر الحرارة والضوء

وبسبب قرب الشمس من الأرض وكونها تمثل الخصائص الأساسية للنجوم فقد أصبحت الشمس مصدرا متميزا لدراسة الظواهر النجمية. ولم يحظ نجم آخر بمثل ما تحظى به الشمس من الدراسة المفصلة. ويقع أقرب نجم من الشمس على بعد (4,3) سنة ضوئية. وحتى يمكن من رصد الخواص الموجودة على سطح هذا النجم والتي يمكن مقارنتها في الحجم بخواص مماثلة يمكن رؤيتها بشكل منتظم على سطح الشمس يلزمنا تليسكوب يبلغ قطره 30 كيلو متر. كما يلزم أيضا أن يطلق هذا التليسكوب في الفضاء حتى لا يشوش عليه مجال الغلاف الجوي التابع الأرض.





تاريخ الرصد العلمي




في غالب الوقت الذي تواجد فيه الإنسان على الأرض حظيت الشمس باهتمام خاص بوصفها جرما سماويا. فالعديد من أصحاب الحضارات الغابرة عبدوا الشمس كما اعتقد البعض كونها ضرورة من ضروريات دورة الحياة. وبعيدا عن أهميتها في التقويم وأهمية الموقع في تحديد الانقلابات الشمسية واعتدالي الربيع والخريف و الكسوف الشمسي والخسوف القمري ، فإن تاريخ الدراسة الكلية للشمس يرجع إلى اكتشاف البقع الشمسية. ولم يشرع أحد في دراسة الظواهر الطبيعية للشمس إلا بعد هذه المرحلة بحقب طويلة. وفي القرن الثالث الهجري / التاسع والعاشر الميلاديين قاس البتاني بدقة فائقة ميل فلك البروج، ووجد أن أوج الشمس على فلك البروج يقع على بعد (22) درجة و(50) دقيقة و(22) ثانية من برج الجوزاء. وبذلك أكد حركية أوج الشمس. وقد حسب طول السنة المدارية فوجده مساويا لقيمة (365) يوم و(21) ساعة و(26) دقيقة. وقد تبنى البتاني قيمة ثابتة لمبادرة الاعتدالين التي وردت في الزيج الممتحن، وهي المساوية لدرجة واحدة كل (66) سنة. وقد رصد البتاني تغير زاوية الرؤية لكل من الشمس والقمر، واستنتج لأول مرة في تاريخ علم الفلك أن كسوفات الشمس الحلقية ممكنة، لأن زاوية رؤية القمر، في حدها الأدنى، يمكن أن تكون أصغر بقليل من زاوية رؤية الشمس. كما أكد أن زاوية رؤية القمر عند قرانه مع الشمس، تتغير من (29) دقيقة و(30) ثانية إلى (35) دقيقة و(20) ثانية (التغير الحقيقي هو من (29) دقيقة و(20) ثانية إلى (33) دقيقة و(30) ثانية). وأن زاوية رؤية الشمس تتغير من (31) دقيقة و(20) ثانية إلى (33) دقيقة و(40) ثانية (التغير الحقيقي هو من (31) دقيقة و(28) ثانية إلى (32) دقيقة و(28) ثانية).






وعن طريق استخدام التليسكوب استطاع جاليليو اكتشاف البقع الشمسية المعتمة. وقد ميز اكتشاف جاليليو بداية مسلك فلسفي جديد في دراسة الشمس. وفي النهاية استقر الرأي على أن الشمس جرم حركي متطور، ومن هذا المنطلق يمكن فهم خصائص الشمس وأطوار تغيرها من منظور علمي.

وفي عام 1229هـ / 1814 م كان أهم ثاني إنجاز متقدم في دراسة الشمس يعزى إلى استخدام عالم الطبيعة الألماني جوزيف فون فراونهوفر لمنظار التحليل الطيفي. ويقوم هذا المنظار بفصل الضوء إلى مواضع الذروة في إشعاعات مكوناته أو ألوانه. وبالرغم من أن دراسة طيف الشمس قد بدأت مبكرا في عام 1076هـ / 1666 م على يد عالم الرياضيات الإنجليزي السير إسحاق نيوتن، إلا أن التفصيل والدقة الذين تمتع بهما عمل جوزيف فون فراونهوفر قد وضعا الأساس لأولى المحاولات لإيجاد تفسير نظري مفصل لغلاف الجو الشمسي.

ويتعرض بعض الإشعاع المنبعث من السطح المرئي للشمس للامتصاص من خلال الغاز الأكثر برودة والموجود فوقها. ومع ذلك فإن عملية الامتصاص لا تتناول إلا أطوالا موجية معينة من الأشعة المنبعثة بناء على أنواع الذرات الموجودة في غلاف الجو الشمسي. وفي عام 1275هـ / 1859 م أوضح عالم الطبيعة الألماني جوستاف كرشهوف للمرة الأولى أن أي نقص في الإشعاع في بعض الأطوال الموجية في الطيف الشمسي يحدث نتيجة امتصاص الإشعاع بواسطة ذرات بعض العناصر التي تماثل بعض عناصر الأرض. وهذا لا يعني فقط أن مادة الشمس عادية كغيرها من المواد ولكنه يعني أيضا إمكانية استنباط معلومات مفصلة عن الأجرام السماوية عن طريق دراسة الضوء والأجسام المنبعثة منه، وكان ذلك بداية ظهور علم الفيزياء الفلكية.
قد استمر التطور في فهم الشمس منوطا بقدرة العلماء على القيام بعمليات رصد جديدة متطورة. وكان من بين آلات الرصد التي أثرت تأثيرا هاما في فيزياء الفضاء جهاز رسم الطيفي الشمسي الذي يقيس طيف الخصائص الشمسية الفردية وجهاز رسم الهالة الذي يمكن العالم من دراسة الهالة الشمسية دون الحاجة إلى حدوث الكسوف وجهاز الرسم المغناطيسي الذي اخترعه عالم الفلك الأمريكي هوريس و. بابكوك في عام 1367هـ / 1948 م والذي يقيس قوة المجالات المغناطيسية فوق السطح الشمسي. وقد أدى تطور الصواريخ والأقمار الصناعية إلى تمكن العلماء من رصد إشعاعات الأطوال الموجية التي لا تنتقل عبر الغلاف الجوي الأرضي. ومن بين الآلات التي تم تطويرها للاستخدامات الفضائية أجهزة رسم الهالة والتلسكوبات ومراسم الطيف الحساسة للإشعاعات فوق البنفسجية وأشعة إكس. وقد أدى اكتشاف الآلات الفضائية إلى إحداث ثورة في دراسة الغلاف الجوي الخارجي للشمس.
وفي عام 1326هـ / 1908 م اكتشف عالم الفلك الأمريكي جورج إي. هيل أن البقع الشمسية تحتوي على مجالات مغناطيسية شديدة القوة. وتحتوي البقعة الشمسية النموذجية على قوة مجال مغناطيسي تصل إلى 2500 وحدة حث مغناطيسي. وبالمقارنة فإن المجال المغناطيسي الأرضي يحتوي على وحدة واحدة من وحدات الحث المغناطيسي. ويغلب وجود البقع الشمسية في مجموعات زوجية حيث يوجد المجال المغناطيسي في كل زوج في نقطة مقابلة للزوج الآخر، أحدها إلى داخل الشمس والآخر إلى خارجها. وقد تم التعرف على دورة البقع الشمسية -حيث يتم التباين في عدد البقع من الأدنى إلى الأعلى ثم إلى الأدنى مرة أخرى في مدة 11 عاما- منذ القرن الثامن عشر على أقل تقدير. غير أن النمط المغناطيسي المعقد المرتبط بالدورة الشمسية لم يعرف إلا بعد اكتشاف المجال المغناطيسي الشمسي.
ومن بين أزواج البقع الشمسية في النصف الشمالي للشمس نجد أن البقعة التي تقود زوجها في اتجاه الدوران يكون اتجاه مجالها المغناطيسي عكس اتجاه البقعة الموجهة في النصف الجنوبي للشمس. وعندما تبدأ الدورة الجديدة المكونة من 11 عاما ينعكس اتجاه البقعة الموجهة في نصفي الشمس. وبذلك تستغرق الدورة الشمسية الكاملة- بما في ذلك قطبية المجال المغناطيسي- 22 عاما تقريبا. وعلاوة على ذلك يكثر حدوث الب قع الشمسية على سطح الشمس في أي وقت في نفس خط الطول في نصفي الشمس. ويتحرك هذا الخط الطولي من درجة 45 إلى درجة 5 خلال دورة البقع الشمسية.
ولأن وجود البقعة الشمسية في الغالب لا يمتد لأكثر من بضعة شهور فإن الدورة الشمسية التي تستغرق 22 عاما تكون مسرحا لحدوث عمليات مستقرة وطويلة الأمد في الشمس وليس فقط في خصائص البقع الشمسية المنفردة. ورغم أنه لم يتم استيعاب ظاهرة الدورة الشمسية استيعابا تاما إلا أن الظاهر أنها تنتج عن التفاعلات بين مجال الشمس المغناطيسي وبين منطقة الحمل الحراري في الطبقات الخارجية من الشمس. وهذه التفاعلات بالإضافة إلى ذلك تتأثر بدوران الشمس حيث لا تكون متماثلة في كل خطوط العرض. فالشمس تكمل دورتها مرة كل 27 يوما بالقرب من خط الاستواء بينما تكمل دورتها بالقرب من القطبين مرة كل 31 يوما.




>القمـر




اسم يطلق على الجرم التابع للأرض، كما يطلق أحيانا على الأجرام الأخرى التي تدور حول كواكب المجموعة الشمسية. ويبلغ قطر القمر حوالي (3480) كيلومترا أي ربع قطر الأرض تقريبا، كما أن حجم القمر يوازي واحدا على خمسين من حجم الأرض تقريبا. وتزيد كتلة الأرض على كتلة القمر بحوالي (81) مرة. لذا فإن معدل كثافة القمر يبلغ ثلاثة أخماس كثافة الأرض، ويبلغ معدل الجاذبية على سطح القمر سدس الجاذبية الأرضية ، ولا يوجد ماء على سطح القمر ولا غلاف جوي، وليس به مناخ يغير من سطحه، إلا أنه بالرغم من ذلك ليس خاملا تماما.




ويتحرك القمر حول الأرض على مسافة يبلغ متوسط بعدها عن الأرض (384,403) كيلومترا وبسرعة يبلغ متوسطها (3700) كيلومترا في الساعة. ويتم القمر دورة كاملة حول الأرض في مدار بيضاوي في فترة تبلغ 27 يوما و7 ساعات و43 دقيقة و11,5 ثانية قياسا بالنجوم.

وتستغرق دورة انتقال القمر من طور إلى طور آخر مشابه أو بمعنى آخر مرور شهر قمري مدة 29 يوما و12 ساعة و44 دقيقة و2,8 ثانية. ويدور القمر حول محوره مرة في مدة تعادل تقريبا المدة التي يستغرقها في دورانه النجمي، وهذا هو السبب في الحقيقة التي مؤداها أن جزءا واحدا من القمر هو الذي يواجه الأرض دائما. وبالرغم من أن القمر يبدو لأعيننا لامعا دائما، إلا أنه لا يعكس في الفضاء إلا نسبة 7% من الضوء الواقع عليه، وتشبه نسبة الانعكاس هذه نسبة انعكاس غبار الفحم.

وتتفاوت درجات الحرارة على سطح القمر تفاوتا كبيرا ما بين الارتفاع والانخفاض حيث تبلغ درجة الحرارة في الظهيرة أقصاها فتصل إلى (127ْ) مئوية بينما تبلغ أدنى معدل لها ألا وهو (-137ْ) مئوية قبيل الفجر.





أطوار القمر




يبدو القمر في أطوار مختلفة على نحو تدريجي حيث يتحرك في مداره حول الأرض. ويكون أحد نصفي القمر دائما مقابلا لضوء الشمس تماما. فبينما يكون أحد نصفي الكرة الأرضية نهارا يكون الآخر ليلا. وتعتمد الأطوار التي يمر بها القمر على مقدار ما يُرى من النصف المضيء في أي وقت من الأوقات. ففي طوره المسمى بـ"الهلال" يبدو وجه القمر معتما تماما. ثم يمر القمر بطوره الأول بع د أسبوع ليشبه نصف دائرة منيرة. وبعد أسبوع آخر يظهر القمر بدرا مكتمل الضوء، وبعد أسبوع آخر يأتي الطور الأخير للقمر فيبدو في شكل نصف دائرة مرة أخرى. وهكذا تتكرر هذه الدورة مع كل شهر قمري. ويكون القمر بدرا عندما تكون المسافة بينه وبين الشمس أبعد من المسافة بينه وبين الأرض. ويكون هلالا عندما يكون أقرب للشمس. وعندما يزيد الجزء المضيء منه على النصف يكون القمر محدوبا. ويكون القمر محاقا عندما يتحول من طور البدر إلى طور الهلال ثم يبدأ الجزء المضيء في الزيادة مرة أخرى عند تحوله إلى طور التمام المسمى بدرا.






وفي القرن السابع الهجري / الثالث عشر الميلادي أثبت مؤيد الدين العرضي السبب "في كون المضيء من جرم القمر يرى تارة هلاليا وتارة نصف دائرة أخرى ذا حدبتين، وتارة ممتلئا بالنور وأخرى لا يرى أصلا" فيقول في كتابه الهيئة : "لما كان نور القمر مستفادا من ضوء الشمس، وكان المخروط المحيط بالقمر والشمس حين يكون القمر في أعظم أبعاده من الأرض لا يتجاوز رأسه مركز الأرض... [فإن] المخروط البصري المحيط بجرم القمر في هذا البعد أقصر من المخروط الحادث من ظل القمر في وقت الكسوفات الشمسية لأن رأس مخروط ظل القمر ينتهي إلى مركز الأرض إذا كان جرم القمر في ذروة التدوير. وأما إذا كان على نقطة أخرى فإن رأس هذا المخروط يتجاوز مركز الأرض، ورأس المخروط البصري دائما أصغر من مخروط ظل القمر. فأما مخروط ظل القمر فقطعة من المخروط المحيط بجرمي الشمس والقمر. وقاعدة مخروط ظل القمر هي الفصل المشترك بين المستضيء من جرم القمر والمظلم منه، وهو الذي لا يقع عليه شيء من شعاع الشمس وقوعا أوليا. وهذا المخروط ومخروط البصر المحيط بجرم القمر متى انطبق سهم أحدهما على سهم الآخر كان كسوف أحد النيرين. فإن كانت نقطتا رأسيهما مما يلي مركز العالم، كان كسوفا شمسيا كليا، لأن مخروط ظل القمر يستغرق مخروط البصر في داخله، لأن رأس مخروط ظل القمر مركز العالم ورأس مخروط البصر سطح الأرض. وإن كانا متقابلين انكسف القمر لأن مخروط البصر يكون قد حازه مخروط ظل الأرض في داخله. لأن المستدق من ظل الأرض في أبعاد القمر المسمى بدائرة الظل أعظم من جرم القمر الذي هو قاعدة مخروط البصر بكثير. وجرم القمر في هذا الحالة لا يقع عليه شيء من شعاع الشمس وقوعا أوليا، فيظلم لأنه غير مضيء من ذاته، لكنه يقع على سطحه من الأضواء الثواني التي تصل إليه من الشعاعات المحيطة بمخروط ظل الأرض. فلذلك يرى لونه تارة كلون النحاس الأصفر وتارة يرى لونه على غير ذلك، لاختلاف الأضواء الثواني المنعكسة إلى سطحه من الأجزاء المستضيئة من كرة الهواء إلى سطحه فيرى في سطحه الذي يلينا بعض الإضاءة. وحاله هذه تخالف حاله عند المقارنة بالشمس، لأن الأضواء الثواني التي تصل إليه إنما ترجع إلى سطحه على زوايا حادة، وفي الحالة الأولى على زوايا منفرجة. والخطوط المحيطة بالمنفرجة أقرب إلى الاستقامة من التي تحيط بالحادة، فتكون الأضواء الواصلة من طريق الزوايا المنفرجة أقوى من التي تصل من طريق الزوايا الحادة، لأن أصدق الأضواء وأقواها الواصلة على الخطوط المستقيمة من جرم النير. وأيضا فإن ظلمة الليل معينة على بصر الأشياء الضعيفة النور، وضوء النهار بالعكس من ذلك. ولذلك لا ترى الكواكب بالنهار ولا يرى للسرج والشمع إذا أوقدت في الشمس نور، بل يرى لشكلها ظل في مقابلة الشمس لغلبة ضوء الشمس على ضوئها. وفي الاجتماع تكون رؤية القمر بالنهار، وفي الكسوفات القمرية تكون رؤيته بالليل. فلذلك يرى جرم القمر في كسوفات القمر ولا يرى في الاجتماعات. ولما كان البصر كما قلنا لا يدرك التحديب الذي في سطح القمر لبعده، فلذلك يرى ما يحيط به من جرم القمر سطحا مستويا. فإن كان ممتلئا بالنور رئي دائرة مضيئة مستوية. وإن لم يواجهنا شيء من المستنير فلا نراه لظلمته. وإن واجهنا فلا يخلو إما أن يكون بجميع المستنير أو ببعضه. فإن كان الأول اتحد السهمان وتقابل رأسا المخروطين فيرى بدرا. وإن كان الثاني فرؤية المستنير من سطحه حينئذ تكون على ثلاثة أضرب: هلاليا، ونصف دائرة وذا حدبتين. فالأول منها يكون قطب دائرة قطب قاعدة ظل القمر داخل قاعدة مخروط البصر. والثاني منها حين يكون على محيطها. والثالث حين يخرج منها".

ولا يستطيع أي مشاهد للقمر بحال من الأحوال أن يرى أكثر من 50% من إجمالي سطح القمر. إلا أنه يمكن رؤية نسبة 9% إضافية من وقت إلى آخر حول الحافة الظاهرة بسبب الحركة النسبية التي يطلق عليها "ميسان". ويعزى هذا إلى الفروق الطفيفة في زاوية الرؤية من الأرض إلى المواضع المختلفة نسبيا من القمر حيث يدور في مداره البيضاوي.






سطح القمر



كان الاعتقاد السائد قديما أن الأجزاء المعتمة على وجه القمر ما هي إلا محيطات، أما الأجزاء الساطعة من القمر فهي القارات. وقد أسفرت عمليات الرصد والاستكشافات الحديثة للقمر عن الوصول إلى معلومات شاملة ومحددة عن القمر. ومنذ عصر النهضة كشفت أجهزة التليسكوب النقاب عن كم هائل من التفاصيل المتعلقة بالقمر. كما أسهمت سفن الفضاء القمرية في مزيد من الإثراء لتلك المعلومات. ومن بين الملامح التي أمكن تمييزها على سطح للقمر فوهات البراكين وسلاسل الجبال والسهول أو المناطق المعتمة والصدوع والقبب والوديان الضيقة والأشعة الصادرة. وقد بلغ عرض أكبر فوهة بركان على سطح القمر وتدعى "بيلي" حوالي (295) كيلومترا، بينما يقدر عمقها بنحو (3960) مترا. ويقدر اتساع أكبر البحار الموجودة على سطح القمر ويدعى "إمبريم"حوالي 1200 كيلومترا. ويبلغ ارتفاع أعلى قمم الجبال القمرية الواقعة ضمن سلاسل "لايبنيتس" و"دورفيل" بالقرب من القطب الجنوبي للقمر (6100) مترا مقارنة بجبال الهيمالايا الموجودة في الأرض. وقد تم التعرف على فوهات البراكين الصغيرة التي قد يصل عرضها إلى (1,6) كيلو مترا عن طريق عمليات الرصد التليسكوبي. وهناك قدر كبير من الجدل حول أصل فوهات البراكين القمرية، غير أن أحدث البراهين تشير إلى أن كل فوهات البراكين القمرية تقريبا قد تكونت بفعل انفجارات الأحجار النيزكية المتناهية السرعة أو الكويكبات الصغيرة التي وقع أغلبها في الحقبة الأول من التاريخ القمري، حيث كان النظام الشمسي لا يزال يحوي مثل هذه الشظايا، غير أن بعض فوهات البراكين والوديان والقبب يظهر عليها من المعالم ما يؤكد عزوها إلى أصل بركاني.

مشكوووووووووووووورة حلووووووووووووة