علم الفلك للهواة في 15 دقيقة!

هل تعلم أن عينيك وحدها كفيلة بأن ترى أكثر من 2500 نجمة في الليلة مع ظروف إضاءة ضعيفة؟ و أن ليس كل ما تراه لامعاً في السماء كرأس الدبوس هو نجم , بل هو – ربما – كوكب أو قمر صناعي؟

ممارسة علم الفلك كهواية هو أمر غير مكلف بالمرة, كما أنه ليس صعباً و فيزيائياً رياضياً معقداً كما هي سمعة العلم الجميل بين الناس, بل هو سهل جداً مع التعلم المبسط, متعة الفلك تبدأ من فهم السماء فوق بيتك أو مدينتك, و لتفهم ذلك ببساطة اذهب إلى أقرب قاعة محاضرات ضخمة أو مسرح و قف في منتصف القاعة تماماً و تصور نفسك كوكب الأرض, عندها سوف يكون سقف القاعة و جدرانها بما فيها من لمبات الإضاءة الخافتة و اللامعة هو ما يسمى بالكرة السماوية (celestial sphere)

لقد تخيل القدماء أن الأرض هيا مركز كرة ضخمة من القطيفة, بها أخرم يدخل منها النور الالهي إلينا, و نحن في مركزها تماما, و الحقيقة هي اننا سوف نتعامل مع هذا الوضع الظاهري لكي نتعلم شكل السماء , كل شيء على الكرة السماوية يبدو بالنسبة لك على نفس المسافة منك, في حين أن الحقيقة ليست كذلك, فربما تنظر أنت الآن إلى نجمين بجانب بعضهما بينما الأول يبتعد عنك خمس سنين ضوئية و الآخر يبتعد ستين سنة ضوئية (السنة الضوئية هي المسافة التي يقطعها شعاع الضوء مسرعاً لمدة سنة كاملة .. و سرعة هذا الشعاع هي 300000 كيلومتر في الثانية الواحدة) أي أنهما يبتعدان عن بعضها تريليونات الكيلومترات! و لكنهما بالنسبة لك على الأرض يقعان كنقطتين متجاورتين كما توضح الصورة التالية.

لنفترض الآن أنك بدأت بالدوران حول نفسك بسرعة (في القاعة اياها) فسوف تلاحظ طبعاً أن الجدران و اللمبات و السبورة بدأت هي الأخرى في التحرك و الدوران بالنسبة لك و هذا طبعاً غير صحيح, فأنت المتحرك الوحيد في القاعة و لو أنك في حجم الأرض و جدران القاعة في حجم القبة السماوية فسوف تظن – يا من تسكن على الأرض – أن النجوم تتحرك في السماء بينما كوكبك تحت قدميك هو المتحرك الأصيل

لا تتوقف عن الدوران و اطلب من أحد أصدقائك الانتقال بالمشي في خط ممستقيم ما بين منصة الأساتذة في المدرج و باب المدرج و لا حظ ما يحدث, فسوف يكون بسيطاً و لكنه مهم للغاية, فأثناء دورانك سوف تلاحظ حركة صديقك هو الآخر و كأنها دوران من اليسار إلى اليمين مثلاً على خلفية ثابته من الجدران و اللمبات, كما أن سرعة دورانك لو كانت أكبر أو أصغر من سرعة انطلاقه فسوف تؤثر بقوة على شكل حركته بالنسبة لك و أنت تدور و لو كنت الأرض و كان هو جسم مار بها أو كوكب فسوف ترى – يا ساكن الأرض – ذلك الكوكب أو الجسم في السماء يدور و يسبق أو يتأخر في دورانه دورانك أنت و ذلك بالطبع ليس صحيحاً و لكنه (اعتباري), و لذلك اتفق الجميع على أن الكرة السماوية و حركات الأجسام فيها (إعتبارية) .. أي غير حقيقية و لكنها تدرس و نتعلمها هكذا بكل بساطة, على خلفية في وعينا أن تلك الحركات مرتبطة بحركة أرضنا الطيبة. و لذلك فدائماَ ما نلاحظ حركة الأجرام (كالنجوم و الكواكب و القمر و الشمس) في السماء من الشرق(شروق) إلى الغرب (غروب) كما في الرسمة السابقة

الآن انظر فوق رأسك مباشرة و تعرف على السمت (ماذا؟!) .. اها .. السمت هو أعلى نقطة في السماء فوق رأسك مباشرة و يدعى (zenith) و هو مصطلح مهم جداً لهواة الفلك حيث أن الخط الذي يبدأ من الشمال عند الأفق الشمالي ثم يتجه ناحية الجنوب عند الأفق الجنوبي ماراً بنقطة السمت على شكل قوس ضخم أمام عينيك الآن هو دائرة الزوال أو (meridian) و هو الآخر مصطلح مهم جداً لهواة الفلك, تعرف عليه في الرسمين السابقين.

و هذا سؤال سهل سوف يجيب عليه دب كبير أو ملكة إثيوبية جميلة بعد قليل, و لكن دعنا نتعرف على واحد من أهم مصطلحاتنا عن السماء و هو (الكوكبة ) أو (constellation) و الكوكبة هي شكل على هيئة خطوط كأعواد الكبريت مثلاً بين مجموعة من النجوم القريبة من بعضها في السماء رسمه الأقدمون كطريقة مبسطة لحفظ السماء و نجومها و تجمعاتهم معاً و عرضوا من خلال تلك الرسومات الخيالية أساطيرهم و حيوانات محببة لهم و أبطالهم و تصوراتهم و هي طبعاً تختلف عن الكوكب و الكويكب

الكوكب: مثل زحل و المشترى و الارض, جرم سماوي يدور في مدار حول نجم أو بقايا نجم في السماء وهو كبير بما يكفي ليصبح شكله مستديرًا بفعل قوة جاذبيته، ولكنه ليس ضخمًا بما يكفي لدرجة حدوث اندماج نووي حراري

الكويكب: كالكوكب لكنه ليس كبيرا بما يكفي ليصبح شكله مستديراً, مثال على ذلك حزام الكويكبات

هل ترى كيف أن تجمع النجوم في السماء يشبه الكلب؟ .. لقد تصورها القدماء كذلك أيضا, هذه المجموعة من النجوم غير ذات أي علاقه ببعضها, قد تكون أحدهم على بعد 8 سنين ضوئية و الاخرى على بعد 50 سنة ضوئية, لكن من وجهة نظرنا على كوكب الارض تبدو النجوم هكذا, لا أكثر
و يعترف الاتحاد الدولي حالياً ب88 كوكبة في كل السماء من حولنا. و قديماً كانت تسمى نجوم الكوكبة بأسماء ملوك أو أجزاء من جسد صاحبها أو غيره و لكن النظام الحديث يقضي بأن تسمى نجوم الكوكبة من ألمع النجوم فيها إلى أكثرهم خفوتاً بنفس ترتيب الحروف اليونانية فالنجم ألفا الدب الأكبر هو ألمع نجم في كوكبة الدب الأكبر, و النجم بيتا الجبار هو ثاني ألمع نجم في كوكبة الجبار و هكذا.., و في الجدول التالي سوف تتعلم ترتيب الحروف اليونانية:

اللمعان الظاهري
و بالطبع ينقلنا الحديث عن لمعان النجوم إلى طرح معنى (لمعان النجوم) أو (Magnitude) و هو مصطلح يعبر عن الفرق ما بين لمعان النجوم بالنسبة إلينا على الأرض و هو الآخر فكرة اعتبارية حيث أن لمعان النجم لا يعني قربه من الأرض فقط بل من الممكن أن يعبر عن حجمه أو كم اشعاعه أو قربه أو أي شيء و لذلك يسمى باللمعان الظاهري أو (Apparent magnitude) و يعطيه العلماء أرقام تبدأ من السالب للموجب و عليك أن تعرف أن النجم الذي لمعانه 1 هو ألمع مرتين و نصف من النجم الذي لمعانه 2 .. و أن النجم الذي لمعانه ( 1-) هو ألمع مرتين و نصف من النجم الذي لمعانه صفر و هكذا ما بين الوحدة و الوحدة يختلف اللمعان بمقدار مرتين و نصف و أكرر أن اللمعان يزيد كلما اتجهنا نحو الرقم السالب و هكذا.. و ألمع نجم في السماء هو الشعرى اليمانية Sirius و لمعانه -1.46 و طبعاً الشمس هي ألمع جسم في السماء و لمعانها −26.74 و و النجم بينما النجمة فيجا لمعانها 0.03 أي أقل منهم .. هكذا.. ,

إحداثيات سماوية
جميل جداً, لقد تخطينا معاً مجموعة كبيرة من الحواجز السماوية و اقتربنا جداً من امتلاك خريطة نجمية و فهمها, و لنتعرف الآن على مجموعة هامة للغاية من النقاط في القبة السماوية لكن – بداية – أطلب منك العودة إلى القاعة الضخمة و البدء في الدوران حول نفسك من جديد و استطلاع دوران الجدران و اللمبات مرة أخرى و لكن هذه المرة أطلب منك تحديد الجزء الوحيد في كل القاعة الذي لن يدور بالنسبة لك أثناء دورانك؟ نعم انه النقطة من السقف التي تقع فوق رأسك مباشرة انه القطب الشمالي السماوي لو افترضنا الكرة السماوية كرة ضخمة و الأرض مركزها, و لو أنك واقف الآن فوق القطب الشمالي للأرض فـ فوق رأسك مباشرة يقع القطب السماوي الشمالي (Northen celestial pole) و في مقابله بالأسفل تماماً يقع القطب الشمالي الجنوبي (Northen celestial pole) و بالطبع سوف تكون الدائرة الضخمة التي تمر على كرة السماء بين القطب السماوي الشمالي و الجنوبي هو خط الاستواء الشمالي (Celestial equator)

و بما أنك هنا في مصر فسوف ترى القطب الشمالي السماوي مائلاً على الأفق الشمالي بزاوية 30 درجة مثلاً لو كنت في الدلتا , بالضبط مثل صديقنا الذي يقف على الأرض في الرسم السابق بميل عن القطب الشمالي الأرضي فسوف يرى القطب الشمالي مائلاً على الأفق بزاوية ما و بالطبع كلما ارتفعنا في دوائر العرض على الأرض أكثر, كلما اقترب القطب الشمالي من منطقة( فوق رأسنا) مباشرة, و في القطب الشمالي يكون (السمت) هو القطب الشمالي السماوي طبعاً .. أم ماذا؟

تائه في الصحراء
كيف إذن نتعرف على القطب الشمالي السماوي من فوق سطوح بيتنا؟

الموضوع بسيط جداً و لكن يحتاج لبعض من الصبر .. فأنا سوف أخبرك الآن عن كوكبتين يمكنك من خلالهما التعرف على نجمة الشمال .. و لكن تعرف طبعاَ أنك لن تصعد لسطوح بيتكم لتجد خطوط تشبه أعواد الكبريت في السماء , يجب عليك أن تركبها معاً في خيالك .. انظر في السماء و ابحث عن المغرفة !!

أما الطريقة الثانية فهي من خلال كوكبة أخرى و هي كوكبة كاسيوبيا (Cassiopeia) .. و التي تشبه حرف w في الإنجليزية .. و في الصورة نوضح كيف أن المثلث الأوسع في الكوكبة يوضح مكان النجم القطبي بالإشارة إليه:

لا تتوقع أن إيجاد المغرفة و كاسيوبيا سوف يكون سهلاً , فالسماء مملوءة بالنجوم و قد تأخذ بعض الوقت و التركيز لتتضح لك الكوكبتين و حينما تتعرف عليهما فأنا (كأول المصافحين) أرحب بك في عالم السماء المذهل ,فلقد وضعت قدميك – كاملتين – على الدرجة الأولى من سلم الهواية.

لقد وصلنا الآن إلى مرحلة جيدة جداً من التعرف على السماء, و ربما ما تعرفه الآن عنها يمكنك فعلياً من استخدام خريطتك الفلكية و الصعود فوق السطوح أو الإنتقال لأقرب حقل أو مكان واسع, و لنبدأ البحث معاً.

تعلمنا أن النجم القطبي لا يوجد فوقنا مباشرة (لأننا في مصر) بل هو يوجد في مكان ما فوق الأفق الشمالي بثلاثين درجة تقريباً, و نحن نعرف جميعاً الآن أن ما يدور هو نحن و ليس السماء, و ما نعرفه أيضاً أنه في الليل تدور كل السماء من الشرق إلى الغرب عدا نقطة واحدة .. ما هي؟
بالضبط (النجم القطبي) , فهو مركز السماء, و لو افترضنا ان السماء عبارة عن صفحة دائرية تدور, فهي تدور حول النجم القطبي و هو المركز و لذلك فغالباً ما سوف نلاحظ مع مرور الوقت أن السماء تتحرك هكذا في الشمال:

دعنا الآن نترك موضوع الخريطة جانباً و أعدك أن نعود إليه بعد قليل و لكن يجب أن تتعرف على دوران الأرض حول الشمس أولاً, فكلنا يعرف جيداً أن الأرض تدور حول الشمس مرة واحدة كل 365 يوم تقريباً, و لنفترض الآن أننا عدنا أنا و أنت لقاعة المدرج مرة أخرى و وقفت أنا في منتصف القاعة و في يدي (كشّاف) مضيء ضخم , و طلبت منك أن تدور حولي بانتظام في شكل دائرة واسعة, ثم وجهت أنا الكشاف المضيء بقوة ناحيتك بينما أنت تدور, و الآن انظر ناحية الكشاف, ماذا ترى؟؟ – بالضبط, لا شيء غير النور من الكشاف, هل ترى أي شيء خلفي؟ هل ترى منصة الأساتذة مثلاً؟!…

– بالضبط تاني مره, أنت لا تستطيع أن ترى أي شيء يقع خلفي أنا طالما أنا أضرب وجهك بضوء الكشاف الضخم, و لكن أعطني الآن ظهرك بينما تدور, هل ترى شيئاً؟
– بالتأكيد ترى كل شيء أمامك فالضوء الآن في ظهرك, و بينما أنت تبدأ في الملل منّي أنصحك بأن تخرج مسرعاً من القاعة لتعتبر نفسك الأرض بينما تعتبرني أنا الشمس المضيئة التي تدور الأرض حولها, بالنهار حينما تواجه بلدتك الأرض لن تستطيع أن ترى أي شيء في السماء غير الشمس التي تعمي نظرك عن كل ما هو موجود في السماء من نجوم بما فيه المنصة في القاعة في حين أنك – أثناء الليل سوف تعطي ظهرك للشمس و ترى كل السماء, و بما أنك تدور حول الشمس فذلك معناه أن النجوم التي تراها في يناير مثلاً لن تستطيع أن تراها في يوليو – أي بعد 6 شهور – لأن لأنك سوف تكون قد ذهبت (ورا الشمس) و ما كنت تراه ليلاً سوف يكون الآن في السماء نهاراً

النجوم التي سوف تراها ليلاً (انظر إلى يسار الرسم) تختلف من شهر لآخر و هذا يعني أنه بشكل عام تختلف كوكبات كل فصل من فصول السنة و لذلك فغالباً ما تعتمد أطالس النجوم البسيطة على تلك الفكرة, بينما تعتمد الأطالس الأكثر تعقيداً على الاختلافات الشهرية و هكذا. و في الغالب ما تكون هناك كوكبات لامعة مشهورة تميز كل فصل عن الآخر ففي الشتاء مثلاً نرى كوكبة الجبار و كوكبة الكلب الأكبر بنجمها اللامع (الشعرى اليمانية) و في الصيف نتعرف على القيثارة و في الخريف نرى كوكبة الفرس الأعظم في منتصف السماء و أندروميدا مثلاً و هكذا في كل فصل كوكباته الأكثر لمعاناً و التي تميزه عن غيره.

و السؤال المهم حالياً هو: و لكني أرى كل من الدب الأكبر و الملكة كاثيوبيا طوال العام؟

و الإجابة في الرسم السابق أيضاً, , فكما ترى النجوم التي تقع في شمال الكرة السماوية تظل ظاهرة شمالاً بالنسبة للراصد طول فصول السنة بينما تظهر النجوم التي تقع حول خط الاستواء السماوي لا تظهر إلا حينما تكون الشمس في الاتجاه المقابل من الكرة السماوية و تسمى المجموعات النجمية التي تظهر طوال العام بالمجموعات القطبية أو (circumpolar conestillations)

دائرة الأبراج
رائع جداً جداً .. استطعنا إلى الآن الوصول لمستوى جيد للغاية .. بل ولازال لدينا قبل امتلاك خريطة النجوم مصطلحاً واحداً .. دائرة البروج ..

لنبدأ معاً بالحديث عن دائرة البروج (ecliptic or zodiac), و هي تلك الدائرة التي تجري فيها الشمس في السماء, ونحن نعلم أننا دائماً في الخلفية السماوية سوف نجد ماذا؟
نجوم .. بالطبع نجوم, و لذلك فدائرة البروج: هي تلك الدائرة من الكوكبـــات التي تقــع خلف الشمس مباشــرة
خلال دورانها في السماء, أو الأصح أن نقول (خلال دوران الأرض حول الشمس كما يظهر في الشكل السابق بالضبط), فنحن نعلم أن الأرض في نوفمبر تقف مع الشمس على خط واحد ليضربا كوكبة العقرب (scorpius) .. ثم في يناير تكون الكوكبة المضروبة هي الميزان (Libra) و هكذا .. ليصنعاً معاً خلال سنة واحدة دائرة في السماء تسمى دائرة البروج , حيث تمر الشمس كل شهر تقريباً خلال كوكبة واحدة من 12 كوكبة (برج ) و هي الأبراج التي نعرفها, تلك التي يربطها المنجمون بالحظ و غيرة. علماً بأن السماء مملوءة بالكوكبات, و لكن تلك المجموعة هي – فقط – التي تدور خلالها الشمس طوال العام.
Untitled ليست كوكبات البروج فقط هي ما يدور خلال دائرة البروج, و لكن هناك أيضاً الكواكب, و القمر, ذلك لأن المجموعة الشمسية و كواكبها و أقمار كوكبها جميعاً تقع في مستوى دوران واحد مع الشمس, و هو ما يعني أنهم جميعاً سوف يتحركون مع الشمس و الأرض في دائرة البروج.