جزوه آموزش نجوم

بسم الله الرحمن الرحیم

 

 

مقدمه

در قران کریم صدها آیه به طور مستقیم و یا غیر مستقیم در مورد آفرینش عالم ، آسمان ، اجرام سماوی و وقت وجود دارد.

این موضوعات توسط بشر به عنوان دانش نجوم و اخترشناسی شناخته شده است. در گذشته آموزش بخشی از موضعات نجومی که مربوط به تعیین قبله و زمان انجام فرایض دینی بود در حوزه های علمیه رواج داشته و اغلب با عنوان هیئت مورد توجه مدرسین و طلاب محترم بوده است .

متاسفانه در سالهایی نه چندان دور اهتمام  حوزه های علمیه به فراگیری دانش نجوم کم گردید به نحوی که باعث بروز برخی مشکلات  و اشتباهات فاحش در مواردی از جمله تعیین قبله مساجد ، تعیین وقت مغرب و یا طلوع فجر و نیز آغاز ماه رمضان و یا شوال باعث گردید تا از دهه هفتاد هجری شمسی رویکرد جدیدی به فراگیری نجوم و اخترشناسی در حوزه های علمیه به آهستگی جریان یابد.

با پیشرفت علم و فن آوری در دهه های اخیر ، دانش نجوم در سه شاخه کلی نجوم کروی ، اختر فیزیک  و کیهانشناسی تقسیم گردید.

به صورت کلی نجوم کروی که در قدیم به عنوان هیئت نام داشت ؛ به طلوع و غروب و نحوه رصد اجرام سماوی مربوط میگردد . کیفیت  اجرام سماوی در شاخه اختر فیزیک  و ساختار جهان در شاخه کیهان شناسی مورد بحث قرار میگیرد.

آنچه در قدم اول فراگیری نجوم پایه بری حوزویان و مبلغان دینی اهمیت دارد ؛ یادگیری اصولی است که در تعیین اوقات شرعی و جهت یابی موثر خواهد بود . این عناوین  مربوط  به نجوم کروی و یا همان هیئت است.

 

 

در ابتدا تعاریف  برخی  اصلاحات  مرور میگردد:

زاویه     angle  شکلی است که از دو نیم خط با مبداء مشترک پدید میآید . مبداء مشترک  «راس زاویه» و هریک از دو نیم خط یک ضلع زاویه نامیده میشود .

تعریف دیگر عبارت است از : از دوران یک نیم خط حول راسش، یک ناحیه ای بوجود می آید که به آن زاویه

می گویند. این دوران می توان در جهت عقربه های ساعت یا در جهت خلاف آن باشد

 

         

 

 

 

 

 

 

 

زاویه نیم صفحه:   زاویه ای که دو ضلع آن در یک امتداد باشند .

 

 

 

 

واحد اندازه گیری زاویه

یکی از واحدهای اندازه گیری زاویه "درجه"  است  که  121180'>   زاویه نیم صفحه است .

علامت درجه  «  ◦  »  است   بنابراین        ^◦180 = زاویه نیم صفحه

اجزای درجه ، دقیقه  با علامت  «  ′ »   و ثانیه  با  علامت   «  ″  »  است .  

^′1= ^◦  12160'>       ^″ 1  = ^′  12160'>                            ^″ 3600 =  ^′60  = ^◦1   

اگر اندازه زاویه ای 37 درجه و 30 دقیقه و 15 ثانیه باشد می نویسیم:  ^″15  ^′30  ^◦ 37

از دیگر  واحدهای اندازه گیری زاویه ،  « گراد »  است و آن 121200'>  زاویه نیم صفحه است .

اجزای  گراد  عددهای اعشاری هستند . 12110'>  گراد را « دسی گراد » ، 121100'>  گراد را « سانتی گراد » و 1211000'>  گراد را « میلی گراد » می نامند .

یکی دیگر از واحدهای اندازه گیری زاویه ، «رادیان » است که  121د€'> زاویه نیم صفحه است .

اگر اندازه یک زاویه را برحسب درجه با D ، برحسب گراد با G و برحسب رادیان با R  نمایش دهیم

بین R  ،G   و D رابطه زیر برقرار است :            12G200'> = 12Rد€'> = 12D180'>

میلیُم : یکی از واحدهائی است که بیشتر در امور نظامی مورد استفاده قرار میگیرد و عبارتست از: زاویه دید یک شیئی یک متری در مسافت 1000 متری

با توجه به تعریف میلیم و فرمول محیط دایره (14/3 × قطر ) محیط دایره به شعاع 1000 متر به 6280 قسمت تقسیم شده که هر قسمت را یک میلیم گویند.       6280 = 3/14 × 1000 × 2

(کشورهای بلوک شرق جهت آسان کردن محاسبات ،محیط دایره را به 6000 قسمت و کشورهای بلوک غرب به 6400 قسمت تقسیم کرده اند)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

دوزاویه متمم

دو زوایه ای که مجموع آنها یک زاویه قائمه ( ^◦90 )  است .

 

درحالت کلی دو زوایه ◦α و ◦ (α – 90) متمم یکدیگرند . دوزاویه متمم لزوما مجاور نیستند.

 

 

 

 

 

 

دایره

مکان هندسی نقطه ای از یک صفحه که فاصله اش از نقطه ثابتی واقع در آن صفحه ، مقدار ثابتی باشد. نقطه ثابت ،مرکز دایره و مقدار ثابت ، شعاع دایره نامیده می شود.

دایره را به مرکز O و شعاع R به صورت ( R،O)C نشان میدهند.

اگر محیط یک دایره دلخواه را به 360 قسمت مساوی تقسیم کنیم

هر قسمت را یک درجه می نامند.

به عبارت دیگر یک درجه یک سیصد و شستم محیط یک دایره است.

 

 

 

کره sphere

مجموعه نقاطی از فضا که از یک نقطه ثابت به نام مرکز ، به یک فاصله باشند. لین فاصله ثابت شعاعR  ، کره نامیده میشود.  کره ی به مرکز O و به شعاع R را به صورت s(O,R) نشان میدهند.

هرخط که از مرکز کره بگذرد ، کره را در دونقطه قطع میکند که دو سر یک قطر از کره میباشند.

اندازه هر قطر کره دوبرابر اندازه شعاع کره است .

در کره به شعاع R   :                         ²Rπ4 = مساحت سطح کره

 = حجم کره 1243د€R3'>

 

 

 

 

 

 

 

اولین و مهمترین قدم برای آشنایی هدفمند با اجرام آسمان ، دانستن موقعیت جغرافیایی محل رصد آسمان ، روی  زمین است.

 

 

 

زمین    (  ارضearth     )

زمین کروی است اما یک شکل کاملا کروی ندارد ، به بالاترین[1] نقطه زمین « قطب شمال» و پایین ترین نقطه آن «قطب جنوب» گفته میشود . درحقیقت این دونقطه توسط محور دوران زمین قطع شده اند .

کره زمین در قطب  شمال و جنوب خود ، فرورفتگی دارد .  فاصله قطبین زمین ( قطر قطبی )  12،713،511 متر است در حالیکه قطر عمود بر قطر قطبی ( قطر استوایی زمین ) 12،756،280 متر است . این دو  قطر 42،769 متر با هم اختلاف دارند . یعنی فاصله قطب تا مرکز زمین 4/21 کیلومتر کوتاهتر از فاصله نقطه ای روی خط استوا تا مرکز زمین است .

این فرورفتگی در دوقطب به نسبت شعاع متوسط زمین (448/6367 کیلومتر ) بسیار کوچک است. به طوریکه برای نشان دادن آن روی یک کره جغرافیایی 30 سانتیمتری باید هر کدام از قطب ها  "فقط نیم میلیمتر "  پایین تر از جایی که هستند که هستند نمایش داده شوند. که بسیار جزیی است . ارتفاع قله اورست[2] روی این کره فقط 2/0 میلیمتر خواهد بود. بنابراین زمین اگر چه کاملا کروی نیست اما واقعا بسیار شبیه یک کره کامل است .  

خط استوا       equator

دایره عظیمه[3] ی فرضی منحصر به فردی روی کره زمین که آن را به دو نیکره ی شمالی و جنوبی تقسیم میکند. محیط دایره استوا  حدود 40،000 کیلومتر است . دایره  استوا از دونقطه ی قطب شمال و جنوب به فاصله 90 درجه است .

دایره های فرضی[4] که موازی استوا روی سطح کره زمین هستند « مدار » نامیده  می شوند.

 

 

 

مختصات جغرافیایی

از آنجا که در بیشتر موارد می توانیم کره زمین را مانند یک کره کامل فرض نماییم, برای تعیین موقعیت یک نقطه روی کره زمین, از دو عددِ عرض و طول جغرافیایی استفاده می کنیم.

 

عرض جغرافیایی

فاصله زاویه ای هر نقطه[5] روی کره زمین تا خط استوا است .  لذا تمام نقاطی که روی یک مدار قرار  دارند ؛ عرض جغرافیایی شان با هم برابر است . لذا به مدارها  ، مدارهای عرض جغرافیایی نیز گفته میشود . عرض جغرافیایی از صفر درجه در استوا تا 90 درجه در قطبین تغییر می کند. مدارهای عرض جغرافیایی را براساس فاصله تا استوا نیز نام گذاری میکنند . مثلا خط استوا ، « مدار صفر درجه » ، قطب شمال  « مدار 90 درجه »  و قطب جنوب « مدار 90- درجه »  نامیده می شوند .

در نیمکره شمالی, عرض جغرافیایی شمالی (یا مثبت ) , و در نیمکره جنوبی, عرض جغرافیایی جنوبی (یا منفی ) دارند. مثلا اگر عرض جغرافیایی نقطه ای روی کره زمین 35 درجه شمالی باشد, یعنی روی مدار 35 درجه در نیمکره شمالی قرار گرفته است.

اندازه هر درجه عرض جغرافیایی حدود  11/111  کیلومتر است .

طول جغرافیایی    Longitude

دوایر عظیمه فرضی  که از دو قطب زمین می گذرند, « نصف النهار » نامیده می شوند. نصف النهارها بر مدارها عمود هستند .

برخلاف خط استوا که یک دایره منحصر به فرد جغرافیایی بوده و به عنوان مبداء عرض جغرافیایی انتخاب شد ؛ از نظر جغرافیایی نمیتوان نصف النهاری را بر دیگری برتری داد. لذا برای تعیین یک نصف النهار به عنوان مبداء باید یکی از نصف النهار ها را قرارداد نمود .

نصف النهاری که از تلسکوپ رصدخانه ی سلطنتی انگلیس در گرینویچ میگذرد به عنوان « نصف النهار مبداء» مورد پذیرش کشورها قرار گرفته است[6] . قبلا نصف النهار مبداء در مکه ،‌ جزایر خالدات ،پاریس و... قرار گرفته بود. 

فاصله زاویه ای هر نقطه از کره زمین تا نصف النهار گرینویچ (مبداء) « طول جغرافیایی »  نامیده میشود .

طول جغرافیایی عددی بین صفر تا 180 درجه است . اگر نقطه ای در شرق نصف النهار مبداء باشد ، طول جغرافیایی آن شرقی و اگر در غرب باشد طول جغرافیایی اش غربی است.  معمولا طول جغرافیایی شرقی را با علامت مثبت و غربی را با علامت منفی نمایش می دهند.

از آنجایی که تمام نصف النهار ها ( طول های جغرافیایی ) در قطب ها با یکدیگر برخورد لذا مسافت میان هر درجه طول جغرافیایی متناسب با عرض جغرافیایی مختلف خواهد بود.

عرض	صفر درجه	10 درجه	20 درجه	30 درجه	40 درجه	50 درجه	60 درجه	70 درجه	80 درجه	90 درجه
کیلومتر	261/111	570/109	551/104	355/96	231/85	517/71	630/55	053/38	320/19	صفر

 

معمولا عرض و طول جغرافیایی برحسب درجه سپس دقیقه و ثانیه بیان می شوند. هر دقیقه یک شصتم درجه و هر ثانیه یک شصتم دقیقه است. عرض جغرافیایی با حرف لاتین فی  (j)  و طول جغرافیایی با  لاندا(λ)  مشخص می شوند.

 

 

 

 

حرکات زمین

زمین دارای حرکات زیادی است !  برخی از آنها عبارتند از :

حرکت چرخشی ( وضعی )   Rotation  حول محور خودش

حرکت گردشی  ( انتقالی )  Revolution به دور ستاره خورشید 

حرکت تقدیمی   Precession 

حرکت نوسانی Nutation محور زمین

حرکت چرخشی (وضعی)

حرکت زمین حول محوری فرضی ( محوری که از قطب شمال و جنوب زمین عبور میکند) .  در برخی کتابها دلایلی را برای اثبات و فهمیدن این گردش برشمرده اند . از جمله آونگ فوکو ،‌عکاسی بلند مدت از ستاره های پیرامون ستاره قطبی و ..

 

جهت حرکت وضعی زمین خلاف جهت عقربه های ساعت و از مغرب به مشرق است .

آثار حرکت چرخشی

با توجه به مطالب گذشته ، مهمترین  اثر قابل مشاهده که از حرکت وضعی زمین پدید می­آید شب و روز به صورت متناوب است . همچنین فرورفتگی زمین در قطب ها نسبت به استوا را یکی دیگر از آثار حرکت وضعی دانسته اند.

طلوع و غروب ستارگان و ماه خورشید نیز از حرکت زمین به دور خودش پدید می­آیند.

شبانه روز نجومی

مدت زمان حرکت وضعی زمین  در هر دور چرخش کامل آن (360 درجه) 23 ساعت و 56 دقیقه و 4 ثانیه  است. این مدت ،زمانی است که  یک ستاره مشخص در حرکت وضعی زمین دو مرتبه متوالی  روی نصف النهار جغرافیایی یک مکان قرار گیرد[7].

شبانه روز خورشیدی  حقیقی

در حرکت وضعی ، مدت زمان بین دو قرار گرفتن متناوب خورشید روی نصف النهار[8] یک مکان را شبانه روز خورشید حقیقی نامیده اند.

طول متوسط مدت زمان شبانه روز حقیقی حدود 24 ساعت است[9] .

شبانه روز نجومی  3 دقیقه و 56 ثانیه (حدود 4 دقیقه) کوتاه تر از شبانه روز خورشیدی است[10].

شبانه روز خورشیدی متوسط

برای کارهای روزنه از ساعت خورشیدی استفاده میشود . طبق قرارداد زمانی که خورشید روی نصف النهار هرمکان قرار گیرد ساعت 12 می­باشد.  به سبب اینکه گردش زمین به دور خورشید یا گردش ظاهری خورشید حقیقی به دور زمین در مسیر بیضی شکل بوده و سرعت زمین در طی سال یکسان نبوده و مدار زمین یکسان طی نشده بنابر این در زمانی که ساعت 12 را نشان میدهد امکان دارد خورشید هنوز به نصف النهار نرسیده و یا از آن گذشته باشد.  لذا برای جلوگیری از عدم انطباق ، به جای خورشید حقیقی ،  خورشید فرضی  تصور میشود که هر روز ساعت 12 روی نصف النهار مکان قرار میگیرد.

تعدیل زمان

وقتی خورشید روی هر نصف النهار قرار میگیرد ؛ ساعت خورشید حقیقی 12 (ظهر)  بوده اما ساعت خورشید متوسط[11]  ساعت 12 را نشان نمیدهد. در طول روزهای سال ، لحظه ظهر حقیقی [12] بین  16+ تا 16- دقیقه نسبت به ساعت 12 (ظهر ) روز خورشیدی متوسط اختلاف دارد. 

آنچه در کتاب های نجومی درج شده ؛ این اختلاف را به دلیل بیضی بودن مسیر (مدار) گردش زمین به دور خورشید ، یکنواخت نبودن سرعت این حرکت و  اختلاف صفحه مدار گردش زمین به دور خورشید با صفحه استوای سماوی است[13] .

اندازه این تفاوت بین « ساعت خورشید حقیقی »  و « ساعت خورشید متوسط » در هر لحظه را تعدیل زمان نامیده­اند.

زمان استاندارد ( رسمی ، عرفی )

در گذشته که رادیو و تلویزیون به وجود نداشته و یا به صورت امروزی استفاده از آن عمومی نبود؛ مردم هر شهر و یا روستا ساعتشان را براساس لحظه ظهر حقیقی و یا مغرب[14] تنظیم میکردند. بنابراین در داخل کشور یک ساعت واحد وجود نداشت .

برای جلوگیری از تعدد ساعت ، نصف النهار خاصی را ( حد وسط شرقی و غربی ) به عنوان نصف النهار جغرافیایی استاندارد انتخاب و ساعت رسمی کشور را بر مبنای آن طول جغرافیایی استاندارد تنظیم مینمایند.

برای برقراری یک سامانه زمانی بین المللی ، کره زمین به 24 قاچ 15 درجه ای تقسیم میگردد. زمان متوسط نصف النهار مرکزی هرقاچ به عنوان زمان رسمی سرتاسر آن قاچ تعیین می­شود.

زمان محلی  Local time

زمان نقاط مختلف سطح کره زمین که برحسب موقعیت خورشید تعیین گردد. مثلا ظهر  محلی هر نقطه عبارت از لحظه ای است که خورشید در بلندترین وضعیت خود در آسمان آن نقطه قرار گرفته باشد. چون به طور کلی زمان بر اساس چرخش زمین حول محور خود پدید می­آید لذا کلیه نقاطی که روی یک نصف النهار قرار گرفته اند  همزمان میباشند . و لذا نصف النهارهای مختلف از نظر زمانی با یکدیگر اختلاف دارند . بدین ترتیب که نقاط شرقی از نظر زمانی جلوتر از نقاط غربی هستند.

 

زمان متوسط گرینویچ Greenwich mean time (G.M.T)

زمان رسمی کشور انگلستان و اروپای باختری ، که بر مبنای زمان محلی گرینویچ ، با نصف النهار صفر ، قرار دارد. برای تسهیل در برنامه پرواز هواپیماها ، کشتی ها و همزمانی گزارش های بین المللی  ، ساعت رسمی بین المللی نیز براساس نصف النهار گرینویچ تعیین میگردد.

حرکت گردشی ( انتقالی ) کره زمین در مداری بیضی[15] شکل به دور خورشید در گردش است . مدت زمان  این گردش  که   سال نامیده    می­شود ؛ 365  شبانه روز و 5 ساعت و 48 دقیقه و 51 ثانیه در جهت خلاف  حرکت عقربه های ساعت انجام میگیرد.

زمین با سرعت متوسط  30 کیلومتر در ثانیه در مدت یکسال (خورشیدی) ‌937 میلیون کیلومتر به دور خورشید میپیماید.

زمین در فاصله متوسط 10⁶ *6/149 کیلومتر ( تقریبا 150 میلیون کیلومتر ) از ستاره خورشید در مداری بیضوی که خورشید در یکی از کانون های این بیضی قرار دارد[16] ؛ گردش میکند.

 

آثار حرکت انتقالی

1236514'>همانطور که درج شد پیدایش  سال از آثار حرکت انتقالی زمین است. یک سال       روز خورشیدی می­باشد. به این ترتیب کسر یک چهارم (4/1)  روز  ، هر چهار سال با یک سال کبیسه[17] که برابر با 366 روز است جبران می­شود.

 

 

به دلیل عمود نبودن محور زمین[18] بر صفحه فرضی گردش زمین به دور خورشید ،‌ زاویه تابش خورشید در روزهای مختلف سال به نقاط مختلف زمین تغییر میکند .

تغییر زاویه تابش خورشید  تفاوت میزان انرژی دریافتی زمین  از خورشید میشود. هر چقدر زاویه تابش عمود تر باشد زمین انرزی بیشتر و هر چقدر مایل تر باشد انرژی کمتر دریافت میکند.

کج بودن محور در حرکت انتقالی باعث میشود تا محل طلوع و غروب خورشید در روزهای سال تغییر کند . خورشید فقط در اول بهار و اول پاییز تقریبا از  شرق دایره افق  (مشرق) طلوع و در  غرب دایره افق (مغرب) غروب میکند.

روزهایی که خورشید از حدفاصل نقطه مشرق و جنوب افق طلوع کند در حدفاصل جنوب و مغرب افق غروب میکند . طول این روزها نسبت به روزهایی که خورشید از نقطه های بالاتری در افق طلوع و غروب میکند بلند تر است .

 به عبارت دیگر جابجایی طلوع و غروب خورشید که به دلیل حرکت انتقال و کجی محور رخ میدهد باعث کوتاهی و بلندی شب و روز است .

آثار دیگری حرکت انتقال زمین دارد که در بخش های بعدی توضیح داده خواهد شد .

کره آسمان

کره ای فرضی به مرکزیت سیاره زمین و شعاع بی نهایت است که ستاره ها ، سیارات و دیگر اجرام به صورت نقطه های نورانی روی آن دیده میشود.

بسیار از اندازه گیری های  نجومی روی این کره فرضی انجام می شود.

از متصل کردن ستاره های قابل رویت روی کره سماوی اشکال فرضی به نام «صورت های فلکی» ایجاد میشود.

امتداد محور حرکت وضعی زمین ، کره سماوی را در دونقطه قطبین سماوی[19] قطع میکند. این محور ، محور عالم نامیده می شود[20].

دایره عظیمه ای روی کره آسمان که از چهار نقطه ی قطبین سماوی ، سمت الراس و سمت القدم ناظر میگذرد ؛ نصف النهار سماوی  است.

                                                                                    

افق

جایی که به نظر میرسد آسمان و زمین به یکدیگر متصل

 شده اند ، افق نامیده میشود. در دشت های باز و میان دریا به راحتی میتوان تصور دایره ای از افق داشت .

مختصات افقی (سمت ـ‌ارتفاعی )

ارتفاع ، فاصله هر جرم روی گنبد آسمان از دایره افق است .

استوای سماوی

امتداد صفحه استوای زمین روی کره سماوی و یا تصویر استوای زمین روی کره سماوی است .

همانطور که استوا در زمین مبداء عرض جغرافیایی است ؛ استوای سماوی نیز روی کره سماوی مبداء‌ مختصاتی است که « مِیْل» نامیده میشود. میل فاصله هر نقطه روی کره سماوی تا استوای سماوی است .

دایره البروج

 اهالی سیاره زمین به دلیل حرکت زمین به دور خورشید ، تصور میکنند خورشید روی کره سماوی ، در مدت یکسال یک دور به دور زمین گردش میکند. 

این حرکت ظاهری  در مداری است که «دایر_ة البروج» نامیده میشود.   

ستاره : یک توده گاز متراکم که توسط گرانش (جاذبه) خودی نگه داشته می شود ، به خصوص اگر به اندازه کافی سنگین باشد. دمای داخلی ستاره شرایط لازم  برای سوخت هسته ای را تامین میکند. به علت دمای بسیار زیاد ستارگان ماده نمی تواند به صورت جامد یا مایع باشد.

گازهای تشکیل دهنده ستارگان بسیار غلیظ تر از گازهای سطح زمین بوده و به علت فشار زیاد درونی ، دارای چگالی زیادی هستند.

ستارگان در فضا حرکت میکنند ، ولی به علت فاصله زیاد از زمین ظاهرا ثابت به نظر میرسند. لذا واژه ثوابت به آنها اطلاق شده است.

سیاره  : اجرامی که تحت تاثیر نیروی گرانش ستاره قرار دارند و ممکن است به صورت توده های خاکی ، سنگی و یا گازی باشند .

سیارک  اجرام کوچکی که با شکل های نامنظم مانند سیارات بین مدار مریخ و مشتری به دور خورشید می گردند. تفاوت عمده آنها با سیارات در اندازه آنها ست . سیارکها نیز مانند سیارات با انعکاس نور خورشید می درخشند اما به دلیل کوپکیشان مقدار نور منعکس شده بسیار اندک بوده و با ید با تلسکوپ آنها را دید.

دنباله دار(ذو ذنب) توده های یخی که از فواصل بسیار دور از منظومه شمسی و فضای خارج ، تحت جاذبه خورشید به داخل منظومه مشسی رهسپار میشوند و هرچه به این ستاره نزدیک میشوند فشار بادهای خورشیدی و نیز شدت گرما ، یخها را به صورت گازهای شتابان از انتهای دنباله دار به بیرون رها میکند. هسته آنها معمولا از قطعات سنگ و فلز به وجود آمده است . انها معمولا در مداری کشیده و بیضی شکل به دور خورشید دور زده و از آن دور میشوند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

مدت زمان گردش آن ها به دور خورشید متفاوت است برخی هر 20 سال یکبار و یا کمتر و برخی ده ها سال طول میکشد تا مجددا  به سمت خورشید رهسپار شوند.

شهاب واره معمولا اجسام جامد ریز ( به اندازه ته سنجاق ) که در فضا حرکت می کنند . گهگاه گروهی از آنها جذب زمین میشوند. گرمایی که در این برخورد با جو زمین ایجاد میشود جسم را میسوزاند . پدیده نوری ای که از ورود  آنها به جو زمین نتیجه میشود شخانه یا تیر شهاب نامیده میشود.

 منظومه شمسی زمین سیاره کوچکی است که به همراه هفت سیاره و سیارک ها و اقمار سیارات به دور ستاره ای فروزان به نام خورشید می گردد.

سیارات با جر م اندک خود ، در مقایسه با جرم خورشید به شدت تحت تاثیر جاذبه (گرانش) خورشید به دور این سیاره همواره در یک مسیر بیضی شکل ، فاصله خود از خورشید را حفظ میکنند.

گردش سیارات به دور خورشید باعث میشود نیرویی درونشان بوجود آید که از جذب شدن آنها توسط خورشید و سقوط در این ستاره جلوگیری کند.  این نیرو که در گذشته به نیروی گریز از مرکز معروف بود ؛ اینرسی حرکت نام  دارد. مجموعه اعمال این دو نیرو (گرانش و اینرسی حرکت) سیارات را همواره در مدارشان پایدار نگه می دارد. بر این اساس هرگاه به خورشید نزدیک شوند باید سریعتر حرکت کرده تا شدت جاذبه آنها را جذب نکند و برعکس . به همین دلیل سرعت حرکت سیاراتی که از خورشید خیلی دور هستند به دور خورشید کمتر است.

مجموعه قوانینی که چگونگی حرکت سیارات به دور خورشید را تبیین میکند به نام کاشف آنها کپلر[21] نامیده شده است. 

منظومه شمسی از ستاره خورشید ، سیارات خاکی ، سیارات گازی ، اقمار سیارات ، دنباله دارها و سیارک ها تشکیل شده است.

برخی سیارات به خورشید نزدیک و برخی نیز دور هستند . این فاصله از حداقل 46 میلیون کیلومتر تا حداکثر 4/7 میلیارد کیلومتر متفاوت است. لذا سیارات نزدیک خیلی گرم و سیارات دور سرد و یخ زده هستند.

فاصله ای از خورشید که دمای متعادلی داشته و آب به راحتی یخ نمیزند و حرارت قابل تحملی دارد ، کمربند حیات نامیده میشود. این منطقه در حدفاصل سیاره زهره و مریخ است که سیاره زمین قرار دارد.

سحابی : توده هایی از ابرهای متراکم ، گاز و غبار می باشند که منشاء وجودی ستارگانند . به عبارت دیگر سحابیها ابرهای بزرگی از گازهای خیلی رقیق و متراکم می باشند . هر چند سحابیها به علت نور ستارگان مجاور خود قابل رویت ند ولی میلونها برابر بزرگتر و درخشنده تر از هر ستاره منفرد می باشند .

سحابی نشری : نور خود را از مجموعه ستارگان داخل آن ، دریافت میکند. در این سحابیها یک یا چندین ستاره بسیار داغ وجود دارد (از رده های طیفی O یا B) این ستاره های سوزان موجب تحریک گازها و درخشش سحابی میشوند. مثل سحابی معروف صورت فلکی جبار M44

سحابی بازتابی : اگر ستاره ها مقداری سرد باشند یا اینکه چگالی گازها در سحابی زیاد باشد ؛ گازها فقط نور ستاره را بازتاب میدهند . سحابی که ستاره های خوشه پروین در صورت فلکی ثور را در برگرفته اند از نوع بازتابی است .

 

 

سحابی تاریک : هیچ نوری ندارد و به صورت یک فضای سیاه دیده میشود. درون و یا نزدیک این سحابیها هیچ گونه ستاره ای وجود ندارد . مشاهده سحابیهای تاریک فقط فقط در صورتی ممکن است که در مقابل سحابیهای نشری یا بازتابی قرار گیرند. اختر شناسان عقیده دارند این سحابیها زایشگاه ستارگان هستند. سحابی سراسب در صورت فلکی جبار نمونه ای از این سحابی است.

خوشه ستاره ای :  برخی از ستاره ها به صورت مجموعه های دو تایی یا چند تایی و بسیاری  مجموعه های بزرگتری به نام خوشه های ستاره ای تشکیل میدهند . این خوشه ها به دو گروه تقسیم میشوند ؛ الف ـ خوشه های باز که مهمولا بیش از چند ستاره ندارند ، ب ـ  خوشه های کروی که ممکن است چند صد هزار ستاره داشته  و از خوشه های باز بزرگتر و با تراکم بیشتر ستاره هایش در واحد حجم هستند .

خوشه پروین از خوشه های باز است .

کهکشان :مجموعه ای از میلیاردها ستاره ، خوشه ستاره ای و سحابی  ؛ کهکشان را تشکیل میدهند . کهکشان راه شیری بیش از 200 میلیارد ستاره و صدهزار سال نوری قطر دارد. کهکشان ها را در سه گروه بیضی شکل ، مارپیچی و نامنظم ره بندی کرده اند . کهکشان راه شیری یک کهکشان مارپیچی است . حدود 70 درصد از کهکشان هایی که تاکنون کشف شده اند بیضی هستند. 15 درصد از کهکشانهای دیگر مارپیچی و 15 درصد هم نامنظم هستند .

خوشه کهکشانی

اندازه گیری فاصله ستارگان : به دلیلی دوری و فاصله بسیار زیاد ستارگان ، اندازه گیری فاصله آنها به روش مستقیم یعنی حرکت به سوی آنها ، ممکن نیست . تمام روش های اندازه گیری فاصله ، عیر مستقیم هستند. از جمله این روش ها روش اختلاف منظر است . این روش بر پایه تغییر زاویه رویت یک جسم از دو نقطه متفاوت است . فاصله بین دو نقطه یک ضلع مثلی خواهد بود که راس دیگرش  آن جسم است .

موقعیت یک ستاره نسبت به ستارگان اطرافش در دوبازه زمانی به فاصله شش ماه اندازه گیری میشود .

به این ترتیب میشود مثلثی را در نظر گرفت و ترسیم نمود که یک ضلعش قطر مدار حرکت انتقالی زمین بوده و یک زاویه اش نیز محل قرار گرفتن ستاره خواهدبود . به این ترتیب با استفاده از فرمول های ریاضی فاصله ستاره به دست خواهد آمد .

برای اندازه گیری ستارگان بسیار دور باید زا روش های دیگری استفاده نمود.

سرعت : تغییر مکان ستارگان و حرکتشان به دلیل فاصله بسیار زاید و دوری از زمین چندان آشکار نیست . اما در فاصله چند هزار سال شکل صورت های فلکی تغییر میکند. این تغییر به دلیل سرعت فضایی ستارگان است . این سرعت به دومولفه بستگی دارد . الف ـ سرعت شعاعی که  سرعت ستاره در جهت دید ناظر است . ب ـ سرعت عرضی یا مماسی (ظلی) که عمود بر خط دید ناظر است. سرعت فضایی سریعترین ستاره ها به بیش از 600 کیلومتر در ثانیه می رسد.

دمای سطحی تعیین دمای سطحی ستاره ها نسبت به ویژگیهای دیگرشان آسانتر است . تغییرات رنگ نور فلزی که د رحال گداخته شدن است نشان گر میران حرارت آن فلز است . ابتدا که در آتش قرار میگیرد قرمزو با افزایش دما نور آن به نارنجی و زرد تغییر مییابد. اگر بتوان دما را به حد بسیار بالا رساند ، ممکن است به رنگ آبی یا حتی بنفش نیز بدرخشد.  این تغییرات براساس صورت ساده شده قانون مهمی در فیزیک به نام وین است . این قانون در مورد ستاره ها هم که کره هایی گازی هستند مطرح است. در جدول زیر دمای سطحی ستاره ها و رنگ معادل آن آورده شده است که هر محدوده دما توسط اختر شناسان با حرفی مشخص میشود که رده طیفی نامیده میشود.

دمای ستاره	رنگ	رده طیفی
کمتر از 3200 درجه سانتیگراد	قرمز	M
4700-3200	قرمز مایل به زرد	K
5750-4700	سفید مایل به زرد	G
7200-5750	آبی مایل به سفید	F
11000-7200	آبی	A
25000-11000	آبی	B
بیشتر از 25000	بنفش	O

براین اساس ستاره های قرمز و نارنجی رنگی که در آسمان شب دیده میشوند سردترین ستاره ها ( رده MوK) و ستاره های آبی و بنفش ، سوزان ترین ستاره ها ( رده های BوO) هستند .  خورشید در این رده بندی در رده طیفی G قرار میگیرد.

قدر ظاهری (درخشندگی)  بارزترین تفاوت در نگاه به اجرام آسمان در شب ، اختلاف درخشندگی ظاهرشان است . به این درخشندگی قدر ظاهری گفته میشود. درخشندگی ستارگان توسط ابرخس دانشمند یونان باستان به به شش گروه تقسیم بندی شد . در این رده بندی درخشانترین ستاره های قابل مشاده در قدر اول و کم نورترین آن ها در قدر ششم  هستند .

قدر مطلق ( درخشندگی واقعی)  عبارتست از درخشندگی ظاهری ستاره وقتی که در فاصله 6/32 سال نوری ( 10پارسِک[22]) باشد .

اندازه  یکی از روش های اندازه گیری قطر ستارگان  روش پیچیده تداخل سنجی است . به این ترتیب که ابتدا قطر زاویه ای (ظاهری) ستاره را تعیین میکنند، سپس با اندازه گیری فاصله ستاره قطر ستاره قابل محاسبه است. این روش برای ستاره هایی با قطر بزرگ ، نزدیک و پر نور کاربرد دارد .

همچنین با دانستن درخشندگی و  دما میتوان قطر ستاره را به دست آورد . درخشندگی ستاره به دو عامل بستگی دارد یکی اندازه ستاره و دیگری میزان نوری که از واحد سطح ستاره تابش میشود.

نظریه های تشکیل جهان نظریه هایی  برای توصیف پیدایش و تحول عالم وجود دارد که مهمترین آنها  نظریه مِهبانگ  یا انفجار بزرگ است .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

---

[1]  بالاترین و پایین ترین اعتباری منظور است.

[2] ارتفاع قله اورست  بیش از 8800 متر است .

[3] دایره عظیمه Great Circle ،‌فصل مشترک سطح کره ، با صفحه ای که از مرکز کره میگذرد.  مرکز و شعاع این دایره  همان مرکز و شعاع کره است.

[4]  این دوایر ، دایره صغیره  Small Circle  هستند که  فصل مشترک سطح کره ، با صفحه ای که ازجایی غیر مرکز کره  میباشند.

[5]  فاصله ی یک نقطه تا یک خط ، اندازه عمودی است که از آن نقطه به خط رسم میشود .

[6] نصف النهار گرینویچ در کنفرانسی با شرکت 26 کشور در اول اکتبر 1884 در واشنگتن به عنوان مبداء طول جغرافیایی انتخاب شد. 

[7]  وقتی جرم سماوی مقابل نصف النهار یک مکان قرار میگیرد ؛ این حالت « عبور » ، « گذر بالا »    یا  transit(ترانزیت) نامیده میشود.

[8]   همان

[9]  مدت زمان شبانه روز به دلیل دایره نبودن مسیر (مدار) حرکت زمین به دور خورشید گاهی کم و زیاد میشود.

[10]  این تفاوت به دلیل حرکت انتقالی زمین به دور خورشید است .  این جابجایی زمین در مقابل ستاره ها که در فاصله بسیار دوری از زمین هستند بی تاثیر بوده و لی در مقابل خورشید که نسبت به ستاره فاصله اش با زمین بسیار کمتر است ؛ تاثیر زیادی دارد .

[11] ساعت های رایج که وقت را نشان میدهد. اعم از ساعت های مچی ، دیواری و غیره

[12] ظهر حقیقی همان ظهر شرعی است .

[13]  در صفحات آینده  توضیح بیشتری در باره این اصطلاحات داده خواهد شد .

[14]  هنگام عبور سرخی سمت شرق آسمان (حمره مشرقیه ) بعد از غروب خورشید از بالای سر «مغرب»  نامیده شده . در این لحظه ساعت روی 12 تنظیم و به آن «دسته» میگفتند.

[15]  بیضی مکان هندسی نقاطی از صفحه است که مجموع فواصل آنها از دو نقطه ثابت (کانون ) به یک اندازه ثابت باشد.                      

[16]  نزدیک ترین فاصله زمین به خورشید ( حضیض )‌ 10⁶*147 کیلومتر و دورترین فاصله زمین از خورشید ( اوج ) 10⁶*152 میلیون کیومتر است.

[17]  کبیسه در مبحث تقویم توضیح داده خواهد شد.

[18]   خط فرضی بین قطبین که حرکت وضعی زمین حول آن است.  این خط نسبت به خط عمود بر صفحه   گردش انتقالی  حدود 5/23 درجه انحراف دارد.

[19]   قطب شمال سماوی و قطب جنوب سماوی

[20]   اهالی سیاره زمین ، به دلیل حرکت وضعی زمین ، تصور میکنند آسمان حول این محور در شبانه روز از شرق به غرب حرکت میکند.

[21]یوهان کپلر ،  قرن 16 و 17 میلادی ، منجم آلمانی  آموزش یافته مدارس و دانشگاه های پروتستان

[22] یک پارسک فاصله ای از خورشید است که فاصله زمین و خورشید،  یک ثانیه دیده شود . (معادل 26/3 سال نوری)