المبحث الأول: الأجرام السماوية والمجموعة الشمسية

 

قبل الدخول في دراسة الأرض، وهي جزي من الكون، ولها أهمية في علم الجغرافيا، يتوجب علينا الاهتمام بدراسة المجموعة الشمسية التي تعد الأرض جزءاً صغيراً جداً منها، وكذلك الإلمام بموقع الأرض بين الأجرام السماوية من كواكب ونجوم، والتي يصعب تحديد عددها وأحجامها وطباعها على الرغم من الاستكشافات التي يقوم بها الإنسان للفضاء لمعرفة أسراره، والتي ما زالت خافية على العقل البشري، مثل اتساع الكون وحدوده وعدد أجرامه. وقد قامت العديد من المحاولات الرياضية لمعرفة قطر العالم والذي قدر بـ 13 بليون سنة ضوئية حوالي (70) مليون ميل حسب معادلة هويل (Hubbls Low)، وكان الاعتقاد السائد قديماً أن الأرض هي مركز الكون، وأن الأجرام السماوية من كواكب ونجوم وغيرها والتي تقع الشمس من ضمنها، كلها عبارة عن توابع للأرض، وبتقدم العلوم عامة وعلم الفلك خاصة، وكذلك وسائل الرصد الحديثة والأقمار الصناعية، اتضح خطأ هذا المعتقد حيث إن الأرض أو الشمس لم يكونا مركزي الكون، بل هما جزء من مجموعة كبيرة من النجوم السابحة في الفضاء ضمن نجوم مجرة درب التبانة، إضافة إلى مجموعات المجرات الأخرى الواقعة خلف مجرتنا المعروفة حالياً. وقد سميت بـ (درب التبانة)، نسبة إلى تشابهها الكبير بالطريق الذي يسلكه تجار التبن وحمالوه.

 

 المجرة:

 

لقد دلت الدراسات الفلكية على أن نظامنا الشمسي يتبع المجرة التي تعد واحدة من عدد كبير من المجرات، والتي يشغل كل منها نطاقاً عظيماً من الكون، وتضم هذه المجرة أعداداً كبيرة جداً لا يمكن حصرها من النجوم والأقمار والمذنبات والسدم وغيرها. ويمكن مشاهدة المجرة في أي مكان على سطح الأرض، حيث تظهر في السماء بشكل نطاق ضخم في الضوء الخافت، والذي يمتد عبر السماء كلها، هذا الضوء الخافت هو عبارة عن ملايين من الأجرام السماوية المضيئة المتلاصقة أو القريبة جداً بعضها من بعضها الآخر، على الرغم من المسافات الشاسعة التي تفصلها عن بعضها، وسبب ضخامة هذه المسافات التي تفصل إجرام المجرة بعضها عن بعضها الآخر، هو صعوبة حسابها بواسطة وحدات القياس العادية، ولذلك فقد استخدمت في حسابها وحدة خاصة هي السنة الضوئية (وهي عبارة عن المسافة التي يقطعها الضوء في سنة كاملة – وسرعة الضوء هي حوالي (300) ألف كيلومتر في الثانية). إلى جانب ذلك تستخدم وحدة أصغر منها، وهي الوحدة الفلكية لقياس المسافات بين أفراد المجموعة الشمسية، والوحدة الفلكية عبارة عن متوسط المسافة بين الأرض والشمس، والتي تقدر بحوالي (149) مليون كيلومتر.

 

النجوم:

 

عبارة عن أجرام سماوية كبيرة الحجم، ولكنها متباينة فيما بينها في الحجم والطاقة الإشعاعية فبعضها صغير بحيث لا يزيد حجمه حجم الكواكب الكبيرة. وبعضها الآخر شديد الضخامة، وعموماً فإن جميع هذه الكواكب متكونة من مواد ملتهبة ذات طاقة إشعاعية كبيرة جداً تختلف من نجم لآخر، وتؤثر هذه الطاقة بدرجة كبيرة على شدة لمعانها في السماء، كذلك تتأثر ببعدها عن الأرض. ولقد دلت الدراسات الفلكية على أن أكثر النجوم لمعاناً في السماء عدا الشمس، هو النجم المسمى (الشعري اليمانية) والذي يبعد عن الأرض حوالي (8.65) سنة ضوئية، علماً بأن هناك عدداً من النجوم أقرب إلى الأرض من الشعري اليمانية، ولكنها أقل لمعاناً ووضوحاً منها. إن عدد نجوم مجرتنا لا زال مبهماً حتى الآن، وكذلك عند نجوم السماء كلها، ولقد قدر الفلكيون عدد نجوم هذه المجرة بنحو (300) مليون نجم. وقد تتواجد النجوم أحياناً بشكل منفرد، أو غالباً ما تكون متجمعة على شكل مجموعات تعرف بالكواكب، ويتبع كل نجم من النجوم عدد من الكواكب والأقمار.

 

الشمس: 

 

وهي عبارة عن كرة من المواد الملتهبة ذات الطاقة الإشعاعية العالية جداً، والتي تقدر بحوالي (170) ألف حصان، تشع في كل متر مربع من سطحها، وتكون هذه الطاقة منطلقة في جميع الاتجاهات وبشكل إشعاعات مختلفة، فبعضها مرئي وهي الأشعة الضوئية، وبعضها الآخر غير مرئي وهي الأشعة الحرارية، وبذلك تعد الشمس مصدر الضوء والحرارة للمجموعة الشمسية المعتمة، حيث تصلها على شكل موجات متباينة الأطوال، وبمقادير تتناسب مع بعد الشمس عن كواكبها السيارة وأقمارها، ويقدر بأن الطاقة الحرارية للشمس تتراوح بين (6000 – 7000) درجة مئوية، وتطلق على سطحها ما يشبه الألسنة والنافورات الملتهبة ذات الأشكال المتباينة تعرف بالنتوءات، وقد يكون لهيب بعض هذه النتوءات في الفضاء طويلاًَ جداً، وقد يصل إلى عشرات الآلاف من الكيلومترات.

 

ومن المعلوم أن الشمس عبارة عن جسم غازي كروي، تستأثر وحدها بنحو (99.87%) كم من الحجم الكلي للمجموعة الشمسية، وأن حجم الشمس يبلغ حوالي (1.3) مليون مرة حجم الكرة الأرضية، أما قطرها فيبلغ (110) ضعف قطر الأرض أي حوالي (864000) ميل، وكثافتها حوالي (1/4) كثافة الأرض، لذا فإن قوة جاذبيتها حوالي (28) ضعفاً لجاذبية الأرض، وهذه تفسر قوة جاذبيتها التي تتحكم بها في حركة الكواكب التي تتبعها. وقد لوحظ من خلال الدراسات الفضائية أن هناك بعض المواقع ذات المساحات الصغيرة من سطح الشمس تسمى البقع الشمسية

 

 (Sun Spots)، تقل فيها الحرارة وإشعاعاتها بشكل واضح، مقارنة بالمناطق المحيطة بهذه المساحات، وليس من المعروف تماماً السبب في تواجد هذه البقع، ولكن يعتقد بأنها عبارة عن كتل غازية تتكون أحياناً في محيط الشمس، وتدور حول نفسها بسرعة فائقة، علماً بأن قسماً منها ذات أحجام كبيرة، يمكن مشاهدته من الأرض بالعين المجردة، أو بواسطة المنظار الملون أو خلال السحب الرقيقة.

 

ولقد اتفق الباحثون على أن البقع الشمسية هي عبارة عن الانفجارات التي تحدث في النطاق المحيط بنواة الشمس، والذي يسمى بالفوتوسفير (Photosphere) والمتكون من غاز الهيدروجين وبعض المعادن في الحالة الفلزية، ويلي هذه النطاق غلاف يسمى كروموسفير (Chromosphere)، ويتجمع حوله غلاف أصغر يسمى الإكليل أو تاج الشمس (Crown)، تصل آثار حدوث البقع الشمسية هذه إلى سطح الأرض وتبلغ أقصاها كل (11) سنة تقريباً، وينعكس ذلك على حدوث بعض الظواهر الطبيعية والمناخية، مثل الجفاف والاضطراب في مغناطيسية الأرض.

 

وبصورة عامة يمكن تلخيص بعض الصفات الفيزياوية للشمس كالآتي:

 

• معدل بعد الشمس عن الأرض (149.598.000 كم).

 

• أبعد نقطة للشمس عن الأرض ( 152.086.000 كم).

 

• أقرب نقطة للشمس عن الأرض (147.097.000 كم)

 

• زمن وصول ضوء الشمس للأرض (8.25 دقيقة ).

 

• قطر الشمس (1.391.000 كم).

 

• كتلة الشمس (1.99 × 1033غرام ) (حوالي 334 ألف مرة أكبر من كتلة الأرض).

 

• معدل كثافة الشمس (1.41 غم/سم3 ).

 

• معدل جاذبية الشمس (24) مرة أكبر  من جاذبية الأرض.

 

الكواكب السيارة:

 

يعد المشتري أحد أهم وأكبر الكواكب السيارة الواقعة ضمن النظام الشمسي، حيث يبلغ حجمه ضعف حجم باقي الكواكب، والبالغ عددها تسعة بما فيها الأرض. ويتبعه أكثر من (41) قمراً، وتدور الكواكب حول الشمس من الغرب إلى الشرق في مدارات بيضاوية، وهي غير ملتهبة وغير مضيئة إضاءة ذاتية، وإنما تعكس الأشعة التي تسقط عليها فتبدو لامعة في السماء.

 

ويعد كوكب بلوتو أبعد الكواكب عن الشمس، أما أقربها إليها فهو عطارد والذي هو أصغر حجماً. وبصورة عامة يمكن تقسيم الكواكب السيارة حسب بعدها عن الشمس إلى مجموعتين هما:

 

(1) مجموعة الكواكب الصغيرة (أو الداخلية):

 

هي الكواكب الأقرب موقعاً إلى الشمس، وتشمل: عطارد، والزهرة، والأرض، والمريخ، وتتكون من مواد صخرية متشابهة، وهذا يرجع إلى التشابه الكبير فيما بينها في الحجم والكثافة، وهي أعلى كثافة من الكواكب الكبرى.

 

(2) مجموعة الكواكب الكبرى (أو الخارجية):

 

تشمل هذه المجموعة الكواكب الأبعد عن الشمس، وهي: المشتري، وزحل وأورانوس، ونبتون، وبلوتو. (شكل 1- أ، ب).

 

شكل (1-أ) دوران الكواكب حول الشمس

 

شكل (1-ب) النسبة بين الشمس وكواكبها 

 

وقد دلت الدراسات الفلكية على أن هناك تجمعاً لعدد كبير من الكويكبات في منطقة واحدة، تتوسط المسافة بين مجموعتي الكواكب الصغرى والكبرى (بين فلكي المريخ والمشتري).إن الكواكب والكويكبات تدور حول الشمس في أفلاك بيضاوية الشكل تقريباً، وفي نفس المستوى الذي تدور فيه الشمس دورانها الظاهري بالنسبة إلى الأرض، وكذلك هو نفسه مستوى فلك الأرض.