الوحدة الفلكية
تستخدم الوحدة الفلكية عادة للمسافات بين الكواكب ومثال ذلك :
يقدر متوسط المسافة بين الأرض والشمس بنحو 150 مليون كلم ، أي 1,5 × 10 8 كلم .
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
