2.1: السماء فوق

Last updated
Save as PDF

Page ID: 197462

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

أهداف التعلم

في نهاية هذا القسم، ستكون قادرًا على:

حدد السمات الرئيسية للكرة السماوية
شرح النظام الذي يستخدمه علماء الفلك لوصف السماء
وصف كيفية ظهور حركات النجوم لنا على الأرض
وصف كيفية ظهور حركات الشمس والقمر والكواكب لنا على الأرض
فهم المعنى الحديث لمصطلح الكوكبة

تشير حواسنا إلى أن الأرض هي مركز الكون - المحور الذي تدور حوله السماء. كانت وجهة النظر المركزية (المتمحورة حول الأرض) هي ما كان يعتقده الجميع تقريبًا حتى عصر النهضة الأوروبية. بعد كل شيء، الأمر بسيط ومنطقي ويبدو بديهيًا. علاوة على ذلك، عزز منظور مركزية الأرض تلك الأنظمة الفلسفية والدينية التي علّمت الدور الفريد للبشر كمحور مركزي للكون. ومع ذلك، فإن وجهة نظر مركزية الأرض تكون خاطئة. أحد الموضوعات العظيمة في تاريخنا الفكري هو الإطاحة بمنظور مركزية الأرض. لذلك دعونا نلقي نظرة على الخطوات التي قمنا من خلالها بإعادة تقييم مكان عالمنا في النظام الكوني.

المجال السماوي

إذا ذهبت في رحلة تخييم أو تعيش بعيدًا عن أضواء المدينة، فإن رؤيتك للسماء في ليلة صافية مطابقة تمامًا لتلك التي شاهدها الناس في جميع أنحاء العالم قبل اختراع التلسكوب. عند التحديق، ستحصل على الانطباع بأن السماء عبارة عن قبة مجوفة رائعة وأنت في المنتصف (الشكل\(\PageIndex{1}\))، وجميع النجوم على مسافة متساوية منك على سطح القبة. يُطلق على قمة تلك القبة، وهي النقطة التي تقع فوق رأسك مباشرةً، اسم الذروة، ويُطلق على المكان الذي تلتقي فيه القبة بالأرض اسم الأفق. من البحر أو البراري المسطحة، من السهل رؤية الأفق كدائرة حولك، ولكن من معظم الأماكن التي يعيش فيها الناس اليوم، يكون الأفق مخفيًا جزئيًا على الأقل بالجبل أو الأشجار أو المباني أو الضباب الدخاني.

بديل — اكتشف\(\PageIndex{1}\) السماء من حولنا. الأفق هو المكان الذي تلتقي فيه السماء بالأرض؛ ذروة الراصد هي النقطة العلوية مباشرة.

إذا استلقيت في حقل مفتوح وراقبت سماء الليل لساعات، كما فعل الرعاة القدماء والمسافرون بانتظام، فسترى النجوم ترتفع في الأفق الشرقي (تمامًا كما تفعل الشمس والقمر)، وتتحرك عبر قبة السماء أثناء الليل، وتنطلق في الأفق الغربي. عند مشاهدة السماء تتحول مثل هذه الليلة بعد ليلة، قد تحصل في النهاية على فكرة أن قبة السماء هي حقًا جزء من كرة كبيرة تدور حولك، وتجلب نجومًا مختلفة في الأفق أثناء دورانها. كان الإغريق الأوائل يعتبرون السماء مجرد كرة سماوية (الشكل\(\PageIndex{2}\)). فكر البعض في الأمر على أنه كرة فعلية من مادة بلورية شفافة، مع النجوم المضمنة فيها مثل الجواهر الصغيرة.

نعلم اليوم أن الكرة السماوية ليست هي التي تدور مع تقدم الليل والنهار، بل الكوكب الذي نعيش عليه. يمكننا وضع عصا خيالية عبر القطبين الشمالي والجنوبي للأرض، تمثل محور كوكبنا. نظرًا لأن الأرض تدور حول هذا المحور كل 24 ساعة، نرى الشمس والقمر والنجوم ترتفع وتتغير مع انتظام الساعة. نعلم اليوم أن هذه الأجسام السماوية ليست حقًا على قبة، ولكن على مسافات متفاوتة جدًا منا في الفضاء. ومع ذلك، لا يزال من الملائم أحيانًا التحدث عن القبة السماوية أو الكرة لمساعدتنا على تتبع الأشياء في السماء. حتى أن هناك مسرحًا خاصًا، يسمى القبة السماوية، حيث نعرض محاكاة النجوم والكواكب على قبة بيضاء.

بينما تدور الكرة السماوية، تحافظ الأجسام الموجودة عليها على مواقعها فيما يتعلق ببعضها البعض. مجموعة من النجوم مثل Big Dipper لها نفس الشكل أثناء الليل، على الرغم من أنها تدور مع السماء. خلال ليلة واحدة، حتى الأشياء التي نعرف أن لها حركات مهمة خاصة بها، مثل الكواكب القريبة، تبدو ثابتة بالنسبة للنجوم. فقط النيازك - «نجوم الرماية» القصيرة التي تومض في الأفق لبضع ثوان فقط - تتحرك بشكل ملحوظ فيما يتعلق بالأجسام الأخرى على الكرة السماوية. (هذا لأنهم ليسوا نجومًا على الإطلاق. بل هي عبارة عن قطع صغيرة من الغبار الكوني، تحترق عند اصطدامها بالغلاف الجوي للأرض.) يمكننا استخدام حقيقة أن الكرة السماوية بأكملها تبدو وكأنها تلتف معًا لمساعدتنا في إنشاء أنظمة لتتبع الأشياء المرئية في السماء ومكان وجودها في وقت معين.

الأقطاب السماوية وخط الاستواء السماوي

للمساعدة في توجيهنا في السماء المتحولة، يستخدم علماء الفلك نظامًا يوسع نقاط محور الأرض إلى السماء. تخيل خطًا يمر عبر الأرض ويربط بين القطبين الشمالي والجنوبي. هذا هو محور الأرض، والأرض تدور حول هذا الخط. إذا قمنا بتوسيع هذا الخط التخيلي إلى الخارج من الأرض، فإن النقاط التي يتقاطع فيها هذا الخط مع الكرة السماوية تسمى القطب السماوي الشمالي والقطب السماوي الجنوبي. عندما تدور الأرض حول محورها، يبدو أن السماء تدور في الاتجاه المعاكس حول تلك الأقطاب السماوية (الشكل\(\PageIndex{3}\)). نحن أيضًا (في خيالنا) نرمي خط استواء الأرض في السماء ونطلق عليه اسم خط الاستواء السماوي. تقع في منتصف الطريق بين القطبين السماويين، تمامًا كما يقع خط استواء الأرض في منتصف الطريق بين قطبي كوكبنا.

الآن دعونا نتخيل كيف يؤثر الركوب على أجزاء مختلفة من الأرض الدوارة على رؤيتنا للسماء. تعتمد الحركة الظاهرة للكرة السماوية على خط العرض الخاص بك (الموقع شمال أو جنوب خط الاستواء). بادئ ذي بدء، لاحظ أن محور الأرض يشير إلى القطبين السماويين، لذلك لا يبدو أن هاتين النقطتين في السماء تتحولان.

إذا وقفت عند القطب الشمالي للأرض، على سبيل المثال، سترى القطب السماوي الشمالي في السماء، في أوجها. سوف يقع خط الاستواء السماوي، الذي يبعد 90 درجة عن القطبين السماويين، على طول أفقك. أثناء مشاهدتك للنجوم أثناء الليل، كانت تدور جميعها حول القطب السماوي، دون أي ارتفاع أو غروب. فقط نصف السماء شمال خط الاستواء السماوي يمكن رؤيته للمراقب في القطب الشمالي. وبالمثل، فإن المراقب في القطب الجنوبي لن يرى سوى النصف الجنوبي من السماء.

إذا كنت في خط استواء الأرض، من ناحية أخرى، سترى خط الاستواء السماوي (الذي هو، في النهاية، مجرد «امتداد» لخط استواء الأرض) يمر فوق ذروتها. يجب أن تكون الأقطاب السماوية، التي تبعد 90 درجة عن خط الاستواء السماوي، عند النقطتين الشمالية والجنوبية في أفقك. عندما تدور السماء، ترتفع جميع النجوم وتغرب؛ وتتحرك بشكل مستقيم من الجانب الشرقي من الأفق وتستقر بشكل مستقيم على الجانب الغربي. خلال فترة 24 ساعة، تكون جميع النجوم فوق الأفق بالضبط نصف الوقت. (بالطبع، خلال بعض تلك الساعات، تكون الشمس مشرقة جدًا بحيث لا يمكننا رؤيتها.)

ماذا يرى المراقب في خطوط العرض في الولايات المتحدة أو أوروبا؟ تذكر أننا لسنا في قطب الأرض ولا عند خط الاستواء، ولكن بينهما. بالنسبة لأولئك الذين يعيشون في الولايات المتحدة القارية وأوروبا، فإن القطب السماوي الشمالي ليس في السماء ولا في الأفق، ولكن بينهما. ويظهر فوق الأفق الشمالي على ارتفاع زاوي، أو ارتفاع، يساوي خط عرض الراصد. في سان فرانسيسكو، على سبيل المثال، حيث يكون خط العرض 38 درجة شمالًا، يقع القطب السماوي الشمالي على ارتفاع 38 درجة فوق الأفق الشمالي.

بالنسبة للراصد عند خط عرض 38 درجة شمالاً، يكون القطب السماوي الجنوبي 38 درجة تحت الأفق الجنوبي، وبالتالي لا يمكن رؤيته أبدًا. مع دوران الأرض، يبدو أن السماء بأكملها تدور حول القطب السماوي الشمالي. بالنسبة لهذا الراصد، لا يمكن أبدًا ضبط النجوم في حدود 38 درجة من القطب الشمالي. هم دائمًا فوق الأفق ليلاً ونهارًا. هذا الجزء من السماء يسمى المنطقة القطبية الشمالية. بالنسبة للمراقبين في الولايات المتحدة القارية، تعد مجموعات Big Dipper و Little Dipper و Cassiopeia أمثلة على مجموعات النجوم في المنطقة القطبية الشمالية. من ناحية أخرى، لا ترتفع النجوم في حدود 38 درجة من القطب السماوي الجنوبي أبدًا. هذا الجزء من السماء هو المنطقة القطبية الجنوبية. بالنسبة لمعظم المراقبين الأمريكيين، يقع الصليب الجنوبي في تلك المنطقة. (لا تقلق إذا لم تكن على دراية بمجموعات النجوم المذكورة للتو؛ سنقوم بتقديمها بشكل رسمي أكثر لاحقًا.)

يوفر مختبر السماء الدوارة الذي أنشأته جامعة نبراسكا - لينكولن عرضًا تفاعليًا يقدم نظام إحداثيات الأفق، والدوران الظاهري للسماء، ويسمح باستكشاف العلاقة بين الأفق وأنظمة الإحداثيات الاستوائية السماوية.

في هذا الوقت بالذات من تاريخ الأرض، يحدث أن يكون هناك نجم قريب جدًا من القطب السماوي الشمالي. يُطلق عليه اسم Polaris، النجم القطبي، ويتميز بكونه النجم الذي يتحرك بأقل قدر مع دوران السماء الشمالية كل يوم. نظرًا لأنها لم تتحرك إلا قليلاً بينما كانت النجوم الأخرى تتحرك أكثر من ذلك بكثير، فقد لعبت دورًا خاصًا في أساطير العديد من قبائل الأمريكيين الأصليين، على سبيل المثال (أطلق عليها البعض اسم «قفل السماء»).

ما هي وجهة نظرك؟

يقيس علماء الفلك مدى تباعد الأجسام في السماء باستخدام الزوايا. بحكم التعريف، هناك 360 درجة في الدائرة، لذا فإن الدائرة الممتدة بالكامل حول الكرة السماوية تحتوي على 360 درجة. ثم يحتوي نصف الكرة أو قبة السماء على 180 درجة من الأفق إلى الأفق المقابل. وبالتالي، إذا كان هناك نجمان يفصل بينهما 18 درجة، فإن المسافة بينهما تمتد حوالي 1/10 من قبة السماء. لإعطائك فكرة عن حجم الدرجة العلمية، يبلغ عرض البدر حوالي نصف درجة. هذا هو عرض إصبعك الأصغر (الخنصر) الذي يُرى على طول الذراع.

شروق الشمس وغروبها

وصفنا حركة النجوم في سماء الليل، ولكن ماذا عن النهار؟ تستمر النجوم في الدوران خلال النهار، لكن تألق الشمس يجعل من الصعب رؤيتها. (ومع ذلك، يمكن رؤية القمر غالبًا في وضح النهار.) في أي يوم، يمكننا أن نفكر في الشمس على أنها تقع في موقع ما على الكرة السماوية الافتراضية. عندما تشرق الشمس - أي عندما يحمل دوران الأرض الشمس فوق الأفق - تنتشر أشعة الشمس بواسطة جزيئات الغلاف الجوي، وتملأ سماءنا بالضوء وتخفي النجوم فوق الأفق.

منذ آلاف السنين، كان علماء الفلك يدركون أن الشمس تقوم بأكثر من مجرد شروق وغروب. يتغير موضعه تدريجيًا على الكرة السماوية، ويتحرك كل يوم حوالي 1 درجة إلى الشرق بالنسبة للنجوم. بشكل معقول جدًا، اعتقد القدماء أن هذا يعني أن الشمس تتحرك ببطء حول الأرض، وتستغرق فترة زمنية نسميها عامًا واحدًا لإنشاء دائرة كاملة. اليوم، بالطبع، نعلم أن الأرض هي التي تدور حول الشمس، لكن التأثير هو نفسه: يتغير موقع الشمس في سمائنا يومًا بعد يوم. لدينا تجربة مماثلة عندما نتجول في نار المخيم ليلاً؛ نرى ألسنة اللهب تظهر أمام كل شخص يجلس حول النار بدوره.

يُطلق على المسار الذي يبدو أن الشمس تسلكه حول الكرة السماوية كل عام اسم مسير الشمس (الشكل\(\PageIndex{4}\)). بسبب حركتها على مسير الشمس، تشرق الشمس بعد حوالي 4 دقائق كل يوم فيما يتعلق بالنجوم. يجب أن تقوم الأرض بأكثر من دورة كاملة (فيما يتعلق بالنجوم) لإعادة الشمس مرة أخرى.

مع مرور الأشهر وننظر إلى الشمس من أماكن مختلفة في مدارنا، نراها موجهة نحو أماكن مختلفة في مدارنا، وبالتالي مقابل نجوم مختلفة في الخلفية (الشكل\(\PageIndex{5}\) والجدول\(\PageIndex{1}\)) - أو سنرى، على الأقل، إذا استطعنا رؤية النجوم في النهار. في الممارسة العملية، يجب أن نستنتج النجوم التي تقع خلف الشمس وخارجها من خلال مراقبة النجوم المرئية في الاتجاه المعاكس في الليل. بعد عام، عندما تكمل الأرض رحلة واحدة حول الشمس، يبدو أن الشمس قد أكملت دائرة واحدة من السماء على طول مسير الشمس.

الشكل\(\PageIndex{2}\): الأبراج على مسير الشمس
كوكبة على مسير الشمس	التواريخ التي تعبر فيها الشمس
برج الجدي	21 يناير - 16 فبراير
الدلو	16 فبراير - 11 مارس
الحوت	11 مارس - 18 أبريل
برج الحمل	18 أبريل - 13 مايو
برج الثور	13 مايو - 22 يونيو
الجوزاء	22 يونيو - 21 يوليو
السرطان	21 يوليو - 10 أغسطس
الأسد	10 أغسطس - 16 سبتمبر
برج العذراء	16 سبتمبر - 31 أكتوبر
لبرة	31 أكتوبر - 23 نوفمبر
برج العقرب	23 نوفمبر - 29 نوفمبر
أوفيوتشوس	29 نوفمبر - 18 ديسمبر
القوس	18 ديسمبر - 21 يناير

لا يقع مسير الشمس على طول خط الاستواء السماوي ولكنه يميل إليه بزاوية تبلغ حوالي 23.5 درجة. بمعنى آخر، لا يرتبط المسار السنوي للشمس في السماء بخط استواء الأرض. هذا لأن محور دوران كوكبنا يميل بحوالي 23.5 درجة من خط عمودي يخرج من مستوى مسير الشمس (الشكل\(\PageIndex{7}\)). إن الميل من «مستقيم إلى الأعلى» ليس بالأمر غير المعتاد على الإطلاق بين الأجرام السماوية؛ في الواقع يميل أورانوس وبلوتو كثيرًا لدرجة أنهما يدوران حول الشمس «على جانبهما».

ميل مسير الشمس هو سبب تحرك الشمس شمالًا وجنوبًا في السماء مع تغير الفصول. في الأرض والقمر والسماء، نناقش تطور الفصول بمزيد من التفصيل.

نجوم ثابتة ومتجولة

الشمس ليست الجسم الوحيد الذي يتحرك بين النجوم الثابتة. القمر وكل من الكواكب التي يمكن رؤيتها بالعين المجردة - عطارد والزهرة والمريخ والمشتري وزحل وأورانوس (على الرغم من بالكاد) - يغيرون أيضًا مواقعهم ببطء من يوم لآخر. خلال يوم واحد، يرتفع القمر والكواكب ويغيب مع دوران الأرض، تمامًا كما تفعل الشمس والنجوم. ولكن مثل الشمس، لديهم حركات مستقلة بين النجوم، ترتكز على الدوران اليومي للكرة السماوية. عند ملاحظة هذه الحركات، ميز اليونانيون منذ 2000 عام بين ما أطلقوا عليه النجوم الثابتة - تلك التي تحافظ على أنماط ثابتة فيما بينها عبر أجيال عديدة - والنجوم المتجولة، أو الكواكب. كلمة «كوكب»، في الواقع، تعني «المتجول» في اليونانية القديمة.

اليوم، لا نعتبر الشمس والقمر كواكب، لكن القدماء طبقوا المصطلح على جميع الأجسام المتحركة السبعة في السماء. تم تخصيص الكثير من علم الفلك القديم لمراقبة وتوقع حركات هؤلاء المتجولين السماويين. حتى أنهم خصصوا وحدة زمنية، الأسبوع، للأشياء السبعة التي تتحرك من تلقاء نفسها؛ لهذا السبب هناك 7 أيام في الأسبوع. القمر، وهو أقرب جار سماوي للأرض، لديه أسرع حركة ظاهرة؛ فهو يكمل رحلة حول السماء في حوالي شهر واحد (أو القمر). للقيام بذلك، يتحرك القمر حوالي 12 درجة، أو 24 مرة عرضه الظاهري في السماء، كل يوم.

مثال\(\PageIndex{1}\): الزوايا في السماء

تتكون الدائرة من 360 درجة (°). عندما نقيس الزاوية في السماء التي يتحرك فيها شيء ما، يمكننا استخدام هذه الصيغة:

\[\text{speed}=\dfrac{\text{distance}}{\text{time}} \nonumber\]

هذا صحيح سواء تم قياس الحركة بالكيلومترات في الساعة أو بالدرجات في الساعة؛ نحتاج فقط إلى استخدام وحدات متسقة.

على سبيل المثال، لنفترض أنك لاحظت النجم الساطع Sirius المتجه جنوبًا من موقع المراقبة الخاص بك في نصف الكرة الشمالي. تلاحظ الوقت، ثم لاحقًا، تلاحظ الوقت الذي يحدده Sirius تحت الأفق. تجد أن سيريوس قد قطع مسافة زاوية تبلغ حوالي 75 درجة في 5 ساعات، ما عدد الساعات التي سيستغرقها سيريوس للعودة إلى موقعه الأصلي؟

الحل

سرعة سيريوس هي

\[\dfrac{75°}{5\,h}=\dfrac{15°}{1\,h} \nonumber\]

إذا أردنا معرفة الوقت اللازم لعودة Sirius إلى موقعه الأصلي، نحتاج إلى الانتظار حتى يدور حول دائرة كاملة، أو 360 درجة. عند إعادة ترتيب صيغة السرعة التي أعطيت لنا في الأصل، نجد:

\[\text{time}=\dfrac{\text{distance}}{\text{speed}} = \dfrac{360°}{15°/h}=24\,h \nonumber\]

الوقت الفعلي أقصر ببضع دقائق من هذا، وسوف نستكشف السبب في فصل لاحق.

التمارين\(\PageIndex{1}\)

يتحرك القمر في السماء بالنسبة لنجوم الخلفية (بالإضافة إلى التحرك مع النجوم نتيجة دوران الأرض.) اخرج ليلاً ولاحظ موقع القمر بالنسبة للنجوم القريبة. كرر الملاحظة بعد بضع ساعات. إلى أي مدى تحرك القمر؟ (كمرجع، يبلغ قطر القمر حوالي 0.5 درجة.) استنادًا إلى تقديرك لحركته، ما المدة التي سيستغرقها القمر للعودة إلى الموضع بالنسبة إلى النجوم التي لاحظتها فيها لأول مرة؟

إجابة

تبلغ سرعة القمر 0.5 درجة/ساعة، ولكي يتحرك القمر بزاوية 360 درجة كاملة، يحتاج القمر إلى 720 ساعة: 0.5 درجة 1 ساعة = 360 درجة × 720 ساعة.

يُظهر قسمة 720 ساعة على عامل التحويل البالغ 24 ساعة/يوم أن الدورة القمرية تبلغ حوالي 30 يومًا.

تقع جميع المسارات الفردية للقمر والكواكب في السماء بالقرب من مسير الشمس، ولكن ليس بالضبط عليه. هذا لأن مسارات الكواكب حول الشمس، والقمر حول الأرض، كلها في نفس المستوى تقريبًا، كما لو كانت دوائر على ورقة ضخمة. وهكذا توجد الكواكب والشمس والقمر دائمًا في السماء داخل حزام ضيق بعرض 18 درجة، يتركز على مسير الشمس، ويسمى البروج (الشكل\(\PageIndex{5}\)). (جذر مصطلح «زودياك» هو نفس أصل كلمة «حديقة حيوان» ويعني مجموعة من الحيوانات؛ العديد من أنماط النجوم داخل حزام البروج ذكّرت القدماء بالحيوانات، مثل الأسماك أو الماعز.)

إن كيفية تحرك الكواكب في السماء مع مرور الأشهر هي مزيج من حركاتها الفعلية بالإضافة إلى حركة الأرض حول الشمس؛ وبالتالي فإن مساراتها معقدة إلى حد ما. كما سنرى، أدى هذا التعقيد إلى سحر وتحدي علماء الفلك لعدة قرون.

الأبراج

خلفية حركات «المتجولين» في السماء هي مظلة النجوم. إذا لم تكن هناك غيوم في السماء وكنا في سهل مسطح دون أي شيء يعيق رؤيتنا، فيمكننا رؤية حوالي 3000 نجمة بالعين المجردة. لإيجاد طريقهم حول هذا العدد الكبير، وجد القدماء مجموعات من النجوم التي صنعت نمطًا هندسيًا مألوفًا أو (نادرًا) تشبه شيئًا يعرفونه. وجدت كل حضارة أنماطها الخاصة في النجوم، تشبه إلى حد كبير اختبار Rorschach الحديث الذي يُطلب منك فيه تمييز الأنماط أو الصور في مجموعة من بقع الحبر. وجد الصينيون القدماء والمصريون واليونانيون، من بين آخرين، مجموعاتهم الخاصة - أو الأبراج - من النجوم. كانت هذه مفيدة في التنقل بين النجوم ونقل تقاليد النجوم إلى أطفالهم.

قد تكون على دراية ببعض أنماط النجوم القديمة التي ما زلنا نستخدمها حتى اليوم، مثل Big Dipper و Little Dipper و Orion the Hunter، بحزامه المميز المكون من ثلاث نجوم (الشكل\(\PageIndex{7}\)). ومع ذلك، فإن العديد من النجوم التي نراها ليست جزءًا من نمط النجوم المميز على الإطلاق، ويكشف التلسكوب عن ملايين النجوم الخافتة للغاية بحيث لا يمكن للعين رؤيتها. لذلك، خلال العقود الأولى من القرن العشرين، قرر علماء الفلك من العديد من البلدان إنشاء نظام أكثر رسمية لتنظيم السماء.

اليوم، نستخدم مصطلح الكوكبة ليعني واحدًا من 88 قطاعًا نقسم السماء إليها، تمامًا مثل الولايات المتحدة مقسمة إلى 50 ولاية. الحدود الحديثة بين الأبراج هي خطوط وهمية في السماء تمتد من الشمال إلى الجنوب والشرق والغرب، بحيث تقع كل نقطة في السماء في كوكبة معينة، على الرغم من أن الأبراج ليست كلها بنفس الحجم مثل الولايات. تم إدراج جميع الأبراج في الملحق L. كلما كان ذلك ممكنًا، قمنا بتسمية كل كوكبة حديثة تيمنًا بالترجمات اللاتينية لأحد أنماط النجوم اليونانية القديمة الموجودة بداخلها. وهكذا، فإن كوكبة أوريون الحديثة هي نوع من الصناديق في السماء، والتي تشمل، من بين العديد من الأشياء الأخرى، النجوم التي شكلت الصورة القديمة للصياد. يستخدم بعض الأشخاص مصطلح النجمة للإشارة إلى نمط نجمي ملحوظ بشكل خاص داخل كوكبة (أو أحيانًا يمتد إلى أجزاء من عدة أبراج). على سبيل المثال، تعتبر Big Dipper علامة نجمية داخل كوكبة الدب الكبير Ursa Major.

يشعر الطلاب أحيانًا بالحيرة لأن الأبراج نادرًا ما تشبه الأشخاص أو الحيوانات التي تم تسميتها من أجلها. في جميع الاحتمالات، لم يقم اليونانيون أنفسهم بتسمية مجموعات من النجوم لأنهم بدوا مثل الأشخاص الفعليين أو الموضوعات (أي أكثر من مخطط ولاية واشنطن يشبه جورج واشنطن). بدلاً من ذلك، قاموا بتسمية أقسام من السماء تكريمًا للشخصيات في أساطيرهم ومن ثم ملاءمة تكوينات النجوم للحيوانات والناس بأفضل ما في وسعهم.

يتيح موقع الويب هذا حول الأجسام الموجودة في السماء للمستخدمين إنشاء خريطة سماء مفصلة توضح الموقع والمعلومات حول الشمس والقمر والكواكب والنجوم والأبراج وحتى الأقمار الصناعية التي تدور حول الأرض. ابدأ بتعيين موقع المراقبة الخاص بك باستخدام الخيار الموجود في القائمة في الزاوية اليمنى العليا من الشاشة.

تدعم الأدلة المباشرة على حواسنا منظور مركزية الأرض، حيث تدور الكرة السماوية على القطبين السماويين وتدور حول الأرض الثابتة. نرى نصف هذه الكرة فقط في وقت واحد، ويحدها الأفق؛ والنقطة التي تعلو مباشرة هي أوجنا. مسار الشمس السنوي على الكرة السماوية هو مسير الشمس - وهو خط يمر عبر مركز البروج، وهو شريط السماء الذي يبلغ عرضه 18 درجة والذي نجد فيه دائمًا القمر والكواكب. يتم تنظيم الكرة السماوية في 88 كوكبة أو قطاعًا.

مسرد المصطلحات

خط الاستواء السماوي: دائرة كبيرة على الكرة السماوية 90 درجة من القطبين السماويين؛ حيث تتقاطع الكرة السماوية مع مستوى خط استواء الأرض

أقطاب سماوية: النقاط التي يبدو أن الكرة السماوية تدور حولها؛ تقاطعات الكرة السماوية مع المحور القطبي للأرض

المجال السماوي: المجال الظاهر للسماء؛ كرة ذات دائرة نصف قطرها كبيرة تتمحور حول الراصد؛ يمكن الإشارة إلى اتجاهات الأجسام في السماء من خلال موقعها على الكرة السماوية

منطقة قطبية: تلك الأجزاء من الكرة السماوية بالقرب من الأقطاب السماوية التي تكون دائمًا فوق الأفق أو تحته دائمًا

مسير الشمس: المسار السنوي الواضح للشمس على الكرة السماوية

مركزية الأرض: تتمحور حول الأرض

أفق (فلكي): دائرة كبيرة على الكرة السماوية 90 درجة من الذروة؛ والأكثر شيوعًا هي الدائرة من حولنا حيث تلتقي قبة السماء بالأرض

كوكب: اليوم، أي من الأجسام الكبيرة التي تدور حول الشمس أو أي أجسام مماثلة تدور حول نجوم أخرى؛ في العصور القديمة، أي جسم يتحرك بانتظام بين النجوم الثابتة

زودياك: حزام حول السماء بعرض 18 درجة تقريبًا، يتركز على ذروة مسير الشمس؛ النقطة الموجودة على الكرة السماوية مقابل اتجاه الجاذبية؛ النقطة مباشرة فوق سنة المراقبة - فترة ثورة الأرض حول الشمس.