الدرس الثاني: الفضاء والنجوم والمجرات

لماذا وضع المنظار هابل خارج الغلاف الجوي؟

لتجنب التأثير السلبي للغلاف الجوي الذي يمتص بعض الطاقة القادمة على الرؤية من الفضاء ويشتتها مما يسبب تشويشاً.

عمل نموذج للمجموعات الشمسية

التحليل:

1. أضئ نور الغرفة، هل ما زلت ترى مجموعتك النجمية؟ ولماذا؟

لا، لا أستطيع رؤية المجموعات النجمية بسبب تشتيت ضوء الغرفة القوي لضوء النجوم الضعيفة.

2. النجوم موجودة دائماً في السـماء حتى في أثناء النهار. كيف تربط بين ضوء الغرفة وضوء الشمس؟

لأن ضوء الشمس المنتشر على الأرض أشد من ضوء النجوم وكذلك الضوء المنتشر من مصباح الغرفة وهذا سبب عدم رؤيتي للنجوم في النهار.

كيف يرتبط لون النجم بدرجة حرارته؟

تقل درجة حرارة النجوم كلما اتجهنا من اللون البنفسجي إلى اللون الأحمر في الطيف المرئي.

لماذا لا يمكن مشاهدة مجرة درب التبانة كاملة من الأرض؟

لأنها مجرة حلزونية ضخمة و تحتوي مئات مليارات النجوم والشمس تقع على حافتها.

لماذا تعد السنة الضوئية أفضل من الوحدة الفلكية في قياس المسافات بين المجرات؟

لأن المسافة بين المجرات أكبر بكثير من المسافة داخل النظام الشمسي لذلك نحتاج إلى وحدة قياس أكبر.

كيف تتحرك المجرات الأخرى بالنسبة إلى الأرض؟

تتحرك المجرات الأخرى مبتعدة عن مجرتنا.

اختبر نفسك

1. اذكر ميزة تتفوق بها المناظير الفلكية الراديوية على المناظير الفلكية البصرية.

تستخدم المناظير الفلكية الراديوية الصحون الهوائية اللاقطة لاستقبال موجات الراديو مما يجعلها تستخدم ليلاً ونهاراً وفي الظروف الجوية الصعبة التي يستحيل معهاً استخدام المناظير الفلكية البصرية والتي تستخدم العدسات أو المرايا لالتقاط الضوء المرئي وتركيزه.

2. اشرح الفرق بين موجات الصوت وموجات الراديو.

موجات الراديو موجات كهرومغناطيسية تستطيع أن تنتقل عبر الفراغ، بينما موجات الصوت ليست موجات كهرومغناطيسية وتحتاج إلى وسط مثل الماء أو الهواء لكي تنتقل ولا تنتقل في الفراغ.

3. وضح لماذا تبدو لنا النجوم وكأنها تتحرك في السماء ليلاً؟ ولماذا يقتصر ظهور بعضها على فصول محددة؟

تبدو النجوم وكأنها تتحرك في السماء ليلاً بسبب دوران الأرض حول محورها، أما ظهورها في بعض فصول السنة فيرجع إلى دوران الأرض حول الشمس.

4. اذكر أسماء بعض المجموعات النجمية وصفاتها.

• مجموعة الدب الأصغر: حيث تسمى مجموعة منها باسم المغرفة ذات اليد حيث تشبه المغرفة في شكلها.
• مجموعة ذات الكرسي: يشبه تجمعها في السماء الكرسي.
• مجموعة الدب الأكبر: والتي يطلق مجموعة من العلماء على مجموعة منها بالمغرفة الكبرى.

5. صف دورة حياة نجم مثل الشمس.

تبدأ دورة حياة النجم بسحابة كبيرة من الغازات والغبار ثم تؤدي قوة الجاذبية إلى انكماش هذه السحابة مما يؤدي إلى رفع درجة الحرارة والضغط مما يسمح باندماج الذرات في النجم وعندما يصبح نجماً حقيقياً تشع الطاقة الناتجة عن التفاعلات النووية فتستهلك الغازات الموجودة في مركز النجم ويتحول النجم المتوسط إلى نجم عملاق أحمر ثم تفقد غلافها الخارجي وينكمش اللب وتتحول إلى نجم قزم أبيض ثم يبرد فيتحول إلى قزم أسود.

6. التفكير الناقد

- يحتاج الضوء الصادر عن أقرب نجم من المجموعة الشمسية للوصول إلى الأرض مدة 4 سنوات فإذا وجدت حياة على الكوكب يدور حول هذا النجم ورغبت المخلوقات هناك في إرسال موجة راديو إلى سكان الأرض فما الزمن الذي يستغرقه وصول هذه الرسالة (الموجة)؟ وما الزمن الذي يحتاج إليه العلماء للرد على الرسالة؟

4 سنوات، 8 سنوات تقريباً.

- قد تكون بعض النجوم اختفت منذ زمن بعيد رغم أنك تراها ليلاً في السماء فسر ذلك.

لأن الضوء المنبعث من النجوم البعيدة جداً يستغرق ملايين السنين للوصول إلى الأرض.

7. احسب الزمن الذي تحتاج إليه موجة راديو للوصول إلى القمر، علماً أن القمر يبعد عن الأرض 380000 كـم، وسرعة موجات الراديو = 3 × 10⁸ م / ث

السرعة = المسافة / الزمن

الزمن المستغرق = السرعة / المسافة = 3 × 10⁸ / 38 × 10⁷ = 0.789470 ثانية.

8. حول بين الوحدات يبعد نجم 4.5 سنوات ضوئية عن الأرض، فإذا كانت السنة الضوئية 9.5 تريليون كم. فكم كيلومتراً يبعد النجم عن الأرض؟

بعد النجم عن الأرض = 4.5 × 9.5 = 42.75 ترليون كم.