الجزء الثانى لبحث المجموعه الشمسيه والنجوم

بسم الله الرحمن الرحيم

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

تكملة البحث العلمى عن المجموعه الشمسيه والنجوم


النجــــــــوم

من منا لم يرفع عينيه يوما إلى السماء ليلا فأعجب بمصابحيها و تاه في عد نجومها؟ من منا لم يحلم و هو صغير بالارتقاء إلى السماء ليقطف نجمة من نجومها؟
يضم الكون الملايير من النجوم. وهي عبارة عن أجرام عملاقة ملتهبة من الغاز المنصهر الغني بالطاقة, تؤمن لها جاذبيتها الجبارة الاندماج التام لغازاتها. طوال فترة حياتها, يشهد مركز النجمة تفاعلا كيميائيا عظيما هو تفاعل الاندماج النووي, حيث يتم لحم نواتي ذرة هيدروجين لتشكل نواة ذرة هليوم. فالطاقة النجمية العظيمة إن هي إلا نتاج الاندماج النووي الذي يترجم في شكل حرارة وإشعاع كبيرين. وتتجمع النجوم بالملايير في المجرات التي يصل عددها هي الأخرى في هذا الكون إلى الملايير.إن المسافة البعيدة جدا للنجوم تدفع المشاهد إلى تصورها ضئيلة الحجم. وتبين الصورة جانبه منظرا رائعا لطريق اللبانة أو درب التبانة كما بدت في ليلة صافية.
الشمس أقرب النجوم إلينا, و الطاقة التي يتم إنتاجها في المركز تحرر في السطح في شكل حرارة و ضوء. وهي مكونة من عدة طبقات شأنها في ذلك شأن سائر النجوم.

تكوين النجوم

تمتد حياة النجوم لملايير من السنين, وهي كلها مكونة انطلاقا من سحب عظيمة من الغاز و الغبار تدعى السدم. إلا أن فترة تعميرها مرتبطة أساسا بحجمها و باحتياطيها من الهيدروجين. فالنجوم التي بحجم الشمس مثلا, تعمر لما يفوق 10 مليارات من السنين, أما الأكبر حجما و كتلة فإنها على الرغم من غناها الطاقي و الحراري لا تتعدى 10 ملايين سنة في العادة. سنحاول خرق مفهوم الزمان, و نتعرف على قصة النجوم المثيرة

و مراحل حياتها:
تقوم سحابة عظيمة من الغاز و الغبار بالدوران حول نفسها و بتأثير جاذبيتها فإنها تجمع المادة في مركزها , هذه الأخيرة التي تنقسم إلى المئات من النجوم الوليدة.
كل من هذه النجوم الحديثة تبدأ بدورها في الرفع من حرارتها حتى تنطلق عملية الاندماج النووي التي تترجم في انبعاث للطاقة في شكل أشعة فوق بنفسجيةونظرا لعنف التفاعلات النووية فإن بقايا الغبار و الغازات تطرد بعيدا فلا تتبقى سوى نجمة ساطعة شابة.وتستمر النجمة في السطوع بنفس القدر لمدة 10 مليارات سنة , وقد دخلت الشمس هذه المرحلة منذ 5 مليارات عام , و هذا يعني أنها في أوج عطائها.

إلا أن دوام الحال من المحال , فلا تلبث النجمة أن تستنفذ مخزونها من الهيدروجين , مما يؤدي إلى تسخين مركزها , تضاعف حجمها , و تبريد سطحها, فيتحول لونها إلى الأحمر, فتسمى إذ ذاك بالمارد الأحمر.عندما تنعدم الإحتراقات, تدخل النجمة مرحلة الاحتضار, و تبدأ في التقلص لتصبح قزما أبيض يبرد ببطء ليتحول في النهاية إلى قزم أسود.

لا تتحول كل النجوم إلى أقزام بيض , فبعضها كبير جدا و يتقلص بسرعة كبيرة لدرجة الانفجار. هذه الانفجارات تدعى السوبر نوفا . و يمكن لقلب السوبر نوفا أن يأخذ شكل نجم نيوتروني جد ضئيل و كثيف, (الكثافة هنا تأخذ معنى آخر, إذ يمكن أن تتصور ملعقة من مادة هذا النجم تزن... 10 أطنان! )أو يتحول إلى ثقب أسود.



نقره لتكبير أو تصغير الصورة ونقرتين لعرض الصورة في صفحة مستقلة بحجمها الطبيعي


النجوم والفلك

لكى نعرف النجوم وماهيتها وبعدها وكيفية تحركاتها عبر الكون المترامى الاطراف لابد من الإلمام بعلم الفلك ودراسة القبة الفلكية وحركتها الظاهرية فى السماء.كما لابد من سرد بعض النظريات الكونيةالتى تحكى احتمالات تكون النجوم وانفجارها وتوالدها وأنواع السدم والمجرات وسرعاتها المنطلقة منذ تكونها وحتى الان .كما نود ان نعطى عن النظرية النسبية فى مجال الكون الممتد أو الكون المنكمش حسب المعالات الرياضية التى توصل إليها انشتاين وعلماء اخرون فى مجال الطاقة والكتلة للأجسام المتحركة بسرعات تقارب سرعة الضوء.كما نود ان نشرح وبقليل من الإسهاب فوائد دراسة النجوم فى علم الجغرافيا والطبيعة والمقاييس السائدة فى العالم .ومن بعد معرفة مجموعات نجمية تفيد الشباب والفتية فى توسيع مداركهم الفلكية والتوصل بواسطتها الى معرفة الأتجاهات الأصلية والفرعية والفرع فرعية وعلاقة البوصله وخطو الطول والعرض ومعرفة الزمن والمكان على سطح الأرض.

حتى نربط هذه العلاقات بعضها ببعض .ونعرف تكامل العلوم وتسلسل حلقاتها .ولنستغل ظاهرة فى السماء لنستفيد بها فى الارض وظاهرة فى الأرض نستغلها ونستعملها لنستفيد بها فى السماء.وحتى نعرف ان درس النجوم يمكن أن يفيدنا فى درس تتبع الأثر أو درس التقديرات.
غير أنى سوف اقتصر فى هذا الموضوع التمهيدى على أسماء المجموعات وأشكالها فى النصف الشمالى للقبة الفلكية .وأترك الباقى لمقالات أخرى فى إضافات قادمة إن شاء الله .
وأبدأ بمجرد درب التبانة:

1-مجرة درب التبانة:-
هى المجرة التى نتبعها وهى تمتد طولاً مائة مليون سنه ضوئية وعرضها خمسون مليون سنة ضوئية وتضم أكثر من مائة مليون نجم أو شمس وشمسنا تعتبر إحدى شموسها القزمة والصغيرة جداً ومجموعتها تلف حول المجرة وتقفل دائرتها حولها بعد مئتين وخمسون
مليون سنه وتعرف مجرتنا فى الوسط الشعبى(بخناب التين)،وترى فى الليالى المظلمة كأنها سحاب سمحاقى ممتدة بين الجنوب والشمال
مع ميلان الى ناحية الشرق كلما تحركت القبة السماوية فى حركتها
الظاهرية الى الغرب.

2- مجموعة الدب الأكبر :-
ولها أسماء عدة منها المغرفة - والعربة - والمحراث ،وهى تتكون من سبعة نجوم ظاهرة للعين المجردة على هذا الوصف:
أجزاء الدب الأكبر عبارة عن الذيل وهى ثلاث نجوم تعرف ببنات نعش ووسطاهن تعرف بالمئزر أو العناق وهى عبارة عن شمسين تدوران حول
بعضهما البعض ،وعند تجاورهما تصبحان لامعتين وعند كسوف إحداهما تريان خافتتين، والأخرى تعرف باليوت والأخيرة تعرف بالقائد أما نجوم المربع فتعرف التى بجوار بنات نعش بالسهى والتى تليها تعرف بالفخذ والتى تليها تعرف بالمرافق وهى تبعد عنا 78سنة ضوئية والاخيرة تعرف بالدب وهى تبعد عنا 107سنة ضوئية.
والدب والمرافق تعرفان بالمؤشرين أو الدليلين أو العقربين وهما تؤشران
الى النجمة القطبية بفاصل خمس مسافات بينهما بأتجاه الدب.كما ان نجوم الذيل الثلاث تعطى شكلاً مقوساً لو تتبعناه بنفس الإنحناء لوصلنا
الى نجوم النصف الشمالى للقبة السماوية وهو نجم السماك الرامح وهو يبعد عنا 36سنة ضوئية وهو أكبر من الشمس بمائة ضعف وهو فى مجموعة العواء أو الراعى.

3-الدب الأصغر :-
وبواسطة النجمة القطبية أو الدبة نصل إلى ذيل الدب الأصغر الذى يشبه الدب الأكبر غير أنه مقلوب ومصغر.

4-التنين :-
وتقع بين الدب الأكبر والدب الأصغر مجموعة التنين الطويلة .

5- ذات الكرسى :-
وفى حالة تعذر وجود الدب الأكبر فيمكنا أن نصل الى الدب الأصغر عن طريق مجموعة ذات الكرسى وهى على شكل (W أو M) اللاتينى والطريقة هى أن نصنع من النجوم الثلاث العليا المضيئة مع نجة خافته فنصل الى النجمة القطبية .
والنجمة القطبية هذه لاتتأثر بالحركة الظاهرية للارض لوقوعها فوق القطب الشمالى للكرة الارضية وبالتالى فهى لاتشرق ولاتغرب أي أنها ثابته فى مكانها دائماً وهى تشير الى ناحية الشمال ولا تختلف عن الشمال الحقيقى سوى بدرجتين تقريباً الأمر الذى يجعلها تتبوأ المكانة المرموقة بين النجوم كافة لأهميتها الجغرافية فى الملاحة البحرية والجوية.

6-الأكليل الشمالى :-
عودة الى السماك الرامح حيث بجواره توجد مجموعة من النجوم تسمى بالاكليل الشمالي على شكل حدوة فرس وبفتحة تتجه ناحية الشمال الشرقى وهى تحوى العديد من النجوم المختلفة الاقدار والابعاد.

بهذا نكون قد اوجزنا وصف عدد من المجموعات الكوكبية أو النجمية المعروفة منذ أقدم العصور وهى :الدب الأكبر - الدب الأصغر - السماك الرامح فى مجموعة العواء او الراعى - الاكليل الشمالى - ذات الكرسى - التنين - ومجرة درب التبانة ودرب اللبانة - وهذه المجموعات تعرف بالنجوم دائمة الظهور فى النصف الشمالى للكرة الارضية.....

( نشأة الكون من العدم من منظورين الديني و العلمي )

اولا : خلق الكون من منظور ديني

بسم الله الرحمن الرحيم
(أَفَلَمْ يَنظُرُوا إِلَى السَّمَاء فَوْقَهُمْ كَيْفَ بَنَيْنَاهَا وزَيَّنَّاهَا وما لها مِنْ فُرُوجٍ)

بدأ علماء الفلك حديثاً باستخدام كلمة جديدة وهي: (بناء). فعندما بدأ العلماء باكتشاف الكون أطلقوا عليه كلمة (فضاء) أي space ، وذلك لظنّهم بأن الكون مليء "بالفراغ". ولكن بعدما تطورت معرفتهم بالكون واستطاعوا رؤية بنيته بدقة مذهلة، ورأوا نسيجاً كونياً cosmic web محكماً ومترابطاً، بدءوا بإطلاق مصطلح جديد هو (بناء) أي building .ويطلقون مصطلحات جديدة مثل الجسور الكونية، والجدران الكونية، وأن هنالك مادة غير مرئية سمّوها بالمادة المظلمة أي dark matter ، وهذه المادة تملأ الكون وتسيطر على توزع المجرات فيه، وتشكل جسوراً تربط هذه المجرات بعضها ببعض. "يقول العلماء: إن المادة في الكون تشكل نسيجاً كونياً، تتشكل فيه المجرات على طول الخيوط للمادة العادية والمادة المظلمة مثل اللآلئ على العقد" . أن القرآن يتحدث بدقة تامة وتطابق مذهل عن هذه الحقائق في آية واحدة فقط! والأعجب من ذلك أن هذه الآية تخاطب الملحدين الذين كذبوا بالقرآن، يخاطبهم بل ويدعوهم للنظر والتأمل والبحث عن كيفية هذا البناء وهذه الزينة الكونية، وتأمل ما بين هذه الزينة كإشارة إلى المادة المظلمة، تماماً مثلما يرون! يقول الله تعالى: (أَفَلَمْ يَنظُرُوا إِلَى السَّمَاء فَوْقَهُمْ كَيْفَ بَنَيْنَاهَا وَزَيَّنَّاهَا وَمَا لَهَا مِن فُرُوجٍ) [ق: 6 ]. والفروج في اللغة هي الشقوق كما في معجم لسان العرب. حتى الفراغ بين المجرات والذي ظنّه العلماء أنه خالٍ تماماً، اتضح حديثاً أنه ممتلئ تماماً بالمادة المظلمة، وهذا يثبت أن السماء خالية من أية فروج أو شقوق أو فراغ.
وفي كتاب الله تعالى نجد أن كلمة (بناء) ارتبطت دائماً بكلمة (السماء). وكذلك ارتبطت بزينة الكون وتوسعه، يقول تعالى: (وَالسَّمَاءَ بَنَيْنَاهَا بِأَيْدٍ وَإِنَّا لَمُوسِعُونَ) [الذاريات: 47]. نجد العلماء يتحدثون فيه عن توسع الكون!! وهذا ما فعله القرآن تماماً في هذه الآية العظيمة عندما تحدث عن بنية الكون (بَنَيْنَاهَا) وعن توسع الكون (لَمُوسِعُونَ).
(أَوَلَمْ يَرَ الَّذِينَ كَفَرُوآ أَنَّ السَّمَاوَاتِ وَالأَرْضَ كَانَتَا رَتْقًا فَفَتَقْنَاهُمَا وَجَعَلْنَا مِنَ الْمَآءِ كُلَّ شَىْءٍ حَىٍّ أَفَلا يُؤْمِنُونَ)
الرتق ضد الفتق، فَارْتَتَقَ أي الْتَأَمَ، والرتق بمعنى الضم والالتحام. و في تفسير قوله تعالى: (كانتا) لأنهما صنفان، ولأنه يعبر عن السماوات بلفظ الواحد بسماء، ولأن السماوات كانت سماء واحدة.
والحقيقة هي، أن خلق السماوات أي الفضاء يجب أن يسبق خلق الطاقة والمادة أو يصاحبه، ومن المستحيل أن يكون العكس. ويقصد بالسماوات المكان أو الفضاء space، الذي يحتوي على كل الأجرام السماوية. أما الأرض، فهي رمز للمادة التي تكونت منها المجرات والسدم وكل الأجرام السماوية الأخرى بما فيها الأرض. هذه المادة إما أن تكون مرئية (والتي تعرف علميٌّا بـ baryonic matter وتشكل 4% من مجموع ما في الكون من مادة وطاقة) أو غير مرئية (والتي تعرف علميٌّا بالمادة الداكنة dark matter وتشكل 23% من مجموع الكون، والطاقة الداكنة dark energy وتشكل 73% من مجموع الكون). وصف الله ـ سبحانه ـ السماوات بالرتق فهذا يعني أن السماوات ـ أي الفضاء ـ أيضًا مادة. والحقيقة هي، أن العلم الحديث توصل إلى أن الفضاء مادة ويحتوي الأجرام السماوية ويجبرها كيف تسبح، وهو ما عبر عنه الفيزيائي البروفيسور جان أركيبالد ويلار بقوله: Spacetime grips mass, telling it how)

(to move, and mass grips spacetime, telling it how to curve.

حيث لم يكن هناك زمان ولا سماوات؛ أي فضاء يحتوي مادة الرتق، فإن مادة الرتق صغيرة جدٌّا لا يمكن تخيل حجمها (أي هي المنتهى للمكان وللزمان)، هو ما يعرف في علم الفلك بالتفردية singularity
وما دام الكون في توسع دائم، إذن لو شغَّلنا الفيلم عكسيًّا - أي إلى الوراء - فمن الضروري أن الكون كله كان متركزًا في السابق في نقطة واحدة أطلق عليها العلماء اسم "الذرة البدائية" أو "الحساء الكوني". وقال علماء آخرون إن حجم هذه النقطة كان يساوي الصفر وكتلته لا نهائية. وهذا تعبير آخر من أن الكون ظهر من العدم؛ لأن هذا هو معنى نقطة حجمها يساوي صفر.

ثانيا : نشأة الكون من منظور علمي

(الكون ليس شيئاً مخلوقاً، فإذا كان كذلك فهذا يقتضي أنه خلق في لحظة ما من قبل إله، وبالتالي ظهر إلى الوجود من لا شيء، ولقبول الخلق يجب على الإنسان أن يقبل في المقام الأول أنه كانت توجد لحظة لم يكن فيها الكون موجوداً، ثم انبثق شيء من العدم، وهذا أمر لا يمكن للعلم أن يقبل به)
هذا ما قاله ( جورج بوليتزر ) في كتاب (المبادئ الأساسية في الفلسفة )

. فقد اكتشف علماء وكالة الفضاء الأمريكية (ناسا) أن القوة الداكنة (Dark energy) التي تشكل 70% من الكون وتدفعه إلى التوسع السريع أكثر فأكثر، كانت موجودة في الأيام الأولى التي تلت الخلق.
4 في المائة فقط من إجمالي كثافة الطاقة في الكون مرئية (يمكن للإنسان تلمسها عبر دراسة تأثيرات الجاذبية). وفي المقابل، بقية الكون يعتقد بأنه يتكون من 22 في المائة من مادة داكنة، و74 في المائة من طاقة داكنة.
المادة الداكنة، أو الخفية، هي تلك التي لا تصدر أو تعكس الأشعة الإلكترومغناطيسية (مثل الضوء وأشعة أكس وغيرها)، وهذا ما يجعلها غير مرئية. كل ما يمكن تلمسه من وجودها هي تأثيرات الجذب التي تمارسها على المادة المرئية
تركيب المادة الداكنة غير معروف. لكن مؤخراً، ادعى علماء فضاء من جامعة كارديف أنهم اكتشفوا مجَرة تتكون برمتها تقريباً من المادة الداكنة. نجوم المجرة غير ظاهرة للعيان، لكنها تشكل جذباً قوياً لنجوم المجرات المرئية القريبة منها.

النموذج الكوانتي للكون :

هو محاولة أخرى لتنظيف الانفجار الكبير من متطلبات التخلقية وتخليصها من حقيقة الخلق، وقد بنى الداعمون لهذا النموذج محاولتهم تلك على المشاهدات الكوانتية للفيزياء ما دون الذرية، ففي الفيزياء الكوانتية تمت مشاهدة جسيمات ما دون ذرية وهي تظهر وتختفي تلقائياً في الخلاء، وتعليل تلك المشاهدة هو أن المادة تنشأ عند سوية كوانتية مميزة تخص المادة وتلائمها، وقد حاول بعض الفيزيائيين تفسير أصل المادة من العدم خلال خلق الكون بطريقة مماثلة وعلى أنها حالة مميزة وتخص المادة، وتمثيلها على أنها جزء من قوانين الطبيعة ،ووفق هذا النموذج يفسر كوننا على أنه جسيم ما دون ذري لكنه أكبر حجماً على كل حال هذا القياس المنطقي بالتحديد هو خارج موضوع السؤال، وفي أية حالة لم ينجح هذا النموذج في تفسير كيف أتى الكون إلى الوجود، والكاتب ( وليام كرايج ) مؤلف كتاب " الانفجار الكبير، الإيمان والإلحاد " (The big bang:Theism and Atheism) يفسر ذلك بقوله :

" الخلاء الكوانتي الميكانيكي والذي يقصد به الخلاء الذي يتم فيه توليد الجسيمات المادية هو معنى بعيد عن الفكرة العادية للخلاء ( والذي يعني هنا اللاشيء ) . والأغلب أن الخلاء الكوانتي هو بحر لتشكل وانحلال مستمر للجسيمات والتي تستعير بدورها طاقة منه لتنجز وجودها الكوني المختصر، وطبعاً هذا ليس ( لا شيء ) وبالتالي فالجسيمات المادية لا تأتي إلى الوجود من لا شيء .
إذن في الفيزياء الكوانتية لا توجد المادة إذا لم تكن موجودة قبلاً، وما يحدث هو أن طاقة مختفية تصبح فجأة مادة وكما اختفت تلك الطاقة فجأة تعود طاقة ثانية وهكذا، وباختصار لا يوجد شرط " للوجود من العدم " كما هو مطلوب وفق هذا النموذج.

لقد نشأ الكون ووحدات بنائه، أي الذرات، كنتيجة مباشرة للانفجار العظيم بعد انعدام وجودها قبل ذلك، وذلك بفضل التوازنات التي خلقها الله وقد أجرى العلماء الكثير من البحوث لفهم التسلسل الزمني للأحداث التي وقعت أثناء هذه العملية وترتيب قواعد الفيزياء المؤثرة في كل مرحلة وتتمثل الحقائق التي يعترف بها جميع علماء الوقت الحاضر الذين بحثوا في هذا الموضوع فيما يلي: اللحظة ''صفر'': هذه ''اللحظة'' التي لم يكن فيها وجود للمادة والزمن، والتي حدث فيها الانفجار، يقبلها العلماء في الفيزياء على اعتبار أنن (الزمن) = صفر ويعني ذلك أنه لم يكن هناك وجود لأي شيء عند الزمن ن = صفر ولكي نتمكن من وصف المرحلة السابقة لنشوء هذه ''اللحظة'' التي بدأ فيها الخلق، ينبغي أن نعرف قواعد الفيزياء التي كانت موجودة آنذاك، لأن قوانين الفيزياء الحالية لا تفسر اللحظات الأولى من الانفجار وتبدأ الأحداث التي قد تستطيع الفيزياء توضيحها بعد مرور 10 -43 من الثانية، التي تعتبر أصغر وحدة زمنية وتمثل هذه الوحدة إطاراً زمنياً لا يستطيع العقل البشري إدراكه· ولكن ماذا حدث في هذه الفترة الزمنية القصيرة التي لا نستطيع حتى إدراكها؟ لم يتمكن الفيزيائيون حتى الآن من وضع نظرية تفسر بتفصيل كامل جميع الأحداث التي وقعت في تلك اللحظة، ذلك أن العلماء لا يمتلكون البيانات اللازمة لإجراء الحسابات إذ يصل نطاق قواعد الرياضيات والفيزياء إلى طريق مسدود عند هذا الحد لأن ما حدث قبل اللحظات الأولى لهذا الانفجار وما حدث في تلك اللحظات، يعتمد في كل تفاصيله على توازنات دقيقة جداً، وله واقع يتخطى حدود العقل البشري والفيزياء لقد أدى هذا الخلق، الذي بدأ قبل ظهور الزمن، لحظة بلحظة إلى تكوين العالم المادي وقوانين الفيزياء ... وبصدد خلق الكون من العدم يقول عالم الفيزياء بول ديفز ( من الصعب جدًّا إنكار أن قوة عاقلة ومدركة قامت بإنشاء هذا الكون المستندة إلى حسابات حساسة جدًّا... إن التغييرات الرقمية الحساسة جدًّا والموجودة في أسس الموازنات في الكون دليل قوي جدًّا على وجود تصميم على نطاق الكون)
يقول عالم الفلك الأمريكي (جورج كرنشتاين) في كتابه (الكون التكافلي Symbiotic Universe) :
(كلما دقَّقنا الأدلة واجهتنا على الدوام الحقيقة نفسها، وهي أن هناك قوة عاقلة فوق الطبيعة تدخلت في نشوء الكون).
يقول أندري ليندي .. أستاذ علم الكون

في حلتها القياسية، تفترض نظرية الانفجار الكبير أن كل أجزاء الكون بدأت بالتمدد آنياً، ولكن كيف استطاعت كل الأجزاء المختلفة للكون أن تتواقت في بداية تمددها ؟ من الذي أعطى ذلك الأمر

$الثقوب السوداء$



المقدمه :


الثقوب السوداء هي أكثر الاسماء غرابةً في عالم الفيزياء وأكثر الظواهر إخافةً وهي نقاط رعب في السماء وكان سبب ظهور هذه الظاهره هو إكتشاف "رومر" أن للضوء سرعة محدوده وهذا الاكتشاف يطرح تساؤل لماذا لاتزيد سرعة الضوء الى سرعة أكبر كانت الأجابه لأنه قد تكون للجاذبيه تأثير على الضوء ومن هذا الأكتشاف كتب "جون مينشل " عام 1783 مقالاً أشار فيه إلى أنه قد يكون لنجم الكثيف المتراص جاذبيه شديدة جداً ،إلى أن الضوء لا يمكنه الإفلات منها . فأي ضوء ينبعث من سطح النجم تعيده هذه الجاذبية، واقترح أيضاً وجود نجوم عديدة من هذه النجوم ،مع أننا لا يمكننا أن نرى الضوء لأنها لا تبعثه إلا أننا نستطيع تلمس جاذبيتها. وهذه النجوم ما نسميه "بالثقوب السوداء " . فهي فجوات في الفضاء، وأهملت هذه الأفكار لان نظريه الموجات للضوء كانت سائدة في ذلك الوقت لأنها تتوافق مع فيزياء "نيوتن " ولم تأت نظريه متماسكة عن كيفية تأثر الضوء بالجاذبية إلا يوم عرض" آينشتاين " النسبية العامة 1915 م . ولم يفهم ما تحتويه النسبية من مضامين إلا بعد فترة طويلة بالنسبة لنجوم الكبيرة .

الموضوع :

لقد اصبح السقوط في ثقب اسود أحد أشكال الرعب المتداولة في روايات الخيال العلمي , إلا إن هذه الثقوب أصبحت حقائق علميه وفي الحقيقة إن اكثر ما يهتم به كتاب الخيال العلمي هو ماذا يحدث للمرء إذا سقط في ثقب اسود .واحد التصورات الشائعة حول الموضوع هو انه إذا كان الثقب الأسود دوّرا فإنك تستطيع الدخول عبر ثقب صغير في الزمكان لتخرج منه إلى منطقة أخرى من الكون . تفتح هذه الأفكار إمكانيات هائلة للسفر عبر الفضاء ولكن للأسف لا يستطيع أحد أن يقفز إلى الثقب الأسود لأنه سوف يتمزق إلى أشلاء أو إلى جزيئات وسوف ينسحق من الوجود نهائيا ولكن الجسيمات التي يتكون منها جسدك سوف تظهر في كون أخر وهذا ليس أكيدا أيضا .

التناظرات الفيزيائيه تقودنا الى إكتشاف جديد!!

من المعروف إن قوانين الفيزياء مبنية على التناظرات وعلى هذا الأساس بما انه توجد أجسام تسمى ثقوب سوداء يمكن للأشياء السقوط فيها بلا عوده فإنه يجب أن تكون هناك أجسام تخرج منها الأشياء تسمى الثقوب البيضاء هنا يمكن للمرء افتراض إمكانية القفز في ثقب اسود في مكان ما ليخرج من ثقب أبيض في مكان آخر.فهذا النوع من السفر الفضائي ممكنا, فهناك حلول لنظرية النسبية العامة يمكن فيها السقوط في ثقب أسود ومن ثم الخروج من ثقب أبيض أيضا لكن الأعمال التالية بينت أن هذه الحلول جميعها غير مستقرة :فالاضطراب الضئيل قد يدمر أخدود الدودة أو المعبر الذي يصل بين الثقب الأسود والثقب الأبيض(او بين كوننا وكون موازي له) إن كل هذا الكلام الذي ذكر يستند إلي حسابات باستخدام النظرية النسبية العامة لآنيشتاين 0ولايمكن اعتبار هذه القياسات صحيحة تمام لأنها لا تاخذ مبدأ الارتياب بالحسبان . يفقد الثقب السود كتلته بإصدار الجسيمات والإشعاع حتى تصبح كتلته صفر ويختفي كليا لو افترضنا انه كانت مركبة فضاء قفزت إلى هذا الثقب ماذا يحدث يقول ستيف هوكنق بناءً على عمل أخير له إن المركبة سوف تذهب إلى كون طفل صغير خاص بها كون صغير مكتف ذاتيا يتفرع عن منطقتنا من الكون ( سوف احاول شرح فكرة الكون الطفل على قدر الفهم وذلك بأن تتخيل كميه من الزيت في حوض ماء وهي متجمعه حرك هذه الكميه بقلم سوف تنفصل كره صغيره من الزيت عن الكره الكبيره هذه الكره الصغيره هي الكون الطفل والكره الكبيره هي عباره عن كوننا ولاحظ ان الكره الصغيره قد ترجع وتتصل مع الكره الكبيره ) وقد يعود هذا الكون الطفل إلى الانضمام ثانيه إلى منطقتنا من الزمكان فأن فعل سيبدو لنا كثقب اسود آخر قد تشكل ثم تبخر والجسيمات التي سقطت في ثقب أسود تبدو كجسيمات مشعة من ثقب آخر. يبدو هذا وكأنه المطلوب للسماح بالسفر الفضائي عبر الثقوب السوداء لكن هناك عيوب في هذا المخطط لهذا السفر الكوني أولها انك لن تستطيع تحديد مكان توجهك أي لا تعلم إلى أين سوف تذهب وأيضا الأكوان الطفلة التي تأخذ الجسيمات التي وقعت في الثقب الأسود تحصل فيما يدعى بالزمن التخيلي يصل رجل الفضاء الذي سقط في الثقب الأسود إلى نهاية بغيضة مؤلمة فهو يتمزق بسبب الفرق بين القوى المطبقة على رأسه وقدميه حتى الجسيمات التي يتكون منها جسمه سوف تنسحق تواريخها في الزمن الحقيقي وستنتهي في متفرد ولكن تواريخها في الزمن التخيلي سوف تستمر حيث تعبر إلى كون طفل ثم تعود للظهور كجسيمات تشعها ثقب اسود أتخر ,إن على من يسقط في ثقب اسود أن يتخذ الشعار : فكر تخيليا. وما نعنيه هو إن الذهاب عبر ثقب اسود ليس مرشحا ليكون طريقة مرضية وموثوق بها للسفر الكوني .

أهم الكشوفات الكونية الحديثة ما يسمى بالثقوب السوداء والتي هي عبارة عن نجوم ثقيلة جداً. فالنجوم هي كائنات تمر بمرحلة الولادة ثم تكبر وتتطور ثم تأتي مرحلة الانهيار والموت، والثقب الأسود يمثل المرحلة الأخيرة. فعندما يكبر حجم النجم لدرجة هائلة تزداد الجاذبية لحدود عظيمة جداً، فيجذب إليه كل شيء حتى الضوء لا يستطيع الإفلات من حقل جاذبيته الفائقة.
لذلك نحن لا نتمكن من رؤية هذه الأجسام أبداً، لأنها شديدة الاختفاء. وهذا سبب تسميتها بالثقوب السوداء. وقد أخبرنا العلماء بأن هذه المخلوقات تسير وتجري في الكون بسرعات عالية، وتجذب إليها كل جسم يقترب منها. والآن لو طلبنا من علماء الفلك أن يعرِّفوا لنا هذه المخلوقات العجيبة تعريفاً علمياً مطابقاً لأحدث ما وصلوا إليه، فإنهم سيقولون:
1ـ الثقوب السوداء هي نجوم ثقيلة وشديدة الاختفاء فلا تمكن رؤيتها أبداً.
2ـ هذه المخلوقات تسير بسرعات كبيرة جداً تبلغ آلاف الكيلومترات في الثانية الواحدة.
3ـ الثقوب السوداء تجذب وتبتلع وتكنس كل ما تجده في طريقها كنساً.
والآن نأتي إلى القرآن الكريم: هل من إشارة واضحة لهذه المخلوقات العظيمة؟ إن الله تعالى يُقسم بهذه المخلوقاتعلى أن القرآن حقّ لا ريب فيه فيقول: (فلا أُقسم بالخُنّس * الجوارِ الكُنّس) [التكوير:15-16]، وتأمل عزيزي القارئ كلمات هذا البيان الإلهي وتدرِّجها ومدى مطابقتها لمعطيات العلم الحديث!
فـ (الخُنّس): هي الأشياء التي لا تُرى أبداً. وهذه الكلمة من فعل (خَنَسَ) أي اختفى ولذلك سُمِّي الشيطان بـ (الخنَّاس) أي الذي لا يُرى. و(الجوارِ): أي التي تجري وتسير، وهذه من كلمة (يجري) بحركة محددة. و(الكُنّس): من فعل (كَنَسَ) أي جَذَبَ إليه أي شيء قريب منه وضمَّه إليه بشدة، وهذا ما يحدث فعلاً في الثقب الأسود، وهذا ما تحدث عنه القرآن.
القرآن يتفوَّق على علماء الفلك
إن العلم يسميهذه المخلوقات بالثقوب السوداء، وهذه التسمية غير دقيقة. فكلمة (ثقب) تعني الفراغ، وعلى العكس تماماً هذه النجوم ذات أوزان ثقيلة جداً. أما كلمة (أسود) فهي أيضاً غير صحيحة علميّاً، فهذه النجوم لا لونلها لأنها لا تُصدر أي أشعة مرئية.
لذلك فإن كلمة (الخُنَّسْ) هي الكلمة المعبِّرة تعبيراً دقيقاً عن حقيقة هذه المخلوقات. وكلمة (الكُنَّس) التي عبَّر بها القرآن قبل أربعة عشر قرناً عن حقيقة هذه النجوم، نجدها في آخر المقالات العلمية عن هذه المخلوقات! حتى إن العلماء يقولون عنها: (إنها تكنُسُ صفحة السماء)!

الخاتمه :

لقد أثبتت هذه التجربة وجود هذه الأجسام في الفضاء وأثبتت حركتها، كما أثبتت ومن نظرية الاحتمالات أن عدد هذه الثقوب السوداء يقدر بالملايين بل بآلاف الملايين! وسبحان الخالق العظيم! أليس هذا تطابقاً تاماً مع العلم الحديث؟ في ثلاث كلمات نجد حقيقة علمية استغرق اكتشافها سنوات طويلة، وجاء القرآن الكريم قبل أربعة عشر قرناً ليتحدَّث عنها بمنتهى الدقة والوضوح، أليست هذه معجزة قرآنية تشهد على صدق كتاب الله تعالى في العصر الحديث؟يقول تعالى: (سَنُرِيهِمْ آَيَاتِنَا فِي الْآَفَاقِ وَفِي أَنْفُسِهِمْ حَتَّى يَتَبَيَّنَ لَهُمْ أَنَّهُ الْحَقُّ أَوَلَمْ يَكْفِ بِرَبِّكَ أَنَّهُ عَلَى كُلِّ شَيْءٍ شَهِيدٌ) [فصلت: 53

والثقب الأسود هي منطقة في الفضاء تحوي كتلة كبيرة في حجم صغير يسمى بالحجم الحرج لهذه الكتلة، والذي عند الوصول إليه تبدأ المادة بالانضغاط تحت تأثير جاذبيتها الخاصة، ويحدث فيها انهيار من نوع خاص بفعل الجاذبية ينتج عن القوة العكسية للانفجار، حيث أن هذه القوة تضغط النجم وتجعله صغيرًا جدًا وذا جاذبية قوية خارقة. وتزداد كثافة الجسم (نتيجة تداخل جسيمات ذراته وانعدام الفراغ البيني بين الجزيئات)، تصبح قوّة جاذبيته قوّية إلى درجة تجذب أي جسم يمر بالقرب منه، مهما بلغت سرعته. وبالتالي يزداد كمّ المادة الموجودة في الثقب الأسود، وبحسب النظرية النسبية العامة لأينشتاين، فإن الجاذبية تقوّس الفضاء الذي يسير الضوء فيه بشكل مستقيم بالنسبة للفراغ، وهذا يعني أن الضوء ينحرف تحت تأثير الجاذبية.

يمتص الثقب الأسود الضوء المار بجانبه بفعل الجاذبية، وهو يبدو لمن يراقبه من الخارج كأنه منطقة من العدم، إذ لا يمكن لأي إشارة أو موجة أو جسيم الإفلات من منطقة تأثيره فيبدو بذلك أسود.[1] أمكن التعرف على الثقوب السوداء عن طريق مراقبة بعض الأشعاعات السينية التي تنطلق من المواد عند تحطم جزيئاتها نتيجة اقترابها من مجال جاذبية الثقب الأسود وسقوطها في هاويته.

لتتحول الكرة الأرضية إلى ثقب أسود، يستدعي ذلك تحولها إلى كرة نصف قطرها 0.9 سم وكتلتها نفس كتلة الأرض الحالية، بمعنى انضغاط مادتها لجعلها بلا فراغات بينية في ذراتها وبين جسيمات نوى ذراتها، مما يجعلها صغيرة ككرة الطاولة في الحجم ووزنها الهائل يبقى على ما هو عليه، حيث أن الفراغات الهائلة بين الجسيمات الذرية نسبة لحجمها الصغير يحكمها قوانين فيزيائية لا يمكن تجاوزها أو تحطيمها في الظروف العادية


تاريخ مفهوم الثقوب السوداء

كان طرح فرضية إمكانية وجود مثل هذه الظاهرة هو اكتشاف رومر أن للضوء سرعة محدودة، وهذا الاكتشاف طرح تساؤلاً وهو لماذا لا تزيد سرعة الضوء إلى سرعة أكبر؟. فُسر ذلك على أنه قد تكون للجاذبية تأثير على الضوء، ومن هذا الاكتشاف كتب "جون مينشل " عام 1783م، مقالاً أشار فيه إلى أنه قد يكون للنجم الكثيف المتراص جاذبية شديدة جدًا، إلا أن الضوء لا يمكنهُ الإفلات منها، فأي ضوء ينبعث من سطح النجم تعيده هذه الجاذبية.[2] هناك فرضية تقول أيضًا أنه هناك نجوم عديدة من هذه النجوم، مع أننا لا يمكننا أن نرى ضوئها، لأنها لا تبعثه إلا أننا نستطيع أن نتحسس جاذبيتها. هذه النجوم هي ما نسميها بـ "الثقوب السوداء"، أي الفجوات في الفضاء. أهملت هذه الأفكار، لأن النظرية الموجية للضوء كانت سائدة في ذلك الوقت. وفي 1796 م، أعاد العالم الفرنسي بيير سيمون لابلاس هذه الفكرة إلى الواجهة في كتابه (بالفرنسية: Exposition du Système du Monde‏) (مقدمة عن النظام الكوني)،[3][4] لكن معاصريه شككوا في صحة الفكرة لهشاشتها النظرية.[5] إلى أن جاءت نظرية النسبية العامة لالبرت اينشتاين، التي برهنت على إمكانية وجود الثقوب السوداء.[6] فبدأ علماء الفلك في البحث عن آثارها، حيث تم اكتشاف أول ثقب أسود سنة 1971 م.

وتحولت الآراء حول الثقب الأسود إلى حقائق مشاهدة عبر المرقاب الفلكي الراديوي الذي يتيح للراصدين مشاهدة الكون بشكل أوضح، وجعل نظرية النسبية حقيقة علمية مقبولة عند معظم دارسي علوم الفيزياء. [7][8]

حياة النجم

يتكون النجم من سحابة من غاز الهيدروجين (والقليل من الهيليوم) تبدأ بالتجمع والتكدس على بعضها ثم بالدوران حول نفسها، ومع هذا التكثف يَزداد الضغط على نواتها بشكل كبير، فيَسخن الغاز في النواة حتى يصبح حاراً جداً إلى درجة أن تندمج ذرات الهيدروجين لتكونّ الهليوم،[9] وبهذه العملية يَستطيع النجم توليد ضغط باتجاه الخارج في نواته يَمنعها من الانهيار على نفسها.[10] لكن عندما يَنفذ وقود النجم من الهيدروجين يُصبح مهدداً بالانهيار على نفسه نتيجة لضغط كتلته، فيَبدأ بحرق الهيليوم ثم الكربون وصولاً إلى الحديد، فحينها لا يَعود النجم قادراً على دمجه إلى عناصر أثقل لأن الطاقة التي يُولدها الاندماج النووي لا تعود كافية لمنعه من الانهيار، فيَنهار على نفسه في انفجار المستعر الأعظم مطلقاً طاقة هائلة.[11]

لكن ما يُحدد مصير النجم بعد انفجاره هو ما يُسمى "حد تشاندراسيخار"، هذا الحد هو مقدار الكتلة (1.4 كتلة شمسية) الذي إن لم يَتجاوزه النجم فسيَتحول إلى قزم أبيض، وإن تجاوزه فيَتحول إما إلى نجم نيوتروني أو ثقب أسود (ما يُحدد أيهما هو حد أوبنهايمر-فولكوف).[12] إذا ما كانت كتلة النجم عالية، فسيَعني هذا أنه سيَكون أكثر كثافة، ولذلك فإن النجوم الكثيفة تصبح نجوماً نيوترونية أو ثقوباً سوداء. النجوم النيوترونية هي أجسام عالية الكثافة جداً، ولذا فعندما تتكون تندمج الإلكترونات والبروتونات لتصبح نيوترونات تستطيع تحمل الضغط الهائل في النواة (فقطر هذه النجوم لا يَتجاوز الـ20 كم)، أما عندما تكون الكثافة أعلى من ذلك، فإن حتى النيوترونات لا تعود قادرة على تحمل الضغط الهائل، فيَنهار النجم متحولاً إلى ثقب أسود هائل الكثافة.[13][14

الثقوب السوداء والنظرية النسبية
تشوهات المتسببة نتيجة الجاذبية الهائلة للثقب الأسود أمام سحابة ماجلان الكبرى (تفسير تصوري)

أفق الحدث هو (حدود منطقة من الزمان والمكان التي لا يمكن للضوء الإفلات منها) وبما أنه لا شي يمكنه السير بأسرع من الضوء، فإن أي شي يقع في هذه المنطقة سوف يبلغ بسرعة منطقة ذات كثافة عالية ونهاية الزمان.

وتتنبأ النسبية العامة بأن الأجسام الثقيلة المتحركة سوف تتسبب ببث موجات جاذبية وهي تموجات في أنحناء الفضاء (هذه التموجات على حسب فهمي هي ليست مثل موجات الراديو بل هي موجات في الزمكان تخيل أنك تمشي في بركة ماء سوف تتكون موجات من الماء بسبب حركة في البركة وهذه الموجات الناشئة هي مكانية ذات ثلاث أبعاد وموجة مثلها معها زمانية لتكون موجات من بعد رابع هي التي يقصد بها أنحناءات الفضاء) تنتقل بسرعة الضوء وتشبه موجات الضوء التي هي تموجات الحقل الكهرمغناطيسي إلا أنها يصعب اكتشافها وهي كالضوء تأخذ الطاقة من الأجسام التي تبثها وبالتالي يتوقع أن ينهار نظام من الأجسام الضخمة ويعود في النهاية إلى وضع مستقر لان الطاقة في أي حركة سوف تحمل بعيدا.

على سبيل المثال دوران الأرض حول الشمس يولد موجات جاذبية ويكون تأثير مسارات الطاقة في تغير مدار الأرض حول الشمس الذي يؤدي في آخر المطاف إلى أن الأرض تقترب من الشمس حتى تستقر داخلها ومعدل ضياع الطاقة ضئيل جدا.

وشوهد هذا التأثير في نظام النجم النابض وهو نوع خاص من النجوم النيوترونية تبث نبضات منتظمة من موجات الراديو، ويضم هذا النظام نجمين نيترونيين يدوران حول بعضهما البعض.


شكل النجوم التي تكون منها الثقب الاسود

وفي عام 1967م، حدثت ثورة في دراسة الثقوب السوداء على يد العالم "إزرائيل " - وهو عالم كندي ولد في برلين – بين أن الثقوب السوداء ليست دوارة، فوفقا للنظرية النسبية العامة إن كانت دوارة فلابد أن تكون كروية تماماً. ولا يتوقف حجمها إلا على كتلتها، وأي ثقبين سوداوين، بكتلة متساوية هما متساويان بالحجم. وقد أمكن وضعهما عن طريق حل خاص لمعادلات أينشتاين قبل النسبية العامة بقليل. وكان من المعتقد أن الثقب الأسود لا يتكون إلا عند انسحاق جسم كروي تماما. وأن النجوم ليست كروية تماما، ولا يمكن بالتالي أن يسحق إلا بشكل تفرد ثقاليا عاريا، لكن هناك تفسيرات مختلفة لنتيجة " إزرائيل " تبناها روجر بنروز و"جون ويلر " فقد أبديا أن الحركات السريعة في انسحاق النجم يعني أن موجات الجاذبية المنبعثة منه تجعله أكثر كروية إلى أن يستقر في وضع ثابت ويصبح كروياً بشكل دقيق. ووفق هذه النظرية فأن أي نجم دوار يصبح كرويا مهما كان شكله وبنيته الداخلية معقدتين، وسوف ينتهي بعد انسحاقه بالجاذبية إلى ثقب أسود كروي تماما يتوقف حجمه على كتلته فقط. [15] [16] واكتشف أول نباض عام 1967 مؤيدا للنظرية النسبية. [17][18] وتبين ان تلك النباضات ما هي إلا نجوم نيوترونية. حتى ذلك الحين كانت النجوم النيوترونية والثقوب السوداء ترى على أنها أجسام نظرية ولا وجود لها في الطبيعة.

وخلال تلك الفترة كثرت حسابات النظرية النسبية التي تؤدي إلى امكانية نشأة ثقب أسود. [19] من خلال عمل فرنر إسرائيل وبراندون كارتر [20] ,[21][22][23] نشأت " نظرية لا شعر" والتي تشير إلى أن حل الثقب الأسود الثابت يمكن وصفه بثلاثة إحداثيات طبقا لمقياسية كتلة، والعزم الزاوي والشحنة الكهربائية.[24]

وكانت ظواهر الثقب الأسود المحسوبة بواسطة النظرية النسبية لا تزال تعتبر نظرية بحتة وناشئة عن شروط تناظر مفترضة في حل المعادلات. كان من العلماء الذين اعتنقوا تلك الفكرة فلاديمير بلينسكي وأيزاك خالاتنيكوف وافيجني ليفشيتز الذي حاول اثبات ظهور تلك الحلول في الحال العام أيضا. ولكن في الستينيات من القرن الماضي قام روجر بنروز [25] وستيفن هوكينج باستخدام طريقة شاملة لإثبات أن حالة التفرد الثقالي تظهر أيضا في الحلول العامة لمعادلات النظرية النسبية العامة . [26]

وفي عام 1963م، وجد "دوي كير " مجموعة من الحلول لمعادلات النسبية العامة تصف الثقوب السوداء الدوارة التي أغفلها "إزرائيل ". فإذا كانت الدورات صفر يكون الثقب الأسود كروي تماما ويصبح الحل مماثلاً لحل "شفارزشيلد". أما إذا كان الدوران ليس صفرا ينتفخ الثقب الأسود نحو الخارج قرب مستوى خط استوائه تماما مثل الأرض منبعجة من تأثير دورانها. لقد أفترض إزرائيل أن أي جسم ينسحق ليكون ثقبا أسود سوف ينتهي إلى وضع مستقر كما يصف حل كير.


حجم الثقوب السوداء وأدلة وجودها

في عام 1970م بين "براندون كارتر " أن حجم وشكل أي ثقب أسود ثابت الدوران يتوقف فقط على كتلة ومعدل دورانه بشرط يكون له محور تناظر، وبعد فترة أثبت ستيفن هوكنغ أن أي ثقب أسود ذى دوران ثابت سوف يكون له محور تناظر. واستخدم "رو بنسون " هذه النتائج ليثبت أنه بعد انسحاق الجاذبية بان الثقب الأسود من الاستقرار على وضع يكون دوارا ولكن ليس نابضا، وأيضا حجمه وشكله يتوقفان على كتلته ومعدل دورانه دون الجسم الذي انسحق ليكونه.


ماهي الأدلة على وجود هذه الثقوب؟

الثقوب السوداء لا دليل عليها سوى حسابات مبنية على النسبية لذلك كان هناك من لم يصدق بها. وفي عام 1963م، رصد "مارتن سميدت " وهو عالم فلكي أمريكي الانزياح نحو الأحمر في طيف جسم باهت يشبه النجم في اتجاه مصدر موجات الراديو فوجد أنة أكبر من كونه ناتج عن حقل جاذبية فلو كان انزياحه بالجاذبية نحو الأحمر لكان الجسم كبير الكتلة وقريبا منا بحيث تنزاح مدرات الكواكب في النظام الشمسي. وهذا الانزياح نحو الأحمر ناتج عن توسع الكون وهذا يعني بدوره أن الجسم بعيداً جدا عنا ولكي يرى على هذه المسافة الكبيرة لابد وأنه يبث مقدار هائلاً من الطاقة والتفسير الوحيد لهذا ناتج انسحاق بالجاذبية ليس لنجم واحد بل لمنطقة مركزية من إحدى المجرات بكاملها وتسمى الكوازار وتعني شبيه النجوم.

بنية المجموعة الشمسية
مدارت أجرام المجموعة الشمسية وفق مقياس رسم (عكس اتجاه عقارب الساعة من القمة إلى اليسار).

تشكل الشمس العنصر الرئيسي في المجموعة الشمسية، وهي نجم ينتمي إلى التصنيف النجمي G2، وتشكل كتلة الشمس 99.86 من كتلة كل المجموعة الشمسية وتسيطر على حركة المجموعة بفعل جاذبيتها.[3] تشكل كتلة الكواكب الغازية الأربعة (المشتري، زحل، أورانوس، نبتون) حوالي 99% من الكتلة المتبقية للنظام الشمسي. ويشكل المشتري وزحل مايزيد عن 90% من كتلة العمالقة الغازية الأربعة.[c]

معظم الأجسام الكبيرة التي تدور حول الشمس متوضعة في مستوي الأرض والذي يدعى مسار الشمس. فالكواكب قريبة جدا من مسار الشمس بينما المذنبات وأجرام حزام كايبر غالبا ماتكون متوضعة في زوايا أكبر بكثير عن مسار الشمس.[4][5] تدور كل الكواكب ومعظم الأجرام حول الشمس مع اتجاه دوران الشمس حول نفسها(باتجاه عكس عقارب الساعة إذا شاهدناها من فوق القطب الشمالي للشمس)، لكن توجد بعض الاستثناءات مثل مذنب هالي. أيضاً جميع الكواكب (عدا الزهرة وأورانوس) تغزل حول نفسها باتجاه عكس عقارب الساعة إذا ما شاهدناها من القطب الشمالي. يغزل الزهرة وأورانوس باتجاه عقارب الساعة. هناك أيضاً كواكب قزمة لها دوران مغزلي مختلف تماماً مثل بلوتو.

يظهر الشكل العام للمجموعة الشمسية على الشكل التالي: في المركز تقع الشمس يدور حولها أربع كواكب داخلية صغيرة نسبياً، هذه الكواكب محاطة بحزام من الكويكبات، تيلهم العمالقة الغازية الأربعة المحاطة بدورها بحزام كايبر المؤلف من أجرام جليدية. يُقسم الفلكيين أحياناً المجموعة الشمسية تبعاً إلى البنية إلى قسمين رئيسيين: النظام الشمسي الداخلي المؤلف من الكواكب الصخرية الأربعة وحزام الكويكبات، والنظام الشمسي الخارجي الذي يتألف من الأجرام التي تقع خلف حزام الكويكبات ومن ضمنها العمالقة الغازية الأربعة.[6] منذ اكتشاف حزام كايبر فإن الجزء الأبعد في النظام الشمسي يعتبر منطقة فريدة والأجرام المتواجدة هناك تدعى بأجرام ما بعد نبتون.[7]

تصف قوانين كبلر لحركة الكواكب دوران الأجرام حول الشمس. وتبعا لقوانين كبلر تدور جميع أجرام النظام الشمسي حول الشمس في مدارات على شكل قطع ناقص وتشغل الشمس إحدى بؤرتيه. تدور الكواكب الأقرب إلى الشمس بسرعة أعلى بسبب تأثرها بجاذبية الشمس. تختلف مسافة الأجرام المتحركة على مسار بشكل قطع ناقص عن الشمس على مدار السنة. تدعى النقطة التي يكون فيها الجرم أقرب مايمكن للشمس بالحضيض، في حين تدعى النقطة التي يكون فيها الجرم أبعد مايمكن عن الشمس بالأوج. يكون مدار الكواكب قريب من الدائري، في حين مدار المذنبات وأجرام حزام كيبلر على شكل قطع ناقص حاد(الفرق بين المحورين الرئيسي والصغير كبير جدا).

بسبب اتساع المجموعة فإن مدارات العديد من الأجرام عن الشمس تتناسب مع بعد مدار هذه الأجرام عن الجرم الذي يليه مع بعض الاستثناءات. وبالتالي فإن الجرم ذو المسافة الأبعد عن الشمس المتواجد في حزام كايبر يمثل أبعد مسافة بينه وبين الجرم الذي يسبقه في المجموعة الشمسية. فعلى سبيل المثال يبعد الزهرة مسافة 0.33 وحدة فلكية عن الزهرة في حين يبعد زحل عن المشتري مسافة 4.3 وحدة فلكية ونبتون عن أورانوس 10.5 وحدة فلكية. وقد بذلت محاولات لإيجاد علاقة رياضية بين هذه المسافات لمحاولة تفسير هذه الظاهرة (مثل قانون تيتوس-بود)[8] لكن لم تنتج عنها أي نظرية نفسر ذلك.

تملك معظم الكواكب في المجموعة الشمسية نظام ثانوي خاص بها. بحيث يدور حولها أجرام أخرى تدعى أقمار طبيعية أو توابع. يوجد قمران أكبر من عطارد (أصغر كواكب المجموعة الشمسية). كما تحاط الكواكب الغازية بحلقات الكواكب، وهي حزم من الجسيمات الصغيرة تدور حول الكوكب. معظم الأقمار الضخمة تدور حول كوكبها في حركة تزامنية بحيث يواجه أحد وجهي القمر الكوكب بشكل دائم.

تتركب أجرام النظام الداخلي من الصخور بشكل أساسي،[9] وتكون مجمل هذه المركبات مؤلفة من عناصر ذات نقطة انصهار عالية مثل السيليكا والحديد أوالنيكل، بحيث يبقى صلب في جميع ظروف السديم الكوكبي الأولي.[10] يتركب زحل والمشتري بشكل رئيسي من الغازات والتي تملك نقطة انصهار منخفضة جدا وضغط تبخر عالي مثل هيدروجين جزيئي والهيليوم والنيون بحيث يبقى في الحالة الغازية دائما أثناء التشكل السديمي.[10] يملك الجليد مثل جليد الماء والميثان والأمونيا وكبريتيد الهيدروجين وأكسيد الكربون نقطة غليان أقل من مئة كلفن. ويعتمد الطور الذي تتواجد فيه على ضغط ودرجة حرارة الوسط المحيط.[10] يمكن أن تتواجد هذه المركبات بالطور الصلب أو السائل أو الجليدي في عدة مناطق من المجموعة الشمسية، بينما كانت في الحالة الغازية أو الصلبة أثناء مرحلة السديم.[10] تشكل المركبات الجليدية المركب الأساسي لأقمار الكواكب الغازية بالإضافة إلى أن معظم أورانوس ونبتون يتألف من الجليد، لذلك يدعيان بالعملاق الجليدي، كذلك أعداد هائلة من الأجرام التي تتوضع خلف مدار نبتون.[9][11] ويشار إلى التركيب الغازي والجليدي بالمتطاير.[12]

التشكل والتطور

تشكلت المجموعة الشمسية نتيجة انهيار في جاذبية سحابة جزيئية عملاقة قبل 4.568 مليار سنة.[13] ومن المرجح أن هذه السحابة الأولية عبرت العديد من السنين الضوئية ومن الممكن أنها ساهمت في ولادة العديد من النجوم.[14]

تعرف المنطقة التي بدأت عندها تشكل المجموعة الشمسية بسديم الشمس الأولي،[15] عند انهيارها حافظت على العزم الزاوي ما جعلها تدور بشكل أسرع. تجمعت معظم الكتلة في المركز وازدادت درجة حرارة المركز بحيث أصبحت أعلى من محيط القرص.[14] وكلما تقلص السديم ازداد الدوران حتى بدأ يتسطح على شكل قرص كوكبي دوار بقطر 200 وحدة فلكية تقريبا ويبقى النجم الأولي الحار في المركز.[16][17] يعتقد أن الشمس عند هذه المرحلة كانت نجم تي الثور. تظهر الدراسات حول نجوم تي الثور أنها تترافق مع قرص من مواد الكوكب الأولي بكتلة تتراوح بين 0.001إلى 0.1 من كتلة الشمس، وهذا يدل على أن غالبية كنلة السديم بقيت في النجم نفسه.[18] ونتجت الكواكب من تنامي هذا القرص.[19]

في غضون 50 مليون سنة، أصبح ضغط وكثافة الهيدروجين في قلب النجم الأولي كبير بما فيه الكفاية لبدأ تفاعلات الاندماج النووي.[20] ازدادت كل من درجة الحرارة ومعدل التفاعل والضغط والكثافة حتى وصلت إلى نقطة التوازن الهيدروستاتيكي، بحيث أصبحت الطاقة الحرارية تعاكس قوة الجاذبية لتصبح الشمس في هذه المرحلة تتبع لتصنيف النسق.[21]


تبقى الشمس الموجودة اليوم حتى تبدأ بالتطور من مرحلة النسق الأساسي وفق تصنييف تصنيف هرتزشبرونج-راسل. فبعد أن تستنزف الشمس وقودها الهيدروجيني السطحي سيميل خرج الطاقة إلى الانخفاض مسببة انكماشها على تفسها، ممايؤدي إلى ازدياد الضغط ودرجة الحرارة في نواة الشمس، ونتيجة لذلك تصبح عملية الحرق أسرع ويزداد لمعانها بمعدل 10% كل 1.1 مليار سنة.[22]

بعد حوالي 5.4 مليارات سنة من الآن، سيتحول كل الهيدروجين في قلب نواة الشمس إلى هيليوم لتنتهي مرحلة النسق الأساسي عندم تنتهي تفاعلات الهيدروجين. ستتقلص النواة أكثر، مسببة ازدياد في الضغط والحرارة مسببة تفاعلات نووية للهليوم، الذي يحترق في النواة عند درجة حر