اكبر تشكيلة من المعلومات

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
منتظم .

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

مجرتنا
هي مجرة جلاكسسي ، وهي مجرة على هيئة شكل حلزوني تشبه عجلة مسطحة ؛ أو
قرصاً في مركز نواة أو عقدة ؛ وبالنظر إلى المجرة من الجنب فإنها تظهر على
هيئة خط له نواة في وسطه ، وتحتاج المجرة لقطعها من أقصاها إلى أقصاها إلى
100000 سنة ضوئية ( طول السنة الضوئية نحو 10 مليون مليون كيلو متراً ) ،
وسمك مجرتنا يبلغ 20000 سنة ضوئية أي 1/5 الطول ، وشمسنا تقع على بُعد
25000 سنة ضوئية من مركز المجرة .
وإذا أخذنا الأرض كمقياس للمجرة لأصبحت الشمس كرأس الدبوس ؛ بينما تحتاج
الأرض لرؤيتها إلى استخدام الميكروسكوب .
والمجرة تقسم إلى ثلاثة أقسام :
1-النواة أو مركز المجرة ويحتاج المرور خلالها إلى 13000 سنة ضوئية ،
وتحتوي النواة على النجوم والكواكب القديمة .
2-طرفي النواة وتسمى الذراع ، وتحتوي على النجوم والكواكب القديمة والجديدة
؛ من ضمنها شمسنا ؛ أي مجموعتنا الشمسية .
3-فراغات ومجموعات العناقيد المجرية وتنتشر حول النواة والذراعين ، وفيها
طريق اللبني Milky Way ، ويعتقد انه طريق مظلم ؛ أي ثقب مظلم قطره اكبر من
قطر الأرض ، وفيه تختفي للأبد المواد والكواكب القديمة .
وتضم مجرتنا هذه حوالي 200000 مليون نجم ، والمجرة عظيمة الثقل ؛ ومترامية
الأطراف ، وبجانب النجوم تحتوي المجرة على سحب ضخمة من الغبار والغاز ،
ومنها قد يتم تكاثف نجوم أخرى .
وقد تم رسم خريطة شاملة لمجرتنا ؛ بضم صور أخذوها للمجرة ؛ وتصوروا وجود خط
استواء ؛ وخطوط طول وعرض ؛ ووضعوا عليها موقع النجوم ؛ وكل مجموعة من نجوم
؛ وكل كوكبة ، فتبدو للناظر إلى الخريطة كالناظر من خارج المجرة .


المجرات الأخرى غير مجرتنا

نظراً لأن الفضاء شفاف ؛ فإنه يمكن رؤية بعض من المجرات التي تبعد عنّا
حوالي 160000 سنة ضوئية إلى 2.3 مليون سنة ضوئية ، ويمكن لنا أن نرى حوالي
20 مجرة بالعين المجردة ، بينما يوجد مئات من المجرات الأخرى لا ترى بالعين
المجردة ؛ تلك التي تبعد عنّا بآلاف الملايين من السنين الضوئية .
ومَجَرَّتنا تدور حـول نفسها ؛ أي أنها تدور حول نواتها ؛ أي حول محورها ،
مع العلم بأن سرعة الدوران للنجم تقل كلّما بَعُدَ النجم أو المجموعة
النجمية عن محور الدوران ، وتبلغ سرعة الدوران 250 كيلو متراً في الثانية ،
والشمس في دورانها هذا مع المَجَرَّة تستغرق لتدور دورة واحدة نحو 200
مليون سنة .
وبواسطة تلسكوب جبل بالومار Mount Palomar ( بكاليفورنيا ) وهو ذو مرآة
قطرها حوالي 5 أمتار ؛ استطاعوا الكشف عن 1000 مليون مجرة ، في كل منها في
المتوسط نحو 1000000 مليون نجم ، وتصوير المجرة بهذا التلسكوب يُظهِر
المجرة رغم عِظم حجمها كأنها نقطة من ضياء على سطح الصورة الأسود .

المجموعة الشمسية
تتكون من الشمس ( نجم ) ؛ 9 كواكب ؛ 31 تابع ؛ علاوة على أجسام أخرى صغيرة (
أقمار صغيرة ) ؛ والمذنبات ؛ والشهب ، وهذه الكواكب ( من ضمنها الأرض )
تدور حول الشمس في الوقت الذي يدور كل منها حول نفسه .
والشمس مجرد نجم يُشع ضوء وطاقة بصفة مستمرة ؛ نتيجة الطاقة النووية
المتولدة في أعماقه ، بينما الكواكب ما هي إلاّ أرض كأرضنا لا تُضيء
تلقائياً ؛ وإنما نرى في الواقع ضوء الشمس المنعكس أو المرتد من سطح الكوكب
.
وشمسنا نجم متوسط الحجم توجد في مجرة ( وحدة كون ) من آلاف ملايين المجرات
التي في الكون ، ومجرتنا تضم حوالي 200000 مليون نجم ، وشمسنا ما هي إلاّ
نجم واحد من بين هذه الملايين .
والشمس أقرب النجوم إلى الأرض ؛ وتبعد عنها بمقدار 149 مليون كيلو متر ،
ويوجد نجوم عملاقة في مجرتنا مثل نجم الدبران Aldebaran الذي إذا ما وضع في
مجموعتنا الشمسية مكان الشمس ؛ فإنه لعظم حجمه يمتد إلى حيث كوكب عطارد (
أحد الكواكب التسعة ) ، أما النجم فوق العملاق فهو نجم قلب العقرب Antares
الذي يبلغ نصف قطره 336 مليون كيلو متراً ( قطر الشمس مليون ، 390 ألف كيلو
متراً فقط ) ، وبذلك يمكن لنجم قلب العقرب أن يضم داخله كل مجموعتنا
الشمسية .
ومجموعتنا الشمسية توجد في مجرة تشبه عجلة مسطحة ؛ أو قرصاً في مركز نواة
أو عقـدة ؛ وطـول قطر القرص نحو 90000 سنة ضوئية ( السنة الضوئية = تقريباً
10 مليون مليون كيلو متراً ؛ حيث أن سرعة الضوء 300000 كيلو متراً في
الثانية ) ، وقطر نواة المجرة نحو 16000 سنة ضوئية ، وتقع الشمس على بُعد
نحو 3/5 الطريق (أي 27000 سنة ضوئية) من المركز ، وتتوزع النجوم داخل القرص
في تجمعات داخل أذرع حلزونية ؛ حيث تظهر من فوق المجرة على هيئة عجلة
كاترين Catherine عملاقة .
والشمس تدور حول نفسها في 25.2 يوماً من أيام الأرض ، وتدور كذلك حول
المجرة التي تتبعها في دورة تستغرق حوالي 220 مليون سنة من سنين الأرض ،
ويتم التعامل مع المسافات في الكـون بالسنة الضوئية ، وفي المسافات التي
يقطعها الضوء في سنة ، مع العلم أن الضوء يسـير بسرعة 300000 كيلو متراً في
الثانية الواحدة ، لذلك فالسنة الضوئية تساوي تقريباً 10 مليون مليون كيلو
متراً ، والضوء يقطع محيط الأرض في 0.13 ثانية ضوئية ؛ ويقطع المسافة بين
الأرض والقمر في 1.25 ثانية ضوئية ، ويقطع المسافة بين الأرض والشمس في 8
ثوان ضوئية ؛ ويقطع المسافة عبر المجموعة الشمسية في 11 ساعة ضوئية ، ويقطع
الضوء مجرتنا في 100000 ساعة ضوئية .
وأقرب نجم إلى شمسنا يبعُد عنها وعنّا بُعداً كبيراً جداً ، أي حوالي 25
مليون مليون ميلا ، وهو وإن كان له كواكب كشمسنا ؛ فإننا لا نستطيع رؤية شئ
منها لضعف أجهزة الكشف لدينا حالياً ، مع العلم بأن مجموعتنا الشمسية تقع
في هذا الفضاء موضع الواحة من الصحراء .

الاسم البعد عن الشمس بملايين الكيلو مترا القطر الاستوائي بالكيلو متر يوم
الكوكب (بزمن الأرض)مدة دورانه حول نفسه سنة الكوكب (بزمن الأرض) مدة
دورانه حول الشمس
الشمس Sun - 1390000 25.2 يوما -
القمر Moon تابع للأرض 3476 27.3 يوماً 29.53 يوماً
حول الأرض
1- عطار Mercury 58 4840 59 يوما 88 يوماً
2- الزهرة Venus 108 12300 244 يوما 225 يوماً
3- الأرض Earth 150 12756 دقيقة ساعة
56 23 365.25 يوماً
4- المريخ Mars 228 6790 دقيقة ساعة
37 24 687 يوماً
5- المشترى Jupiter 778 142800 دقيقة ساعة
50 9 12 سنة
6- زحل Saturn 1427 119300 دقيقة ساعة
14 10 29.5 سنة
7- أورانوسUranus 2870 47100 دقيقة ساعة
49 10 84 سنة
8- نبتون Neptune 4497 44800 دقيقة ساعة
48 15 165 سنة
9- بلوتو Pluto 5907 5900 6.5 يوما 248.5 سنة

نيوتن اكتشف عام 1846 م .
بلوتو اكتشف عام 1930 م .
أورانوس اكتشف عام 1177 م .

الشمس
الشمس نجم من ملايين النجوم في مجرتنا ( الطريق اللبني ) ، وأحد بلايين
النجوم في الكون ، وهي كرة من الغاز المشتعل ؛ تتميز بدرجة حرارة في مركزها
في حدود من 10 – 20 مليون درجة مئوية ، وضغط قد يبلغ 220 ألف مليون من
الضغوط الجوية .
وهذه الحرارة تنتج من تحول غاز الأيدروجين إلى غاز الهيليوم ؛ عن طريق
تفاعل نووي ؛ حيث تندمج ذرة أيدروجين بذرة أيدروجين لينتجا غاز الهيليوم
ومعه مقادير كبيرة من الحرارة .
ويقدر أن الشمس تحرق في الثانية الواحدة حوالي 564 مليون طن من الأيدروجين ،
وتستهلك الشمس أيدروجينها عبر حوالي 4000 مليون سنة .
والشمس تحرق من وقودها القدر الذي يُعوِّض ما تفقده بالإشعاع من الطاقة ،
مما يدل على أن الشمس لا تزيد حرارتها أو تنقص على مر السنين والأيام .
وللشمس غلاف قرمزي ، يتكـون من طبقـة من الغـازات المتأينة ، التي تمتد
خارج قرص الشمس بضعة آلاف من الأميال ، وقد تعرّف عليها العلماء بمراقبة
كسوف الشمس حيث تظهر هذه الأطراف الحمراء ، ويخرج من الشمس ألهبة طويلة عبر
الغلاف ؛ وتمتد خارجه لأكثر من مئات الألوف من الأميال ، وتُعرَف بالشواظ
الشمسية .
كما تظهر على سطح الشمس بقع أكثر لمعاناً ؛ تتفرّع ؛ وتتشعّب ؛ وتُغطِّي
مساحة أكثر من ربعها ، واتساع البقعة قطره حوالي 700 ميلاً .

تركيب الشمس :
وجد العلماء أن الشمس تتكون من حوالي 67 عنصراً هي كلها من عناصر الأرض ،
أي أن التركيب الكيماوي للشمس هـو مثل تركيب الأرض ، ولكن الاختـلاف في أن
الأيدروجين والهيليـوم يؤلفان 78% من كتلة الشمس ، كما اكتشف العلماء وجود
18 مركباً في المناطق الأقل حرارة في الشمس منها أكسيد التيتانيوم ، وأدريد
الكالسيوم ، أمّا المناطق شديدة الحرارة فلا تسمح للعناصر بالاتحاد لتكوين
المركبات ، بل تُجرِّد العناصر من إلكترونياتها لتبقى النواة عارية أو شبه
عارية ، وبذلك تسهل التفاعل بين النويات ؛ فيحدث التفاعل .
وعلى ذلك فلا يوجد هناك اختلاف في العناصر التي يتكون منها كل من الأرض
والشمس والقمر ، ولكن الاختلاف في نسبة تواجدها وتوزيعها .
ويرجع اكتشاف هذه المواد إلى توصل العلماء إلى اكتشاف التلسكوب أو المنظار
المقرِّب (جاليليو في العشر سنوات الأولى من القرن 17) ، وإلى جهاز تحليل
الطيف (إسحق نيوتن في الستينيات من القرن 17 أيضاً) ، وما تبع ذلك من تطور
الأجهزة التي يستطيع الإنسان بواسطتها وهو على الأرض ؛ أن يتعرَّف على ما
في الشمس والنجوم من عناصر ومركبات .

لماذا تبدو الشمس حمراء
يخرج الضوء ( المكوّن من عدة ألوان ) من الشمس أبيض اللون ، ولكن الغلاف
الجوي يفلتر جزءا من اللون الأزرق القادم ، مما يعطي الشمس الصفراء اللون
الأحمر البرتقالي ، بينما يتبعثر اللون الأزرق في الفضاء ، وهذا ما يعطي
السماء اللون الأزرق في النهار .
وعند شروق الشمس أو غروبها ؛ يظهر لونها أحمراً دموياً ؛ وذلك لأن أشعة
الشمس تخترق مسافات أكبر من الهواء ؛ والمحمل بالغبار ؛ مما يتسبب في مزيد
من الفلترة فتتشتت الألوان .
ولمّا كان الغلاف الجوي يعكس ويكسر الضوء القادم من الشمس ، فإن الشمس عند
الغروب أو الشروق تظهر بيضاوية أو مفلطحة نتيجة لذلك .

البقع الشمسية Sun Spots
هي بقع ترى سوداء على سطح الشمس ، وإذا نُظِرَ إليها من خلال فلتر ؛ أو في
فترة كسوف الشمس تبدو هذه البقع بنية مضيئة ، ويرجع لونها هذا ؛ إلى أنها
أقل حرارة من باقي سطح الشمس ، الذي يبلغ ستة آلاف درجة مئوية ، بينما تبلغ
حرارة هذه البقع الشمسية أربعة آلاف درجة مئوية .
وهذه البقع يمكن أن تُرى بالعين المجردة ؛ إذا زاد قطرها عن 24 كيلو متراً
فأكثر ، والأقل من ذلك تُرى بالمناظير المكبِّرة .
وهناك بقع شمسية وحيدة النواة إذا كانت بقعة واحدة ، وثنائية النواة إذا
كانت مكونة من بقعتين بجانب بعضهما ، أو ثلاثية ... ، وتُغيِّر البقع
الشمسية مكانها بسبب حركة الشمس حول محورها ، فالشمس تُكمِل دورة واحدة حول
محورها في 25.5 يوماً من أيَّام الأرض ؛ ولكن بسبب دوران الأرض حول الشمس
فإن هذه المدة تصبح 27.25 يوماً (عند القطر 25 يوماً ، وعند قطبي الشمس 33
يوماً) .
وبمتابعة هذه البقع تجد أنها تختفي في الغرب ثم تعود للظهور بنفس شكلها في
الشرق ، من جديد بسبب الدوران .
وبعض هذه البقع ذو عمر قصير (بضع ساعات) وبعضها طويل الأجل (9 – 13 سنة) ،
وللشمس دورات نشاط (الشمس النشطة) مثل ما حدث عام 1968 / 1969 ، والشمس
الهادئة عندما يكون النشاط في الحضيض كما حدث عام 1964 ، وقد تظهر الشمس
سوداء خلال أسابيع متتالية دفعة واحدة ولا يعرف أحد سر الدورات الشمسية .

الوهج وشواظ الشمس
نظراً لأن بقع الشمس الكبيرة تطلق مجاري بين الجسيمات النشطة تتدفق من
ثورانات لامعة تُعرف باسم الوهج ، وقد يُغطِّي الوهج الواحد مساحة واسعة
(نحو 1600 كيلو متراً مربعاً) ، والإشعاع الذي يُطلِقُه الوهج ؛ والذي يقتل
من يتعرض له من رجال الفضاء ؛ يعترض سبيله جو الأرض العلوي ؛ ويعطل أعمال
اتصالات المدى البعيد ، وحالات الإظلام الراديوي مألوفة تماماً خلال فترات
النهاية العظمى للنشاط الشمسي .
شواظ الشمس : هي سُحُب عملاقة من المادة المتوهجة تُقذَف بعيداً عن سطح
الشمس ، بسرعة 160 كيلو متراً في الثانية ، وبعض تلك الشواظ يأخذ شكل
العروش ، بينما يظهر بعضها الآخر ؛ كأنه لأشجار مورقة أو لشجيرات ، وفي
مقدورها البقاء عشر دورات للشمس .
وتظهر الشواظ كأنها نافورات تمتد إلى أعلى عبر 4800 كيلو متراً ؛ أو نحو
ذلك في الإكليل المحيط بالشمس ، وعند حدوث الشواظ تنطلق في الفراغ ذرات
الهيدروجين المكسرة ، مما يسبب الرياح الشمسية التي تسبح في الفضاء ؛ حتى
تتجاوز مدار كوكب مارس ؛ وبعضها ينجذب نحو قطبي الأرض ؛ مما يسبب اختلاف
لون الضوء في القطب الشمالي والجنوبي للأرض ، وهذه الرياح الشمسية تُصدِر
إشعاعات ضارة لروَّاد الفضاء عند نشاطها ، كما أن هذه الرياح تسبب حدوث
ألوان للمذنبات عند مرورها بالقرب من الشمس .
ملحوظة
يجب على الإنسان عدم النظر إلى الشمس مباشرة ؛ بدون فلتر خاص ؛ أو نظارة
تحمي العين من الإشعاعات والحرارة الشديدة ؛ حيث أن النظر إلى الشمس
يُعرِّض العين للتلف والعمى .

كيف تم قياس أبعاد الشمس ؟
يمكن الحصول على قياس أبعاد الكواكب ؛ عن طريق قياس المسافة الفعلية بين
الأرض وأحد الكواكب السيّارة الأخرى ؛ باستخدام الرادار ، وقد استطاع
الإنسان رسم خريطة دقيقة للمجموعة الشمسية ؛ ووجد أن الشمس تبعُد عنّا
بحوالي 93 مليون ميل ، وأن ضوء الشمس يستغرق 8.5 دقيقة ضوئية لكي يصل إلى
الأرض .
وبمعرفة بُعد الشمس ، ومقدار اتساع قرصها كما يظهر في السماء ؛ فإنه يمكن
حساب قطرها والذي يساوي 865000 ميل ، ونظراً لأن الأرض تدور حول الشمس فإن
القوة الطاردة المركزية الناجمة عن هذا الدوران تعمل على دفع الأرض بعيدا
إلى أعماق الفضاء ؛ ما لم يكن هناك شئ يمسكها، وهذا الشيء هو قوى الجاذبية
بين الشمس والأرض ؛ ولما كان باستطاعتنا أن نقيس حركة الأرض بدقة كبيرة ؛
وبحساب قوى الجاذبية وكتلة الجسم اللازم لإنتاج هذه القوى وجد أنه يلزم
333000 جسماً في مثل وزن الأرض لكي تتعادل القوتان .
وبمعرفة حجم وكتلة الشمس ؛ يمكن حساب المقدار الذي تتراكم به المادة داخل
الشمس ، ووجد أنها تزيد عن كثافة الماء بقليل ؛ أي أنها مكونة من غاز مضغوط
بخلاف الأرض الأكثف من الماء 5.5 مرة ، فهي مكونة من أرض صلبة صخرية وقد
تم حساب قدر الجاذبية حيث وجد أنه يعادل 28 مرة قدر الجاذبية على الأرض .
وقد وجد أنه إذا تم إطلاق صاروخ مثلا من سطح الشمس ؛ فإنه يحتاج إلى أن
ينطلق بسرعة 386 ميلاً في الثانية ليخرج من جاذبية الشمس العالية ، أي سرعة
تزيد 55 مرة قدر السرعة اللازمة لخروج مثل هذا الصاروخ من جاذبية الأرض .

الشمس بالأرقام
إذا فرضنا قيامنا برحلة إلى الشمس فإننا نحتاج إلى 17 سنة للوصول إلى سطح
الشمس ؛ إذا استخدمنا صاروخاً يسير بسرعة 1000 كم / ساعة .
•قطر الشمس = 1392000 كيلو متراً = 109 مرة قطر الأرض .
•حجم الشمس قدر حجم الأرض 1300000 مرة .
•متوسط بُعد الشمس عن الأرض = 149600000 كيلو متراً ، والمسافة بين الأرض
والشمس هي 8 دقائق ضوئية .
•كتلة الشمس = 333430 مرة قدر كتلة الأرض .
•كثافة الشمس أقل من كثافة الأرض ، لأن الشمس من غاز ، لذلك فكثافة الشمس
1/4 كثافة الأرض .
•قوة الجاذبية على الشمس = 28 مرة قدر الجاذبية على الأرض .
•درجة حرارة الشمس
-في مركز الشمس = 10 – 20 مليون درجة ( درجة مئوية ) .
-على سطح الشمس = 6000 درجة مئوية .
-البقع الشمسية = 4000 درجة مئوية .
-حول الشمس Corona قد تصل إلى مليون درجة مئوية .
•تدور الشمس حول نفسها في 25.2 يوماً من أيّام الأرض بسرعة 170 ميلاً في
الثانية ، وتدور الشمس حول المجرة التي بها ( مجرة اللبني ) في حوالي 220
مليون سنة من سنين الأرض ، والشمس تسير بسرعة نحو 12 ميلاً في الثانية في
اتجاه كوكبه الجاثم.

ونظراً لأن الأرض تسير مع الشمس ؛ لذلك فإن الأرض وبالتالي الإنسان ليس له
في هذا الفضاء مكان مستقر وثابت ، بل يتغير مكانه في هذا الوجود في كل
ثانية ، بل في كل جزء من ألف ألف من الثانية .


القمر
القمر ليس كوكباً هاماً في المجموعة الشمسية ( تسعة كواكب ) المعروفة لنا ،
حيث أن خمسة منها أكبر منه .
كما أن القمر تابع للأرض ؛ يدور حولها ، وللكواكب الأخرى عدة أقمار ؛
فللمشترى 12 قمراً ؛ بينما لزحل عدد لا يُحصى من آلاف الأقمار التي تدور من
حوله مكونة حلقة عظمى .
وللقمر علاقة وثيقة بالإنسان ، فهو يضئ له السماء ليلاً عاكساً ضوء الشمس ،
كما يظهر القمر للإنسان في صور مختلفة هلالاً أو بدراً ، ويدور القمر حول
نفسه ؛ كما يدور حول الأرض ، والأرض والقمر يدوران حول الشمس .وقد يحدث
أثناء الدوران أن تقع الأرض بين الشمس والقمر ، فتحجب أشعة الشمس ؛ وتحول
دون سقوطها على القمر ؛ فيحدث حينئذ ظاهرة الخسوف للقمر .
ويرجع معظم السبب في ظاهرة المد والجزر ببحار الأرض إلى قوة جذب القمر ،
وقد صاغ إسحق نيوتن ( 1642 – 1727 م ) قانونه المشهور بالجاذبية ؛ عندما
حاول معرفة السبب الذي يجعل القمر يدور حول الأرض ؛ كأنما هو مشدود إليها
بحبل خفي ، وذلك عندما رأى تفاحة تسقط من إحدى الأشجار ؛ حيث تساءل هل هناك
قوة جاذبية تجذب التفاحة نحو مركز الأرض ؟ .
وإذا كان الأمر كذلك فهل هناك قوة مماثلة تجعل القمر يدور من حول الأرض ؟ ،
وكان الجواب ، نعم .
حسب العلاّمة إسحق نيوتن ( صاحب قانون الجاذبية ) بُعد القمر عن مركز الأرض
؛ فوجده 60 مرة قدر نصف قطر الأرض ، كما وجد بالحساب أن سرعة القمر حول
الأرض تساوي 3818 كيلو متراً في الساعة ، بحيث يستغرق القمر 29.5 يوماً
ليُكمِل دورته حول الأرض ، وتسمّى هذه الفترة شهر الاقتران .
ودوران القمر حول الأرض ليس دائرياً ؛ ولكنه بيضاوياً ، أي أن بُعد القمر
عن الأرض يختلف قليلاً ، وعندما تكون المسافة قريبة فإن سرعة دوران القمر
تزيد ، ومتوسط سرعة دوران القمر 3700 كيلو متراً في الساعة ، ويدور القمر
عكس دوران عقارب الساعة ، ولكن نظراً لأن الأرض تدور بسرعة اكبر في نفس
الاتجاه فإن القمر يتأخر ويظهر كأنه يدور مع عقارب الساعة ، لذلك يبدو
القمر وكأنه يظهر من الشرق ويختفي في الغرب ؛ كالنجوم والشمس ، ولكن في
الليل ، ومع ملاحظة تحرك النجوم سنجد أنه يتحرك من الغرب إلى الشرق .
ونظراً لأن القمر يميل 83.5 درجة ؛ وسرعة دورانه حول محوره تتطابق مع سرعة
دورانه مع الأرض حول الشمس ؛ لذلك فهناك وجه للقمر يقابل باستمرار الأرض ،
ونظراً لأن دوران القمر ثابت بينما المسافة بين الأرض والقمر تختلف مع
الدوران ؛ وعلى ذلك فإن جزءا من النسبة لسطح القمر المختفي (الوجه الآخر)
يمكن رؤيته ويقدر بـ 9% من مساحته .
في عام 1959 م أرسل الروس سفينة فضاء ( لونا 3 ) لتدور حول الوجه الآخر
للقمر الذي لا نراه من فوق سطح الأرض ، فوجدوا انه يتشابه تماماً مع الوجه
المضيء الذي نراه ومع تضاريسه .
وأيام القمر المضيئة تصل إلى 15 يوماً من أيام الأرض .
والقمر قريب جداً من الأرض لذلك فإنه يظهر للناس كأنه أكبر النجوم ؛ في حين
أن هناك الكثير من النجوم أكبر ملايين المرات من القمر ؛ ولكن بُعد
المسافة يُظهر هذه النجوم كنقطة في السماء .
ونحن نرى جزءا من القمر المضيء نتيجة سقوط أشعة الشمس عليه ؛ لذلك فعندما
يكون القمر بين الشمس والأرض ؛ فإننا لا نرى نور القمر ؛ حيث يكون سطح
القمر المُعتِم ناحية الأرض ، والعكس ؛ عندما تكون الأرض بين الشمس والقمر ؛
فإننا نرى القمر بدراً ، وبين هذا وذاك فإن القمر يظهر كهلال ؛ ويكبر
ليصبح تربيع أول ؛ وهكذا ؛ إلى أن يصير بدراً ثم يتناقص .


حقائق حول القمر
•متوسط المسافة بين القمر والأرض = 238860 ميلاً ( 380000 كيلو متراً ) .
•أقرب مسافة بين القمر والأرض = 221463 ميلاً .
•أبعد مسافة بين القمر والأرض = 252710 ميلاً .
•قطر القمر = 2160 ميلاً .
•حجم القمر مقارناً بالأرض = 1 : 49 من حجم الأرض .
•كتلة القمر مقارنة بكتلة الأرض = 1 : 81 من كتلة الأرض .
•كثافة القمر مقارنة بكثافة الأرض = 61% من كثافة الأرض .
•وزن جسم على القمر مقارناً بوزن نفس الجسم على الأرض = 1/6 .
•الجاذبية على القمر = 1/6 الجاذبية على الأرض .

القمر يدور دورة كاملة حول الأرض في 27 يوماً ، 7 ساعات ، 25 دقيقة ، 43
ثانية ( بفرض أن الأرض ثابتة ) .
ولكن نظراً لأن الأرض تدور حول الشمس ؛ لذلك فإن القمر تظهر دورته الكاملة
بين البدر والآخر في 29 يوماً ، 12 ساعة ، 44 دقيقة ، 3 ثوان ، والشهر
القمري يختلف بين 29.25 يوماً و 29.75 يوماً ، ويتكرر ظهور القمر في نفس
اليوم من السنة كل 19 سنة ميلادية ؛ أو كل 235 شهراً قمرياً ، لذلك يمكن
التنبؤ بظهور القمر كهلال أو بدر لعدة سنوات لاحقة .
درجة حرارة سطح القمر المضيء 120 ْ درجة مئوية ، وعندما يُظلِم القمر تهبط
درجة الحرارة إلى 150 ْ درجة تحت الصفر ، وذلك لعدم وجود غلاف جوي يحمي سطح
القمر من أشعة الشمس ؛ أو يحتفظ بحرارتها .

المريخ
كان كوكباً غامضاً حيث كان يظن علماء الفلك أن هذا الكوكب تسكنه كائنات حية
ذكية ، والمريخ يتكرر اقترابه من الأرض مرة كل سنتين وشهرين فيلمع كنجم
متوهج أحمر .
•بُعد المريخ عن الأرض 141 مليون ميل تقريباً .
•قطر المريخ 4215 = أكبر بقليل من نصف قطر الأرض .
•يدور حول محوره في 24 ساعة و 37 دقيقة و 32 ثانية (أطول من يوم الأرض
قليلاً) .
•يدور حول الشمس في 687 يوماً أي ضعف السنة الأرضية تقريباً .
•كذلك الحال مع كل فصل من فصول سنة فهي ضعف الأرض .
•يميل محور المريخ بنفس القدر الذي يميل به محور دوران الأرض تقريباً أي
بزاوية قدرها 23.5 درجة .
•نظراً لصغر حجم المريخ فإن قوة جذبه تعادل 38% من قوة جذب الأرض .
والغلاف الجوي للمريخ لا يزيد عن 60 ميلاً ونسبة بخار الماء حوالي 5% من
الكمية الموجودة في جو الأرض ويصل الأكسيجين إلى 0.1 في المائة من أوكسجين
الأرض بينما غاز ثاني أكسيد الكربون ضعف كمياتها في جو الأرض .
ودرجة الحرارة أثناء الظهر في الصيف قد يصل إلى 20 درجة مئوية إلاَّ أنها
تهبط خلال الليل فتصل إلى –12.7 درجة مئوية عند الغروب بسبب خفة الهواء ،
ولتصل إلى 101 درجة مئوية تحت الصفر عن منتصف الليل وهي درجات لا تستقيم
معها الحياة ، وتتكون طبقات من الجليد بسمك 2-3 بوصة في الشتاء ، وتذوب في
الصيف وهذا ما جعل الفلكيون يعتقدونبأن هناك أنهار وزراعة وجداول

الأرض
كيف تصوَّر الإنسان الأرض ؟
•عند البابليين تصوّروا الأرض قرصاً مفلطحاً ومنبسطاً طافياً فـوق بحار (
في القرن السادس قبل الميلاد ) من ماء ، ومن وراء البحار جبال تحمل قبة
السماء من أطرافها ، والنجوم تدخل وتخرج من ثقوب في القبة السماوية .
•عند قدماء المصريين تخيلوا الأرض قرصاً بيضاوياً منبسطاً ، ومن فوقه قبة
حملت الشمس والقمر والنجوم ، وقد تصور قدماء المصريين الكون بأنه قبة
ترفعها الإلهة نط Nut ( Gooddnesst ) بجسمها وامتداد ذراعيها ورجليها ،
وعلى جانبي السماء قوارب تحمل الشمس الإله رع ( God Ra ) وهو إله الهواء ؛
وتحته يرقد الإله جب ( God Geb ) إله الأرض وجسده مغطى بأوراق الشجر ، وقد
قسم قدماء المصريين السنة إلى اثني عشر شهراً ، كل شهر 30 يوماً ، وزادوا
خمسة أيام يتممون بها العام .
•عند اليونانيين في العهد الهومري Homer ( حوالي القرن التاسع قبل الميلاد )
كانوا يتصورون الأرض والكون كما تصورهما المصريون والبابليون ؛ ولكنهم
أضافوا أنه توجد فوق الأرض قبة ، فلابد أن يكون من تحتها قبة مثلها تماماً ،
وإليها تذهب أرواح البشر عند الموت .
•وفي القرن السادس قبل الميلاد جاء فيثاغورث Pythagoras وقال بأن الأرض
نفسها كرة ثابتة ؛ حولها تتحرك الأجرام جميعاً ، فالشمس تدور حول الأرض
تقطعها في يوم ، وهي في نفس الوقت تدور في دائرة أخرى حول الأرض تقطعها في
عام ، وسيطرت هذه الصورة على خيال أهل الأرض وامتدت 16 قرناً بعد المسيح مع
قليل من التغيير والتحوير .
•أفلاطون أقر ما قاله فيثاغورث ؛ ولكنه رأى أن البروج كانت دائرة واحدة ثم
انقسمت إلى سبع دوائر ؛ في الأولى دار القمر ؛ وفي الثانية دارت الشمس ؛
وفي الثالثة عطارد فالزهرة فالمريخ فالمشترى ؛ وأخيراً زحل كل في دائرة
خاصة ( وكان البرج في نظرهم حزام يعلو عن الشمس 8 درجات ويهبط عنه 8 درجات
وهو يتضمن مدار القمر ومدارات الكواكب الأساسية ، وقد قسموه إلى 12 قسماً
أسموها أبراجا ، وهي " أبراج الحمل ؛ الثور ؛ الجوزاء ؛ السرطان ؛ الأسد ؛
العذراء ؛ الميزان ؛ العقرب ؛ القوس ؛ الجدي ؛ الساقي ؛ الحوت " ) .
•ولما جاء أرسطو بعد أفلاطون برهن على كروية الأرض ؛ باختفاء السفن في
البحر بينما يظل شراعها مرئياً ، ثم يختفي الشراع تدريجياً بسبب انحناء
الأرض ، كما برهن أرسطو أن السائر في الأرض جنوباً ؛ يرى من النجوم ما لم
يكن يراه وهو في اليونان ؛ وهذا دليل على تكور الأرض .
•عند العرب ؛ وقد أخذوا علم الفلك عن اليونان ؛ وتصوروا أن الأرض كرة ، وهي
مركز الكون ؛ وتدور حولها الأجرام السماوية .
•في القرن السادس عشر تم إثبات أن الشمس هي المركز الذي تدور عليه الكواكب .
•في العصر الحديث ؛ رأى الإنسان الأرض كرة كالقمر ؛ نصفها مضيء ؛ والنصف
الآخر مظلم ؛ وذلك من خلال صور صورتها مركبة الفضاء الأمريكية وهي تدور حول
الشمس ؛ على بُعد 290 ميلاً من الأرض ؛ وذلك يوم 25 أغسطس عام 1966 م .

الأرض
ليست الأرض دائرة برجلية ، ولكنها مفرطحة قليلاً من الشمال والجنوب ، لذلك
فقطر الأرض من الشرق للغرب 12756 كيلو متراً ، بينما من الشمال للجنوب
12713 كيلو متراً أي تنقص 43 كيلو متراً .
ومحيط الأرض 40007 كيلو متراً ، وأكبر عمق وصل إليه الإنسان في باطن الأرض
18700 قدماً ( 5699 متراً ) بحثاً عن البترول .

وتتكون الأرض من :1-
القشرة الخارجية للأرض Crust وهي مكونة من : صخر صلب يبلغ سمكه 60 – 70
كيلو متراً تحت الجبال ، 6 كيلو مترات تحت المحيطات بمتوسط 32 كيلو متراً .
2-طبقة الستار Mantle وتسمى أيضاً الطبقة التحتية ، وهي مكونة من صخور
وسليكات في حالة شبه سائلة ، ويبلغ سمكها 2900 كيلو متراً ؛ حيث تكون
الصخور أكثر كثافة من القشرة .
3-اللب السائل أو المركز الخارجي Liquid - Core ( Outer Core ) وهو مكون من
الحديد المنصهر ، ويبلغ سمكه حوالي 2210 كيلو متراً .
4-اللب الصلب أو المركز الداخلي أو نواة الأرض( Solid Core Inner Core )
مكونة من الحديد الصلب بسبب الضغط الهائل ، ويبلغ سمكه 1255 كيلو متراً (
يبلغ قطر اللب السائل والصلب 6920 كيلو متراً ) ، وتعتبر النواة أكثر كثافة
من القشرة بأربعة أو خمسة أضعاف .

مكونات كوكب الأرض
تتركب القشرة الأرضية أساساً من 92 عنصراً ، أهمها ثمانية عناصر تمثل
98.59% من مجموع وزنها ، وهذه العناصر هي : الأكسيجين والسليكون
والألومنيوم والحديد والكالسيوم والصوديوم والماغنسيوم ، أما العناصر
الأربعة والثمانون الباقية فتمثل فقط 1.41% من القشرة الأرضية .
وهناك اثنان وعشرون عنصراً من بينها النحاس والحديد والبلاتين والفضة
والكبريت تظهر بشكل مستقل ، ويطلق عليها العناصر المتفردة ، ولكن معظم
العناصر تتفاعل مع بعضها ؛ لتكون معادن ؛ ومن أمثلتها الهالايت أو الملح
الصخري ( كلوريد الصوديوم ) ؛ والذي ينتج نتيجة تفاعل كيميائي بين عنصرين
هما الصوديوم والكلور .
ويختلف التركيب المعدني للصخور اختلافاً كبيراً ، فبعضها يضم الكالسيت (
كربونات الكالسيوم البلورية ) أو الكوارتز والفلسبار ، كذلك قد تضم الصخور
الأحجار الكريمة النادرة ؛ التي تتضمن الماس المتلألئ والزمرد والياقوت
الأحمر والأزرق .
أما طبقة الستار أو الطبقة التحتية والتي توجد تحت القشرة فتحتوي على نسبة
أكبر من العناصر الثقيلة ، ومن ثم فهي أكبر كثافة من قشرة الأرض ، وربما
يكون الحديد والنيكل هما المكونات الأساسية لنواة الأرض الكثيفة .

انحراف القارات
في عام 1912 وضع عالمان أحدهما أمريكي هو تيلور F . B . Taylor والآخر
ألماني ويُدعى ألفريد فيجذ نظرية انحراف القارات ، اعتماداً على أدلة
جيولوجية مع علم طبيعة الأرض ، كما يلاحظ أن حافة كل قارة تكمل الحافة
المقابلة لها من القارة الأخرى ، ومما أيّد ذلك الحفريات والصخور وغير ذلك .
ويمكننا تفهم الطريقة التي يحتمل أن تكون القارات قد تكونت بها إذا عرفنا
الآتي :
•في العصر الكربوني الحديث منذ 250 مليون سنة ؛ ظهرت كتلة هائلة واحدة من
الأرض ، وقد سمى العالم الألماني فيجذ هذه الكتلة باسم بانجيا Pangaea .
•وفي بداية العصر البليستوسيني ( منذ مليوني سنة ) تحركت القارات متباعدة
عن بعضها مسافات اكثر ، وظهرت بشكلها الحالي ، واستمر الانفصال حتى وصلت
إلى ما هي عليه الآن .
•وتشبه القارات مراكب ضخمة من الصخر الخفيف طافية فوق بحر من صخر أكثر
ليونة وكثافة ، وتحت القشرة قد يحدث تدفق للصخر المنصهر ؛ مما ينتج عنه
تحرك القارات .

حقائق حول الأرض
•ليست الأرض دائرة برجلية ،ولكنها مفرطحة قليلاً من الشمال والجنوب .
•قطر الأرض من الشرق للغرب 12756 كيلو متراً ، ومن الشمال للجنوب 12713
كيلو متراً ( بناقص 43 كيلو متراً ) .
•محيط الأرض 40007 كيلو متراً .
•وزن الأرض = 5976 مليون مليون مليون طناً مكعباً .
•مساحة الأرض = 510 مليون ، 66000 كيلو متراً مربعاً .
•مساحة اليابسة = 29% من مساحة الأرض = 148 مليون ، 326000 كيلو متراً
مربعاً .
•مساحة الماء = 71% من مساحة الأرض = 361 مليون ، 40000 كيلو متراً مربعاً .
•أعلى ارتفاع على سطح الأرض قمة إفرست = 8848 متراً فوق سطح البحر .
•أعمق نقطة في المحيط هي نقطة في المحيط الهادي ( خليج ماريانا ) على عمق =
11033 متراً تحت سطح البحر .
•أقل درجة حرارة سجلت على سطح الأرض هي – 88.3 درجة مئوية .
•أعلى درجة حـرارة سجلت على سطح الأرض هي + 57.7 درجة مئوية .
•محور الأرض منحرف بمقدار 23.5 درجة عند الخط الوهمي الذي يفصل بين القطبين
.
وتدور الأرض حول محورها في 23 ساعة ، 56 دقيقة ، 4 ثوان .
وتدور الأرض حول الشمس في 365 يوماً ، 0.2564 من اليوم .
•كثافة الأرض = 5.5 في حين أن كثافة الماء = 1
•قوة الطرد = 7 ميل / ثانية وزيادة السرعة نتيجة الجاذبية = 32 قدم / ثانية
مربعة .
•بُعد الأرض عن الشمس :
في 21 يونيو من كل عام = 94.450.000 ميلا = 151.120.000 كيلو مترا .
في 22 ديسمبر من كل عام = 91.330.000 ميل 146.128.000 كيلو مترا .
متوسط بُعدها = 92.900.000 ميلاً = 148.940.000 كيلو مترا
المحيطات
لا توجد محيطات منفصلة عن بعضها بعضاً تماماً ، ولكن هناك كتلة مائية متسعة
تغطي معظم كوكب الأرض ولكن وجود القارات داخل تلك المساحة المائية قسمها
إلى ثلاث مساحات كبرى يُطلق عليها الجغرافيون اسم " المحيطات " : وهي
الأطلنطي ؛ والهادي ؛ والهندي ، أما المحيط المتجمد الشمالي فيعتبر جزءا من
المحيط الأطلنطي ، كما يدخل المحيط المتجمد الجنوبي ضمن الأجزاء الجنوبية
للمحيطين الآخرين .
وتبلغ المساحة الكلية للمحيطات الثلاثة الكبرى ، التي تتضمن كل بحار العالم
، 139 مليون ميل مربع ، أو نحو ثلاثة أرباع ( نحو 72%) سطح الأرض ، والحجم
الكلي للمحيطات هو 330 مليون ميل مكعب .
درجة ملوحة المحيطات تختلف من أقل من 32 في الألف ( أي 32 جزءا لكل 1000
جزء ) في المناطق القطبية إلى أكثر من 40 في الألف في البحر الأحمر .
وتختلف درجة حرارة ماء السطح من نحو - 2ْ م في البحار القطبية إلى أكثر من
30ْ مئوية في البحار القريبة من خط الاستواء ، أما متوسط درجة الحرارة في
الأعماق الدنيا فهي نحو 1ْ م .
ويعتبر خندق ماريانا في المحيط الهادي من أكبر الأعماق ففي يناير 1960 عثرت
بعثة أمريكية على عمق قدره 35800 قدم في أحد أجزائه ، كما يوجد خنادق أخرى
عميقة كهاوية كرمادك ، وهاوية الفلبين (خندق مندانار) وهاوية تونجا وخندق
بورتوريكو 30246 قدما وخندق جاوة .
•المحيط الهادي : يسمى أيضا الباسفيكي ، وقد سماه الرحالة مجلان بالمحيط
الهادي نظراً لهدوئه أثناء رحلته إلى الفليبين عام 1520-1521م .
•المحيط الأطلنطي : سمي بهذا الاسم على قارة أطلانطس التي افترض وجودها
فيما وراء جبال الأطلس بأفريقيا وأنها اختفت .
•المحيط الهندي : أطلق عليه هذا الاسم لأن مياهه تصل لسواحل شبه جزيرة
الهند .


حركة الأرض
للأرض حوالي 12 حركة تؤثر على الأرض ككوكب ؛ معظمها يحدث ببطء شديد أو صغير
جداً ، وكل حركة قد تحدث آثاراً نستطيع أن نراها على الأرض ، لقد استخدمت
مثلاً بعض الحركات البطيئة في تفسير أسباب العصور الجليدية وغيرها من
تغيرات المناخ التي حدثت عبر تاريخ الأرض ؛ ولو أن التغيرات الفلكية قد لا
تكون هي العامل الوحيد للمناخ ، وحركات الأرض هي :
1-دوران الأرض حول محورها بالذات (فترته 23 ساعة 56 دقيقة 4.95 ثانية)
وينتج عنها اليوم .
2-دوران الأرض حول الشمس (فترته 356.256 يوماً شمسياً متوسطاً) وينتج عنها
السنة الشمسية .
3-الحركات الدقيقة في موضع القطبين الجغرافيين .
4-الحركة الشهرية للأرض نحو مركز ثقل الازدواج المكون من الشمس والأرض .
5-الاضطرابات الناجمة عن قبضة جذب الكواكب السيارة الأخرى .
6-ذبذبات موضع مركز ثقل المجموعة الشمسية .
7-الحركة العامة للمجموعة الشمسية بأكملها بسرعة قدرها نحو 20 كيلو متر في
الثانية بالنسبة إلى النجوم الثوابت نحو نقطة تقع داخل كوكبة الجاثي .
بجانب حركة تغير المحور الأرضي ( فترته كل 40 ألف سنة ) ، وحركة ترنح
الاعتدالين ...
(1 ، 2) هما الحركتان الأساسيتان اللتان يمكن رصدهما من غير الاستعانة
بأجهزة خاصة .

النهار والليل
لكي نفهم تعاقب الليل والنهار ومدة كل منهما على مدار العام علينا أن نعرف
أولاً أن شكل الأرض كالكرة المفرطحة قليلاً عند القطبين ، ونستطيع أن نتصور
خطاً يصل بين القطبين ، هذا الخط هو محور الأرض ، وهذا المحور لا يتعامد
على مستوى الفلك ولكن يميل بمقدار 23.5 درجة ، وبما أن الأرض معرضة لأشعة
الشمس بشكلها الكروي فإن هذه الأشعة إنما تضئ نصف سطحها فقط ، ويصير هذا
النصف المعرض للأشعة نهاراً بينما النصف الآخر المظلم يكون في الليل ، ولما
كانت الأرض تدور تلف دائمة حول محورها (اتجاهه من الغرب إلى الشرق عكس
الحركات الظاهرية لشروق وغروب الشمس والقمر والنجوم) فإن كل منطقة تتقلب
باستمرار من الليل إلى النهار فالليل والنهار وهكذا لتلف أية نقطة على سطح
الأرض مرة كل 24 ساعة تقريباً .
ولما كانت الأرض بجانب دورانها حول نفسها تدور أيضاً حول الشمس مع احتفاظها
بميل محورها بنفس الزاوية على مستوى فلكها فيؤدي هذا الميل الثابت إلى
تغير أطوال فترات الليل والنهار في كل من نصفي الكرة الأرضية ، ويعني ذلك
أيضاً أن البقاع التي تدخل في نطاق المنطقتين المتجمدتين الشمالية
والجنوبية يكون طول النهار فيها 24 ساعة خلال الصيف بينما في الشتاء تظل
مظلمة على الدوام .
ويعمل الغلاف الجوي الذي يغلف الأرض على انكسار وتناثر أشعة الشمس قبل أن
تظهر الشمس ذاتها فوق الأفق بحيث نرى جانباً من أشعة الشمس في الفجر وعند
الغروب كذلك ، عندما تكون الشمس قد هوت فعلاً تحت الأفق حيث يكون استمرار
رؤية أشعتها المنكسرة خلال غلاف الأرض الجوي لذلك لا تمر نقطة على الأرض من
الظلام إلى النور في لحظة واحدة ولكن هناك فجر وغروب .

الفصول الأربعة
لما كانت الأرض تدور في فلك بيضاوي حول الشمس وتكمل دورتها في سنة فإن وضع
الأرض يختلف ، فأحياناً يتعرض أحد نصفيها للشمس أكثر من النصف الآخر فيحدث
الانقلابان الصيفي والشتوي ، وأحياناً يتعرض النصفان بالتساوي لأشعة الشمس
فيحدث الاعتدالان الربيعي والخريفي .
ففي حالة الانقلاب الصيفي Summer Solstice (21 يونيو) تكون الدول التي في
نصف الكرة الشمالي لها فترات نهار أطول من فترات الإظلام (بسبب ميل محور
الأرض حول الشمس) ، أي أن النهار أطول من الليل في نصف الكرة الشمالي ،
بينما في نصف الكرة الجنوبي يحدث العكس أي أن الليل أطول من النهار ، وفي
الانقلاب الصيفي تكون الشمس فوق مدار السرطان 23.5 درجة شمالاً ، بذلك يحصل
نصف الكرة الشمالي على حرارة أكثر من نصف الكرة الجنوبي .
بينما الانقلاب الشتوي (21 ديسمبر) Winter Solstice يحدث العكس أي في نصف
الكرة الشمالي يكون الليل أطول من النهار (أي الدنيا شتاء) بينما في نصف
الكرة الجنوبي يكون النهار أطول من الليل وتكون الدنيا صيف عندهم وتكون
الشمس فوق مدار الجدي 23.5 جنوباً يسود فصل الصيف جنوباً .
وعندما تكون الأرض في وضع الاعتدال الربيعي Spring Equinox (21 مارس) أو في
الاعتدال الخريفي Autumn Equinox فإن الخط الذي يفصل المنطقة المضاءة من
المنطقة المظلمة يمر تماماً عبر القطبين فيتساوى تماماً طول كل من الليل
والنهار لدول نصف الكرة الشمالي ونصف الكرة الجنوبي على سواء ، ويصير طول
كل من الليل والنهار 12 ساعة في فصلي الربيع والخريف ، حيث تكون الشمس فوق
خط الاستواء ويكون نصف الكرة الجنوبي مائلاً نحو الشمس في الاعتدال الخريفي
بينما في الاعتدال الربيعي يميل نصف الكرة الشمالي نحو الشمس .
هذا مع العلم بأن في المناطق الاستوائية تكون الفصول ليست واضحة تماماً
بسبب تعرضها للشمس التي قد تكون عمودية عليها أو قريبة منها على مدار الجدي
أو السرطان والمنطقة الاستوائية هي حزام يمتد تقريبا عبر 600 ميل على
جانبي خط الاستواء .
وخط الاستواء Equator هو على منتصف المسافة تماماً بين القطبين Poles ،
وتبعد كل نقطة على خط الاستواء من كل من القطبين الشمالي والجنوبي بمقدار
6250 ميلاً ، وهذا مع العلم أيضاً أن القطبين الشمالي والجنوبي لهما فصلين
فقط ، فحينما يواجه القطب الشمس تشرق عليه بصفة مستمرة أي نهار على طول
ويسمى فصل الصيف بينما يسمى فصل الشتاء عندما لا يقع القطب في مجال أشعة
الشمس فيصير القطب مظلماً كما في الانقلاب الشتوي

الهواء
هو غلاف غازي يحيط بالكرة الأرضية ويدور معها ويتكون من خليط من الغازات
حيث يمدنا بالأكسيجين اللازم للحياة ، كذلك ثاني أكسيد الكربون الذي تحتاجه
النباتات لعملية البناء الضوئي ، كما يحتوي الهواء على بخار الماء الذي
يسقط كأمطار أو كثلوج .
ويُمثل الأكسيجين 21% من مجموع هذه الغازات ، والأكسيجين عنصر لا غنى عنه
لكل أشكال الحياة ، بينما يُمثل النيتروجين ( الأزوت ) 78% من الهواء ؛
ولكن الإنسان وكذلك الحيوان والنبات لا يستخدم هذه الغازات بطريقة مباشرة ،
فالإنسان يستنشق في اليوم الواحد ما يقرب من 1000 لتر من النيتروجين ، ومع
ذلك فلا يستطيع أن يستفيد منه بجرام واحد بالرغم من أنه لا غنى للإنسان عن
مركبات النيتروجين حيث أن الإنسان يحتاج إلى 8 جرام منه يوميا حيث يحصل
عليها عن طريق المركبات الغذائية التي يتناولها ، أما باقي الهواء ( 1% )
فيتكون من ثاني أكسيد الكربون والأيدروجين والميثان والأوزون وبعض الغازات
النادرة وهي الأرجون والنيون والكريبتون والهليوم والزينون .
وللهواء وزن كباقي الأجسام ، والمتر المكعب من الهواء في درجة الصفر
المئوية ؛ وفي مستوى سطح البحر يزن حوالي 1.293 كيلو جراماً ، ولما كان
الهواء يرتكز على سطح الكرة الأرضية فإن وزنه يؤثر على جميع الأشياء التي
يلامسها ، ويسمى هذا الوزن بالضغط الجوي Atmospheric Pressure ، وهذا الضغط
ينقص كلما ازداد ارتفاعا عن سطح الأرض ، ووجد أن الضغط الجوي عند سطح
البحر يساوي 1033 جرام ( 1.023 كجم ) على كل مساحة قدرها سنتيمتر مربع .
وعلى ذلك فجسم الإنسان يتعرض لضغط قدره 15500 كجم نظرا لأن متوسط مساحة جسم
الإنسان 15000 سم2 ، أي أن الإنسان يتعرض لضغط قدره 15.5 طن ، ولا يؤدي
ذلك إلى سحق جسمه وذلك لأن الإنسان يتنفس ؛ فالهواء الخارجي الذي يدخل
الجسم عن طريق الأنف والفم يملأ الممرات الهوائية التي في الجهاز التنفسي ،
كما أن الغازات التي في الهواء تخترق طريقها إلى الدم وإلى أنسجة الجسم
وبذلك يسود في داخل الجسم ضغط مساو للضغط الخارجي مما يحدث التوازن الكامل .
والهواء الجوي ليس كتلة متجانسة ومنتظمة من الهواء ، ولكن يتكون من عدة
طبقات كل منها تتميز بصفات خاصة وهذه الطبقات هي :
( 1 ) طبقة التروبوسفير Troposphere
وهي الطبقة التي تلامس الأرض ، وتحتوي على معظم الهواء وبخار الماء ويطلق
على أعلاها التربوبوز Tropopause ، ويبلغ ارتفاعها حوالي 18 كيلو مترا فوق
سطح الأرض عند خط الاستواء ، وحوالي 8 كيلو مترا فوق القطبين الشمالي
والجنوبي ، وتصل درجة الحرارة في طبقة التروبوسفير – 55 درجة مئوية ، كما
أنها طبقة التقلبات الجوية ، وتهب في هذه الطبقة مجار هوائية شديدة يصل
اتساعها من 450 إلى 500 كيلو مترا بسمك 6 – 8 كيلو مترا ، وتصل سرعتها إلى
400 كم في الساعة . وهذه التيارات ذات فائدة ملاحية عظمى للطائرات لأنها
تساعدها على الاندفاع وهذا يحدث توفيرا في الوقود وتُعرف باسم ( التيارات
النفاثة العليا ) كما أن طبقة التروبوسفير هي التي نستنشق هواءها ، وفيها
تتكون معظم السحب ، والظواهر الجوية الأخرى كالمطر والبرد والصقيع الأبيض
والثلج إلى غير ذلك ؛ أي أن معظم الظروف الجوية التي نتأثر بها فوق سطح
الأرض هي نتيجة لما يحدث في هذه الطبقة .
( 2 ) طبقة الستراتوسفير Stratosphere
هي طبقة الهواء التي تمتد إلى ارتفاع 80 كم بسمك 50 كيلو مترا وتلي طبقة
السترويوسفير ، وطبقة الستراتوسفير طبقة متجانسة لا تتعرض للتيارات
الهوائية الرأسية التي توجد في طبقة التروبوسفير ؛ ولذلك فإن الطيارين
الذين يقودون الطائرات النفاثة يفضلون الارتفاع إلى هذه الطبقة ؛ لأن
الهواء يتغير عندها فكمية الأكسيجين التي توجد تتضاءل إلى حد كبير ، كما
أنها تحتوي على طبقة غاز من الأوزون والتي تمنع معظم أشعة الشمس فوق
البنفسجية الضارة من حرق سطح كوكب الأرض .
( 3 ) طبقة التأين أو الأيونوسفير Ionosphere
هي طبقة فوق سطح طبقة الستراتوسفير بسمك 1000 كيلو مترا ، والهواء بها
مخلخل وعلى درجة عالية من الشفافية أي أن جزئيات أقل كثيرا منها في الطبقات
التي تحتها ، وكلمة تأين تأتي من أن الأشعة الكونية التي تتكون في الغالب
من البروتونات ( جزئيات نواة الذرة ) تقوم بطرق ذرات الهواء بصفة مستمرة ،
مما يؤدي إلى تجريدها من كهاربها أو إضافة كهارب أخرى إليها ، وهذه الذرات
تسمى أيونات ، وميزة هذه الطبقة الأيونية أنها تمكننا من استقبال الإرسال
اللاسلكي من مسافة تزيد على بُعد الأفق عنا ، والواقع أن الراديو فونية
Radio Phonic تنتشر بطريقة مشابهة لطريقة انتشار الموجات الضوئية ؛ أي في
خطوط مستقيمة ؛ ولحسن الحظ ؛ فإن طبقات الهواء الأيونية تعيد إلى الأرض
الموجات الصوتية التي تصل إليها ، وفي بعض الأحيان تحتوي هذه الطبقة على
تيارات من جزيئات تأتي من الشمس لتمتزج بجزيئات من الهواء في طبقة
الأيونوسفير فتكون أضواء متألقة جميلة في الفضاء يُطلق عليها الشفق القطبي
Aurora ، وتدور الأقمار الصناعية حول الأرض في طبقة الأيونوسفير من الغلاف
الجوي .
( 4 ) طبقة الإكسوسفير Exosphere
وهي أعلى طبقة من الغلاف الجوي للأرض ، وهي طبقة تمتزج بالفضاء الخارجي
وتمتد إلى 9600 كيلو مترا ، ويتكون معظمها من الأزوت والأكسيجين الذري ؛
ومن تحتها الثيرموسفير Thermosphere ، وهذه الطبقة قد تصل درجـة حرارة
الأيونات فيها إلى ما يقرب من 2000ْ مئوية أثناء النهار .
ويرجع أهمية الغلاف الجوي إلى أنه يحمينا من الإشعاعات الخطرة التي تنطلق
من الشمس ، وكذلك يوقف تسرب الحرارة التي تنعكس من سطح الأرض والتي تحاول
التسرب إلى الفضاء ، ففي عدم وجود الغلاف الجوي تصبح درجة الحرارة على
الأرض 80ْ مئوية في الصباح ؛ وتهبط إلى 140ْ مئوية تحت الصفر أثناء الليل ،
ولكن الغلاف الجوي يحتفظ بالحرارة التي تمكننا من العيش بسلام فوق الأرض .
هذا ويبلغ وزن الجو كله أكثر من 5000 مليون مليون طن عند سطح الأرض ، ويقل
ضغط الهواء كلما ارتفعنا إلى أعلى ؛ لأن كمية الهواء تقل كلما ازددنا
ارتفاعا ؛ فعند ارتفاع 16 كيلو مترا مثلا يبلغ الضغط عشر (1/10) الضغط عند
سطح بحر الأرض ( حوالي كيلو جرام فوق السنتيمتر المربع الواحد عند سطح
البحر ) ، وعند ارتفاع 48 كم فإن الضغط يصل 1% عن الضغط عند سطح البحر ،
ويجب أن تكون الطائرات التي تسير على ارتفاعات كبيرة محكمة الغلق لتحتفظ
بضغط مناسب داخلها .
ومن الملاحظ أن درجة الحرارة تنخفض كلما ارتفعنا عن سطح الأرض بمعدل 6
درجات مئوية لكل كيلو متر عن سطح الأرض ، ولكن عند حدود المنطقة بين
ستراتوسفير والتروبوسفير فإن درجة الحرارة تقف عن الهبوط وتسمى تروبوبوز
Tropopause ، وفي بعض الأماكن منها توجد رياح تفوق سرعتها 160 كم في الساعة
وتسمى Jet Streams التيارات النفاثة ، وعلى العموم فإن منطقة ستراتوسفير
أهدأ من منطقة التروبوسفير ، وهي لذلك تُستخدم في الطيران لتجنب سوء
الأحوال الجوية .
والغلاف الجوي للأرض دائم الاضطراب ؛ بسبب رياح تتفاوت شدتها من الصرصر إلى
الإعصار أو التورنادو Tornado ، والريح هي حركة كتلة كبيرة من الهواء تهب
من المنطقة الأعلى ضغطا إلى أخرى أقل ضغطا ، مع العلم بأن دوران الأرض يسبب
دوران الريح حول مركز الضغط المنخفض وتنتج بذلك الانخفاضات الجوية الكبيرة
، وعندما تتقابل كتلة من الهواء الساخن من المدارات مع كتلة من الهواء
البارد من القطبين ؛ لا يختلط الاثنان في الحال ويسمى السطح الفاصل بين
الاثنين جبهة Front أو اضطراب ، ولما كان الهواء البارد أكثف فإنه يشق
طريقه خلال الهواء الساخن ؛ مسببا ارتفاعه ؛ وينتج عن ذلك تكثف بخار الماء
وسقوط المطر ، والعواصف هي اضطراب في الغلاف الجوي ؛ يكون عادة مصحوبا بريح
قوية وطقس رديء ، وتوجد عواصف الريح وعواصف المطر وعواصف البرد وعواصف
ترابية وتحدث عندما تصبح طبقة من الساخن فوق سطح الأرض غير مستقرة فتسبب
صعود تيارات من الهواء إلى أعلى دافعة الهواء البارد أمامها .
والإعصار المداري نوع مدمر من العواصف يُسمى في بعض الأحيان العاصفة
المدارية الدوارة Tropical Revolving Storm كما يُسمى هاريكن Hurricane إذا
وقع في منطقة الكاريبي ويُسمى التيفون Typhoon إذا هب على بحر الصين وقرب
سواحل آسيا وأيضا يُسمى ولي ولي Willy Willy حول سواحل أستراليا ، ويبدأ
الإعصار المداري فوق المحيط ويكون من القوة بحيث ترتفع مياه البحر على هيئة
موجات عملاقة ، وتهطل الأمطار الغزيرة أفقيا غالبا ويظل الإعصار المداري
خطيرا ؛ نظرا لأنه بحركته يُغطي مئات الكيلو مترات ؛ مسببا دمارا رهيبا إذا
مر فوق اليابسة ، وعند البداية يكون قطره 160 كيلو مترا وبتغذيته بالرياح
يزداد هذا القطر سريعا وتبلغ الريح سرعات مخيفة من 144 – 200 كم / الساعة
وقد تصل إلى 304 كم / الساعة، وتبلغ سرعة الجسم الكلي للإعصار 40 كم /
الساعة كما يصل قطره إلى 800 كم ، ومع ذلك توجد بجانب منطقة الإعصار منطقة
أخرى هادئة وغير متأثرة به ؛ وهذه المنطقة تُسمى عين الإعصار ؛ ويتراوح
قطرها من 16 – 32 كم ؛ وهذه المساحة تكون هادئة والسماء فوقها زرقاء ،
ويتميز التورنادو بظهور قمع طويل وضيق ، يبلغ ارتفاعه 1 – 1.5 كم وعرضه
مئات من الأمتار ، ويبدأ كحركة دوامية في سحابة داكنة منخفضة تندفع إلى
أسفل في اتجاه الأرض ويكون رياحا دوارة شديدة ؛ وأحيانا يصبح لونه أسودا
بتأثير التراب الذي يثيره ويُعرف اقترابه بصفير شاذ يزداد صما للآذان كلما
اقترب ؛ ورغم أن سرعته أقل من الهاريكن إلا أنه أكثر تدميرا ؛ حيث يدمر كل
المنازل والأشجار التي تقع في طريقه نظرا لشدة ارتفاع الضغط داخلها عن
الضغط في مركز التورنادو .

المد والجزر
موجة مدية جزرية Tidal Wave هي ارتفاع ماء سطح المحيط أو البحار وانخفاضه
بسبب جاذبية الشمس والقمر للأرض ، والموجة المدية الجزرية أكثر ما تلاحظ
على طول شاطئ البحار اللطيفة الانحدار ؛ عندما ينتقل خط الشاطئ تجاه البر
عند المد ؛ وتجاه البحر عند الجزر ، ويكون الفرق بين المد والجزر في البحر
الفسيح ؛ وعلى طول السواحل المستقيمة ؛ بضعة أقدام ، ولكنه يبلغ في الأماكن
لخليج فندي Fundy بكندا نحو خمسة عشر متراً .
ويحدث المد والجزر مرتين في كل أربع وعشرين ساعة واثنين وخمسين دقيقة بسبب
جاذبية الشمس والقمر ، وعندما تكون الشمس والأرض والقمر على خط مستقيم
تقريباً ، فإن المد يبلغ أقصى ارتفاعه ؛ والجزر يبلغ أقصى انخفاضه عن
المستوى المتوسط لسطح البحر ، ويسمى المد الأقصى والجزر الأقصى Spring Tide
وهما يحدثان مرتين في كل شهر عند مولد القمر هلالاً ؛ وعند اكتماله بدراً ،
في حين أن المد والجزر اللذان يحدثان خلال الربعين الأول والثالث في دورة
القمر ؛ ويسميان مد وجزر محاقيان Neap Tide حيث يكون المد أقل ارتفاعاً
والجزر أقل انخفاضاً من المعتاد ، لأن قوة الجاذبية لكل من القمر والشمس
تكونان متعامدتين ؛ أي أن الشمس في اتجاه والقمر في اتجاه آخر .

الزلازل Earth quakes
ما من شك في أن الإنسان الأول هاب الزلازل وخاف منها وفسّر أسبابها حسب ما
تصور ؛ حيث أنه جهل سر حدوثها ، فقد اعتقد قدماء الإغريق أن غضب الإله
بوسيدون هو سبب الزلزال ، أما الكريتيون ؛ فقد حاولوا تقديم القرابين من
العجول ليهدئوا الأرض ، ومع ذلك فإن قصرهم العظيم في كنوسوس دمره زلزال .
وقد توصل المفكرون الإغريق فيما بعد إلى أن الزلازل تنجم عن عواصف داخل
كهوف الأرض الكبيرة ، كما كانت الشعوب القديمة تظن أن الأرض ثابتة ويحملها
حيوان ضخم جداً ؛ حوت أو ثور أو سلحفاة أو عنكبوت فإذا تحرك هذا الحيوان أو
نقل الأرض التي يحملها من ذراع إلى ذراع أو من قرن إلى قرن حدث الزلزال .
واليوم نحن نعرف أن سبب الزلازل هو استمرار عمليات إعادة توازن القشرة
اليابسة للأرض كلما اختل ذلك التوازن .
والزلازل عبارة عن ذبذبات عنيفة في سطح الأرض ، والهزات الأرضية ذبذبات
مماثلة ولكنها أقل شِدَّة وعنفاً إلى حد كبير ، ففي حالة الزلزال قد يرتفع
سطح الأرض أو ينخفض عبر أمتار عديدة ، كما أن الزلزلة قد تدوم وتستمر دقيقة
بأكملها أو تقتصر على بضع ثوان .
وقد وجد العلماء أن الزلازل قد تحدث في مناطق غير مستقرة من الأرض ، وأن
الجبال مازالت ترتفع فيها إلى أعلى ببطء ، وقد تثور البراكين ، وقد حصروها
في حزامين ، الحزام الأول الذي يُسمَّى الحزام الناري ، ويحدث فيه حوالي
أربعة أخماس الزلازل وهذا الحزام يدور حول المحيط الهادي ويشمل اليابان
وجزر الفليبين ونيوزيلانده والسواحل الغربية للأمريكتين ، أما الحزام
الثاني فإنه يمتد من جنوبي آسيا إلى منطقة البحر الأبيض ويمتد إلى فرع
البحر الأحمر والحبشة وشرقي أفريقيا ، وبعض البلاد العربية تقع في الحزام
الثاني ، وقد حدثت زلازل في المغرب والجزائر ومصر والسودان والأردن واليمن .
ويطلق اصطلاح مركز الزلزال (البؤرة) على المكان الذي ينشأ فيه الزلزال ،
أما النقطة على سطح الأرض التي تقابل البؤرة فيطلق عليها (مركز الزلزال
السطحي) ، ويطلق اصطلاح (خطوط الشدة الزلزالية المتساوية) على الخطوط التي
تصل بين النقط التي تتعرض لنفس قوة الصدمة .
ويمكن تسجيل موجات التضاغط المنبعثة من مركز الزلزال عبر آلاف الكيلو مترات
بعيداً عن المركز ، وهناك مقاييس مختلفة لتحديد شدة الزلازل ، ولكن أشهرها
اثنان ، المقياس الأول وضعه عالم الزلازل مركالي عام (1850 – 1914) وفي
هذا المقياس 12 درجة حسب مقدار إحساس الناس بالزلزال في الظروف المختلفة
ومقدار الأضرار التي يحدثها ، أما الثاني فقد وضعه رختر عام 1935م وفقاً
لدرجة قوة الزلزال عند مصدر حدوثه دون الالتفات إلى آثاره أو إحساس الناس
به ، وأعلى رقم سجله مقياس رختر حتى الآن هو 8.6 درجة ، وحالياً توجد أجهزة
دقيقة لقياس أي اهتزاز في قشرة الأرض وهي تسمى سيزموجراف (راسمات الزلازل)
، وهذه الأجهزة تحدد مصادر الزلازل ودرجاتها .
وللزلازل ثلاثة أسباب رئيسية هي :
1-انهيار الكهوف العظمى الجوفية : فإن تيار المياه الجوفية يستطيع بفعل
التآكل أن يحفر كهوفاً عظمى في جسم الأرض ، ثم فيما بعد ، يسبب تساقط أسقف
تلك الكهوف وقد حدث أن تم ابتلاع بلاد بأكملها بهذه الطريقة ، كما حدث
لمدينة أفيزانو Avezzano في إيطاليا عام 1915 (وهذا النوع نادر الحدوث) .
2-تكنونيكية أو قشرية : ويصاحب هذا النوع التصدعات العظمى في القشرة
الأرضية فقد يحدث أن تنزلق القشرة الأرضية فجأة وتهبط إلى أسفل أو تزاح
جانبيا ، وقد تتزحزح كتل عظيمة من الصخر ومن ثم تسبب التحركات الجوفية
اهتزاز سطح الأرض ، وقد يحدث أحياناً أن يتشقق سطح الأرض نفسه كما حدث ف