الدرس الثاني: النجوم والمجرات

أنظر وأتساءل

عندما أنظر إلى النجوم تبدو متوزعة في مجموعات ذات أشكال مُحددة.

فهل النجومُ في هذه المجموعات مترابطةً بشكل من الأشكال؟ وهل تقع هذه النجوم على البعد نفسه من الأرض؟

النجوم تظهر بأشكال مختلفة في السماء غير أن هذه الأشكال مجرد خيال علماً بأن هذه النجوم لم تتجمع معاً عن طريق الجاذبية أو أي وسيلة أخرى.

أستكشف

أكون فرضية

هل يمكن معرفة مدى السطوع الحقيقي لنجم ما بالنظر إليه من الأَرضِ؟ أكتب إجابتي في صورة فرضية كالآتي: "إِذا كان الجرم الساطع بعيداً جدّاً عنا فسوف ...."

يبدو باهتاً.

أختبر فرضيتي

1. ألاحظ. يحمل طالبان المصباحين المضيئين، ويقفان على بعد مترين مني. وأقوم بدور الملاحظ الذي يقوم بتسجيل ما يراه، هل أحد المصباحين أسطع من الآخر؟ كيف يمكن معرفة ذلك؟

المصباح الأكبر يكون أكثر سطوعاً.

2. ألاحظ. يقترب الطالب الذي يحمل المصباح الصغير إلى مسافة ۰ متر مني، بينما يبتعد الطالب الذي يحمل المصباح الكبير إلى مسافة 8 أمتار. أسجل ما أراه. هل يظهر أحد المصباحين لي الآن أسطع من الآخر؟ كيف تغير سطوع كل منهما؟

المصباح الأكبر يكون أكثر سطوعاً.

3. أقيس. أطلب إلى الطالبين التحركَ إلى الأمام أو إلى الخلف حتى يظهر سطوعاً المصباحين لي متساويين، ثم أقيس بعد كل من المصباحين عني.

المسافات ستختلف، ولكن لابد أن يكون المصباح الضوئي الأكبر بعيداً عن الشخص الملاحظ.

أستخلص النتائج

4. أفسر البيانات. إذا رأيت مصدرين للضوء من بعيد فهل يخبرنا مدى سطوعهما الظاهري عن سطوعهما الحقيقي؟

السطوع الظاهري يعتمد على السطوع الحقيقي للنجم وليس عن بعده.

أقارن. فيم تتشابه المجموعات النجمية وفيم تختلف؟

• أوجه التشابه: تتكون جميعها من تجمع من النجوم وتظهر جميعها قريبة بعضها من بعض وتأخد شكلاً معيناً في السماء.
• أوجه الاختلاف: لكل مجموعة عدد مختلف من النجوم وتكون أشكال مختلفة وتقع على مسافات مختلفة من الأرض.

التفكير الناقد. يستغرق ضوء الشمس نحو 8 دقائق للوصول إلى الأرض فهل تبعد الشمس عن الأرض أكثر من سنة ضوئية أم أقل؟ أفسر إجابتي.

تبعد الشمس عن الأرض أقل من سنة ضوئية لأن السنة الضوئية هي المسافة التي يقطعها الضوء خلال سنة وهذه المدة الزمنية أقل من سنة ضوئية.

أقارن. كيف تشبه الشمس النجوم الأخرى؟

تشبه الشمس باقي النجوم بأنها كتلة غازية شديدة السخونة يحدث في مركزها تفاعلات نووية وينطلق منها كميات هائلة من الطاقة.

التفكير الناقد. هل الشمس أكبر أم أصغر حجماً من النجوم الأخرى؟

الشمس نجم متوسط الحجم فهناك نجوم أكبر حجماً ومنها النجوم فوق العملاقة الحمراء بينما الأقزام البيضاء نجوم أصغر حجماً من الشمس.

أقارن. بين كمية الغبار والغاز في المجرات اللولبية وكميته في المجرات غير المنتظمة.

• أوجه التشابه: كلاً من المجرات الغير المنتظمة والمجرات اللولبية تحتوي على نجوم تدور حول مركز المجرة.
• أوجه الاختلاف: المجرة غير المنتظمة تشبه الغيمة وليس لها شكل محدد ومعظمها من الغبار والغاز، أما المجرة اللولبية تبدو كالدوامة وتكون أذرعها ملتفة حول مركز المجرة وهي غالباً تحوي مركز المجرة وهي غالباً تحوي كمية من الغبار.

التفكير الناقد. ترى ما خصائص المجرات غير المنتظمة التي تجعل العلماء يعتقدون أنها نتجت عن تصادم مجرات أقدم منها؟

شكلها غير منتظم وكمية السديم الموجودة فيها حيث تتكون معظمها من الغبار والغاز.

أقارن. بين الغلاف الجوي للأرض الأولية والأرض الحالية.

الغلاف الجوي للأرض الأولية يتكون من غاز الهيدروجين والهيليوم، أما الغلاف الجوي الحالي للأرض فيتكون من الأوكسجين والنيتروجين وثاني أكسيد الكربون وبخار الماء.

التفكير الناقد. ماذا يمكن أن يحدث إذا بقي حجم الأرض الأولية صغيراً جداً؟

لا يكفي هذا الحجم الصغير جداً لعيش المخلوقات التي تعيش عليه الآن.

أفكر وأتحدث وأكتب

1. المفردات. تجمع النجوم الذي يأخذ شكلاً معيناً في السماء يسمى المجموعة النجمية.

2. أقارن. فيم تختلف الشمس عن النجم الأحمر العملاق؟

3. التفكير الناقد. لماذا يعتقد العلماء أن للنجوم دورات حياة؟

يعتقد العلماء أن للنجوم دورات حياة بسبب اختلاف خصائص النجوم فيولد النجم ويكبر ثم يتلاشى ولكل مرحلة خصائص للنجم تختلف عن غيرها من المراحل.

4. أختار الإجابة الصحيحة. أي مما يأتي ليس من أشكال المجرات؟

أ. اللولبي.

ب. الإهليلجي.

ج. غير منتظم.

د. المربع.

5. أختار الإجابة الصحيحة. ما الذي يحدث للكون منذ لحظة الانفجار العظيم إلى اليوم؟

أ. يسخن.

ب. ينكمش.

ج. يتمدد.

د. ينفجر.

6. السؤال الأساسي. ماذا نعرف عن الكون خارج نظامنا الشمسي؟

المجموعات النجمية:

المجموعات النجمية (البرج السماوي) تجمع من النجوم يأخذ شكلاً ظاهرياً معيناً في السماء كما نراها من نظامنا الشمسي ومن ذلك مجموعة الصياد ومجموعة العقرب.

المجرات:

• المجرة مجموعة كبيرة جداً من النجوم التي ترتبط معاً بالجاذبية وتتحرك النجوم حول مركز المجرة تماماً كما تدور الكواكب حول الشمس.
• المجرات مختلفة في الشكل والعمروالتركيب ويمكن تصنيفها اعتماداً على شكلها إلى اللولبية والإهليلجية وغير المنتظمة.
• المجرة غير المنتظمة ليس لها شكل محدد وتشبه الغيمة ومعظمها من الغبار والغاز ويعتقد أن هذه المجرات قد نشأت عن تصادمات بين مجرات أقدم منها.
• المجرة اللولبية تبدو كالدوامة وتكون أذرعها ملتفة حول مركز المجرة وهي تحوي غالباً كمية من الغبار.
• المجرة الإهليلجية تكون ذات شكل بيضي وليس لها أذرع لولبية وتكاد تخلو من الغبار.
• تقع المجموعة الشمسية في مجرة تسمى درب التبانة وهي مجرة لولبية الشكل تدور فيها النجوم ومنها الشمس حول مركز المجرة وتخرج الأذرع اللولبية من هذا المركز وتلتف حوله وتحوي هذه الأذرع كميات كبيرة من الغاز والغبار بخلاف النجوم ويقع نظامنا الشمسي في أحد هذه الأذرع اللولبية ولا يمكن رؤية مركز مجرتنا بصورة واضحة بسبب الغبار الواقع بيننا وبين مركزها.