موضوع: بحث علمى عن الفلك الأربعاء 1 ديسمبر 2010 - 3:50
بحث علمى عن الفلك
علم الفلك - (الأَسطرنُومِيا) مشتقة من الكلمة اليونانية astron، وهي تعني "نجمة" وتشتق كلمة -nomy من اليونانية nomos وتعني قانون -. وعلم الفلك هو الدراسة العلمية الأجرام السماوية(مثل النجوم، والكواكب، والمذانب، والمجرات) والظواهر التي تحدث خارج نطاق الغلاف الجوي (مثل إشعاع الخلفية الميكروني الكوني).وهو يهتم بالأجسام السماوية من حيث التطور، والفيزياء، والكيمياء، وعلم الأرصاد الجوية، والحركة، بالإضافة إلى تكون وتطور الكون.
ويعد علم الفلك أحد العلوم القديمة.أجرى علماء الفلك الأوائل ملاحظات منهجية للسماء في المساء، حيث تم اكتشاف تحف فلكية خلال فترات مبكرة جداً.ومع ذلك، كان من الضروري اختراع التليسكوب قبل أن يتطور علم الفلك ليصبح من العلوم الحديثة.وشمل علم الفلك تخصصات متنوعة على مر التاريخ مثل القياسات الفلكية، والملاحة السماوية، وعلم الفلك الرصدي، ووضع التقويمات، وعلم التنجيم، ولكن علم الفلك الاحترافي يعتبر مرادفاً لعلم الفيزياء الفلكي.
ومنذ القرن العشرين، انقسم مجال علم الفلك الاحترافي إلى فروع رصدية ونظرية.ويركز علم الفلك الرصدي على تجميع وتحليل البيانات باستخدام المباديء الأساسية للفيزياء.بينما يهتم علم الفلك النظري بتطور الحاسب الآلي أو النماذج التحليلية لوصف الأجسام والظواهر الفلكية.ويكمل الفرعيين بعضهما البعض، حيث يسعى علم الفلك النظري لتفسير النتائج الرصدية، وتستخدم الملاحظات في التأكيد على النتائج النظرية.
وساهم الفلكيون الهواة في العديد من الاكتشافات المهمة، حيث يعتبر علم الفلك من العلوم القليلة التي يمكن للهواة أن يلعبوا فيها دوراً هاماً، وخاصة في اكتشاف ورصد الظواهر العابرة.
لا يجب أن يكون هناك خلط بين علم الفلك القديم وبين علم التنجيم، وهو نظام يعتقد أن هناك علاقة بين الشؤون الإنسانية ومواضع الأجسام السماوية.يختلف المجالان تماماً عن بعضهما البعض على الرغم من أنهما يتشاركون في الأصل وجزء من الوسائل (استخدام التقويمات).
وأعلنت الأمم المتحدة عام 2009 ليصبح السنة الدولية لعلم الفلك (IYA2009), وهي تهدف إلى التأكيد على الوعي الجماهيري والتعامل مع علم الفلك.
أصل كلمة "astronomy"
وتعني كلمة astronomy "قانون النجوم" أو "ثقافة النجوم طبقاً للترجمة). وهي مشتقة من الكلمة اليونانية αστρονομία، astronomia، من الكلمتين: άστρον (astron وتعني "نجمة") وνόμος (nomos وتعني "قانون أو ثقافة").
استخدام مصطلحي "علم الفلك" و"الفيزياء الفلكية"
وعادةً يمكن استخدام مصطلح "علم الفلك" أو "الفيزياء الفلكية" للإشارة لهذا العلم. ووفقاً لتعريفات القواميس الدقيقة، يشير "علم الفلك" إلى "دراسة الأجسام والمواد الموجودة خارج الغلاف الجوي ودراسة خصائصهم الفيزيائية والكيميائية"، بينما تشير "الفيزياء الفلكية" إلى فرع من فروع علم الفلك الذي يهتم بـ"الخصائص الفيزيائية والسلوكية والعمليات الديناميكية للأجسام والظواهر السماوية". وفي بعض الحالات، يمكن استخدام "علم الفلك" لوصف الدراسة النوعية للموضوع، بينما يمكن أن تشير "الفيزياء الفلكية" إلى نسخة الموضوع الفيزيائية، كما هو الحال في مقدمة كتاب الكون الفيزيائي بقلم فرانك شو. وحيث أن معظم الأبحاث الفلكية الحديثة تتعامل مع مواضيع فيزيائية، يمكن أن يطلق على علم الفلك الحديث بالفيزياء الفلكية.. ويمكن أن تستخدم العديد من الأقسام الباحثة في هذا الموضوع مصطلحي "علم الفلك" و"الفيزياء الفلكية"، وذلك يعتمد جزئياً على ما إذا كان القسم مرتبط تاريخياً بقسم الفيزياء. ونجد أن هناك كثير من الفلكيين المحترفين قد حصلوا على درجات علمية في علم الفيزياء. وتعد مجلة الفلك والفيزياء الفلكية من المجلات العلمية الرائدة في هذا المجال.
تاريخ علم الفلك
وتكون علم الفلك في العصور المبكرة من الملاحظات والتنبؤات حول حركة الأجسام التي يمكن رؤيتها بالعين المجردة.جمَّعت الثقافات القديمة قطع أثرية ضخمة ذات أغراض فلكية، وذلك في بعض الأماكن مثل ستونهنج.ويمكن توظيف تلك النقاط الرصدية لتحديد الفصول، بالإضافة إلى الاستخدامات الاحتفالية. وهو عامل مهم لمعرفة متى يمكن زراعة المحاصيل، وفهم طول العام.
وقبل اختراع التليسكوب، كانت الدراسات المبكرة للنجوم تجرى من خلال أماكن الرصد المتاحة في ذلك الوقت، مثل البنايات والأراضي المرتفعة باستخدام العين المجردة. ومع تطور الحضارات، تم تجميع نقاط الرصد الفلكية في كل من العراق القديمة، واليونان، ومصر، وبلاد فارس، ومايا، والهند، والصين، والنوبة، والعالم الإسلامي، بالإضافة إلى طرح أفكار حول طبيعة الكون.وشملت معظم علوم الفلك المبكرة رسم الخرائط لمواقع النجوم والكواكب، وهو علم يطلق عليه علم القياسات الفلكية.ومن خلال هذه الملاحظات، تم تكوين أفكار مبدئية حول تحركات الكواكب، بالإضافة إلى الأفكار الفلسفية لطبيعة الشمس، والقمر، وكوكب الأرض في الكون.وكان يعتقد بأن كوكب الأرض هو مركز الكون، وأن الشمس والقمر والنجوم تدور حوله.ويعرف ذلك الاعتقاد بالنموذج الهندسي لمركزية الأرض.
وظهرت العديد من الاكتشافات الفلكية المهمة قبل تطبيق استخدام التليسكوب.فعلى سبيل المثال، قدر الفلكيون الصينيون انحراف مسير الشمس في عام 1000 قبل الميلاد. واكتشف الكلدانيون أن الخسوف القمري يحدث داخل دائرة متكررة تسمى بدائرة الخسوف. وفي القرن الثاني قبل الميلاد، قدر هيبارخوس والفلكيون العرب حجم القمر والمسافة بينه وبين كوكب الأرض.اكتشف عالم الفلك الفارسي أزوفي في عام 964 مجرة المرأة المسلسلة، وهي أقرب مجرة لدرب اللبانة، وهو أول من وصفها في كتاب النجوم الثابتة. ولاحظ عالم الفلك العربي علي ابن رضوان والفلكيون الصينيون في عام 1006 المستعر الأعظم SN 1006، وهو أكثر الأحداث النجمية سطوعاً من حيث القدر الظاهري في التاريخ.
ويعتبر جهاز [أنتيكثرا] آلية|Antikythera mechanism]] أكثر الأجهزة الفلكية شهرةً في العصور المبكرة. وهو جهاز يوناني قديم يستخدم لحساب حركة الكواكب التي يرجع تاريخها إلى حوالى 150-80 قبل الميلاد، بالإضافة إلى أنه أقدم كمبيوتر فلكي تناظري.وقام الفلكيون العرب ومن بعدهم الأوروبيون بإنشاء أجهزة كمبيوتر فلكية تناظرية مماثلة.
وخلال العصور الوسطى، ظل علم الفلك الرصدي ثابتاً في أوروبا حتى القرن الثالث عشر على الأقل. ومع ذلك، ازدهر علم الفلك في العالم الإسلامي وأجزاء أخرى من العالم.وهناك بعض علماء الفلك العرب البارزين الذين ساهموا بشكل كبير في ذلك العلم مثل البتاني، وثابت ابن قرة، وعبد الرحمن بن عمر الصوفي، وجعفر بن محمد أبي معشر البلخي والبيروني، وأبو إسحاق إبراهيم الزرقالي ومدرسة الماراغي، وعلي الكوشجي، والبرجندي، وتقي الدين وغيرهم. كما قدم علماء الفلك في ذلك الوقت أسماء عربية تستخدم حالياً للعديد من النجوم الفردية. وكان يعتقد أن بقايا المباني في زيمبابوي العظمى وتمبكتو تضم مرصداً فلكياً. واعتقد الأوروبيون في الماضي أنه لا يوجد رصد فلكي في أفريقيا شبه الصحراوية في العصور الوسطي قبل الاستعمار، ولكن أثبتت الاكتشافات الحديثة العكس.
ثورة علمية
وخلال عصر النهضة، قدم نيكولاس كوبرنيكس نموذج مركزية الشمس للمجموعة الشمسية.ثم جاء غاليليو غاليلي ويوهانس كيبلر مدافعين عن عمل كوبرنيكوس، ثم قاموا بتوسيعه وتصحيحه. وواصل غاليليو ابتكاراته مستخدماً التلسكوب لتعزيز ملاحظاته.
ويعد كبلر أول من وضع نظام لوصف تفاصيل حركة الكواكب مع الشمس في المركز بشكل صحيح. ومع ذلك، لم ينجح كبلر في صياغة نظرية تدعم القوانين التي دونها.وجاء اختراع نيوتن للديناميات السماوية وقانون الجاذبية ليفسر حركة الكواكب. كما طور نيوتن التلسكوب العاكس.
وجاءت المزيد من الاكتشافات متزامنة مع تحسينات في حجم وجودة التليسكوب.كما أنتج لاكايل المزيد من القوائم النجمية.وقام عالم الفلك وليم هرشل بعمل قائمة مفصلة حول الضبابية والتكتلات، كما اكتشف كوكب أورانوس في عام 1781، وهو أول كوكب جديد يُكتشف. تم تحديد أول مسافة لنجم في عام 1838 عندما قام فريدريش بسل بقياس تزيح النجم الثنائي 61 Cygni.
وخلال القرن التاسع عشر، أدي اهتمام ويلر، وكليروت، ودالمبرت بمشكلة الجسم الثلاثي، إلى وجود تنبؤات أكثر دقة حول حركة القمر والكواكب. وقام لاغرانج وولابلاس بتلقيح هذا العمل، مما سمح بتقدير كتلة الأقمار والكواكب.
ظهر تقدم كبير في مجال علم الفلك مع إدخال التكنولوجيا الجديدة، بما في ذلك منظار التحليل الطيفي، والفُوتُوغْرافِيَا. واكتشف فراونهوفر حوالي 600 مجموعة من الألوان داخل طيف الشمس في 1814-15، والتي أرجعها كيرشوف في عام 1859 إلى وجود عناصر مختلفة. وثبت أن النجوم مشابهة للشمس الأرضية، ولكن مع اختلاف كبير في درجة الحرارة، والكتلة، والحجم.
ولم يثبت وجود مجرة كوكب الأرض، مجرة درب التبانة، باعتبارها مجموعة منفصلة من النجوم إلا في القرن العشرين، بالإضافة إلى المجرات "الخارجية"، والتوسع الكوني الملحوظ في تراجع معظم المجرات عنا.واكتشف علم الفلك الحديث العديد من الأجسام الغريبة مثل النجوم الزائفة، والنباض، والمتوهجات، والمجرات الراديوية، كما استخدم تلك الاكتشافات لتطوير النظريات الفيزيائية التي تصف بعض هذه الأجسام بالتساوي مع الأجسام الغريبة مثل الثقوب السوداء، والنجوم النيوترونية. وتقدم علم الكونيات الفيزيائي خلال القرن العشرين، من خلال نموذج الانفجار الكبير والذي دعمته أدلة من علم الفلك والفيزياء مثل إشعاع الخلفية الميكروني الكوني، وقانون هابل، والتوافر الكوني للعناصر.
دراسات متعددة التخصصات
ظهر العديد من الروابط الهامة متعددة التخصصات بين علم الفلك والفيزياء الفلكية ومع غيرها من المجالات العلمية الرئيسية. يدرس علم الفلك الأثرى الفلك القديم أو التقليدي من حيث سياقها الثقافي مستخدماً أدلة أثرية وأنثروبولوجية. بينما يهتم علم الأحياء الفضائي بدراسة ظهور وتطور النظم البيولوجية في الكون، مع التركيز بوجه خاص على إمكانية وجود حياة خارج كوكب الأرض.
يطلق على دراسة المواد الكيميائية الموجودة في الفضاء، بما في ذلك التشكيل والتفاعل والدمار، بعلم الكيمياء الفلكية. وتوجد هذه المواد عادةً في السحب الجزيئية، على الرغم من أنها قد تظهر داخل النجوم ذات درجة حرارة منخفضة، والكواكب القزمية البنية. وتهتم الكيمياء الكونية بدراسة المواد الكيميائية الموجودة داخل المجموعة الشمسية، بما في ذلك أصول العناصر والاختلافات في نسب النظائر. ويمثل كل من هذه المجالات تداخل التخصصات في علم الفلك والكيمياء.
هواة علم الفلك
يعد علم الفلك واحداً من العلوم التي يمكن للهواة المساهمة فيه بشكل كبير.
يلاحظ علماء الفلك الهواة مجموعة متنوعة من الأجسام السماوية والظواهر باستخدام معدات بنوها بأنفسهم. وتشمل الأهداف المشتركة لهواة علم الفلك القمر، والكواكب، والنجوم، والمذنبات، وزخات الشهب، ومجموعة متنوعة من أجسام السماء العميقة مثل عناقيد النجوم، والمجرات، والسدم. ويعتبر علم الفوتوغرافيا الفلكية فرعاً من فروع علم الفلك للهواة، وهو يضم التقاط صور للسماء مساءً. ويحب كثير من الهواة التخصص في رصد أجسام معينة، وأنواع من الأجسام، أو أنواع من الأحداث التي تهمهم.
ويعمل معظم الهواة في الأطوال الموجية المرئية، بينما يهتم عدد قليل منهم بالتجارب الخاصة بالأطوال الموجية خارج الطيف المرئي. وهذا يشمل استخدام مرشحات الأشعة تحت الحمراء في التلسكوبات التقليدية، بالإضافة إلى استخدام التلسكوبات الراديوية. ويعتبر كارل جانسكي رائداً من هواة علم الفلك الراديوي، ولقد بدأ بمراقبة السماء من خلال موجات راديوية في الثلاثينيات. واستخدم عدد من هواة الفلك تلسكوبات محلية الصنع أو تلسكوبات راديوية بنيت أصلاً لتستخدم في البحوث الفلكية، ولكنها أصبحت الآن متاحة للهواة (مثل تليسكوب الواحد ميل).
واستمر الفلكيين الهواة في تقديم إسهامات علمية في مجال علم الفلك. ويعتبر علم الفلك واحداً من التخصصات العلمية القليلة التي ما زال الهواة قادرون على تقديم مساهمات علمية هامة. ويمكن للهواة إجراء قياسات غيبية تستخدم لصقل مدارات الكواكب الصغيرة. كما يمكنهم اكتشاف المذنبات، وتدوين ملاحظات عادية حول العديد من النجوم. وسمحت التحسينات التي حدثت في التكنولوجيا الرقمية للهواة بتقديم مساهمات رائعة في مجال الفوتوغرافيا الفلكية.
الأسئلة الشائعة حول علم الفلك
وعلى الرغم من أن النظام العلمي لعلم الفلك قد خطى خطوات هائلة نحو فهم طبيعة الكون ومحتوياته، ما زالت هناك بعض الأسئلة الهامة التي لم يتم الإجابة عنها. قد تتطلب الإجابة على تلك الأسئلة بناء معدات أرضية وفضائية جديدة، وربما التطورات الجديدة في مجال الفيزياء النظرية والتجريبية.
* ما هو أصل طيف الكتلة النجمية؟ ولذلك يراقب الفلكيون نفس التوزيع للكتل النجمية -دالة الكتلة الأولية- بغض النظر عن الظروف الأولية؟ وبالتالي، فنحن بحاجة إلى فهم أعمق لتكوين النجوم والكواكب. * هل هناك حياة أخرى في الكون؟ هل هناك حياة ذكية أخرى؟ وإذا كان الأمر كذلك، فما هو تفسير مفارقة فيرمي؟ إن وجود حياة في أماكن أخرى له آثار علمية وفلسفية هامة. * ما هي طبيعة المادة المظلمة والطاقة المظلمة؟ فهي تهيمن على تطور ومصير الكون، ومع ذلك فإننا لا نزال نجهل طبيعتها الحقيقية. * لماذا تسمح الثوابت الفيزيائية بوجود الحياة؟ هل يمكن أن تكون نتيجة الانتقاء الطبيعي الكوني؟ ما الذي تسبب في حدوث التضخم الكوني الذي أدى إلى نشوء كون متجانس؟ * ماذا سيكون المصير النهائي لهذا الكون؟
السنة الدولية لعلم الفلك 2009
خلال الجمعية العامة رقم 62 للأمم المتحدة، أعلنت سنة 2009 لتكون السنة الدولية لعلم الفلك (IYA2009)، وأصبح القرار رسمياً في العشرين من شهر ديسمبر عام 2008. با الإضافة إلى وجود مخطط عالمي وضعه الاتحاد الفلكي الدولي (IAU)، كما أيدته منظمة اليونسكو -- وهي القسم المسئول عن الأمور التعليمية والعلمية والثقافية بالأمم المتحدة.كانت تهدف الـ IYA2009 إلى الاحتفال العالمي بعلم الفلك ومساهماته في المجتمع والثقافة، وتحفيز الاهتمام العالمي بعلم الفلك والعلم بصفة عامة، خاصة الشباب.
