تفاصيل حول المسافة بين الأرض والشمس

تعتبر المسافة بين الأرض والشمس موضوعًا متغيرًا، حيث تختلف نتيجة دوران الأرض في مسار بيضاوي حول الشمس. يبلغ متوسط المسافة حوالي 149.6 مليون كيلومتر، وتستغرق أشعة الضوء نحو 8 دقائق للوصول من الشمس إلى الأرض.

تفاصيل المسافة بين الأرض والشمس

تسمى المسافة المتوسطة بين الأرض والشمس “الوحدة الفلكية”، ويرمز لها بـ(وف). تُستخدم هذه الوحدة لقياس المسافات بين الشمس وبقية الكواكب في النظام الشمسي.
تتغير المسافة بين الأرض والشمس حسب موقع الأرض في مدارها، حيث تمر الأرض من الأوج (أبعد نقطة) إلى الحضيض (أقرب نقطة).
تقدر الوحدة الفلكية بحوالي 150 مليون كيلومتر، ويستغرق الضوء الانتقال من الشمس إلى الأرض حوالي 8 دقائق و9 ثوانٍ.
قدّر الفلكيّون القدماء المسافة بين الشمس والأرض بحوالي 20 مرة من المسافة بين الأرض والقمر، بينما افترضت المخطوطات الصينية القديمة أن الأرض مسطحة، وقيمت المسافة بـ 1000 ميل صيني.

طرق حساب المسافة بين الأرض والشمس

يمكن حساب القيمة الخاصة بالوحدة الفلكية بالمتر عن طريق:
الوحدة الفلكية بالمتر A.
ثابت الجاذبية لنيوتن G.
كتلة الشمس M.
فترة الزمن اليومي D.
تُعادل الوحدة الفلكية بالمتر (وف) حوالي 495 × 10^11 متر.
كما يمكن تحويل 1 (وف) إلى 15.8 × 10^-6 سنة ضوئية.

مكونات النظام الشمسي

تُعتبر الشمس النجم المركزي للنظام الشمسي وتلعب دورًا حيويًا، حيث تُصنف ضمن النوع النجمي G2، وتمثل 99.8% من كتلة النظام.
بفضل جاذبيتها، تتحكم الشمس في حركة جميع الأجرام في النظام الشمسي، وتتركب عادة من 74.9% هيدروجين و هيليوم، بالإضافة إلى 23.8% من الغلاف الضوئي، وتركز نسب صغيرة من الأكسجين والمعادن.
حجم الشمس يقدر بنحو 1.4 × 10^27 متر مكعب، مما يعني أنها تستطيع استيعاب الكواكب الثمانية، ولكنها ليست أكبر نجم في المجرة، فهناك نجم قلب العقرب الذي يمكنه استيعاب 700 شمس.
يتكون النظام الشمسي من خلال وجود الشمس في المركز، وتدور حولها أربعة كواكب صخرية صغيرة تُعرف بالكواكب الداخلية، محاطة بحزام من الكويكبات.
تأتي بعدها أربعة كواكب عملاقة غازية، محاطة بحزام كبير من الأجرام الجليدية، والذي يُعرف بحزام كايبر، ليشكل معًا النظام الشمسي الخارجي.
أبعد جزء في النظام الشمسي يسمي بـ “أجرام ما بعد نبتون”، في حين أن بلوتو وبعض الأجرام الأخرى لا تمتلك كتلة كافية لتحقيق التوازن الهيدروستاتيكي.

كوكب الأرض

تُعد الأرض ثالث كواكب النظام الشمسي بُعدًا عن الشمس، وتُعرف بـ “الجزء اليابس”. هي الكوكب الخامس من حيث الكثافة والقطر والكتلة.
تظهر الدراسات المتعلقة بالصخور القديمة والنيازك أن عمر الأرض يبلغ 4.5 مليار سنة. يتكون جو الأرض من مزيج من غازات النيتروجين (78%)، الأكسجين (21%)، وثاني أكسيد الكربون والارجون.
تتمتع الأرض بطبقة من الأوزون تحجب الأشعة فوق البنفسجية الضارة، كما تحمي المجال المغناطيسي بعض الجسيمات الضارة القادمة من الشمس.
يمثل الماء حوالي 71% من سطح الأرض في شكل محيطات، بحار، جزر، وأنهار، مما يساهم في توزيع الثروات والسكان بصورة متوازنة.
على الرغم من أن جاذبية الشمس أقوى من جاذبية القمر، إلا أن تأثير جاذبية الشمس على الأرض يعادل نصف تأثير جاذبية القمر، مما يؤدي إلى حدوث ظواهر المد والجزر وتغيرات الفصول.
تصاحب الأرض قمر طبيعي وحيد، يعتبر خامس أكبر قمر في النظام الشمسي، وله دور مهم في استقرار مناخ الأرض.
عند وقوع الأرض، الشمس، والقمر في خط مستقيم يحدث كسوف أو خسوف. خسوف القمر يحدث عندما تكون الأرض بين الشمس والقمر، بينما يحدث كسوف الشمس عندما يكون القمر بين الأرض والشمس.
في حالة الكسوف الكلي، يحجب القمر الشمس بالكامل، ويظهر هالة حولها يمكن رؤيتها بالعين المجردة، وهي من الظواهر الفريدة.

مصادر الطاقة على الأرض

الشمس هي المصدر الرئيسي للطاقة على سطح الأرض، حيث تُقدّر شدة الإشعاعات الشمسية بنحو 1000 واط لكل متر مربع. يمكن استخدام الخلايا الشمسية للاستفادة القصوى من هذه الطاقة.
تعتبر عملية التمثيل الضوئي في النباتات، التي تمتص الطاقة الشمسية وتحولها إلى طاقة كيميائية، مصدر الطاقة المخزونة في الوقود الأحفوري الذي يتكون بمرور الوقت.
تُعد الشمس أيضًا مصدر الدفء للكوكب، ولا يمكن للإنسان الحياة بدونها؛ حيث أنه إذا ابتعدت الأرض عن مسارها قليلاً لتجمد كل أشكال الحياة.

دوران الأرض حول الشمس

يدور محور الأرض حول الشمس بزاوية مائلة، مما يؤدي إلى اختلاف زاوية سقوط أشعة الشمس على سطح الأرض خلال السنة، مما ينتج عنه الفصول الأربعة. يحدث الانقلاب الصيفي في 21 يونيو.
تتعامد أشعة الشمس على مدار السرطان في نصف الكرة الشمالي، مما يزيد من درجات الحرارة ويطيل ساعات النهار.
في 23 سبتمبر، يشهد شمال الكرة الأرضية بداية فصل الخريف، حيث تُسقط الشمس أشعتها بشكل عمودي على خط الاستواء، في حين يدخل النصف الجنوبي في فصل الربيع.
تحدثت الشمس في 21 ديسمبر عموديًا على مدار الجدي في نصف الكرة الجنوبي، مما يؤدي إلى دخول نصف الكرة الشمالي في الانقلاب الشتوي.
يحدث الاعتدال الربيعي في 21 مارس، حيث تتعامد الشمس على خط الاستواء، مشكلًا توازنًا بين فترات الليل والنهار.

المسافة بين الشمس والكواكب الأخرى

تبتعد الشمس عن كوكب عطارد بنحو 36 مليون ميل، وحوالي 67 مليون ميل عن كوكب الزهرة، و142 مليون ميل عن كوكب المريخ، و484 مليون ميل عن المشترى.
أما كوكب زحل، فيبتعد بمقدار 888 مليون ميل، في حين يبعد أورانوس بمقدار 1.8 مليار ميل، ونبتون بمقدار 2.8 مليار ميل، وأخيرا بلوتو بمقدار 3.7 مليار ميل، وقد استغرقت رحلة المركبة الفضائية “نيوهورايزن” 10 سنوات للوصول إليه.

الرحلات الفضائية لدراسة الشمس

منذ تأسيس وكالة ناسا، نفذت العديد من البعثات الفضائية لاكتشاف أسرار الكون، بدءًا من رحلات إلى القمر (أبولو) ووصولاً إلى رحلات إلى الكواكب.
لكن حرارة الشمس المرتفعة، التي تصل إلى 5500 درجة مئوية على السطح ودرجات حرارة الهالة التي تصل إلى مليون درجة مئوية، شكلت تحديًا كبيرًا.
لكن وكالة ناسا تمكنت من إطلاق “مسبار باركر الشمسي” المزود بدرع من مركب كربوني لحماية الأجهزة، حيث قام بمناورة حول الشمس 24 مرة على مسافة 6.2 مليون كم.
يكمن الدافع وراء رغبة العلماء في دراسة الشمس في سعيهم لفهم مصادر الرياح الشمسية وما تثيره من تشويشات على أنظمة الكهرباء على الأرض.

الشمس في الثقافات القديمة والأساطير

لعبت الشمس دورًا هامًا في الديانات والثقافات القديمة، حيث اعتُبرت إلهًا من قبل العديد من الشعوب. في الثقافة السومرية القديمة، اعتُبرت الشمس “أوتو” إله العدالة.
في مصر القديمة، تم اعتبار الشمس الإله “رع”، وكانت تُصوّر وهي تعلو فوق رأس صقر محاطة بثعبان، وفيما بعد كانت تُعرف باسم “أتون”.
عند الإغريق، اعتُبرت الشمس الإله “هيليوس”، بينما كان الرومانيون يحتفلون بيوم الأحد باعتباره يوم إله الشمس. ويفسر بعض المسيحيين في الكتاب المقدس الشمس بأنها “شمس البر”، إشارة للمسيح.

الشمس من منظور الإسلام

في الإسلام، تُعتبر الشمس إحدى آيات الله في الكون، وقد ذُكرت 35 مرة في القرآن تحت أسماء مثل الشمس والسراج وهاج. كما توجد سورة كاملة تحمل اسم الشمس.
أحد الكتب الإسلامية المعروفة التي تتناول الشمس هو “زيج السند” للخوارزمي، والذي يتضمن جداول توضح حركة الشمس والقمر والخمسة كواكب المعروفة في ذلك العصر.
قال تعالى: “وَمِنْ آيَاتِهِ اللَّيْلُ وَالنَّهَارُ ۖ وَلا تَسْجُدُوا لِلشَّمْسِ وَلَا لِلْقَمَرِ وَاسْجُدُوا لِلَّهِ الَّذِي خَلَقَهُنَّ إن كُنتُمْ إِيَّاهُ تَعْبُدُونَ”. وأيضًا قال: “وَالشَّمْسُ تَجْرِي لِمُسْتَقَرٍّ لَهَا ۚ ذَلِكَ تَقْدِيرُ الْعَزِيزِ الْعَلِيمِ”.