كيف تقاس المسافة بين الأرض والشمس

علم الفلك

تعني علم الفلك دراسة الشمس والقمر والنجوم والكواكب والمذنبات والمجرات والأجرام والأجسام والظواهر الكونية الأخرى. ووكالة ناسا تعرف الفلك على أنه دراسة النجوم والكواكب والفضاء. يرتبط علم الفلك بعلم الكونيات ويركز على مراقبة الأجرام السماوية. كما يتقارب هذا العلم مع الفيزياء الفلكية، حيث تشمل الفيزياء الفلكية دراسة الفيزياء في علم الفلك وتركز على سلوك وخصائص وحركة الأجسام في الفضاء الخارجي.

حساب المسافة بين الأرض والشمس

يتساءل كثيرون منا عن كيفية حساب العلماء الفلكيين للمسافة بين الشمس والأرض. يتم قياس المسافة في الأساس بين الأرض وأي جسم آخر مثل كوكب الزهرة، ويتم استخدام العلاقات بين المسافات بين الكواكب ونقل إشارة رادار إلى كوكب آخر مثل القمر أو الزهرة وقياس المدة التي يستغرقها صدى الرادار للعودة من هناك إلى سطح الأرض لاستنتاج المسافة بين الأرض والشمس.

توجد الشمس في قلب نظامنا الشمسي وتتألف جميع الأجسام في النظام الشمسي من الكواكب والمذنبات والأجرام وغيرها، وتدور هذه الأجسام حول النظام الشمسي على مسافات مختلفة عن بعضها البعض. الكوكب الأقرب إلى الشمس يقترب منه بمسافة تبلغ حوالي 29 مليون ميل أي حوالي 47 مليون كيلومتر، ولكن ما هي المسافة بين الأرض والشمس؟ تدور الأرض حول الشمس بحوالي 100،000 مرة أقرب من سحابة أورط التي تحيط بالمجموعة الشمسية. وتعرف المسافة بين الأرض والشمس بالوحدة الفلكية أو AU وتستخدم أيضا لقياس المسافات في جميع أنحاء النظام الشمسي. وتم العثور على أول قياس علمي دقيق للمسافة بين الأرض والشمس بواسطة كاسيني هويجنز في عام 1672، ووجد أن المسافة بين الأرض والشمس تعادل حوالي 150 مليون كيلومتر.

كيف تقاس المسافات في الفضاء

يعد النظام الشمسي أكبر بكثير من ما نتخيل، فجميع الأشياء في الفضاء متباعدة بشكل مذهل ومتباينة بمقياس الإنسان. فمسافة القمر الأرضي المجاور للأرض تبلغ متوسط 384،400 كيلومتر (238،855 ميل)، في حين يبعد بلوتو، المعروف أيضا باسم الكوكب القزم، بالقرب من حافة النظام الشمسي مسافة متوسطة تبلغ 5.8 مليار كيلومتر (3.6 مليار ميل) عن الشمس. وتم اختراع الوحدة الفلكية (AU) من قبل علماء الفلك لتسهيل الإشارة إلى المسافات الشاسعة داخل النظام الشمسي، حيث يمكن تحويل السنة الضوئية إلى وحدة فلكية بسهولة لمعرفة المسافة المقطوعة.

السنة الضوئية

تستخدم سنوات الضوء لوصف المسافة بين معظم الأجسام الفضائية، وهي تعني المسافة التي يقطعها الضوء في سنة أرضية واحدة، وتساوي حوالي 6 تريليون ميل (9 تريليون كيلومتر)، ويسافر الضوء بسرعة تساوي 186،000 ميل (أو 300،000 كيلومتر) في الثانية، ورغم أن هذا يبدو سريعا جدا، فإن الأجسام الفضائية بعيدة جدا، فيستغرق ضوءها وقتا طويلا للوصول إلينا، وبالرغم من أن الشمس هي أقرب نجم إلينا، حيث تبعد عنا حوالي 93 مليونميل، فإن وصول ضوئها إلينا يستغرق حوالي 8.3 دقائق، وبحساب المسافة بين الأرض والشمس، نجد أنها تساوي 0.00001581 سنة ضوئية.

ما هى المسافة التي يقطعها الضوء في السنة

سرعة الضوء في الفراغ ثابتة ودقيقة جدا في جميع أنحاء الكون، حيث ينتقل الضوء بسرعة 670،616،629 ميل في الساعة. ولحساب المسافة التي يقطعها الضوء في السنة، أي “السنة الضوئية“، يتم ضرب هذه السرعة في عدد الساعات في السنة (8766)، وكانت النتيجة أن السنة الضوئية تساوي 5،878،625،370،000 ميل، أي (9.5 تريليون كيلومتر). ويتم استخدام السنة الضوئية للقياس في الفلك لأن استخدام الأميال أو الكيلومترات سيكون مرهقا للغاية، حيث يسمح القياس بالسنوات الضوئية لعلماء الفلك بتحديد الفترة الزمنية بدقة، نظرا لأن الضوء يستغرق وقتا للوصول إلينا.

بدائل السنة الضوئية

يستخدم العلماء في الفلك الفرسخ بديلا عن حساب السنة الضوئية، والفرسخ هو المسافة التي يتغير فيها موقع النجم الظاهري بمقدار 1 ثانية قوسية (1/3600 درجة) في السماء بعد أن تدور الأرض في الاتجاه المعاكس حول الشمس. والثانية القوسية الواحدة تساوي 3.26 سنة ضوئية. ولفهم معنى الفرسخ الفلكي بشكل أدق، تظهر النجوم القريبة تتحرك بالنسبة للأجسام البعيدة، وهذا يسمى التحرك الظاهري، وذلك لأن وجهة النظر تتغير مع حركة الكوكب. وبطريقة أخرى لفهم ذلك، يمكن وضع يدك على مسافة ذراع أمام وجهك ورفع إصبع واحد، ثم أغلق عينك اليسرى ولاحظ المكان الذي يظهر فيه إصبعك، ثم افتح عينك اليسرى وأغلق عينك اليمنى، وستلاحظ أن موقع إصبعك تغير في النظر بسبب أن كل عين تنظر إليه من زاوية مختلفة، وهذا هو المعنى نفسه للفرسخ.

المسافة بين الأرض والقمر

يتلألأ القمر في سماء الليل وهو أقرب جرم سماوي للأرض، حيث يلعب دورا كبيرا في تمكين الحياة على سطح الأرض، وذلك بسبب تأثير جاذبيته على استقرار تذبذب الأرض حول محورها، مما يساهم في استقرار المناخ. ولكن ما هو المسافة بين الأرض والقمر؟ يقدر بأن القمر يبعد حوالي 238،855 ميلا (384،400 كيلومتر) عن الأرض وفقا لوكالة ناسا، وهذا يعني أنه يمكن أن يتسع لـ 30 كوكبا بحجم الأرض بين الأرض والقمر.

سنة الأرض والسنة الضوئية

هناك فرق كبير بين السنة الأرضية والسنة الضوئية، ولكن السنة الضوئية تبلغ مسافة تقرب من 6 تريليون ميل وهي المسافة التي يقطعها الضوء في السنة، بينما السنة الأرضية تتألف من عدد الأيام التي تستغرقها الأرض لتدور حول الشمس وهي ليست بنفس المسافة الكبيرة التي تبلغها السنة الضوئية ويبلغ عدد أيام السنة الأرضية 365 يوما.

حقائق عن الفلك

• يبدو وكأن الشمس تشرق ببطء في الشرق وتغرب في الغرب كل يوم لأن الأرض تدور مرة واحدة حول محورها كل 24 ساعة.
• عندما يدور القمر حول الأرض، تدور جميع المراحل مرة واحدة كل 29 يومًا، بدءًا من هلال جديد ثم هلال شمعي، ثم هلال ممتلئ، ثم هلال متضائل، ثم تبدأ المراحل من جديد.
• – تدور الأرض حول الشمس مرة واحدة في السنة، ويبلغ محور دوران الأرض 23.5 درجة، مما يسبب تنوعًا في الفصول على خطوط العرض العليا الشمالية والجنوبية.
• تعتبر الشمس والنجوم كرات ضخمة من غاز الهيدروجين الساخنة تشع بالحرارة والضوء.
• السبب في سطوع الشمس يعود إلى كونها أقرب بكثير إلى الأرض من النجوم الأخرى.
• القمر والكواكب في النظام الشمسي باردة مثل الأرض، وأصغر بكثير من النجوم التي تلمع فقط بسبب انعكاس ضوء الشمس.
• يحتوي النظام الشمسي على الشمس و 8 كواكب، بالإضافة إلى العديد من الأقمار والكويكبات والمذنبات.
• تضم مجرة درب التبانة حوالي 400 مليار نجم، بما في ذلك الشمس، وهي مجرة حلزونية.
• تشكلت الشمس من سحابة غازية قبل 4.6 مليار سنة، حيث انهارت السحابة بسبب جاذبيتها الذاتية.
• يعود بداية الكون وجميع المجرات إلى انفجار حدث قبل 14 مليار سنة، ولا تزال المجرات تتباعد عن بعضها البعض نتيجة لذلك الانفجار الأول.