الوحدة الفلكية

الوحدة الفلكية

تستخدم الوحدة الفلكية عادة للمسافات بين الكواكب ومثال ذلك :
رمز نقطي يقدر متوسط المسافة بين الأرض والشمس بنحو 150 مليون كلم ، أي 1,5 × 10 8 كلم .
رمز نقطي المسافة بين الشمس وأورانوس 19,18 وحدة فلكية ، وبينها وبين زحل تبلغ 9,54 ، وبينها وبين نبتون 30,07 ، وبينها وبين بلوتو 39,44 وحدة فلكية (أي 6 × 10 9 ، وهذه الأرقام حسب ترتيبها ، إذا ما قيست كوحدة فلكية ، هي : 20 ، 10 ، 30 ، 40 وحدة فلكية .

السنة الضوئية

· المسافة التي يجتازها الضوء في عام واحد في الفراغ هي مسافة 1310 كلم تقريباً ، يقطعها الضوء خلال سنة مرتحلا بسرعته المعهودة 300 كلم في الثانية . وقد بدأ استخدام هذه الوحدة عام 1888 .

إن سرعة الضوء هي 186 ألف ميل في الثانية ، أو 3 ×810 متر/ثانية . ويجتاز ضوء الشمس مسافة 93 مليون ميل حتى يصل إلينا . وبذلك يستغرق ضوء الشمس حوالي 8 دقائق حتى يصل إلينا ، أي (150 × 610/300 × 310)= 500 ثانية ، ما يعادل 8،33 دقيقة . على حين أن أقرب نجم إلينا تصل أشعته في 4 سنوات . وهناك نجوم لا تصلنا أشعتها إلا بعد 100 مليون سنة !

وبكلام أكثر دقة ، فإن أقرب النجوم إلينا بعد الشمس يبعد عنا نحو 4,2 سنة ضوئية ، أي نحو 40 بليون كلم تقريباً ما يعادل 300000 وحدة فلكية .

· طول محور مجرتنا الأكبر قدّر بنحو مائة ألف سنة ضوئية ، ويقدّر طول محورها الأصغر بنحو 10 آلاف سنة ضوئية (في المتوسط) .

· (تعادل السنة الضوئية 9461 مليار (بليون) كيلومتر ، أي نحو 9 ملايين مليون كلم كما تم ذكره في الأرقام الفلكية (أقرب نجم إلينا يبعد عن الأرض نحو 25 مليون مليون ميل) . أما الفرسخ النجمي أو الفلكي ، وهو وحدة لقياس المسافات بين النجوم والمجرّات تعادل ثلاث سنوات ضوئية وثلاثة أعشار السنة (3,3 تقريباً) (واستخدمت منذ عام 1888 م) ، فيعادل 30857 مليار كيلومتر أو 3,26 سنة ضوئية بالضبط أو 206265 وحدة فلكية .

(لا أحد يستطيع أن يتحرك بسرعة الضوء أو يتجاوزها ، ويستحيل على جسم مادي أن يخترق حاجز الضوء ) . والسنة الضوئية سنة مسافات وليست سنة زمنية . ففي السنة الضوئية هذا العدد من الكيلومترات 365 يوماً ، مضروبة في 24 ساعة ، مضروبة في 60 دقيقة ، مضروبة في 60 ثانية ، مضروبة في 300 ألف كيلومتر (وهي سرعة الضوء في الثانية) .

الفرسخ الفلكي أو النجمي

هو وحدة قياس فلكية بين النجوم البعيدة والمجرّات والسُّدُم تعادل ما يقطعه الضوء في 3,26 سنة ، أي حوالي 31 مليون مليون كلم . وأقرب النجوم إلينا ألفا القنطور على مسافة 1,3 برسك (فرسخ فلكي أو فْرلك) ، والدب الأكبر على مسافة 21 برسك ، والردف على مسافة 600 برسك ، والذنب على مسافة 500 برسك . وتساوي 10 كيلو فرسخ فلكي بالكيلومتر ، أي الرقم 3 ملحقاً بسبعة عشر صفراً تقريباً . وهكذا تقفز الأعداد في علم الفلك إلى شطحات تسبق الخيال ، وتقاس المسافات بأرقام تنقضي الآجال قبل إحصائها . . .

نماذج من الأجرام السماوية بالأرقام
الأرض

· الكتلة : 5,98 × 2410 كلغ وفقاً لأحدث تقدير .

· الحجم : 1,083 × 2710 سم مكعب .

· مساحة اليابس : 1,49 × 810 كلم2 ، أي 29,2% من مساحة الأرض .

· مساحة المحيطات : 3,61 × 810 كلم2 .

· العمر : 4,6 + 0,1 إيون .

· حجم المحيطات ك 1,37 × 910 كلم مكعب (وتحتوي على أكثر من 1810 طن من المياه) .

· الكتلة الجوية : 5,27 × 1810 كلغ .

الـقـمـر

· متوسط المسافة بين الأرض والقمر : 3,844 × 510 كلم , أي 60 مرة نصف قطر الأرض (384 ميغامتر) .

· الكتلة القمرية : 6,7 × 2210 كلغ , أي 0,012 من كتلة الأرض .

الشمس

· قطر الشمس = 1,39 × 610 كلم أو 8,64 × 510 ميل .

· كتلة الشمس = 1,99 × 3010 كلغ ما يقارب 2 × 2710 طن

أي 333 ألف مرة كتلة الأرض أو 99% من كتلة المنظومة الشمسية .

· تفقد الشمس من وزنها يوميا 360 مليار طن . وعلى الرغم من هذا التناقص الهائل في كتلة الشمس والذي قدّر في إحصاء آخر بحوالي (1/10000 كتلتها × 1,5 مليار سنة) فإن الزمن المقدّر لمستقبل عمرها واستمرارها مصدراً للطاقة والحياة هو ما يقرب من 15 مليار سنة , أي نحو ضعف ما مضى من عمرها حتى الآن .

الـمـجـرّة

· درب التبانة أو اللبانة هي المجرّة التي يتألف منها نظامنا الشمسي وفيها نحو 1110 نجم .

· طولها حوالي 100 ألف سنة ضوئية ومعدل سماكتها 6 آلاف سنة ضوئية . ومن المجرّات ما يصل طولها إلى 200 مليون سنة ضوئية أي 2 × 810 سنة ضوئية . (تشكّل المجرّة أ – م 87 الأكثر لمعانا في الكون ، جزءاً من مجموعة العذراء البعيدة 52 مليون سنة ضوئية عن الأرض ، والتي تضم أكثر من مائة مليون نجم ، وفي وسطها يقع ثقب أسود هائل الحجم تصل كتلته إلى 5,6 بليون مرة كتلة الشمس) .

الكون المرئي

· يبلغ نصف قطر الكون بحساب أينشتاين 35 بليون سنة ضوئية . أما بذرة المادة الأصلية التي نشأ منها الكون المرئي في الفضاء السحيق ، فتغطي مسافة 64 مليار تريليون كيلومتر (أي الرقم 64 وأمامه21 صفراً) وعمرها الوسطي 15 مليار سنة . وظهرت في الوجود بعد 300 ألف سنة من الدويّ أو الانفجار العظيم الذي رافق خلق الكون .

الأبعاد الفلكية

· تبعد الشمس عن الأرض حوالى 1,5 × 910 كلم (150 مليون كيلومتر) أي ما يعادل الوحدة الفلكية أو الفضائية ، وهي بالتحديد متوسط البعد بين الأرض والشمس ، ويساوي 149,5 مليون كلم تقريباً ، ويبلغ بعد بلوتو من الشمس نحو 40 وحدة فلكية أو 6 × 910 كلم .

· تمتد المجرّات إلى ما لا نهاية ، ويبلغ بُعد أقربها إلينا ملياري مليار من الكيلومترات .

· لا بد من وحدة مسافات جديدة غير الوحدة الفلكية للكلام عن الترتيب الهندسي للنجوم ، هذه الوحدة :هي السنة الضوئية التي تعادل 63300 وحدة فلكية أو 0,307 فرسخ فلكي ، وتساوي المسافة التي يقطعها الضوء في الثانية وهي 3 × 810 كلم .

· وأقرب نجم للشمس القنطور أو الطلمان يبعد عنها ما يزيد على أربع سنوات ضوئية .

· يبعد نجم ذنب الإوزّة عنا حوالى 650 سنة ضوئية (تحتوي مجرّتنا درب التبانة على ما يزيد على

1110 نجمة من هذه النجوم) . وتقرب سماكة مجرّتنا في وسطها من 410 سنة ضوئية ، بينما يبلغ طولها من جانب إلى آخر 510 سنة ضوئية (مائة ألف) .

· يبلغ طول بعض المجرًات 2 × 710 سنة ضوئية من طرف إلى آخر . وأقرب مجرًة كبيرة لمجرّتنا

تبعد عنا مسافة 2 × 610 سنة ضوئية تقريباً نسبة المسافات في الكون من نواة الذرة إلى أبعد الأشياء عنا 4010 . لكن ماذا هناك خارج حدود علم الفلك الحالي : هل يمتد الكون إلى اللانهاية ؟ أم قد يكون مقوّسًا بطريقة غريبة فيكون قريباً من السديم الذي يبدو الأبعد عنا ؟

نصف قطر الكون المرئي وفقاً لنظرية أنيشتاين في النسبية يبلغ 35 بليون سنة ضوئية ، والكون في توسع مستمر ، مع هذا ، يقدّر قطره حالياً بحوالى مائة ألف مليار مليار كلم .

(الكون محدود العمر ، متغير ومتطور في حالته الفيزيائية وفي شكله ، غير متجانس في توزيع المادة عبر فضاء ليس إقليدي الهندسة (فهو رباعي الأبعاد) ، وفي توسع مستمر . يقدّر قطره بحوالى مائة ألف مليار مليار كلم .

وما زال الكون يموج بالكثير من الأسرار والطلاسم ويبوح من وقت إلى آخر بعض منها ، فقد اكتشفت مؤخرا أجسام معتمة في الكون يعادل حجم بعضها حجم الكرة الأرضية ألف مرة ، وهي كتل غير مرئية ، تعتبر ضرورية لإحداث الحركة المحسوبة في الكون وتكفي لوقف تمدّد الكون في وقتٍ ما في المستقبل .



بعض أبعاد الكون الرادوي (الإشعاع الفلكي)



زمن انتقال الضوء والموجات الرادوية


البعد بالأميال


النجوم أو المجرّات ومشكلاتها

أكثر من مليار سنة


5 × 2110 ميل


نجوم رادوية غير معلومة الذاتية

800 مليون سنة


5 × 2110 ميل


الجاثيp أبعد سديم رادوي معروف

الدجاجة p أقوى من سديم
550 مليون سنة


3 × 2110 ميل


رادوي معروف
40 مليون سنة


2,5 × 2010 ميل


مجرّة بيضية
مليونا سنة


1,5 × 1910 ميل


سديم المرأة المسلسلة (أقرب مجرّة لولبية)

200 ألف سنة


1,5 × 1810 ميل


سحب ماجلّان أقرب السدم المجرية الخارجية
30 ألف سنة


2 × 1710 ميل


بقعة ساخنة رادوية
عشرة آلاف سنة


6 × 1610 ميل

ذات الكرسي p بقايا نجوم فوق المتجدّدة
4 سنوات تقريباً


2,5 × 1310 ميل


أقرب نجم مرئي
40 دقيقة


500 مليون ميل


المشتري – الكوكب الرادوي
8 دقائق


93 مليون ميل


الشمس
¼ دقيقة


220 ألف ميل


القمر

1/1000 من الثانية


200 ميل


الأيونوسفير

الأيونوسفير : جو مؤيّن : طبقة مؤيّنة من جوّ الأرض يتراوح ارتفاعها ما بين 60 كلم و 600 كلم .

أبعاد الذرّة وكتلتها

· نصف قطر الإلكترون أو (الكهيرب) 2,8 × 10- 13 سم .

· كتلة الإلكترون 9,11 × 10- 13 كلغ .

· كتلة ذرّة الهيدروجين أو البروتون 1,663 × 10- 24 غرام .

· نسبة البروتون والإلكترون 1836,12 .

· الإلكترون الواحد لا يزيد وزنه على واحد مقسوم على واحد وأمامه 29 صفراً من الغرام . ويقع على مسافة تبلغ 50 ألف ضعف قطر نواة الذرّة . فإذا ما شبّهنا النواة بكرة المضرب فغن الإلكترون سوف يقع على مسافة 3,5 كلم منها .

· نسبة حجم نواة الذرّة إلى حجم الذرّة كلها مثل النسبة بين بيضة دجاجة في وسط ملعب كرة قدم وبين الملعب . والذرّة مثل المجموعة الشمسية في حقيقتها فراغ أجوف .
بعض الموجات الكهرومغناطيسية


الطول الموجي بالسنتمتر


نوع الموجة


الطول الموجي بالسنتمتر

نوع الموجة

4 ×10 - 5


الطرف البنفسجي الأقصى للطيف المرئي


7,6 ×10 - 5


الطرف الأحمر الأقصى للطيف المرئي

1,3×10- 6


أقصر الأشعة فوق البنفسجية


7,5 × 10 - 6


أطول الأشعة السينية أو المجهولة

1,71×10- 9


أقصر الأشعة السينية أو المجهولة


3,1 × 10- 8


أطول أشعة غامّا (جاما)

3,2 × 10- 12


الأشعة الكونية


7,1 × 10- 10


أقصر أشعة غامّا

معلومات فلكية منوعة

· التيرا : بادئة بمعنى مليون مليون (ألف مليار) 1210 تيرا سيكل : مليون مليون دورة .

· أعلى تردّد جرى قياسه وصل إلى 260 تيراهرتز ، وذلك ببثّ ليزر من الهليوم والنيون .

· الشمس : هي المصدر الأصلي والوحيد لمعظم الطاقة الموجودة على الأرض . يرسل هذا النجم الوهّاج نحو 120 ألف تيراواط من الطاقة إلى الأرض سنوياً أي ما يعادل 12 ألف مرة حاجة العالم كله من الطاقة في العام . وينعكس نحو 30% من هذه الطاقة إلى العالم الخارجي ، ويتحول نصف الباقي إلى حرارة في صورة أشعة تحت الحمراء . من هذه الطاقة الهائلة يتحول نحو 300 تيراواط 0,25% من إجمالي ما يصل الأرض من طاقة الشمس إلى طاقة حركة تنتج عنها حركة الرياح والأمواج .

· الجيغا أو الجيجا : بادئة بمعنى ألف مليون (مليار 910) .

· أعلى نوتة (علامة موسيقية) (Note) وصلت إلى 60 جيغا هرتز (أي 60 ألف مليون اهتزازة في الثانية) .

· ميغا أو ميجا : بادئة بمعنى مليون (ألف ألف) 610 .

· ميغا سيكل : مليون دور أو دورة ز

· ميغا فاراد : وحدة سعة كهربائية تساوي مليون فاراد .

· ميغا جول : وحدة طاقة ، مليون جول .

· ميغا طن : مليون طن .

· ميغا فلط : مليون فلط (الفلط وحدة جهد كهربائي) .

· ميغا واط : مليون واط (الواط وحدة قدرة أو القوة الكهربائية) . (وهي بالاسم الفيزيائي واط : أما الواط ساعي ، فهو وحدة العمل والطاقة ، وهي تساوي عمل آلة قوتها واط واحد في ساعة واحدة) .

· ميغا أوم : مليون أوم (الأوم وحدة المقاومة الكهربائية) .

· تقدّر طاقة الشمس بين 1710 و 1810 ميغا واط .


أبعاد الذرّة
يوجد فراغ كبير في الذرّة ، فإذا أردنا تمثيلها بنواة في حجم كرة البليارد ، علينا وضع الإلكترونات عندئذ على مسافة تفوق الكيلومتر الواحد ، وإذا لم يكن الفراغ موجوداً فإن رأس الدبوس يزن عندئذ مائة ألف طن .

والكتلة بالغرام :

الإلكترون 9,1 × 10- 28 .

ذرّة الهيدروجين 1,67 × 10- 24 وحدة الكتلة الذرّية 1,66 × 10- 24 (1)

ذرّة الأكسجين 26 × 10- 24 وحدة .

القطر بالملمترات :

الجزيء 0,0000001 ملمتر (أورانيوم) .

الذرّة الثقيلة 0,0000004 ملمتر .

نواة الأورانيوم 0,000000000016038 ملمتر .

الذرّة الخفيفة (هيدروجين) 0,0000001 ملمتر

البروتون 0,000000000002 ملمتر .

الإلكترون نقطة أصغر من < 10- 14 ملمتر

(1) بين خطين متوازيين متباعدين مليمتراً يمكن رصف ما بين 2 إلى 5 ملايين ذرّة بالتتابع . يعمل مجهر المسح النفقي بتحريك رأس مجسّ لمسافة جزء من مليار من المتر من السطح المنوي دراسته ، عندما يمر تيار كهربائي في رأس المجسّ تشكل الإلكترونات نفقاً عبر الفسحة بين رأس المجسّ والسطح