مفيد

دوران شمسنا. لماذا يظلم الليل: دوران الأرض حول محورها والشمس

نجمنا، تم تصويره من خلال المرشحات

يعتمد دوران الشمس على المكان الذي يقيسه الراصد منه، هل أنت مهتم؟ تستغرق البقع على خط الاستواء حوالي 24.47 يومًا أرضيًا لإكمال ثورة كاملة حولها.

يطلق علماء الفلك على هذه الفترة اسم فترة الدوران الفلكي، والتي تختلف عن الفترة القمرية في مقدار الوقت الذي تستغرقه البقع الشمسية للدوران حول الشمس عند ملاحظتها من الأرض.

وتتناقص سرعة الدوران مع اقترابه من القطبين، بحيث يمكن أن تصل فترة الدوران حول المحور عند القطبين إلى 38 يوماً.

ملاحظات التناوب

حركة الشمس واضحة للعيان إذا لاحظت بقعها. جميع البقع تتحرك على السطح. وهذه الحركة جزء من الحركة العامة للنجم حول محوره.

وتبين الملاحظات أنه لا يدور مثل الجسم الصلب، ولكن بطريقة مختلفة.

وهذا يعني أنها تتحرك بشكل أسرع عند خط الاستواء وأبطأ عند القطبين. عمالقة الغاز: كوكب المشتري وزحل لديهما أيضًا دوران تفاضلي.

وقاس علماء الفلك سرعة دوران الشمس من خط عرض 26 درجة من خط الاستواء، ووجدوا أن الدورة الواحدة حول محورها تستغرق 25.38 يوما. ويشكل محوره زاوية قياسها 7 درجات و15 دقيقة.

تدور المناطق الداخلية واللب معًا كجسم صلب. والطبقات الخارجية، منطقة الحمل الحراري والغلاف الضوئي، تدور بسرعات مختلفة.

ثورة الشمس حول مركز المجرة

نجمنا ونحن معه ندور حول مركز مجرة درب التبانة. متوسط السرعة 828.000 كم/ساعة. تستغرق الثورة الواحدة حوالي 230 مليون سنة. مجرة درب التبانة هي مجرة حلزونية. ويعتقد أنه يتكون من نواة مركزية وأربعة أذرع رئيسية بها عدة شرائح قصيرة.

نعلم جميعا أن الأرض تدور حول الشمس. وبناء على ذلك يطرح سؤال منطقي: هل الشمس نفسها تدور؟ وإذا كان الأمر كذلك، حول ماذا؟ تلقى علماء الفلك إجابة على هذا السؤال فقط في القرن العشرين.

يتحرك نجمنا حقًا، وإذا كانت للأرض دائرتان للدوران (حول الشمس وحول محورها)، فإن الشمس لديها ثلاث دائرات. علاوة على ذلك، فإن النظام الشمسي بأكمله، إلى جانب الكواكب والأجسام الكونية الأخرى، يتحرك تدريجيًا بعيدًا عن مركز المجرة، ويتحرك عدة ملايين من الكيلومترات مع كل ثورة.

ماذا تتحرك الشمس حولها؟

ما الذي تدور حوله الشمس؟ ومن المعروف أن نجمنا يقع، ويبلغ قطره حوالي 30 ألف فرسخ فلكي. الفرسخ الفلكي هو وحدة قياس فلكية تساوي 3.26 سنة ضوئية.

يوجد في الجزء الأوسط من مجرة درب التبانة مركز مجري صغير نسبيًا يبلغ نصف قطره حوالي 1000 فرسخ فلكي. لا يزال هناك تكوين نجمي ويقع اللب، والذي بفضله نشأ نظامنا النجمي.

وتبلغ مسافة الشمس عن مركز المجرة 26 ألف سنة ضوئية، أي أنها تقع بالقرب من أطراف المجرة. وتدور الشمس حول هذا المركز مع بقية النجوم التي تشكل مجرة درب التبانة. تتراوح سرعتها المتوسطة من 220 إلى 240 كيلومترًا في الثانية.

وتستغرق الثورة الواحدة حول الجزء المركزي من المجرة 200 مليون سنة في المتوسط. طوال فترة وجوده، دار كوكبنا مع الشمس حول قلب المجرة حوالي 30 مرة فقط.

لماذا تدور الشمس حول المجرة؟

كما هو الحال مع دوران الأرض، لم يتم تحديد السبب الدقيق لحركة الشمس. وفقا لأحد الإصدارات، هناك نوع من المادة المظلمة (ثقب أسود هائل) في مركز المجرة، مما يؤثر على دوران النجوم وسرعتها. يوجد حول هذا الثقب ثقب آخر ذو كتلة أصغر.

يمارس كلا الأمرين معًا تأثيرًا الجاذبية على النجوم في المجرة ويجبرها على التحرك في مسارات مختلفة. ويرى علماء آخرون أن هذه الحركة ناجمة عن قوى الجاذبية المنبعثة من قلب مجرة درب التبانة.

مثل أي جسم، تتحرك الشمس بالقصور الذاتي على طول مسار مستقيم، لكن جاذبية مركز المجرة تجذبها إلى نفسها وبالتالي تجعلها تدور في دائرة.

هل تدور الشمس حول محورها؟

إن دوران الشمس حول محورها هو الدائرة الثانية لحركتها. وبما أنها تتكون من غازات، فإن حركتها تحدث بشكل مختلف.

بمعنى آخر، يدور النجم بشكل أسرع عند خط الاستواء، وأبطأ عند القطبين. يعد تتبع دوران الشمس حول محورها أمرًا صعبًا للغاية، لذلك يتعين على العلماء التنقل عبر البقع الشمسية.

في المتوسط، تدور بقعة في منطقة خط الاستواء الشمسي حول محور الشمس وتعود إلى موقعها الأصلي خلال 24.47 يومًا. تتحرك المناطق القطبية حول محور الشمس كل 38 يومًا.

ولحساب قيمة معينة، قرر العلماء التركيز على الموضع 26 درجة من خط الاستواء، حيث أن هذا المكان تقريبًا يحتوي على أكبر عدد من البقع الشمسية. ونتيجة لذلك، توصل علماء الفلك إلى رقم واحد، وهو أن سرعة دوران الشمس حول محورها هي 25.38 يومًا.

ما هو الدوران حول مركز متوازن؟

كما ذكرنا أعلاه، على عكس الأرض، للشمس ثلاث مستويات للدوران. الأول يدور حول مركز المجرة والثاني حول محورها أما الثالث فهو ما يسمى بمركز الجاذبية المتوازن. للشرح بكلمات بسيطة، جميع الكواكب التي تدور حول الشمس، على الرغم من أن كتلتها أقل بكثير، إلا أنها لا تزال تجذبها قليلاً نحو نفسها.

ونتيجة لهذه العمليات، يدور محور الشمس أيضًا في الفضاء. وأثناء دورانها، فإنها تصف نصف قطر التوازن المركزي الذي تدور فيه الشمس. وفي الوقت نفسه، تصف الشمس نفسها أيضًا نصف قطرها. والصورة العامة لهذه الحركة واضحة تماما لدى علماء الفلك، لكن عنصرها العملي لم يدرس بشكل كامل.

بشكل عام، نجمنا هو نظام معقد للغاية ومتعدد الأوجه، لذلك سيتعين على العلماء في المستقبل الكشف عن المزيد من أسراره وألغازه.

تستغرق أي بقعة على خط استواء الشمس 24.47 يومًا لتكمل دورتها حول محور الشمس وتعود إلى نفس الموضع. يطلق علماء الفلك على هذه الفترة اسم الفترة المدارية الفلكية، والتي تختلف عن الفترة المدارية السينودسية - مقدار الوقت الذي تستغرقه البقعة الشمسية لتعود مرة أخرى. لكن سرعة دوران الشمس حول محورها تتناقص كلما اقتربت من القطبين، لذلك في الواقع تستغرق المناطق المحيطة بالقطبين 38 يومًا لتكمل دورة واحدة حول محور الشمس.

يمكن رؤية دوران الشمس حول محورها عند ملاحظته. تتحرك جميع البقع الشمسية على سطح الشمس. هذه الحركة جزء من الدوران العالمي للشمس حول محورها. وتشير الملاحظات أيضًا إلى أن الشمس لا تدور كجسم صلب، ولكنها تدور بطريقة متمايزة. مما يعني أنه يدور حول محوره بشكل أسرع عند خط الاستواء وأبطأ عند القطبين. عمالقة الغاز لديهم أيضًا دوران متباين.

ولذلك قرر علماء الفلك قياس سرعة دوران الشمس حول محورها من موضع اعتباطي قدره 26 درجة من خط الاستواء؛ تقريبًا النقطة التي نرى فيها معظم البقع الشمسية. عند هذه النقطة، يستغرق 25.38 يومًا حتى يدور حول محوره ويعود إلى نفس المكان في الفضاء.

عرف علماء الفلك أيضًا أنه يدور بشكل مختلف عن السطح. المناطق الداخلية، النواة والمنطقة "المشعة"، تدور حول محور معًا، مثل الجسم الصلب. ثم تدور الطبقات الخارجية، منطقة الحمل الحراري والغلاف الضوئي، حول المحور بسرعة مختلفة.

يتحرك في مدار حول المركز. يبلغ متوسط سرعة النظام الشمسي 828.000 كم/ساعة. وبهذه السرعة، سيستغرق الأمر حوالي 230 مليون سنة لإكمال دورة كاملة حول المجرة. مجرة درب التبانة هي مجرة حلزونية. ويعتقد أنه يتكون من مركزي انتفاخ(مركز المجرة)، 4 أذرع رئيسية والعديد من أجزاء الذراع الأقصر. تقع الشمس وبقية نظامنا الشمسي بالقرب من ذراع أوريون، بين الذراعين الرئيسيين، فرساوس والقوس. ويبلغ قطر مجرة درب التبانة حوالي 100 ألف سنة ضوئية، وتقع الشمس على بعد 28 ألف سنة ضوئية من مركز المجرة. في الآونة الأخيرة، تم اقتراح أن مجرة درب التبانة هي في الواقع مجرة حلزونية قضيبية. مما يعني أنه بدلاً من انتفاخ الغاز والنجوم في المركز، من المحتمل أن يكون هناك جسر من النجوم يعبر الانتفاخ المركزي.

لذلك عندما يسألك شخص ما عن المدة التي تدور فيها الشمس حول محورها، اسأله عن أي جزء من الشمس.

الأرض في حركة دائمة. ورغم أنه يبدو أننا نقف بلا حراك على سطح الكوكب، إلا أنه يدور بشكل مستمر حول محوره والشمس. وهذه الحركة لا نشعر بها فهي تشبه الطيران بالطائرة. نحن نتحرك بنفس سرعة الطائرة، لذلك لا نشعر بأننا نتحرك على الإطلاق.

ما هي السرعة التي تدور بها الأرض حول محورها؟

تدور الأرض مرة واحدة حول محورها خلال 24 ساعة تقريبًا (على وجه الدقة، في 23 ساعة و 56 دقيقة و 4.09 ثانية أو 23.93 ساعة). وبما أن محيط الأرض يبلغ 40,075 كيلومترًا، فإن أي جسم عند خط الاستواء يدور بسرعة تقارب 1,674 كيلومترًا في الساعة، أو ما يقرب من 465 مترًا (0.465 كيلومترًا) في الثانية. (40075 كم مقسومة على 23.93 ساعة فنحصل على 1674 كم في الساعة).

عند (خط عرض 90 درجة شمالًا) و(خط عرض 90 درجة جنوبًا)، تكون السرعة صفرًا فعليًا لأن نقاط القطب تدور بسرعة بطيئة جدًا.

لتحديد السرعة عند أي خط عرض آخر، ما عليك سوى ضرب جيب تمام خط العرض في سرعة دوران الكوكب عند خط الاستواء (1674 كم في الساعة). جيب التمام 45 درجة هو 0.7071، لذلك اضرب 0.7071 في 1674 كم في الساعة واحصل على 1183.7 كم في الساعة.

يمكن تحديد جيب التمام لخط العرض المطلوب بسهولة باستخدام الآلة الحاسبة أو النظر إليه في جدول جيب التمام.

سرعة دوران الأرض بالنسبة لخطوط العرض الأخرى:

10 درجات: 0.9848×1674=1648.6 كم في الساعة؛
20 درجة: 0.9397×1674=1573.1 كم في الساعة؛
30 درجة: 0.866×1674=1449.7 كم في الساعة؛
40 درجة: 0.766×1674=1282.3 كم في الساعة؛
50 درجة: 0.6428×1674=1076.0 كم في الساعة؛
60 درجة: 0.5×1674=837.0 كم في الساعة؛
70 درجة: 0.342×1674=572.5 كم في الساعة؛
80 درجة: 0.1736×1674=290.6 كم في الساعة.

الكبح الدوري

كل شيء دوري، حتى سرعة دوران كوكبنا، والتي يستطيع الجيوفيزيائيون قياسها بدقة ميلي ثانية واحدة. عادةً ما يشتمل دوران الأرض على دورات مدتها خمس سنوات من التباطؤ والتسارع، وغالبًا ما ترتبط السنة الأخيرة من دورة التباطؤ بزيادة في الزلازل حول العالم.

وبما أن عام 2018 هو الأحدث في دورة التباطؤ، يتوقع العلماء زيادة في النشاط الزلزالي هذا العام. الارتباط لا يعني السببية، لكن الجيولوجيين يبحثون دائمًا عن أدوات لمحاولة التنبؤ بموعد حدوث الزلزال الكبير التالي.

تقلبات محور الأرض

تدور الأرض قليلاً عندما ينجرف محورها نحو القطبين. وقد لوحظ تسارع انجراف محور الأرض منذ عام 2000، حيث يتحرك شرقا بمعدل 17 سم سنويا. وقد قرر العلماء أن المحور لا يزال يتحرك شرقًا بدلاً من التحرك ذهابًا وإيابًا بسبب التأثير المشترك لذوبان جرينلاند و، وكذلك فقدان المياه في أوراسيا.

من المتوقع أن يكون الانجراف المحوري حساسًا بشكل خاص للتغيرات التي تحدث عند خط عرض 45 درجة شمالًا وجنوبًا. أدى هذا الاكتشاف إلى تمكن العلماء أخيرًا من الإجابة على السؤال الذي طال أمده حول سبب انحراف المحور في المقام الأول. كان سبب تمايل المحور نحو الشرق أو الغرب هو السنوات الجافة أو الرطبة في أوراسيا.

ما السرعة التي تتحرك بها الأرض حول الشمس؟

بالإضافة إلى سرعة دوران الأرض حول محورها، يدور كوكبنا أيضًا حول الشمس بسرعة تبلغ حوالي 108.000 كيلومتر في الساعة (أو حوالي 30 كيلومترًا في الثانية)، ويكمل مداره حول الشمس في 365.256 يومًا.

فقط في القرن السادس عشر أدرك الناس أن الشمس هي مركز نظامنا الشمسي، وأن الأرض تتحرك حولها، بدلاً من كونها المركز الثابت للكون.

حول محورها يصعب تتبعها. وذلك لأن اليوم على الشمس يعتمد على أي جزء من الشمس تتحدث عنه. مشوش؟ وقد حير هذا علماء الفلك لعدة سنوات. دعونا نلقي نظرة على كيفية تغير دوران الشمس حول محورها.

لكن سرعة دوران الشمس حول محورها تتناقص كلما اقتربت من القطبين، لذلك في الواقع تستغرق المناطق المحيطة بالقطبين 38 يومًا لتكمل دورة واحدة حول محور الشمس.

يمكن رؤية دوران الشمس حول محورها عند مراقبة البقع الشمسية

تتحرك جميع البقع الشمسية على سطح الشمس. هذه الحركة جزء من الدوران العالمي للشمس حول محورها. وتشير الملاحظات أيضًا إلى أن الشمس لا تدور كجسم صلب، ولكنها تدور بطريقة متمايزة. مما يعني أنه يدور حول محوره بشكل أسرع عند خط الاستواء وأبطأ عند القطبين. عمالقة الغاز كوكب المشتري

لديها أيضا دوران متباين.

عرف علماء الفلك أيضًا أن باطن الشمس

تدور بشكل مختلف عن السطح. المناطق الداخلية، النواة والمنطقة "المشعة"، تدور حول محور معًا، مثل الجسم الصلب. ثم تدور الطبقات الخارجية، منطقة الحمل الحراري والغلاف الضوئي، حول المحور بسرعة مختلفة.

تدور الشمس والمجموعة الشمسية بأكملها حول مركز مجرة درب التبانة

يبلغ متوسط سرعة النظام الشمسي 828.000 كم/ساعة. وبهذه السرعة، سيستغرق الأمر حوالي 230 مليون سنة لإكمال دورة كاملة حول المجرة. مجرة درب التبانة هي مجرة حلزونية. ويعتقد أنه يتكون من انتفاخ مركزي

(مركز المجرة)، 4 أذرع رئيسية والعديد من أجزاء الذراع الأقصر. تقع الشمس وبقية نظامنا الشمسي بالقرب من ذراع أوريون، بين الذراعين الرئيسيين، فرساوس والقوس. ويبلغ قطر مجرة درب التبانة حوالي 100 ألف سنة ضوئية، وتقع الشمس على بعد 28 ألف سنة ضوئية من مركز المجرة. في الآونة الأخيرة، تم اقتراح أن مجرة درب التبانة هي في الواقع مجرة حلزونية قضيبية. مما يعني أنه بدلاً من انتفاخ الغاز والنجوم في المركز، من المحتمل أن يكون هناك جسر من النجوم يعبر الانتفاخ المركزي.

لذلك عندما يسألك شخص ما عن المدة التي تدور فيها الشمس حول محورها، اسأله عن أي جزء من الشمس.