تحقيق مسبار
يُبيّن هذا المقال حقيقة اختلاف مسار الشمس في الصيف والشتاء بالإضافة إلى توضيح الاعتدال الشمسي والانقلاب الشمسي والفرق بينهما. يتطرق المقال كذلك إلى مسارات الكواكب في المجموعة الشمسية حول الشمس وسرعة دوران كل منها، والوقت الذي يستغرقه للانتهاء من دورة كاملة واحدة أيضًا.
هل مسار الشمس في الصيف والشتاء ثابت؟
إن مسار الشمس في السماء ثابت خلال فصل الصيف والشتاء، ولكن مسارها يختلف بالنسبة إلى كوكب الأرض بين الصيف والشتاء نتيجةً لانحراف محور الأرض عن محور مدارها، بالإضافة إلى عدم كون الشمس في مركز مدار الأرض، وينتج عن هذا الاختلاف ابتعاد الشمس عن الكرة الأرضية في بعض الأوقات من العام واقترابها من الأرض في الأوقات الأُخرى؛ ممّا يؤثر على درجات الحرارة بشكل مباشر.
ما الذي يسبب الفصول الأربعة؟
يتسبب المحور المائل للأرض مع مسار الشمس بحدوث الفصول الأربعة خلال السنة؛ فعندما يميل القطب الشمالي من الأرض نحو الشمس يحل فصل الصيف في نصف الكرة الأرضية الشمالي، وإذا مال القطب الجنوبي نحو الشمس حل الصيف في النصف الجنوبي، وفيما يأتي بعضًا من خصائص الفصول الأربعة:
- فصل الربيع: يشهد فصل الربيع نمو النباتات وتجذّر البذور في الأرض، وعادةً ما يكون الطقس في هذا الفصل أكثر رطوبة مع كونه طقسًا دافئًا، ويمكن أن يشهد بعض الفيضانات نتيجةً لذوبان الثلوج التي تشكّلت في الشتاء.
- فصل الصيف: في فصل الصيف تصل درجات الحرارة إلى أعلى مستويات لها خلال العام، ويُمكن أن تؤدي موجات الحرارة والجفاف، إلى العديد من الآثار السلبية التي يُصاب بها البشر أو الحيوانات أو النباتات.
- فصل الخريف: بحلول فصل الخريف يبدأ انخفاض درجات الحرارة مرةً أُخرى، وتستعد العديد من الحيوانات إلى فصل الشتاء من خلال السُبات، أو جمع الطعام الكافي، أو الهجرة إلى الأماكن الأكثر دفئًا في العالم.
- فصل الشتاء: يتميز فصل الشتاء بانخفاض درجات الحرارة عن الأيام الأخرى من السنة مع هطول الأمطار والثلوج، وتحاول الحيوانات العثور على طريقة مناسبة لتوفير الدفء الذي تحتاجه في هذا الوقت من العام.
ما العوامل التي تؤثر على الفصول الأربعة؟
هُناك العديد من العوامل التي تؤثر على الفصول الأربعة ودرجات الحرارة خلال السنة، وهي كما يأتي:
- محور الأرض: يؤثر ميل الأرض على تشكيل الفصول بشكل مباشر؛ إذ إن الأرض تسير في مدارها حول الشمس مع ميل محورها بزاوية 22.5 درجة، وينتج عن هذا الانحراف كذلك تفاوت أوقات الفصول بين النصفين الشمالي والجنوبي.
- ضوء الشمس: في فصل الصيف تستقبل الكرة الأرضية مزيدًا من ضوء الشمس؛ مما يؤدي إلى توفير الدفء وارتفاع درجات الحرارة، وأما في فصل الشتاء؛ فإن كميات الضوء وما تحمله معها من حرارة تنخفض؛ فتنخفض الحرارة.
- الارتفاع عن سطح البحر: عادةً ما تتمتع الأماكن المرتفعة عن مستوى سطح البحر بدرجات حرارة باردة طيلة العام؛ بما في ذلك فصل الصيف، وتكون فصول الشتاء على المرتفعات أكثر قسوةً من الشتاء في المناطق الأخرى من العالم.
- أنماط الرياح: تتغير أنماط الرياح مع تغيّر الفصول في العام، ويبدأ الهواء البارد بالتجمّع في نصف الكرة الأرضية الشمالي خلال فصل الشتاء على خلاف الصيف، الذي يتجمّع خلاله الهواء الدافئ وأشعة الشمس في النصف الشمالي.
- الاحترار العالمي: هُناك العديد من الأنشطة البشرية التي يعتقد العلماء بأنها تتسبب بالاحترار وارتفاع درجات حرارة كوكب الأرض، ويمكن أن يؤثر هذا الارتفاع على طبيعة الفصول الأربعة بشكل كبير.
ما هو الاعتدال الشمسي؟
يحدث الاعتدال الشمسي عندما يتساوى وقت الليل والنهار، وذلك قبل حلول أيام من الاعتدال الربيعي، وبعد أيام من الاعتدال الخريفي، وهي الأيام التي تكون خلالها الشمس فوق خط الاستواء مباشرة، وهو خط العرض الذي يقطع الكرة الأرضية إلى نصفين؛ أحدهما جنوبي والآخر شمالي، وتحدث الاعتدالات يوم 21 مارس/آذار ويوم 23 سبتمبر/أيلول من كل عام حسب موسوعة بريتانيكا.
ما الفرق بين الاعتدال والانقلاب الشمسي؟
لا يتغير مسار الشمس في الصيف والشتاء ولكن الشمس تكون فوق خط الاستواء عند الاعتدال الشمسي، وتكون الشمس في أقرب نقطة من القطب الشمالي أو الجنوبي عند الانقلابين، وهُما الانقلاب الشتوي الذي يميل عنده القطب الشمالي إلى أقرب نقطة من الشمس ويوافق أقصر يوم في السنة، والانقلاب الصيفي الذي يميل عنده القطب الجنوبي إلى أقرب نقطة من الشمس ويوافق أطول يوم في السنة.
هل تم اكتشاف سرعة حركة الشمس في مدارها؟
استطاع المختصون في علم الفلك معرفة مسار الشمس في الصيف والشتاء، كما أنهم توصلوا إلى حساب سرعة الشمس أثناء دورانها في السماء أيضًا، وهي سرعةٌ كبيرةٌ جدًا تبلغ 70 ألف كيلومتر في الساعة تقريبًا، وتكون هذه الحركة حول مركز مجرّة درب التبانة، كما أن المجرة تدور حول مركز المجرات أيضًا.
هل تدور كواكب المجموعة الشمسية مع مدار الشمس؟
يدور كل واحد من الكواكب في المجموعة الشمسية ضمن مساره، كما أن هذه الكواكب تدور مع مسار الشمس في الصيف والشتاء حول مركز المجرة، وكذلك تدور جميع الكواكب الأخرى في المجرة حول النجم الذي ترتبط به إلى جانب دورانها مع النجم حول مركز المجرة، وفيما يأتي بعضًا من أبرز الحقائق حول المجموعة الشمسية:
- دوران كوكب أورانوس: يُعد أورانوس واحدًا من الكواكب الخارجية في المجموعة الشمسية، ويتميز هذا الكوكب بالدوران على جانبه خلافًا للكواكب الأخرى، والتفسير الأقرب لهذه الظاهرة تعرض أورانوس إلى اصطدام في القدم.
- وجود الماء: إن الماء يوجد في كثيرٍ من الأماكن خارج كوكب الأرض، ويشيع وجوده في المذنبات والكُويكبات، ولكنه لا يتوفر بحالة سائلة كما هول الحال على الأرض، وإنما يمكن العثور عليه بحالة صلبة.
- زيارة جميع الكواكب: تمكّنت المركبات الفضائية من الهبوط على جميع كواكب المجموعة الشمسية دون استثناء لدراستها، كما استطاعت هذه المركبات الهبوط على اثنين من الكواكب القزمة أيضًا؛ هما بلوتو وسيريس.
- تقلص كوكب عطارد: إن عطارد أصغر كواكب النظام الشمسي على الإطلاق، وهو أكثر هذه الكواكب كثافةً بعد كوكب الأرض، ولاحظ العلماء بأن هذا الكوكب يتقلص حتى الآن بالرغم من مرور 4.5 مليار سنة على تشكُّل النظام الشمسي.
- الحلقات حول الكواكب: لاحظ العلماء وجود حلقات حول كل واحد من الكواكب الخارجية في المجموعة الشمسية بداية من المشتري وحتى نبتون، ولكن الحلقات الأكثر شُهرةً هي تلك التي تدور حول كوكب زحل نتيجةً لمظهرها اللامع.
- توقع وجود كوكب عملاق: يتوقع العلماء المختصون وجود كوكب عملاق يدور على حافة المجموعة الشمسية بعد بلوتو، ولكن لم يتم العثور على هذا الكوكب حتى الآن؛ وإنما اعتمدت التوقعات على بعض الحسابات الفلكية.
- قمر ميرندا: يُعد هذا القمر من أغرب الأقمار في النظام الشمسي، وهو قمرٌ يدور حول أورانوس، وتمّت ملاحظته مرة واحدة فحسب عام 1986 وفق موقع سبيس، ويشتمل سطح هذا القمر على تلال حادّة وحُفَر واضطرابات كبيرة.
هل مسارات الكواكب حول الشمس معروفة؟
كما تمكّن المختصين من معرفة مسار الشمس في الصيف والشتاء استطعوا كذلك معرفة مسارات الكواكب حول الشمس، وفيما يأتي قائمة ببعض التفاصيل حول هذه الكوامب ومساراتها:
- كوكب عطارد: كان هذا الكوكب معروفًا منذ آلاف السنوات، وهو مرئي بالعين، ويسير في دورة كاملة حول الشمس خلال 88 يوم أرضي تقريبًا، ويبلغ قُطر عطارد 4,878 كيلومتر، وتبلغ سرعة دورانه 47.87 كيلومتر في الثانية.
- كوكب الزهرة: إن الزُهرة من الكواكب التي كانت معروفة لدى الإغريق، ويدور هذا الكوكب حول الشمس بسرعة تصل إلى 35.02 كيلومتر في الثانية، ويستطيع إتمام دورة كاملة حول الشمس خلال 224.7 يوم أرضي.
- كوكب الأرض: يعيش البشر على كوكب الأرض، وهو أحد الكواكب الداخلية، ويبلغ قُطره 12,760 كيلومتر، وينتهي كوكب الأرض من دورة حول الشمس خلال 365.26 يوميًا تقريبًا، ويدور بسرعة تبلغ 29.78 كيلومتر في الثانية.
- كوكب المريخ: إن اليوم الواحد في كوكب المريخ قريب جدًا من أيام الأرض، ولكن هذا الكوكب يستكمل دورة كاملة حول الشمس خلال 686.93 يوم تقريبًا، وتبلغ سرعته 24.077 كيلومتر في الثانية أثناء الدوران حول الشمس.
- كوكب المشتري: يبلغ قُطر المشتري 139,822 كيلومتر، ويستغرق هذا الكوكب 11.86 سنة حتى ينتهي من دورة كاملة حول الشمس، وذلك نظرًا للبُعد الكبير بينهما، وتبلغ سرعته 13.07 كيلومتر في الثانية.
- كوكب زحل: يستغرق كوكب زحل 29.5 سنة أرضية لينتهي من دورة كاملة حول الشمس، ويسير هذا الكوكب بسرعة 9.69 كيلومتر في الثانية الواحدة، ويدور حوله 82 قمرًا، ويجدر الذكر بأن اليوم في زحل يساوي 10.5 يوميًا أرضيًا.
- كوكب أورانوس: خلافًا للكواكب السابقة التي عُرفت منذ القدم تم اكتشاف أورانوس عام 1781 من قِبل ويليام هيرشل، ويُتم هذا الكوكب دورته حول الشمس خلال 84 سنة أرضية، وتبلغ سرعة دورانه 6.81 كيلومتر في الثانية.
- كوكب نبتون: تم اكتشاف كوكب نبتون عام 1846؛ مما يعني أنه آخر كواكب المجموعة الشمسية اكتشافًا على الإطلاق، ويتم هذا الكوكب دورة كاملة خلال 165 سنة أرضية، ويدور بسرعة تبلغ 5.43 كيلومتر في الثانية فحسب.
اقرأ/ي أيضًا:
هل يوجد قيمة لعجلة الجاذبية الأرضية؟
