لطالما فتنت الكواكب الراصدين القدماء للسماء ، فنسبوا اليها قوى غريبة ، اليوم وبعد ادراكنا مدى اتساع الفضاء بين النجوم ، اخذت الكواكب واقمارها تحظى باهتمام خاص باعتبارها الاجرام السماويه الوحيدة في الوقت الحالي التي قد نتوصل الى سبر اغوارها .
لقد عرف وجود الكواكب السياره منذ الاف السنين ، خمسه منها عرفها المصريون منذ
نحو 5 الاف سنه .
لقد لاحظ اولئك العلماء الذين كانوا يوصفون بالحكماء والذين كانوا يراقبون السماء ليدرسوا حركة النجوم لا حظو ان النجوم تشرق من الشرق وتغرب من الغرب ووجدوا انها تفعل ذلك ليلية بعد ليلية ، فيما عدا انها كانت تبكر في الشروق والغروب اربع دقائق في كل ليلية عن الليلة السابقه لها ، وتوالى الليالي يجعل الدقائق تتجمع. فبعد مضي اسابيع ، لاحظوا ان النجوم التي راوها تشرق في اواخر الليل تظهر مرتفعه في السماء بمجرد ان تغرب الشمس ويسمح الظلام برؤية النجوم. اما تلك التي كانوا يرونها في غرب السماء عقب مغيب الشمس فقد اصبحت عقب الغروب تحت الافق.
وبعد اشهر قليلة ادركو ان السماء قد تغيرت تدريجيا فلم يعودوا يرون في الربيع نفس النجوم التي كانوا يرونها في الشتاء ، ولم يدركوا ان تلك النجوم الجديدة كانت موجوده في النهار السابق ، ولكنهم راوا بوضوح انه عندما يمر عام كامل تعود جميع النجوم الى مواضعها السابقه وكانت على الوام تشغل نفس الاماكن التي كانت تشغلها من قبل، ولم يكن يبدو انها تغير اماكنها بالنسبة لبعض مطلقا. ولذلك اطلق عليها القدماء اسم انجوم الثابته.
ولكن هؤلاء العلماء لا حظو ايضا ان النجوم لم تكن كلها ثابته ، اذ وجدوا انه من بين النجوم اللامعه يوجد عدد قليل جدا ، تغير مواضعها بالنسبه للنجوم المحيطةبها ، فاطلقوا عليها اسم النجوم الجواله او السيارات.
واكتشفوا خمسة منها سموها : عطارد والزهره والمريخ والمشتري وزحل. ولما كانت الشمس والقمر يغيران موضعهما بالنسبه للنجوم الثابته ايضا فقد ضموها الى السيارات واعتقدوا انها تدور حول الارض . كما كانوا يعتقدون ان النجوم الثابته تدور حول الارض ايضا ، ولم يخطر على بالهم قط ان الارض نفسها هي احدى السيارات.
واليوم نحن نعلم ان النجوم الثابته ليست ساكنه في اماكنها بل انها تتحرم فعلا، ولكن نظرا لا بعادها الشاسعه فان حركتها تبدو بطيئة جدا بحيث انه في مدى عمر الانسان لا يستطيع احد ان يلاحظ أي اختلاف في مواضعها.
كـواكـب الـنـظـام الـشـمـسـي ،،،،،
ان كواكب النظام الشمسي جميعا تدور حول الشمس وهي لا تضىء بذاتها ، وبخلاف النجوم فان الكواكب اذا رصدت من خلال التلسكوب فانه تظهر على هيئة قرص دائري وليس على هبئة نقطة.
وقد زادت كواكب النظام الشمسي منذ ان كشف القدماء هذه الكواكب الخمسةالتي هي اشد لمعانا فقد كشف ثلاثه كواكب اخرى هي اورانوس ونيبتون وبلوتو وموخرا تم تكتشاف عاشر كواكب النظام الشمسي المعروف باسم سيدنا. بالاضافه الى هذه كشف الفان من الكويكبات الصغيره وهي تسمى ط" انجميات ، وهي تدور جميها حول الشمس في نفس المستوى تقريبا على ابعاد متفاوته منها .
وتتشابه جميع اكواكب في حركاتها بحيث يبدو كانها تتبع قواعد مرور معينه ، فهي تدور حول الشمس في اتجاه واحد ضد دوران عقرب الساعه ، ماعدا الكوكب سيدنا .
نحن نعلم اليوم ان الكواكب السياره مثل الارض غير مضيئة بذاتها ، وهي تلمع بنور الشمس الذي يتعكس عنها . لكن الفلكيين القدماء اعتقدوا ببساطة ان الكواكب السياره هي نجوم تائهه ، فاعطوها اسماء الهتهم الاسطورية.
واسماء هذه الكواكب بللاتينية كما يلي عطارد رسول الالهة المجنح ، الزهره الهه الحب ، المريخ اله الحرب ، امشتري ملك الالهة ، زحل والد المشتري. ولقد لاحظ الفلكيون القدماء هذه " النجوم التائهه ) لكنهم لم يتوصلوا الى معرفه تفاصيل تحركتها.
اصــل الـنـظـام الـشـمـسـي ،،،،،
على الرغم من ان اصل الكون لايزال مجهولا حتى الان فاننا نتوقع ان تكون مساله تكون النظام الشمسي امرا محلولا لكن الوضع هنا لا يزال يكتنفه الغموض وليس هناك نظرية واحدة مقنعه تماما .
لقد جاءت الاساطير القديمة باراء عن اصل الارض والكواكب السياره ، لكن النظرية العلميه الاولى اقترحها العالم الرياضي الفرنسي لابلاس (Laplace) في العام 1796. فقد افترض ان الشمس والكواكب السياره نشات من سحابة غازية كانت تدور ببطء ثم اخذت تبرد وتنكمش على نفسها فتدور بسرعه متزايدة . ومع مرور الزمن انفصلت حلقات من المادة عن طرف السحابه وتقلص القسم المركزي فتكونت الشمس منه اما الحلقات المنفصله فق افترض انها هي اصل الكواكب .
كان احد الاعتراضات على هذه النظريه مساله الزخم الزاوي وهو : المقدار الذي يعتبر قياسا للطاقه الدورانية للجسم ، وهناك قانون يقول بان الزخم الزاوي يمكن نقله من جسم لاخر لكنه لا يفني .
ونحن نعلم اليوم ان الزخم الزاوي في النظام الشمسي مركزة الكواكب السياره بيما بموجب قانون لابلاس حول السحابه المنكمشه يجب ان يكون معظم الزخم الزاوي في الشمس
وقد تجاوز السير جايمس جينز مشكلة الزخم الزاوي ، باقتراحة ان نجما اخر مارا قرب الشمس سحب منها شعله على شكل " سيجار " ووضعها في مدار حول الشمس. ومن هذه الشعاه افترض تم افتراض تكون الكواكب الكبرى في الوسط والصغرى عطارد وبلوتو عند الطرفين، وقد رافق هذه النظرية كثير من المغالطات فطرحت جانبا.
ان معظم النظريات الحديثه اليوم مشتقه من فرضية لابلاس الاصليه . وقد تم تجاوز مشكلة " الزخم الزاوي " بافتراض ان هذا المقدار قد انتقل من الشمس الى السحابه عن طريق واسطة فاعله كالمجالات المغنلطيسية، وبعباره اخرى تقلصت حركة الشمس ، وازدادت سرعه السحابه. وقد اقترح الاستاذ ( M.M Woolfson ) من جتمعه يورك نظرية مد وجزر تقول ان مادة الكواكب جذبتها الشمس من نجم عابر وهذه النظرية تبدو على جانب كبير من التوفيق، لكنها لم تحظى بقبول واسع.
حــركــة الـكـواكــب ،،،،،،
تتحرك الكواكب العشره مع اقمارها ان كان لها اقمار حول الشمس على مسافات تترواح بين 36 مليون ميل كما هي الحال بالنسبة لكوكب عطارد و 3666 مليون ميل بالنسبة لكوكب بلوتو ، اما فتره دورتها الفلكية فتتراوح بين 59 يوما و 249 سنه على التةالي.
تدور معظم الكواكب ما عدا " سيدنا " في نفس الاتجاه وفي نفس المستوى تقريبا ، لذلك يمكن العثور عليها ضمن شريط ضيق في السماء يعرف بمنطقة البروج.
لقد برهن جوهانس كبلر ان الكواكب تسير في افلاك اهليجية ، والاهليج هو على شكل دائرة مكبوسة، ولة بؤرتان ، اما الدائرة فلها بؤرة واحدة هي المركز .
يعبر عن قياس الاهليج " بالاختلاف المركزي) فكلما زاد الاختلاف المركزي ضاق الاهليج. وليست الدائرة سوى اهليج يبلغ اختلافة المركزي صفرا. ويتراوح الاختلاف المركزي لافلاك الكواكب بين (0.007) للزهره و (0.248) لبلوتو بينما يكون للمذنبات افلاك ذات اختلافات مركزية كبيره.
لقد وضع الفلكي الألماني جوهانس كبلر ثلاثة قوانين لتحركات الكواكب حول الشمس :
1 – تتحرك الكواكب حول الشمس في أفلاك اهليجية ، وتقع الشمس في إحدى بؤرتي الأهليج.
2 – يرسم الخط بين الكوكب السيار والشمس ( متجه نصف القطر ) مساحات متساوية في الفضاء في أوقات متساوية ، وهكذا يكون الكوكب أسرع عندما يكون اقرب إلى الشمس (نقطة الرأس) وابطا عندما يكون ابعد عن الشمس ( نقطة الذنب)
3 – يتوقف مربع الدورة الفلكية على مكعب المسافة بين الكوكب والشمس . وهذا يعني انه إذا كان بعد أحد الكواكب السيارة معروفا ، يصبح بالإمكان حساب أبعاد الكواكب الأخرى إذا كنا نعرف مدة دورتها الفلكية.
اقــتـران الــكـواكــب ،،،،
يسمى الكوكبان اللذان يتحركان داخل فلك الأرض ، وهما (عطارد والزهرة) الكوكبان السفليان، بينما تدعى تلك التي تتحرك خارج فلك الأرض الكواكب العليا. وعندما يقع أحد الكواكب السيارة في خط مستقيم مع الشمس كما يشاهد من الأرض ، يقال انه في الاقتران. وهكذا تكون الكواكب السفلي في الاقتران عند نقطتين في أفلاكها ، واحدة عندما تقع بين الارض والشمس ، الاقتران السفلى واخرى عندما تكون عند الجانب البعيد عن الشمس الاقتران العلوي.
وللكواكب العليا اقتران علوي واحد لانه لا يمكنها المرور بين الارض والشمس.
مــطــال الــكــواكــب ،،،،،
عندما تكون الكواكب الداخلية عند ابعد المسافات الظاهرية عن الشمس ، تصبح الزاويه بين الأرض ، والكوكب والشمس 90 درجة. ويسمى هذا الوضع المطال الاعظم ، (الشرقي او الغربي) وفقا لموقع الكوكب في السماء غرب الشمس او شرقها.
يكون الكوكب مرئيا في سماء الليل عند المطال الشرقي ويمكن رؤيته في الصباح قبل شروق الشمس عند المطال الغربي.
ويظهر نصف وجه الكوكب عند المطال الأعظم فيقال عندئذ ان الكوكب في التربيع.
يكون الكوكب الخارجي في ( الاستقبال) عندما يقع على خط يمر عبر الشمس والأرض. ويكون عندها اقرب ما يكون من الأرض، ساطعا كما لم يسطع من قبل ، ويشاهد على احسن حال عند منتصف الليل . وعندما تساوي الزاوية بين الشمس والأرض والكوكب 90 درجة ن يقال ان الكوكب في التربيع ، وتسمى المدة بين استقبالين متتالين للكوكب الدورة الاقترانية ، وهي غير الدورة المدارية ، ذلك لان الأرض نفسها تتحرك ومن الحركة النسبية للكوكبين تتولد ظاهرة الاستقبال.
لـمـاذا تـبـقـى الـكـواكـب تـسـير فـي أفـلاكـها حـول الـشـمس؟!
جاء الجواب على اعظم رجال العلم في سائر العصور اسحق نيوتن( Isaac Newton) ولد نيوتن عام 1642 وقد حقق لنفسه مكانه في كل حقل من حقول العلم المعروفة في ذلك الوقت وعلى الأخص الرياضيات والفيزياء والفلك.
لقد قيل وربما في الآمر حقيقة أن نيوتن شاهد مرة تفاحة تسقط من شجرة فبدا يتساءل عن سبب ذلك . وقادة حبل أفكاره إلى اقتراح فكرة الجاذبية العالمية . فقد بين نيوتن أن كل جسم يجذب جسم آخر بقوة تعتمد على كتلتي الجسمين وعكس مربع المسافة بينهما، فإذا زادت المسافة إلى الضعف نقصت القوة إلى الربع هذه القوة التي هي من الضالة بحيث لا يمكن ملاحظتها بيم الأجسام الصغيرة تظهر واضحة في حاله الأجرام الفلكية. والجاذبية تحفظ الكواكب سريعة الحركة في مداراتها بدلا من تركها تتحرك بعيدا عن الشمس
لقد استمد "نيوتن" فكرته من مشاهدته لتفاحة تسقط من شجرة ، وقد شاهد ملايين الناس التفاح يسقط من الأشجار. ولكنهم لم يلقوا إلى ذلك بالا. أما نيوتن فقد اهتم بالأمر وتساءل عن سبب سقوط التفاحة ؟ واجاب على تساؤله بان الأرض تجذب التفاحة إليها ، وذهب إلى ابعد من ذلك وهو ان التفاحة أيضا تجذب الأرض بنفس القوة التي تجذب بها الأرض التفاحة، ونظرا لضخامة الأرض فإنها لا تستجيب لجذب التفاحة. أما التفاحة فلكونها صغيرة جدا ، فإنها تستجيب لجذب الأرض وهذا سبب سقوطها على الأرض. و أطلق نيوتن على هذه القوة اسم (قوة الجذب) ويطلق عليها أيضا اسم "قوة التثاقل" و "قوة الجاذبية"
ونحن جميعا نعلم ان الأرض تعمل كأنها تشد كل شيء نحو مركزها، فمثلا نعلم أننا لا نستطيع القفز إلى ارتفاع كبير ـ فان الأرض تشدنا نحوها، ونعلم أننا نحتاج إلى مجهود كبير حتى نستطيع رفع صندوق كبير مملوء بالكتب،ـ ونقول انه ثقيل، والذي نقصده ان الأرض تجذب الصندوق نحوها بقوة عالية بحيث أننا نعاني مشقة في رفعة ، ونعلم أيضا أننا إذا قذفنا كرة في الهواء فانه لا تستمر في الارتفاع لذ بعد قليل تنحني نحو الأرض ثم تسقط عليها.
ولم يقف نيوتن عند سقوط التفاحة ولا عند " الكرة المقذوفة" بل استمر يوجه لنفسة الأسئلة : هل ينطبق نفس قانون الجذب هذا على القمر؟ بمعنى هل تجذب الأرض القمر نحوها؟ وكان نيوتن يعتقد انك إذا دفعت جسما دفعة جعلته يتحرك في خط مستقيم ما لم يتدخل شيء يوقفة عن الحركة أو يجعله يتحرك في مسار آخر. فهل قوة الجذب هي التي تجعل القمر ينحني نحو الأرض على الدوام؟ وهل هذا هو السبب في ان مسار القمر بيضاوي الشكل؟
كان نيوتن يعلم حجم الأرض وحجم القمر والبعد بينهما . كما كان يعرف سرعة كل منهما ، و معدل " السقوط الخالص" أي سرعة جسم ساقط سقوطا خالصا، كالكرة مثلا ، بعد ثانية واحدة وبعد ثانيتين ، وهكذا.
وقام بأجراء عملياته الحسابية و أقنعته النتيجة التي وصل إليها بأنه كان على صواب فيما ذهب إليه ، وهو ان الأرض كما أنها تجذب التفاحة فإنها تجذب القمر أيضا. ولكن قوة الجذب لا تتوقف على كتلة الجسم فقط بل وعلى بعد أيضا.
وقانون الجذب يعمل بحيث انه إذا ضوعفت المسافة فان قوة الجذب تقل إلى التسع وهكذا ، أي ان قانون الجذب يعمل ، بالنسبة للمسافة وفق القانون التربيعي العكسي.
ومن المعلوم ان بعد القمر عن مركز الأرض يعادل بعد الأجسام التي على سطحها 60 ضعفا. وإذن فان قوة جذب الأرض للقمر تقل إلى واحد على ثلاثة آلاف وستمائة من قوة جذبها له لو انه كان على سطحها. وقد حسب نيوتن من ذلك ان القمر يسقط نحو الأرض بمعدل جزء من البوصة في الثانية الواحدة، ولكنه لا يهبط نحو الأرض كما تهبط الكرة المقذوفة وسبب عدم سقوطه على الأرض انه يتحرك بسرعة كبيرة محاولا السير في خط مستقيم ، وتكون النتيجة انه ينحني فقط حول الأرض، ويمكن القول بأنه يسقط حول الأرض ، والمدار البيضاوي الذي يدور فيه هو نوع التوازن بين محاولة الأرض جذب القمر ومحاولة القمر السير في خط مستقيم.
وتمكن نيوتن من إقناع الجميع بأنه على صواب فان النتائج التي وصل إليها من تطبيق قانون الجذب أقنعت جميع العلماء بان قانون الجذب أهم قانون طبيعي في الكون المادي كلة ، واصبح يعادل في الأهمية إن لم يفق قانون " اينشتاين" والذي يقول أن المادة يمكن أن تتحول إلى طاقة.
عـبـور الـكـواكـب أمـام الـشـمـس :
تحدث حالة نادرة لكوكب عطارد وكوكب الزهرة وهو ان يعبرا امام قرص الشمس ، وهي حالات تمسى " العبور " وكانت تكسب اهمية عظيمة في الماضي اذ يمكن بواسطتها معرفة بعد الكواكب : فاذا سجل مشاهدان تفصل بينهما مسافه كبيره لحظة عبور الكوكب امام الشمس ، فانهما يحصلان على نتيجتين مختلفتين بسبب ظاهرة اختلاف المنظر ، ثم تستخدم قوانين كبلر للحصول على ابعاد بقية الكواكب ، ويمكننا اليوم قياس المسافه التي تفصلنا عن كوكب الزهرة بواسطة الردار
الـكـواكـب الـداخـلـيـة ،،،،
الكوكبان السفليان هما (عطارد) رسول الإله ، والهره (إلهه الحب)، هذان الكوكبان يظهران في السماء قريبين تماما من الشمس لان المسافة التي تفصلهما عنها اقل من المسافة بين الأرض والشمس. ولذلك يمكن رؤيتهما بعد غروب الشمس أو قبل شروقها مباشرة. وعطارد كوكب مضلل كثيرا ويقال أن كوبرنيكس لم يتمكن من رؤيته أبدا. بينما لايمكن أخطاء الزهرة، عندما تكون في موقع جيد، وهي في هذه الحالة تكون اشد سطوعا في السماء من أي شيء آخر عد الشمس والقمر ، و أحيانا تتمكن من أحداث ظل على الأرض.
