اذهب إلى:
تصفح,
البحث صورة ملتقطة بواسطة مرصد هابل الفضائي توضح
سديم السرطان ، وهو
بقايا مستعر أعظم .
علم الفلك هو
الدراسة العلمية للأجرام السماوية(مثل
النجوم،
والكواكب،
و المذنبات،
والمجرات)
والظواهر التي تحدث خارج نطاق
الغلاف الجوي (مثل
إشعاع الخلفية الميكروني الكوني).وهو يهتم بالأجسام السماوية من حيث التطور،
الفيزياء،
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
التلسكوب 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 التقاويم، وعلم التنجيم، ولكن علم الفلك الاحترافي يعتبر مرادفاً لعلم الفيزياء الفلكي.
ومنذ القرن العشرين انقسم مجال علم الفلك إلى فرع علم الفلك الرصدي وعلم
الفلك النظري .ويركز علم الفلك الرصدي على استخدام المراصد على الأرض
والمراصد الفضائية لتجميع الصور وتحليل البيانات باستخدام أجهزة للرصد مثل
التلسكوب و تلسكوب
الأشعة تحت الحمراء و
تلسكوبات الأشعة السينية وأشعة جاما .بينما يهتم علم الفلك النظري بصياغة نظريات وتطوير نماذج للعمليات الفيزيائية التي تجري في مختلف الأجرام السماوية من
نجوم و
مجرات وتجمعات المجرات و
انفجارات أشعة جاما التي تحدث في بعض النجوم ، وحسابها بالحاسب الآلي أو النماذج التحليلية في
محاولات للتوفيق بين الحسابات مع ما تؤتي به القياسات لفهم وتفسير مختلف
الظواهر الفلكية وتأثيرها على الأرض والإنسان .ويكمل الفرعيين بعضهما البعض
، حيث يسعى علم الفلك النظري إلى تفسير النتائج الرصدية والظواهر الفلكية ،
وتكون المشاهدة العملية التي نحصل عليها من الرصد هي الحاكم على صحة
النتائج النظرية.
يهم الإنسان أن يعرف كم عمر الكون ، وكيف نشأ ؟، وكم عمر
الشمس؟ وإلى متى سوف تمدنا بالحرارة والحياة؟ كيف تكون نهايتها ؟ ومتى؟ وهل سيبقى مدار الأرض حول الشمس كما هو أم سيتغير في المستقبل؟
ويمدنا الرصد الفلكي لألاف مؤلفة من النجوم التي توجد في مختلف الأعمار ،
حيث أنها تنشأ ثم تموت ، فما هي إلا شموس مثل شمسنا تمدنا بمعلومات على
هذا السبيل. وتعطينا نظرية صحيحة نتوصل إليها رؤية صحيحة (محتملة)
للمستقبل.
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).
[1]وأعلنت
الأمم المتحدة عام 2009 ليصبح
السنة الدولية لعلم الفلك (IYA2009), وهي تهدف إلى التأكيد على الوعي الجماهيري والتعامل مع علم الفلك.
يساهم الفيزيائيون المهتمون بدراسة
الجسيمات الأولية في علم الفلك لأن خواص الجسيمات الأولية تتحكم في نشأة ومصير الكون ، ولا تكفي معرفتنا عن
البروتونات و
النيوترونات والجسيمات التي نعرفها لتفسير تطور الكون ، ولذلك يبحث الفيزيائيون عن جسيمات جديدة بواسطة
معجلات للجسيمات عالية الطاقة مثل
مكشاف مصادم فيرميلاب و
مصادم الهادرونات الكبير.
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.[8] [6] [4]ووفقاً لتعريفات القواميس الدقيقة، يشير "علم الفلك"
إلى "دراسة الأجسام والمواد الموجودة خارج الغلاف الجوي ودراسة خصائصهم
الفيزيائية والكيميائية"
[2]، بينما تشير "الفيزياء الفلكية" إلى فرع من فروع علم الفلك الذي يهتم بـ"الخصائص الفيزيائية والسلوكية
والعمليات الديناميكية للأجسام والظواهر السماوية".
[3] 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 .
[4] وحيث أن معظم الأبحاث الفلكية الحديثة تتعامل مع مواضيع فيزيائية، يمكن أن يطلق على علم الفلك الحديث بالفيزياء الفلكية..
[5] 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.[16] ونجد أن هناك كثير من الفلكيين المحترفين قد
حصلوا على درجات علمية في علم الفيزياء.[17]وتعد مجلة
الفلك والفيزياء الفلكية من المجلات العلمية الرائدة في هذا المجال.
تاريخ علم الفلك مقال تفصيلي :
تاريخ الفلك طالع أيضًا :
علم الآثار الفلكيةخريطة سماوية ترجع إلى القرن السابع عشر، بريشة رسام الخرائط الهولندي فردريك دي فيت.
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 ستونهينج .ويمكن
توظيف تلك النقاط الرصدية لتحديد الفصول، بالإضافة إلى الاستخدامات
الاحتفالية. وهو عامل مهم لمعرفة متى يمكن زراعة المحاصيل، وفهم طول
العام.[21]
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،
اليونان ،
ومصر،
وبلاد فارس،
ووحضارة المايا في أمريكا الجنوبية،
والهند ،
والصين ،
والنوبة[6]،علم الفلك في
الإسلام خلال
العصور الوسطى 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 و
النجوم تدور حوله.ويعرف ذلك الاعتقاد بالنموذج الهندسي لمركزية الأرض.
وظهرت العديد من الاكتشافات الفلكية المهمة قبل تطبيق استخدام
التليسكوب . فعلى سبيل المثال، قدر علم الفلك الصينيالفلكيون الصينيون
انحراف مسير الشمس في عام 1000 قبل الميلاد. واكتشف علم الفلك البابلي الكلدانيون أن
الخسوف القمري يحدث داخل دائرة متكررة تسمى دورة الخسوف بدائرة الخسوف.
[7] وفي القرن الثاني قبل الميلاد، قدر
هيبارخوس[8] 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. [9] 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 ومرصد المراغي مدرسة الماراغي ، وعلي قوجي علي الكوشجي ، والبرجندي ،
وتقي الدين وغيرهم. كما قدم علماء الفلك في ذلك الوقت أسماء عربية تستخدم حالياً للعديد من
النجوم الفردية. [10][11] وكان يعتقد أن بقايا المباني في
زيمبابوي العظمى وتمبكتو [12] تضم مرصداً فلكياً.
[13] واعتقد الأوروبيون في الماضي أنه لا يوجد رصد فلكي في أفريقيا شبه
الصحراوية في العصور الوسطي قبل الاستعمار، ولكن أثبتت الاكتشافات الحديثة
العكس.
[14][15][16] ثورة علميةتشير اسكتشات جاليليو وملاحظاته حول القمر إلى أن السطح كان جبلياً
وخلال
عصر النهضة، قدم
نيكولاس كوبرنيكس نموذج مركزية الشمس لل
مجموعة الشمسية.ثم جاء
غاليليو غاليلي و
يوهانس 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، ذلك لأن النظام الذي وضعه
كبلر لوصف تفاصيل حركة الكواكب مع الشمس كان ينطوي على جملة من المغالطات العلمية التي كشف عنها الباحث الأردني
محمد تيسير التميمي عام 2010م في بحث نشرته مجلة
Natural Science الأمريكية، حيث أثبت التميمي في بحثه الموسوم بـ
Great collapse Kepler's first law أن مركز كتلة
الشمس يقع على بعد 27534.18 كم عن إحدى البؤرتين وأن ميلان محور لف
الكرة الأرضية على مستوى الدائرة الكسوفية يتغير على مدار السنة من حده الأدنى (66 درجة
قوسية و 32 دقيقة قوسية و 21.4119 ثانية قوسية)إلى حده الأعلى (66 درجة
قوسية و 34 دقيقة قوسية و 17.1761 ثانية قوسية)
[17].وجاء اختراع
نيوتن لل
ديناميات السماوية و
قانون 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 و
ولابلاس 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، و
الفُوتُوغْرافِيَا. 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.
[10]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، و
النجوم 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.
علم الفلك الرصديالمجموعة الواسعة جداً الموجودة في نيو مكسيكو، وهي مثال للتلسكوب الراديوي.
مقال تفصيلي :
علم الفلكي الرصدينحصل على
المعلومات في علم الفلك عادةً من خلال تحديد وتحليل
الضوء المرئي أو أي نوع آخر من
الإشعاع الكهرومغناطيسي. [18] ويمكن أن ينقسم علم الفلك الرصدي طبقا لمنطقة
الطيف الكهرومغنطيسي.ويمكن مشاهدة بعض أجزاء الطيف من على سطح كوكب
الأرض، بينما لا يمكن مشاهدة البعض الآخر إلا من مرتفعات شاهقة أو من الفضاء.ونورد معلومات محددة حول هذه الحقول الفرعية أدناه.
علم الفلك الراديوي مقال تفصيلي :
علم الفلك الراديوييدرس علم الفلك الراديوي الإشعاع ذات
طول موجي أكبر من ملليمتر واحد تقريبا.
[19] ويختلف علم الفلك الراديوي عن معظم أنواع علم الفلك الرصدي الأخرى، حيث أنه يمكن التعامل مع
الموجات الرادوية باعتبارها
موجات بدلاً من اعتبارها
فوتونات منفصلة.وبالتالى، يعد من السهل نسبياً قياس
سعة وفترة الموجات الراديوية، بينما لا يمكن القيام بذلك مع الموجات ذات طول موجي أقصر.
[19]وعلى الرغم من إنتاج بعض
الموجات الراديوية في شكل إشعاع حراري من قبل الأجسام الفلكية، تأخذ معظم الانبعاثات الرادوية التي تم مشاهدتها من كوكب الأرض شكل
الإشعاعات السنكروترونية، والتي تنتج عندما يتأرجح
الإلكترون حول
المجالات المغناطيسية. [19] وبالإضافة إلى ذلك، تنتج غازات بين النجوم عدد من الخطوط الطيفية، ولا
سيما الخط الطيفي لذرة الهيدروجين والذي يبلغ طوله 21 سم، ويمكن مشاهدة تلك
الخطوط عند الموجات الراديوية. [45] [46]
ويمكن مشاهدة مجموعة متنوعة من الأجسام ذات الأطوال الموجية الرادوية، بما في ذلك
المستعر الأعظم، وغازات بين النجوم،
والنجوم النابضة،
والنوى المجرية النشطة. [4][19] فلك الأشعة تحت الحمراء مقال تفصيلي :
علم فلك الأشعة تحت الحمراءيتعامل فلك الأشعة تحت الحمراء مع كشف وتحليل
الأشعة تحت الحمراء (وهي أطوال موجية أكبر من موجات الضوء الأحمر). ويمتص الغلاف الجوي الأشعة
تحت الحمراء بشكل كبير ما عدا في حالة لأطوال الموجية القريبة من الضوء
المرئي، ومن ثم ينتج الغلاف الجوي انبعاثات من الأشعة تحت
الحمراء.وبالتالي، يجب أن يكون هناك مراصد للأشعة تحت الحمراء في المناطق
الجافة جداً أو في الفضاء. ويعد طيف الأشعة تحت الحمراء مفيداً في دراسة
الأجسام الباردة التي لا يمكنها إشعاع ضوء مرئي مثل الكواكب والـ
Circumstellar disk.ويمكن
للأطوال الموجية الخاصة بالأشعة تحت الحمراء اختراق سحب الغبار التي تقف
حاجزاً أمام الضوء المرئي، مما يسمح بمشاهدة النجوم الصغيرة داخل
السحب الجزيئية والنوى المجرية.
[20] وتشع بعض الجزيئات الأشعة تحت الحمراء بقوة، ويمكن استخدام ذلك لدراسة الكيمياء في الفضاء، والكشف عن المياه في المذنبات.
[21] علم الفلك البصريمنظار سوبارو (يسار)، ومرصد كيك (وسط) في ماونا كي، وهي أمثلة لمراصد تعمل
من خلال أطوال موجية مرئية قريبة من الأشعة تحت الحمراء. منظار وكالة ناسا
الذي يعمل بالأشعة تحت الحمراء (اليمين) يعد مثالاً للتلسكوب الذي يعمل فقط
من خلال أطوال موجية قريبة من الأشعة تحت الحمراء.
مقال تفصيلي :
علم الفلك البصرييعتبر علم الفلك البصري من أقدم أنواع الفلك في التاريخ، وهو يسمى أيضا بفلك الضوء المرئي.
[22] ورسمت الصور البصرية باليد في الأصل. وفي أواخر القرن التاسع عشر ومعظم
القرن العشرين، كانت الصور تصنع باستخدام معدات التصوير. وتصنع الصور
الحديثة باستخدام كاشفات رقمية، ولا سيما الكاشفات التي تستخدم
جهاز مزدوج الشحنة.وعلى الرغم من أن الضوء المرئي يمتد من حوالي 400 إلى 700 نانومتر
[22]، تستخدم نفس المعدات التي توظف تلك الأطوال الموجية لمراقبة بعض الإشعاعات القريبة من الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء.
فلك الأشعة فوق البنفسجية مقال تفصيلي :
علم فلك الأشعة فوق البنفسجيةعادةً ما يستخدم فلك الأشعة فوق البنفسجية للإشارة إلى رصد الأطوال
الموجية للأشعة فوق البنفسجية التي تتراوح بين نحو إلى 320 نانومتر. [59]
ويمتص الغلاف الجوي لكوكب الأرض الضوء المنبعث من الأطوال الموجية،
وبالتالي، يجب أن يتم رصد تلك الأطوال الموجية من الغلاف الجوي العلوي أو
من الفضاء.ويهتم فلك الأشعة فوق البنفسجية بدراسة الاشعاع الحراري والخطوط
الطيفية المنبعثة من
النجوم الزرقاء الساخنة (
نجوم الOB)
التي تتميز بأنها مشرقة جداً.وذلك يشمل النجوم الزرقاء في المجرات الأخرى،
التي كانت هدفاً للعديد من الدراسات حول الأشعة فوق البنفسجية. ويمكن رصد
أجسام أخرى في ضوء الأشعة فوق البنفسجية مثل
السديم الكوكبي،
بقايا المستعر الأعظم، والنوى المجرية النشطة.
[19] ومع ذلك، يمتص
الغبار بين النجومالأشعة فوق البنفسجية بسهولة، كما يجب تصحيح قياس الضوء فوق البنفسجي للحفاظ عليه من الانقراض.
[19] فلك الأشعة السينية مقال تفصيلي :
علم فلك الأشعة السينيةيدرس فلك الأشعة السينية الأجسام الفلكية ذات الأطوال الموجية التي تساوي الأشعة السينية. تنبعث الأشعة السينية من الأجسام مثل
الانبعاثات السنكروترونية (والتي تنتجها الالكترونات المتأرجحة حول خطوط المجال المغناطيسي)، والانبعاثات الحرارية للغازات الرقيقة (وهي تسمى
أشعة الانكباح) التي تزيد عن 10
7 (10 مليون)
كلفن، والانبعاثات الحرارية للغازات السميكة (وتسمى
إشعاعات الجسم الأسود) التي تزيد عن 10
7 كلفن.
[19] وحيث أن الغلاف الجوي لكوكب الأرض يمتص الأشعة السينية، يجب أن يتم رصد
الأشعة السينية من خلال منطاد مرتفع جداً، أو صواريخ أو مركبات فضائية.
وتشمل مصادر الأشعة السينية
ثنائيات الأشعة السينية، و
النباض، وبقايا المستعر الأعظم، و
المجرات الإهليلجية، و
عناقيد المجرات، والنوى المجرية النشطة.
[19] فلك أشعة غاما مقال تفصيلي :
علم فلك أشعة غامايهتم فلك أشعة غاما بدراسة الأجسام الفلكية ذات الأطياف الكهرومغناطيسية التي لديها أقصر