|
تجربة استهلالية: مقارنة حجم كواكب النظام الشمسيِّ بحجم الأرض تُعَد الشمس إحدى النجوم متوسّطة الحجم نسبة إلى باقي نجوم مجرّة درب التبّانة، وعلى الرغم من ذلك، فإنها أكبر حجمًا من كوكب المشتري الذي يُعَد عملاق كواكب النظام الشمسي بعشرة أضعاف تقريبًا. فما أحجام كواكب النظام الشمسيِّ التقريبيّة؛ مقارنة بحجم الأرض؟
إرشادات السلامة: الحذر عند استخدام المِقص، وأَستعين بمعلّمي/ معلّمتي إذا احتاج الأمر ذلك. () المشتري، زحل، أورانوس، نبتون، (الأرض، الزهرة)، المريخ، عطارد. 2- أقارن بين حجم الكواكب الأربعة الأقرب إلى الشمس وهي: (عطارد، والأرض، والزهرة، والمرّيخ) والكواكب الأربعة الأبعد، وهي: (المشتري، وزحل، وأوارنوس، ونبتون). تتميز أحجام الكواكب الأقرب إلى الشمس (الكواكب الداخلية) بصغر حجمها نسبيا، بينما تتميز الكواكب الأبعد عن الشمس (الكواكب الخارجية) بكبر حجمها. لا توجد علاقة بين حجم الكوكب وبعده عن الشمس، ولكن تتميز بشكل عام الكواكب القريبة من الشمس بصغر حجمها نسبة للكواكب البعيدة عن الشمس. 4- أتوقّع: لماذا لا تتصادم الكواكب بعضها ببعض؟ لأنها تدور في مدارات محددة إهليليجية. |
نشأة الشمس والكواكب Genesis of the Sun and Planets
النجوم هي أجسام مضيئة في الفضاء، أقرَبُها إلينا الشمس، ويعتقد العلماء أن المادة الأوليّة التي تنشأ منها النجوم هي السّدُم الكونيّة التي تملأ الفضاء الكوني.
السّديم Nebula : هو سحابة كونيّة من الغبار الكوني، والغازات التي يتكون معظمها من غازي الهيدروجين، والهيليوم، ونسبة ضئيلة من العناصر الأخرى. أنظر الشكل الآتي والذي يمثل سديم ونجوم في الفضاء:
يفترض العلماء أنّ الشمس قد نشأت من سحابة سديميّة ذات كثافة أعلى من باقي المناطق السّديميّة المجاورة، وهذا ما تفترضه الفرضيّة السّديميّة التي تُعد أكثر الفرضيّات قبولا في تفسير نشأة النظام الشمسي عند علماء الفلك.
نص الفرضيّة السّديميّة Nebular Hypothesis هو "الأجرام السماوية جميعها المكونة للنظام الشمسي، نشأت من مادة أوليّة واحدة هي سحابة ضخمة تتكوّن في معظمها من غازي الهيدروجين، والهيليوم، وغبار كونيٍّ، ومركبات هيدروجينيّة مثل: الميثان، والأمونيا، وبخار الماء، انكمشت وتقلّصت تحت تأثير الجاذبية".
كيف تكون النظام الشمسي حسب الفرضية السديمية؟
- نتيجة دوران السحابة السّديميّة الضّخمة حول نفسها ببطءٍ، ما أدّى إلى انكماشها نحو الداخل بتأثير الجاذبية، وزيادة سرعة دورانها متّخذة شكل القرص المفلطح.
- مع مرور الوقت، انفصلت بعض المواد الغازية المكونة للقرص المفلطح على شكل حلقات شكّلت أنوية الكواكب في ما بعد، وحدث ذلك نتيجة لاستمرار انكماش القرص، وزيادة سرعة دورانه.
- أما الجزء الأكبر من القرص المفلطح فقد انجذب إلى المركز مكونًا ما يعرف بالشمس البدائية. وباستمرار انخفاض درجة الحرارة داخل القرص تشكلت الكواكب مع الزمن. أنظر الشكل الآتي والذي يمثل نشأة النظام الشمسي بحسب الفرضية السديمية.
أتحقق: أحدد مراحل نشأة النظام الشمسي؛ وفق الفرضيّة السّديميّة.
تكون النظام الشمسيُّ نتيجة دوران سحابة سديمية ضخمة حول نفسها ببطء، ما أدى إلى انكماشها نحو الداخل بتأثير الجاذبية، وزيادة سرعة دورانها متخذة شكل القرص المفلطح . ومع مرور الوقت، انفصلت بعض المواد الغازية المكونة للقرص المفلطح على شكل حلقات؛ مشكلة أنوية الكواكب. أما الجزء الأكبر من القرص المفلطح فقد انجذب إلى المركز مكونا الشمس البدائية . وباستمرار انخفاض درجة الحرارة داخل السحابة السديمية تشكلت الكواكب مع الزمن.
ويمكن تلخيص نشأة النظام الشمسي، بحسب الفرضية السديمية؛ وفق المراحل الآتية:
(A) سحابة ضخمة.
(B) قرص مفلطح.
(C) حلقات غازية داخل القرص.
(D) تكون الشمسِّ البدائية.
(E) تكون الكواكب.
|
أبحث: مستعينًا بمصادر المعرفة المتوافرة لدي ومنها شبكة الإنترنت، أبحث عن فرضية المد الغازي التي فسّرت نشأة النظام الشمسي، وأصمم عرضًا تقديميًّا، وأعرضه أمام زملائي/ زميلاتي في الصفِّ. تنص على أن "نجما اقترب تدريجيا إلى الشمس، وبتأثير جاذبيته الكبيرة عليها امتد جزء من سطحها المقابل على هيئة خيط غازي مغزلي الشكل منتفخ من الوسط دقيق الطرفين، وفي ما بعد اكتسب هذا الخيط الغازي قوة دوران حول نفسه، ثم انقسم إلى عدة أجزاء وتكاثفت مواد الأجزاء المنفصلة تدريجيا من الحالة الغازية إلى الصلبة فكونت الكواكب، وكان أضخمها المشتري لأنه كان يشغل مكان الانتفاخ، وأما أصغرها فكان عطارد لأنه كان يشغل المكان الدقيق على أحد طرفي الخيط الغازي قريبا من الشمس".
|
|
أفكر: أستنتج: كيف تكوّنت الأجرام السماوية الصغيرة مثل: الكويكبات والمذنَّبات؟ - توجد فرضيتان لتكون الكويكبات:
|
فرضيّات نشأة قمر الأرض Hypotheses of the Moon's Genesis
يُعد قمر الأرض من أوضح الأجرام السماوية التي يمكن مشاهدتها بسهولة ليلا، وهو الجار الأقرب إلى الأرض في الفضاء. وقبل حصول العلماء على عينات صخريّة من سطح القمر، كان هناك فرضيّات عدّة تبحث في كيفية نشوء القمر أهمُّها:
فرضيّةُ الانشطارِ Fission Hypothesis
تنصُّ على أن "القمر كان جزءًا من الأرض، ثم بسبب سرعة دوران الأرض قديمًا في بداية تكون النظام الشمسيِّ، انشطر عنها" ، أنظر الشكل الآتي والذي يمثل نشأة القمر بناء على فرضية الانشطار.
وقد استند العلماء في هذه الفرضيّة على التشابه بين خواص سطح القمر، والقشرة الأرضيّة.
سؤال الشكل (3): أتوقع: هل يتشابه القمر والأرض بالتركيب في ضوء فرضيّة الانشطار؟
نعم، يتشابه القمر والأرض بالتركيب في ضوء فرضية الانشطار.
|
أفكر: كيف تمكن العلماء من الحصول على عينات صخريّة من سطح القمر؟ تم الحصول على عينات صخرية من خلال رحلات متتالية لمركبات فضائية مأهولة إلى القمر منها أبولو 11 وأبولو 17 ، تم خلالها جمع العينات الصخرية ومن ثم دراستها على كوكب الأرض. |
|
الربط بالتكنولوجيا تتّجه وكالة الفضاء الأمريكية ناسا (NASA) إلى تشييد قاعدة دائمة يقيم فيها روّاد الفضاء على سطح القمر، ومن المحتمل أن تُقام هذه القاعدة بالقرب من القطب الجنوبي للقمر، وأن تُستخدم مركزًا علميًّا، وتأمين نقطة للتزوُّد بالوقود في الفضاء، وقد تصبح خطوة البداية على طريق الرحلات المأهولة إلى كوكب المرّيخ. |
فرضيّة الاصطدام العملاق Giant Impact Hypothesis
تنصُّ هذه الفرضية على أن "جسمًا صخريًّا بحجم كوكب المرّيخ يسمّى (ثِيا) Theia اصطدم بالأرض عندما كانت لا تزال منصهرة بمعظمها؛ مشكلا قرصًا من الحطام الصخري يحيط بالأرض، ويتكوّن هذا القرص من مواد من ستار الأرض، إضافة إلى جزء من اللّبِّ الحديدي للجسم الصخري الصادم. وتدريجيًّا تجمّع هذا الحطام معًا ليشكّل جسمًا صخريًّا واحدًا تابعًا للأرض، وهو القمرُ". أنظر الشكل الآتي والذي يمثل مراحل نشأة القمر وفقا لفرضية الاصطدام العملاق.
سؤال الشكل (4): أتوقع: ماذا يمكن أن يحدث لو كان الجسم الصخري المصطدِمُ بالأرض بحجم الشمس؟
حدوث أمر كارثي للأرض بسبب الاصطدام.
فرضيّة الالتقاط Capturing Hypothesis
تنصُّ هذه الفرضية على أن " القمر تشكّل في جزء ما من النظام الشمسي، وفي أثناء حركته في الفضاء اقترب من الأرض، وأمسكت به بفعل قوّة الجَذب المتبادلة، وما زال يدور حول الأرض حتى الآن".
أتحقق: أذكر نص فرضية الانشطار.
تنصُّ على أن "القمر كان جزءًا من الأرض، ثم بسبب سرعة دوران الأرض قديمًا في بداية تكون النظام الشمسيِّ، انشطر عنها"
|
الربط بالتاريخ يُعرف التقويم الهجري بالتقويم القمري؛ لأنّه يعتمد على دوَران القمر حول الأرض، حيث يكتمل الشهر الهجري باكتمال دورة القمر، وذلك على عكس التقويم الميلادي (الشمسيِّ) الذي يعتمد على دوران الأرض حول الشمس. |
|
أبحث: توجد فرضيّات أخرى تفسّر نشأة القمر، ومنها: فرضيّة التراكم Accretion Hypothesis، أستعين بشبكة الإنترنت للوصول إلى مواقع إلكترونيّة متخصّصة بعلم الفلك، وأبحث عن هذه الفرضيّة، وأصمّم عرضًا تقديميًّا، وأعرضه أمام زملائي زميلاتي في الصفِّ. تنص هذه الفرضية على أن: " كلا من القمر والأرض تكونا في نفس مكانيهما الحاليين وما زال القمر يدور حول الأرض منذ أن وجد" |