الدرس الثاني: النجوم والمجرات (١)
انظر إلى صورة السماء المليئة بالنجوم في الصفحة. عندما نرفع رؤوسنا ليلاً، نرى النجوم مبعثرة كأنها ترسم أشكالاً مختلفة. هل هي حقاً متصلة ببعضها مثل الخطوط التي نتخيلها؟ وهل قريبة من بعضها بنفس المسافة عن الأرض؟ هذا ما سنتعلمه في هذا الدرس عن النجوم والمجرات.
يدور هذا الدرس حول النجوم والمجرات وكيف تكون الكون والنظام الشمسي والأرض. النجم هو كرة ضخمة من الغازات الملتهبة تطلق الضوء والحرارة بفعل الجاذبية، وتتجمع النجوم في السماء لتشكل المجموعات النجُمية. أما المجرة فهي مجموعة كبيرة جدا من النجوم تترابط معا بالجاذبية. وتتنوع المجرات في أشكالها إلى لولبية وإهليلجية وغير منتظمة، وتقع مجموعتنا الشمسية في مجرة درب التبانة. وبحسب نظرية الانفجار العظيم، فإن الكون بدأ بالتوسع من نقطة واحدة قبل نحو ثلاثة عشر مليونا وسبعمائة ألف سنة. مثال سريع: عندما تنظر إلى المصباح الكهربائي في الظلام، يبدو سطوعه أكبر كلما اقتربت منه، وهذا يفسر كيف يؤثر بعد النجم في سطوعه الظاهري.
الفكرة الأساسية
يتناول الدرس تكوين الكون والنجوم والمجرات. النجم كرة ضخمة من الغازات الملتهبة تطلق الضوء والحرارة بفعل الجاذبية. وتتجمع النجوم في مجموعات تسمى المجموعات النجمية، بينما تتجمع مليارات النجوم معا بفعل الجاذبية لتكون المجرات. وتنشأ الكواكب والنظام الشمسي والأرض عبر مراحل مرتبطة بالغاز والغبار والسديم وتوسع الكون.
الشرح
النجوم تختلف في أحجامها وألوانها ودرجات حرارتها؛ فاللون الأزرق يدل على النجوم الأكثر سخونة، بينما يدل اللون الأحمر على النجوم الأقل حرارة. وتستعمل السنة الضوئية لقياس المسافات الكبيرة بين النجوم، وهي المسافة التي يقطعها الضوء في سنة. وتقسم المجرات بحسب أشكالها إلى ثلاثة أنماط رئيسية هي: المجرة اللولبية، والمجرة الإهليلجية، والمجرة غير المنتظمة. وتقع مجموعتنا الشمسية في مجرة درب التبانة وهي مجرة لولبية الشكل. أما الكون فقد بدأ بحسب أدلة العلماء من توسع سريع لنقطة واحدة وصفت بالانفجار العظيم قبل نحو ثلاثة عشر مليونا وسبعمائة ألف سنة، ونتج عن هذا التوسع تشتت الغازات والغبار وتجمعها لتكوين السديم والنجوم والمجرات.
مثال محلول خطوة بخطوة
كيف تقيس المسافة بين نجمين كبيرين باستخدام السنة الضوئية؟ الخطوة الأولى: اعلم أن وحدة السنة الضوئية تمثل المسافة التي يقطعها الضوء في سنة كاملة. الخطوة الثانية: تذكر أن الضوء يقطع في السنة الواحدة تسعة ترليونات وخمسمائة مليار كيلومتر تقريبا. الخطوة الثالثة: اضرب عدد السنوات الضوئية بين النجمين في قيمة السنة الضوئية الواحدة لتجد المسافة بالكيلومترات.
أخطاء شائعة
الاعتقاد بأن النجوم الأكثر سطوعا نراها في السماء هي دائما الأكبر حجما والأقرب حقيقة، بينما السطوع الظاهري يعتمد على البعد عن الأرض وخصائص النجم الحقيقية. الظن بأن المجرات ثابتة لا تتحرك، بينما تتحرك النجوم حول مركز المجرة تماما كما تدور الكواكب حول الشمس.
سؤالان للتدريب مع الإجابة
السؤال الأول: ما الذي يحدد المرحلة التي يمر بها النجم خلال دورة حياته؟ الإجابة: كتلته. السؤال الثاني: ما أشكال المجرات الرئيسية الثلاثة؟ الإجابة: المجرة اللولبية، والمجرة الإهليلجية، والمجرة غير المنتظمة.