Skip to main content
Global

4: الأرض والقمر والسماء

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    197506

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

    إذا كان مدار الأرض عبارة عن دائرة مثالية تقريبًا (كما رأينا في الفصول السابقة)، فلماذا يكون الجو أكثر حرارة في الصيف وبرودة في الشتاء في العديد من الأماكن حول العالم؟ ولماذا تكون المواسم في أستراليا أو بيرو عكس تلك الموجودة في الولايات المتحدة أو أوروبا؟

    تُروى القصة أن غاليليو، عندما غادر قاعة محاكم التفتيش بعد تراجعه عن العقيدة القائلة بأن الأرض تدور وتدور حول الشمس، قال تحت أنفاسه، «لكنها مع ذلك تتحرك». المؤرخون ليسوا متأكدين مما إذا كانت القصة صحيحة أم لا، لكن من المؤكد أن غاليليو كان يعلم أن الأرض تتحرك، مهما قالت سلطات الكنيسة.

    إن حركات الأرض هي التي تنتج الفصول وتعطينا مقاييس الوقت والتاريخ. توفر حركات القمر من حولنا مفهوم الشهر ودورة مراحل القمر. في هذا الفصل ندرس بعض الظواهر الأساسية لعالمنا اليومي في سياقها الفلكي.

    • 4.1: الأرض والسماء
      يستخدم النظام الأرضي لخطوط الطول والعرض الدوائر الكبيرة التي تسمى خطوط الطول. تم تعيين خط الطول بشكل تعسفي إلى 0 درجة في المرصد الملكي في غرينتش، إنجلترا. يُطلق على نظام الإحداثيات السماوية المماثل اسم الصعود الأيمن (RA) والانحراف، حيث تبدأ درجة الانحراف 0 درجة من الاعتدال الربيعي. تساعدنا أنظمة الإحداثيات هذه في تحديد موقع أي كائن على الكرة السماوية. بندول فوكو هو وسيلة لإثبات أن الأرض تدور.
    • 4.2: الفصول
      تنجم الدورة المألوفة للفصول عن ميل محور دوران الأرض بمقدار 23.5 درجة. في الانقلاب الصيفي، ترتفع الشمس في السماء وتضرب أشعتها الأرض بشكل مباشر. تبقى الشمس في السماء لأكثر من نصف اليوم ويمكنها تسخين الأرض لفترة أطول. في الانقلاب الشتوي، تكون الشمس منخفضة في السماء وتأتي أشعتها بزاوية أكبر؛ بالإضافة إلى ذلك، تستمر الشمس لأقل من 12 ساعة، لذلك يكون لهذه الأشعة وقت أقل لتسخينها.
    • 4.3: حفظ الوقت
      الوحدة الأساسية للوقت الفلكي هي اليوم - إما اليوم الشمسي (الذي تحسبه الشمس) أو اليوم الفلكي (الذي تحسبه النجوم). يعتمد الوقت الشمسي الظاهري على موقع الشمس في السماء، ويعتمد متوسط الوقت الشمسي على متوسط قيمة اليوم الشمسي خلال العام. من خلال اتفاقية دولية، نحدد 24 منطقة زمنية حول العالم، لكل منها توقيتها القياسي الخاص. يعد اصطلاح خط التوقيت الدولي ضروريًا للتوفيق بين الأوقات في أجزاء مختلفة من الأرض.
    • 4.4: التقويم
      تتمثل المشكلة الأساسية للتقويم في التوفيق بين الأطوال غير القابلة للقياس لليوم والشهر والسنة. تتجاهل معظم التقويمات الحديثة، بدءًا من التقويم الروماني (اليولياني) للقرن الأول قبل الميلاد، مشكلة الشهر وتركز على تحقيق العدد الصحيح من الأيام في السنة باستخدام مصطلحات مثل السنة الكبيسة. اليوم، اعتمدت معظم دول العالم التقويم الغريغوري الذي تم إنشاؤه في عام 1582 مع إيجاد طرق للتعايش مع نظام الأشهر في التقويمات القمرية.
    • 4.5: مراحل وحركات القمر
      تنتج الدورة الشهرية لمراحل القمر من الزاوية المتغيرة لإضاءة الشمس. لا يمكن رؤية البدر في السماء إلا أثناء الليل؛ ويمكن رؤية مراحل أخرى خلال النهار أيضًا. نظرًا لأن فترة ثورته هي نفس فترة دورانه، يحتفظ القمر دائمًا بنفس الوجه تجاه الأرض.
    • 4.6: المد والجزر في المحيط والقمر
      يرجع المد والجزر في المحيط مرتين يوميًا بشكل أساسي إلى القوة التفاضلية للقمر على مادة القشرة الأرضية والمحيطات. تتسبب قوى المد والجزر هذه في تدفق مياه المحيط إلى انتفاخات المد والجزر على جانبي الأرض؛ كل يوم، تدور الأرض من خلال هذه الانتفاخات. تتعقد المد والجزر الفعلي في المحيط بسبب التأثيرات الإضافية للشمس وشكل السواحل وأحواض المحيطات.
    • 4.7: كسوف الشمس والقمر
      الشمس والقمر لهما نفس الحجم الزاوي تقريبًا (حوالي 1/2 درجة). يحدث كسوف الشمس عندما يتحرك القمر بين الشمس والأرض، ويلقي بظلاله على جزء من سطح الأرض. إذا كان الكسوف كليًا، يتم حجب الضوء الصادر من قرص الشمس الساطع تمامًا، ويظهر الغلاف الجوي الشمسي (الإكليل). نادرًا ما يحدث كسوف الشمس في أي مكان، ولكنه من بين أروع المشاهد في الطبيعة. يحدث خسوف القمر عندما ينتقل القمر إلى الأرض»
    • 4.E: الأرض والقمر والسماء (تمرين)

    الصور المصغرة: كما تم التقاطها بعدسة عين السمكة على متن مكوك الفضاء أتلانتس في 9 ديسمبر 1993، كانت الأرض معلقة فوق تلسكوب هابل الفضائي أثناء إصلاحه. القارة المحمرّة هي أستراليا، وحجمها وشكلها مشوهان بالعدسة الخاصة. نظرًا لأن الفصول في نصف الكرة الجنوبي هي عكس تلك الموجودة في نصف الكرة الشمالي، فإن الصيف في أستراليا في يوم ديسمبر هذا. (الائتمان: تعديل العمل من قبل وكالة ناسا)