الرسم التوضيحي للنظام الشمسي.

النظام الشمسي: فهم كيفية عمل دوران الكواكب

الصورة الرمزية لانيسا ألفيس
أحد العوامل التي تجعل الكواكب تدور حول الشمس هي كمية الكتلة التي تشكلها. تعرف على الأسباب والنظريات حول كيفية عمل النظام الشمسي.

لعدة قرون، عمل النظام الشمسي يوقظ فضول البشرية. والدليل على ذلك هو العدد الذي لا يحصى من الأبحاث والإنتاج السمعي والبصري حول هذا الموضوع والذي يتم نشره سنويًا، سواء في البيئات الأكاديمية أو السينمائية أو وسائل التواصل الاجتماعي. وقد أثار منشور حول هذا الموضوع على وسائل التواصل الاجتماعي بالتحديد فضول العديد من الأشخاص.

النظام الشمسي كما لم تراه من قبل

في بضع ثوانٍ، وبدون مزيد من التوضيح، تظهر الرسوم المتحركة المنشورة على شكل بكرات طريقتين يتم من خلالهما النظام الشمسي. أولا، النظام الشمسي كما هو معروف بمقولته: “كيف يفكر الناس؟ النظام الشمسي". وحتى هذه اللحظة لا جديد. 

يوضح الرسم التوضيحي كيف يبدو النظام الشمسي إذا نظر إليه من الأعلى.
النظام الشمسي (الرسم التوضيحي: Depositphotos)

لكن في الجزء الثاني، يقارن الفيديو ويقترح عملية على شكل دوامة، تتميز بحركات سريعة ودائرية للكواكب والشمس، وقد تم نشر الرسوم المتحركة على إنستغرام وتيك توك في عام 2019، إلا أنها تعود للظهور في بعض الأحيان. على الشبكات

الصورة مقتطف من الفيديو حول الأداء المفترض للنظام الشمسي.
(صورة: تشغيل)

ولكن، هل هذا صحيح؟ هل يمكن أن تعمل الشمس والكواكب بشكل مختلف عما تعلمناه؟ سنشرح خلال هذه المقالة لماذا الفيديو ليس خاطئًا تمامًا.

كيف يعمل النظام الشمسي؟

أولًا، علينا أن نفهم ما هي مجرتنا وكيف تعمل. ودعنا نبدأ بالنظام الشمسي ككل. 

وفقا لتقديرات العلماء والباحثين، تشكل نظامنا الشمسي منذ حوالي 4,6 مليار سنة. حاليا، الفرضية الأكثر قبولا حول نشوء الكون هي نظرية غامضةوالتي قدمها الفيلسوف الألماني إيمانويل كانط عام 1755، وطورها عالم الرياضيات الفرنسي بيير سيمون لابلاس بعد عقود (1796).

تمثيل درب التبانة.
رسم توضيحي لدرب التبانة (Image Depositphotos)

وبحسب الفرضية، فإن النظام الشمسي تشكل بعد انهيار سحابة من الغبار والغاز نشأت عن انفجار نجم قريب. بدأت جاذبية قلب هذه السحابة، أو بالأحرى هذا السديم، في تجميع المواد، حتى أصبح الضغط الداخلي هائلاً. 

خلال هذه الفترة بدأت ذرات الهيدروجين في الاندماج، مما أدى إلى ظهور الهيليوم وإطلاق كميات هائلة من الطاقة. هكذا ولدت الشمس التي امتصت أكثر من 99% من المادة المتاحة.

"جزء كبير من هذه المادة، الأكثر كثافة، تم نقله إلى الشمس لتكوين النجم. "يتطلب الأمر الكثير من المادة المركزة لتكوين النجم، ويتجمع الجزء المتخلخل معًا لتشكل الكواكب والكويكبات"، يوضح البروفيسور في قسم الفيزياء في جامعة إسبيريتو سانتو الفيدرالية (أوفيس) ونائب رئيس مركز الفيزياء الفلكية وعلم الكونيات (كوزمو/أوفيس)، دافي رودريجيز. 

إن التركيز الكبير لكتلة الشمس يولد طاقة الجاذبية التي تجعل الكواكب تدور حول الشمس نظرية كيبلرباعتبار الشمس إطارًا مرجعيًا ثابتًا، تتمتع الكواكب بحركة دائرية منتظمة حولها. 

نظرية أخرى تشرح كيفية عمل الكواكب هي الجاذبية النيوتونية. ووفقا للنظرية التي وضعها إسحاق نيوتن، فإن قوة الجاذبية بين الأجسام ذات الكتلة تكون دائما متجاذبة وتتناسب عكسيا مع المسافة بينهما.

"على سبيل المثال، إذا كان هناك كوكب وكان في حالة سكون بالنسبة للشمس، فماذا سيحدث له؟ "بسبب قوة الجاذبية، سوف يسقط ببساطة في الشمس. لكن الكواكب لا تمتلك هذه الخاصية، فهي لا تتجه نحو النجم، بل تدور حول الشمس"، يوضح دافي رودريغيز.  

ومع ذلك، فإن السؤال الذي يطرح نفسه هو كيف يمكن للأجسام أن تحافظ على هذا الدوران دون الاصطدام بالشمس. وفقًا للبروفيسور دافي رودريغز في جامعة يوفيس، لم يتكون النظام الشمسي من مادة كانت ثابتة بالنسبة للشمس، ولكن من مادة كانت لها زخم زاوي معين - كانت تدور في الوقت الذي تشكلت فيه - لذلك كان كل شيء يدور.

تنظيم الكواكب في مدار الشمس

وكما ذكرنا أعلاه فإن الكواكب تتكون من كتلةولكن بكميات مختلفة. على سبيل المثال، الزئبق، وهو قريب جدًا من الشمس، ويحتوي على كمية أقل من المادة مقارنة بالأرض. 

الرسم التوضيحي للنظام الشمسي.
النظام الشمسي (الرسم التوضيحي: Depositphotos)

يشرح دافي رودريغز أنه عندما تبتعد عن شمس فمن الممكن العثور على كواكب أكبر من النجم. مثال آخر واضح على ذلك هو كوكب المشتريوهو الكوكب الأكثر ضخامة في المجموعة الشمسية، وهو الأبعد عن الشمس، وبعده هناك كواكب ذات كتل أصغر. 

ويوضح دافي رودريغيز أن مسألة كتل الكواكب ليست العامل الرئيسي في تبرير تنظيمها حول الشمس، "في الواقع، نحن نعرف أنظمة نجمية أخرى، بها كواكب فائقة الكتلة، مثل كوكب المشتري، وهو قريب جدًا من الشمس". "نجمة"، كما تقول.

"والآن إحدى الخصائص التي يمتلكونها هي أنه كلما كانت الشمس أبعد عن الكتلة الرئيسية، انخفضت سرعة دورانها. وبعبارة أخرى، يجب على عطارد أن يدور بسرعة كبيرة. في حين أن أولئك البعيدين يتحولون ببطء أكثر.

إنها مسألة مرجعية

لفهم ما إذا كانت الشمس، كما تظهر في الفيديو، تتحرك بالنسبة إلى الكواكب أم لا، من الضروري فهم الإطار المرجعي المستخدم لتحديد من يتحرك بالنسبة لمن. 

في الفيزياء، الإطار المرجعي هو جسم أو موقع يستخدم لمعرفة ما إذا كان جسم أو جسم آخر يتحرك أم لا. يوضح منشور صادر عن جامعة ريو غراندي دو سول الفيدرالية (UFRGS) أن "النقطة المادية تكون في حالة حركة بالنسبة إلى مرجع ما عندما يتغير موقعها بمرور الوقت فيما يتعلق بهذا المرجع".

وبالمثل، وفقًا لـ UFRGS، يمكن اعتبار النقطة المادية ساكنة بالنسبة للإطار المرجعي عندما لا يتغير موضعها بمرور الوقت. 

"تخيل، على سبيل المثال، أنك في مركبة فضائية قريبة من الشمس. أنت في حالة سكون بالنسبة للشمس، فماذا تتوقع؟ ماذا ترى؟ سوف ترى الشمس واقفة، حيث أن المركبة الفضائية في حالة سكون بالنسبة لها، والكواكب سوف تدور حول الشمس. الآن تخيل أنك تأخذ هذه المركبة الفضائية وتبدأ في المغادرة بسرعة عالية، تاركة النظام الشمسي. ماذا سترى؟ نفس الصورة كما في الفيديو. بمعنى آخر، سوف ترى الشمس تمشي والكواكب تدور حولها».

دافي رودريغز، أستاذ في قسم الفيزياء في جامعة أوفيس

في الجزء الأول من الفيديو، الصورة التي تظهر مألوفة، الشمس في المركز والكواكب تدور حول النجم. مرة أخرى، يعتمد هذا التمثيل على الإطار المرجعي، والذي يمكن، على سبيل المثال، أن يكون مركبة فضائية تغادر درب التبانة

يقول دافي رودريغز: "إذا كان من الممكن مغادرة مجرتنا، فسنرى كيف يعمل النظام الشمسي على هذا النحو: مجموعة من المادة تدور حول مركز المجرة والأرض في المنتصف".

دوران الشمس في المجرة

إن عمل المجرة، وبشكل أكثر تحديدًا درب التبانة، لا يختلف كثيرًا عن عمل نظامنا الشمسي. بتغيير الإطار المرجعي الموضح في المثال السابق، واستخدام مجرة ​​درب التبانة كإطار مرجعي، فإن الشمس تتحرك بالنسبة للمجرة. 

بمعنى آخر، بنفس الطريقة التي تدور بها الكواكب حول الشمس، فإنها تدور أيضًا حول شيء ما، في هذه الحالة، حول مركز المجرة.

الرسوم المتحركة التي أنتجتها وكالة الفضاء الأوروبية (ESA)، بهدف تقديم انفتل، تموج موجود في درب التبانة. ويوضح دافي رودريغز أنه على الرغم من أنها تشبه القرص إلى حد كبير، إلا أن مجرتنا لديها موجة معينة.

وفقًا لديفي رودريغز، بنفس الطريقة التي تدور بها الكواكب حول النجم، بسبب قوة الجاذبية، تتبع الشمس نفس المنطق من خلال الدوران في مركز المجرة. ويوضح قائلاً: "تحتوي المجرة على كمية أكبر بكثير من المادة من النظام الشمسي". والدليل على هذه الكمية الكبيرة من المادة يتم شرحه من خلال النظرية الغامضة. 

الفرق هو أنه في النظام الشمسي عملياً تتركز كل الكتلة في الشمس وفي الكوكب الأكثر ضخامة، كوكب المشتري، في هذه الحالة. لا يوجد في المجرة مصدر جاذبية شديد التركيز بحيث يهيمن على مجرة ​​درب التبانة بأكملها. 

ويوضح دافي رودريغز أنه ليس من الممكن حتى الآن مغادرة مجرة ​​درب التبانة لمراقبتها من الخارج، ولكن يمكننا مراقبة المجرات الأخرى وملاحظة أنها تبدو وكأنها قرص. «في العادة يكون هيكلًا مضيءً، مثل القرص. هناك مجرات أكثر اختلافًا، ولكن هناك مجرات أكثر تشابهًا مع درب التبانة”.

من حيث الأداء، فإن المجرات لها نفس طريقة العمل، أي أن النجوم تدور حول المجرة. ويختتم حديثه قائلاً: "معظم المادة تأتي من النجوم، وهذه النجوم تدور".

ولكن في النهاية، هل الفيديو صحيح؟ هل النظام الشمسي عبارة عن دوامة؟

الفيديو ليس خطأ. ومع ذلك، فإن القول بأن النظام الشمسي يعمل على شكل دوامة، كما هو موضح في الجزء الثاني من الفيديو، دون توضيح الإطار المرجعي المستخدم، يمكن أن يجعل المعلومات خاطئة.

انظر أيضا:

الهند هي أول دولة تهبط على القطب الجنوبي للقمر

NASA +: وكالة الفضاء تعلن عن خدمة البث المجاني

فونتيس: البروفيسور دافي رودريغيز، ناشيونال جيوغرافيك البرازيل, غير مناسب, UFSM, البرازيل اسكولا, UFRGS

تمت مراجعته من قبل جلوكون فيتال في 21/9/23.

ترك تعليق

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها ب *

المنشورات ذات الصلة