الشمس كرة هائلة من الغاز المتوهج في وسط المجموعة الشمسية، وتدور الأرض مع ثمانية كواكب أخرى حولها. وما الشمس إلا واحدة من بلايين النجوم في الكون، لاتتميز عنها بشيء، ولكنها ذات أهمية بالغة للإنسان تفوق أهمية النجوم الأخرى، فبدون حرارة الشمس، وضوئها، لايمكن أن توجد حياة على الأرض.
يبلغ قطر الشمس، (أي المسافة بين طرفيها مارة بالمركز) 1,392,000 كم، وهو مايعادل قطر الأرض 109 مرات. ولما كانت الشمس تبعد عن الأرض بمسافة قدرها 150 مليون كم، فهي لاتظهر لنا أكبر من القمر. يبلغ قطر الشمس 400 ضعف قطر القمر. كما أن بُعْدها عن الأرض يصل إلى 400 ضِعف بُعدها عن القمر.
فلو أننا تخيلنا الشمس في حجم ناطحة سحاب مثلاً، تبدو الأرض في حجم الإنسان، ويبدو القمر في حجم حيوان صغير يقف بجواره، ويظهر المُشتَري أكبر كواكب المجموعة الشمسية في حجم مبنى صغير، بينما يبدو أقرب نجم منا في حجم ناطحة سحاب، ولكنها على بعد يصل إلى 11 مليون كم.
الشمس أقرب إلى الأرض من أي نجم آخر، وهي النجم الوحيد الذي يمكننا رؤية سطحه بوضوح، لذلك يهتم العلماء بدراستها ليعرفوا شيئاً عن النجوم البعيدة. يتكون سطحها المرئي من غازات ملتهبة، تبث الحرارة والضوء، ويقدّر مايصل إلى الأرض مما تبثه الشمس من حرارة وضوء مايعادل اثنين من بليون جزء منها، أما باقي حرارة الشمس وباقي ضوئها فيذهبان سدى في الفضاء.
تتوقف درجة حرارة أي منطقة على سطح الأرض على موضع الشمس في السماء بالنسبة للأرض، وتؤثر درجة حرارة أي منطقة كثيراً على مناخها. فالمناطق الاستوائية شديدة الحرارة، لأن الشمس ترسل أشعتها متعامدة على هذه المناطق في وقت الظهيرة، بينما تتمتع المناطق القريبة من القطبين الشمالي والجنوبي للأرض بجو بارد، لأن الشمس لاترتفع كثيراً عن الأفق.
كان المصريون والإغريق وكثيرون غيرهم من القدماء يعِدّون الشمس إلهاً لهم؛ يعبدونه ويُقدِّمون له القرابين ويشَيِّدُون المعابد لتقديسه. وقد بدأت هذه المعتقدات عن الشمس عندما بدأ الإنسان في تفسير تحركاتها عبر السماء.
ونحن الآن على يقين من أن الشمس هي مصدر الحرارة والضوء، والكثير من الإشعاعات الأخرى. وتعتمد حياة الإنسان والحيوان والنبات القائمة على سطح الأرض على مايصلها من الشمس من أنواع الطاقة المختلفة. فالنباتات تستخدم ضوء الشمس لصنع غذائها، ومن ثم يخرج غاز الأكسجين. ويتغذى الإنسان، والحيوان بهذه النباتات، فيستنشقان الأكسجين المنبعث منها، ويقومان بدورهما بإخراج غاز ثاني أكسيد الكربون، الذي يقوم النبات بمزجه بالطاقة الضوئية وبالماء الموجود في التربة، ليحصل على ما يلزمه من غذاء.
يقدر العلماء عمر الشمس وباقي أفراد المجموعة الشمسية بنحو 4,600,000,000 سنة، ويقدرون أنها ستظل قادرة على إصدار طاقتها لمدة أخرى لاتقل عن 5 بلايين سنة
حقائق مهمة عن الشمس
بُعْدها عن الأرض:
أقصره 147,100,000 كم.
أطوله 152,100,000 كم تقريباً.
متوسطه 150 مليون كم.
ويستغرق وصول ضوء الشمس الذي يسير بسرعة 299,792 كم في الثانية إلى الأرض زمناً قدره 8 دقائق و20 ثانية.
قطرها:
1,392,000كم، أي 109 مرات قدر قطر الأرض.
حجمها:
1,300,000 مرة قدر حجم الأرض.
كتلتها:
99,8% من كتلة المجموعة الشمسية. أي مايعادل 333,000 مرة كتلة الأرض.
حرارتها:
عند السطح 5,500°م وعند المركز 15,000,000°م.
عمرها:
4,600,000,000 سنة تقريباً.
مدة دورانها حول محورها:
شهر تقريباً.
دورانها حول مركز المجرة:
225 مليون سنة تقريباً.
تركيبها الكيميائى:
هيدروجين 75% تقريباً، هيليوم 25% تقريباً، ومالايقل عن 70 عنصرًا آخر يُكِّون الباقي، أي من 1 إلى 2%.
كثافتها:
منطقة الحمل 1/10 من كثافة الماء تقريباً، منطقة الإشعاع تعادل كثافة الماء تقريباً، منطقة الجوف 100 مرة قدر كثافة الماء تقريباً.
حجم الشمس.
لاتبتعد الشمس عن الأرض كما تبتعد النجوم الأخرى، ولذا فهي تبدو لنا أكبر حجماً من النجوم. وبمقارنتها بالكواكب في المجموعة الشمسية نجدها كبيرة أيضًا. وعلى سبيل المثال، يبلغ قطر الشمس 1,392,000كم، وهذه المسافة تعادل 109 مرات قدر قطر الأرض، وتعادل في نفس الوقت 10 مرات قدر قطر المشتري، أكبر الكواكب في المجموعة، كما تعادل 400 مرة قدر قطر القمر. وبمقارنتها بالنجوم الأخرى، تُعد الشمس متوسطة الحجم بينها. وفي الواقع فإن الشمس واحدة من نجوم عديدة يطلق العلماء عليها اسم الأقزام الصفراء. وهناك نجوم لايزيد قطرها على 1/10 من قطر الشمس، كما أن هناك نجوماً تبلغ أقطارها 1000 مرة قدر قطر الشمس. ويطلق على هذا النوع الأخير من النجوم اسم فوق العمالقة، ومن أمثالها النجم المسمى منكب الجوزاء الذي يبلغ قطره 460 مرة قدر قطر الشمس. فإذا قُدِّر للشمس أن يزداد حجمها لتصبح في حجم هذا النجم، فإنها ستبتلع كلاً من عطارد والزهرة والأرض والمريخ.
تظهر الشمس من الأرض على شكل دائرة وغالباً مايطلق العلماء على مانراه منها اسم القرص. تبين من القياسات التي أجراها بعض العلماء أن هذا القرص قليل التفلطح عند القطبين ولو أن البعض الآخر يساوره الشك في ذلك.
بُعد الشمس.
تتراوح المسافة بين الأرض والشمس بين 147,100,000 و152,100,000كم. ويرجع هذا الاختلاف إلى أن الأرض تدور حول الشمس في مدار بيضي الشكل، ويبلغ متوسط المسافة بينهما 150 مليون كم تقريباً.
وإذا افترضنا أن مدار الأرض كان مشابهاً لمدار الزهرة، لأصبحت الأرض على مسافة قريبة من الشمس، ولتسبب ذلك في ارتفاع الحرارة على سطحها إلى درجة لاتسمح للحياة التي نعرفها بالبقاء. أما إذا كان مدارها مشابهاً لمدار المريخ، فإن الأرض تبتعد عن الشمس، وقد يتسبب هذا في انخفاض درجة حرارتها، بحيث لاتسمح إلا لبعض أنواع الحياة البدائية أو القادرة على التكيف.
ولما كانت سرعة الضوء هي 299,792كم في الثانية، فإنه يقطع المسافة من الشمس إلى الأرض في مدة 8 دقائق و20 ثانية. فعندما تفلت مركبة فضائية من قوة جذب الأرض، فإنها تنطلق بسرعة 40,200كم في الساعة. وإذا أمكنها الاحتفاظ بهذه السرعة طوال رحلتها إلى الشمس دون أن تحترق، فإن رحلتها تستغرق 154 يوماً، أو مايزيد قليلاً على خمسة أشهر.
لمعان الشمس.
تنبعث حرارة الشمس وضوؤها من سطحها بمعدل ثابت تقريباً. لهذا فإن لمعانها لا يتغير إلا بمقادير طفيفة، والتغير الذي يبدو أنه يحدث في لمعان الشمس ينتج من تغيرات في جو الأرض. هذه التغيرات تؤثر على كمية ضوء الشمس التي تصل إلى بعض المناطق من سطح الأرض. وفي بعض الأحيان، يكون التغير الضئيل في لمعان الشمس ناتجاً عن انفجار غازات من سطح الشمس، يطلق عليه اسم اللهب الشمسي. ولايمكث هذا التوهج الشمسي إلا لفترات قصيرة تتراوح بين 10دقائق و60دقيقة. والتغير في لمعان الشمس الناتج من التوهج الشمسي يُرى بالعين المجردة.
يشتمل ضوء الشمس على جميع الألوان التي نراها في قوس قزح، إلا أنها تندمج بعضها في بعض محدثة الضوء الأبيض. ولذلك فإننا نرى الشمس بيضاء اللون.
وقد يحدث أن تتشتت بعض ألوان الضوء الأبيض، فلا نرى منه إلا ما بقي من ألوان، فتبدو الشمس ملونة. فعندما تكون مثلاً في وسط السماء فإن الأشعة الزرقاء من ضوء الشمس تتشتت في جو الأرض فنرى السماء زرقاء اللون، ونرى الشمس مائلة إلى اللون الأصفر. وعندما تكون الشمس قريبة من الأفق وقت الشروق أو وقت الغروب، فإن على ضوئها في هذه الحالة أن يخترق مساراً طويلاً في جو الأرض، مما يتسبب في فقدان الشمس ـ نتيجة لتشتت معظم حزمها الضوئية الزرقاء والخضراء في جو الأرض ـ لبعض حزمها الضوئية فتبدو لنا حمراء اللون. وقد يحدث في بعض الأحيان النادرة أن تظهر الشمس خضراء اللون لامعة للحظات قليلة، ويكون ذلك عند بزوغ جزء صغير منها فوق الأفق؛ وعندئذ يظهر مانسميه الوميض الأخضر؛ لأن الأشعة الحمراء تكون محتجبة تحت الأفق، وتكون الأشعة الزرقاء مشتتة في الجو.
حرارة الشمس.
طبيعي أنه ليس بإمكان الفلكيين قياس حرارة الشمس بطريقة مباشرة. ولكنهم قدّروا درجة حرارتها من قياسات أخرى لضوء الشمس، ومن نتائج المعادلات الرياضية المبنية على قوانين فيزيائية معروفة. ويقدر الفلكيون أن درجة الحرارة في باطن الشمس تصل إلى 15,000,00° م.
تتولد الطاقة في مركز الشمس ثم تتصاعد إلى السطح بالتدريج. وتبلغ درجة الحرارة في المناطق الوسطى بين باطنها وسطحها 2,500,000°م. وتقل درجة حرارة الشمس لتصل إلى 5,500°م. عند سطحها.
وعندما تصل الطاقة المتولدة في مركز الشمس إلى سطحها فإنها تنبعث إلى الفضاء على هيئة إشعاعات حرارية وضوئية. ولقد ظن الناس أن هذه الطاقة إنما تتولد نتيجة لعمليات احتراق، إلا أن العلماء أثبتوا أنها تحدث بفعل تفاعلات حرارية نووية في مركز الشمس. وتحدث مثل هذه التفاعلات عندما تتحد الذرات الخفيفة الوزن لتكون ذرات أخرى ثقيلة الوزن.
كتلة الشمس.
تصل إلى 99,8 % من كتلة المجموعة الشمسية. وتبلغ مايقرب من 1,047 مرة قدر كتلة المشتري أكبر الكواكب في المجموعة الشمسية، كما أنها تبلغ 333,000 مرة قدر كتلة الأرض.
ولضخامة كتلة الشمس فإن قوة الجذب على سطحها تزيد كثيراً على قوة الجذب على سطح أي كوكب. لذلك فإن الأجسام تزن فوق سطحها أكثر مما تزن فوق أسطح الكواكب. فالإنسان الذي يزن مثلاً على سطح الأرض 45 كجم، يصل وزنه إلى 1,270 كجم على سطح الشمس.
تتحكم الشمس، بفعل قوة جذبها، في مدارات الكواكب. كما تعمل هذه القوة على جذب الغازات المكونة للشمس ذاتها نحو المركز فإذا لم تتوفر قوى أخرى تعمل على حفظ التوازن مع قوى الجاذبية فلابد أن تنهار الشمس، وتنطبق على داخلها بفعل قوى التجاذب الشديدة. ولكن ذلك في الواقع لايحدث لأن الغازات المكونة للشمس على درجة عالية من الحرارة، وتحدث ضغطاً كبيراً في محاولاتها للتمدد. وبتعادل ضغط الغازات إلى الخارج مع قوى التجاذب إلى الداخل تكون النتيجة أن تحتفظ الشمس بحجمها وشكلها.
مم تتكون الشمس.
تحتوي الشمس على ثلاثة أرباع كتلتها من أخف الغازات المعروفة وهو الهيدروجين. أما الربع الباقي فيتكون معظمه من غاز الهيليوم الذي اكتشفه العلماء في جو الشمس قبل أن يُكتشف على سطح الأرض. وتأتي كلمة هيليوم من كلمة إغريقية معناها الشمس.
يبلغ عدد العناصر المعروفة 109 عناصر، يوجد منها 91 عنصرًا في الأرض أو خارجها. أما باقي العناصر الأخرى فهي عناصر مصنعة غير طبيعية. ويوجد من بين العناصر الطبيعية الموجودة في الأرض ما لايقل عن 70 عنصراً أمكن التعرف على وجودها على الشمس، إلا أن جميع هذه العناصر مجتمعة، باستثناء عنصري الهيدروجين والهيليوم، لاتوجد إلا بنسبة ضئيلة لاتتعدى 1 أو 2%. وقد تمكن العلماء من التعرف على وجودها في الشمس عن طريق دراسة طيف (أشكال الخطوط الملونة) ضوء الشمس.
رد مع اقتباس
