أسئلة مثيرة قد تدور بذهنك عن الفضاء وعلم الفلك مع إجاباتها

تقع الكواكب الأربعة في النظام الشمسي الداخلي (عطارد والزهرة والأرض والمريخ) تحت فئة الكواكب الأرضية؛ كوكب المشتري وزحل عمالقة غازية (كواكب عملاقة تتكون في الغالب من الهيدروجين والهيليوم)، في حين أن أورانوس ونبتون هما عمالقة جليدية (تحتوي بشكل أساسي على عناصر أثقل من الهيدروجين والهيليوم بحالة جليدية).

تم تصنيف بلوتو- وهو كوكب قزم- كواحد من كواكب النظام الشمسي عندما اكتشفه كلايد تومبو لأول مرة؛ ولكنه يعتبر الآن  جزءًا من حزام كويبر- مجموعة من الأجسام الجليدية على الأطراف الخارجية للنظام الشمسي.

تم تخفيض رتبته من وضعها الكوكبي في عام 2006 عندما أقرَّ مجموعة من العلماء تعريفًا آخر لمصطلح “كوكب”.

أحد التفسيرات له علاقة  بقوة جاذبية الشمس؛ حيث أن الكواكب الخارجية أبعد عن الشمس، وتأثير الجاذبية أضعف بالنسبة لتلك الكواكب مما هو عليه بالنسبة للأرض وبقية الكواكب الداخلية.

تفسير آخر يحدد سرعات دوران الكواكب تبعاً للمواد المكونة لها؛ إذ تتكون الكواكب الأرضية الداخلية من صخور  ثقيلة، في حين أن الكواكب الخارجية معظم كتلتها من الغازات، وقد شكّل هذا الغاز عند بداية تكوينه للكواكب أقراصاً تراكمية ذات زخم زاوي كبير “Angular Momentum” مما جعلها تدور بشكل أسرع.

اقرأ أيضًا: هل سنقضي عامًا دون صيف؟ ومتى سنشهد الهطولات الشهابية؟ إليك أبرز الأحداث الفلكية لعام 2020

الفضاء الفعلي ليس فارغًا، تنتشر النجوم والكواكب في جميع أنحاء المجرات، وبينها فراغ مليء بالغاز والغبار. غالبًا ما تكون الغازات بين المجرات موجودة بسبب تصادم المجرات الذي يشتت الغازات بعيدًا عن كل المجرات الأخرى.

المذنبات هي بقايا تشكل الكواكب في النظام الشمسي قبل حوالي 4.6 مليار سنة، وتكون أقرب إلى كرات الثلج المتسخة.

وتتكون من غازات متجمدة مثل ثاني أكسيد الكربون والميثان والأمونيا، بالإضافة إلى جليد الماء، ومع اقتراب المذنب من الشمس، فإن الإشعاع الشمسي يُذيب السطح، ويبخر جزيئات الغاز والغبار ويخلق المذنبات الرائعة ذات الذيل. وتأتي المذنبات من منطقتين: حزام كويبر، وسحابة أورت.

الكويكبات هي أجسام صخرية توجد في حزام الكويكبات– وهي منطقة في النظام الشمسي تقع على بعد أكثر من ضعفين ونصف المسافة بين الشمس والأرض- بين مداري المريخ والمشتري.

من المحتمل أن تكون بقايا من التكوين المبكر للنظام الشمسي، وقد يُلقي تكوينها الضوء على ما كان عليه النظام الشمسي المبكر. ربما تكونت من قرص الكواكب الأولي الذي أحاط بالشمس ولكن لم يكن لديها ما يكفي من الكتلة لتشكيل الشكل الكروي المطلوب حتى تُعتبر كوكباً لذلك تسمى أحياناً كواكب صغيرة. على الرغم من وجود الآلاف، إلا أن كتلتها الإجمالية لا تزال أقل بكثير من كتلة الأرض.

الجواب القصير هو “لا أحد يعرف”؛ لكن عند التفكير بالمنطق فإن 20 مليار رقم منخفض للغاية، و 600 مليار مرتفعًا جدًا. وفقًا لما ذكره عالم الفلك “مارتن واينبرغ” من جامعة ماساتشوستس:

مقارنةً بالبشر، تعيش النجوم حياة طويلة بشكل لا يصدق. يمكن أن يضيء أقصرها عمرًا لعشرات الملايين من السنين بينما يمكن أن تستمر النجوم المعمرة لعدة مليارات من السنين.

العمر المتوقع للنجم يعتمد على كتلته؛ كلما كان النجم أكثر ضخامة، كلما أسرع في حرق الوقود، وقَصُرَ عمره.

يمكن أن تحترق أكبر النجوم وتنفجر- تموت في صورة انفجار عظيم يسمى سوبرنوفا Supernova- بعد بضعة ملايين من السنين فقط، بينما يمكن للنجم ذو الكتلة مثل الشمس أن يستمر في دمج الهيدروجين لمدة حوالي 10 مليار سنة. وإذا كان النجم صغيرًا جدًا، ولا تزيد كتلته عن عُشر كتلة الشمس، فيمكنه الاستمرار في دمج الهيدروجين لمدة تصل إلى تريليون سنة، أطول من العمر الحالي للكون.

هناك العديد من النظريات حول بداية الكون، ولكن أشهرها هي نظرية الانفجار العظيم “Big Bang Theory” الذي حدث قبل حوالي 13.7 مليار سنة. لم يكن انفجارًا كما تصور بعض الأعمال الفنية؛ ولكن توسع مفاجئ من نقطة صغيرة للغاية من المادة تسمى”المتفرد Singularity”، نقطة واحدة متناهية الصغر ساخنة وكثيفة بلا حدود، وأصبح الكون من حينها في تمدد مستمر.

يعتقد بعض العلماء أنه لم يكن هناك أي شيء قبل الانفجار العظيم، لقد خلق الانفجار الزمان والمكان.

نشأ هذا المفهوم من خلال نظرية النسبية العامة لأينشتاين.

وفقًا للنسبية، المكان والزمان متصلان معًا في نسيج رباعي الأبعاد يسمى “الزمكان”، وهذا النسيج ليس مجرد نسيج مسطح تتفاعل فيه الأشياء والعمليات في الكون المادي؛ بل إنه قابل للانحناء نتيجة وجود الكتلة، مما يخلق مجالات الجاذبية.

اقرأ أيضًا:  كيف تلتقط ناسا صورًا للأجسام الفضائية؟

يتكون الكون في الأساس من المجرات والأشياء التي تحتوي عليها: النجوم والكواكب والسدم والثقوب السوداء وغيرها من الأجسام الكثيفة.

كان الكون في البداية مكون من الهيدروجين مع بعض الهليوم والليثيوم، وتشكلت النجوم الأولى من هذا الهيليوم. عندما تطورت وانتهت، خلقت عناصر أثقل وأثقل، والتي شكلت نجوم الجيل الثاني والثالث وكواكبها.

وفقا لجميع عمليات الرصد الحالية، لا يوجد مركز للكون. فلكي توجد نقطة مركزية؛ يجب أن تكون هذه النقطة خاصة بطريقة ما فيما يتعلق بالكون ككل.

نعم الكون يتمدد ويتوسع؛ لأنه- مع بعض الاستثناءات- تتحرك كل مجرة في الكون تقريبًا بعيدًا عنا وعن بعضها البعض.

ليس ذلك فحسب، ولكن يبدو أن المجرات البعيدة جدًا تتحرك بسرعة أكبر، مما يدل على أن الكون يتوسع بمعدل متزايد وبشكل مستمر.

تبدأ “حافة الفضاء” على ارتفاع 100 كيلومتر فوق سطح الأرض. وتسمى هذه الحدود أيضًا “خط فون كارمان”، الذي سمي باسم ثيودور فون كارمان، العالم المجري الذي اكتشف ذلك.

وفقًا لنَظرية آينشتاين في النسبية العامة، فإن الأجسام الضخمة الكتلة تحني نسيج الزمكان المحيط بها.

تؤثر الكتلة بشكل عام على الهندسة الكلية للكون. تحدد كثافة المادة طاقة الكون، ما إذا كان الكون مفتوحًا أم مغلقًا أم مسطحًا.

يمكنك تخيل الكون مسطحًا مثل ورقة تمتد إلى ما لا نهاية في جميع الاتجاهات.

إذا كانت الكثافة تساوي الكثافة الحرجة، فإن للكون حينها انحناء صفري ويصبح مسطحاً.

الكثافة الأكبر من الكثافة الحرجة لها انحناء إيجابي، يخلق كونًا مغلقًا يمكن تخيله مثل سطح الكرة، وإذا كانت الكثافة أقل من الكثافة الحرجة، فإن الكون مفتوح وله انحناء سلبي.

عندما يعود رواد الفضاء من مهماتهم ويزيلون خوذاتهم، يجدون رائحة غريبة وصفوها مثل “شريحة لحم محروقة”، وأيضًا “المعدن الساخن”، و “أبخرة اللحام”.

يستخدم علماء الفلك تلسكوب هابل الفضائي لمُراقبة المجرات بالقرب من حافة الكون المرئي من خلال فحص جزء صغير جدًا من السماء، وحساب عدد المجرات المرئية في تلك المنطقة المحددة، ومن ثم ضرب هذا العدد في حساب جميع مناطق السماء. أفضل تقدير من دراسة أجريت عام 1999 حدد هذا العدد بنحو 125 مليار مجرة، وأشارت دراسة عام 2013 إلى وجود 225 مليار مجرة في الكون المرئي. في عام 2016، تم رفع هذا الرقم إلى 2 تريليون.

تقترب مجرة (Andromeda) بالفعل، بحوالي 300 كيلومتر في الثانية مُقاسة بالنسبة للشمس.

هذا أمر طبيعي؛ ترتبط المجرات المجاورة في مجموعات من خلال جاذبيتها المتبادلة، وتتحرك المجرات الفردية بشكل عشوائي مع سرعتها الخاصة بها.

الثقب الأسود هو منطقة من الفضاء تكون فيها قوة الجاذبية قوية جدًا بحيث يجب أن تتجاوز سرعة الهروب منه سرعة الضوء؛ لا شيء ولا حتى الضوء يمكن أن يفلت من جاذبيته.

يحدث الثقب نتيجة تواجد كمية كبيرة من المادة في منطقة صغيرة جدًا؛ والنتيجة هي حقل جاذبية قوي لدرجة أنه لا شيء ولا حتى الضوء يمكنه الهروب.

تتكون معظم الثقوب السوداء من بقايا نجم كبير قضى في انفجار Supernova إذا كانت الكتلة الكلية للنجم كبيرة بما يكفي (حوالي ثلاثة أضعاف كتلة الشمس)، فيمكن نظريًا إثبات أنه لا توجد قوة يمكنها الحفاظ على النجم من الانهيار تحت تأثير الجاذبية.

الثقوب الدودية، أكوان بديلة، اعوجاج زمني؛ سمعنا جميعًا نظريات مجنونة حول ما يحدث داخل الثقب الأسود، ولكن ما هي الحقيقة؟

يعتقد العلماء أنه بداخل الثقب الأسود نقطة تسمى “Singularity”، حيث تتجمع كل المادة الموجودة في الثقب الأسود، فتصبح نقطة من الكثافة اللانهائية في مركز الثقب الأسود، هذا ما تخبرنا به الفيزياء الكلاسيكية، ولكن عند هذه النقطة أيضًا حيث تنهار الفيزياء الكلاسيكية؛ لذلك قد يحتمل الصواب أو الخطأ.

اقرأ أيضًا: بلوتو: تعرف على حكاية الكوكب الطريد من الاكتشاف وحتى الطرد من العائلة الشمسية