علم الفلك هو دراسة الشمس والقمر و النجوم و الكواكب و المذنبات و الغاز و المجرات و الغبار وأجسام أو ظواهر لا تحدث على الأرض. لطالما حدّق الإنسان في السماء باحثًا لوضع معنى وترتيب للعالم من حوله. بالرغم من أن حركة الأبراج -أشكال في سماء الليل- كانت الأسهل للتعقب، فقد رُصدت كثير من الأحداث السماوية الأخرى، مثل: الكسوف والخسوف وحركة الكواكب ، وتُنبّئ بها قبل حدوثها.

في المنهاج الدراسي لطلاب k-4 (درجة في الولايات المتحدة، العمر عادة 9 سنوات)، تعرّف ناسا علم الفلك ببساطة: دراسة النجوم و الكواكب والفضاء. يرتبط علم الفلك تاريخيًا بعلم التنجيم، لكن التنجيم ليس علمًا ولم يعد مُعترفًا به بصفته ذا علاقة بعلم الفلك، سنناقش أدناه تاريخ علم الفلك ومجالات الدراسة المتعلقة به، بما في ذلك (علم الكونيات – cosmology).

علم الفلك النجوم الكواكب

علم الفلك

ركز علم الفلك تاريخيًا على مراقبة الأجسام السماوية، وهو قريب من (علم الفيزياء الفلكية -astrophysics)، تتضمن الفيزياء الفلكية دراسة فيزيائية الفلك علميًا، وتركز على السلوك، والخصائص، والحركة لتلك الأجسام. مع ذلك، يضم علم الفلك الحديث الكثير من عناصر حركة وخصائص هذه الأجسام، يُستعمل المصطلحان بالتبادل كثيرًا هذه الأيام.

يتجه علماء الفلك الحديثون إلى مجالين؛ النظري والرصدي

  • يركز علم الفلك الرصدي على الدراسة المباشرة للنجوم و الكواكب والمجرات وما شابه.
  • يحلل علم الفلك النظري كيفية تطور الأنظمة.

بخلاف الكثير من العلوم الأخرى، لا يستطيع علماء الفلك مراقبة نظام من ولادته حتى موته، إذ تمتد حياة العوالم والنجوم والمجرات لملايين ومليارات السنين. يعتمد علماء الفلك بدلًا من ذلك، على لقطات لأجسام في مراحل مختلفة من التطور لتحديد كيفية تشكلها وتطورها وموتها.

لذلك، يختلط علما الفلك النظري والرصدي معًا، إذ يستخدم علماء الفلك النظري المعلومات المجموعة لإنشاء (محاكيات – simulations)، بينما تُستخدم معلومات الرصد لتأكيد النماذج أو الإشارة إلى ضرورة تحسينها.

علم الفلك النجوم الكواكب

علم الفلك

مجالات علم الفلك الفرعية

ينقسم علم الفلك إلى عدد من المجالات الفرعية؛ ما يتيح للعلماء التخصص في أجسام وظواهر معينة. يركز (علماء الكواكب – Planetary astronomers) على نمو وتطور وموت الكواكب، بينما يدرس معظمهم العوالم داخل المجموعة الشمسية، إذ يستخدم البعض الأدلة المتزايدة عن كواكب تدور حول نجوم أخرى للتنبؤ بشكلها.

وفقًا لكلية لندن الجامعية، يُعرَّف علم الكواكب بـ: «مجال متعدد التخصصات يتضمن جوانب من علم الفلك، وعلم الغلاف الجوي، والجيولوجيا، وفيزياء الفضاء، والبيولوجيا، والكيمياء».

يوجه علماء الفلك النجمي عيونهم نحو النجوم بما في ذلك الثقوب السوداء، والسديم، والأقزام البيضاء، والمستعرات العظمى التي نجت بعد موت النجم.

تقول جامعة كاليفورنيا (لوس أنجلوس): «يركز علماء الفلك النجمي على العمليات الفيزيائية والكيميائية التي تحدث في الكون».

يمضي علماء الفلك الشمسي وقتهم بتحليل نجم واحد -ألا وهو شمسنا-، وفقًا لناسا: «تختلف كمية الضوء المنبعث من الشمس وجودته بمقاييس زمنية من جزء من الثانية إلى مليارات السنين»، قد يساعد فهم هذه التغيرات العلماء في إدراك تأثيرها على الأرض. تساعدنا الشمس أيضًا في فهم كيفية عمل النجوم الأخرى، كونها النجم الوحيد القريب بما يكفي لكشف تفاصيل عن سطحه.

يدرس علماء فلك المجرات مجرتنا درب التبانة، بينما يمعن علماء فلك المجرات الخارجية النظر خارجها لتحديد كيفية تشكُّل وتغير وموت هذه المجموعات من النجوم. حسب جامعة ويسكونسن-ماديسون: «يساعد إنشاء أنماط للتوزيع والتكوين والظروف الفيزيائية للنجوم والغازات على فهم تاريخ تطور مجرتنا».

يركز علماء الفلك الكوني على الكون بشكل كامل، ابتداءً من ولادته العنيفة في الانفجار العظيم مرورًا بتطوره الحالي، حتى موته الحتمي. يبحث علم الفلك غالبًا -وليس دائمًا- في أشياء محددة يمكن رصدها، بينما يتضمن علم الفلك الكوني عادة خصائص واسعة النطاق عن الكون وأشياء غامضة غير مرئية وأحيانًا نظرية بحتة مثل: نظرية الأوتار، والمادة السوداء، والطاقة السوداء، وفكرة الأكوان المتعددة.

يعتمد راصدو الفلك على موجات طولية مختلفة للطيف الكهرومغناطيسي -ابتداءً من موجات الراديو مرورًا بالضوء المرئي حتى الأشعة السينية وأشعة غاما- لدراسة الامتداد الواسع للأجسام في الكون. تمحورت التلسكوبات الأولى حول دراسة بصرية بسيطة لما يمكن مشاهدته بالعين المجردة، وتكمل العديد من التلسكوبات ذلك اليوم.

لكن عندما تصبح موجات الضوء ذات طاقة أكثر أو أقل، تتحرك بسرعة أكبر أو أقل؛ ما يستدعي استخدام تلسكوبات مختلفة لبحث الموجات الطولية المتنوعة.
تظهر الإشعاعات ذات الطاقة الأكثر وطول الموجة الأقصر على شكل موجات فوق بنفسجية وأشعة-X وأشعة غاما. بينما ترسل الأجسام ذات الطاقة الأقل موجات طولية أطول، كالأشعة تحت الحمراء وموجات الراديو.

يُعد علم القياسات الفلكية الأقدم بين فروع علم الفلك، وهو قياسات للشمس والقمر و الكواكب. تتيح الحسابات الدقيقة لهذه التحركات لعلماء الفلك في الفروع الأخرى استنباط ولادة وتطور الكواكب والنجوم، وتوقع أحداث كالخسوف والكسوف وزخات الشهب وظهور المذنبات. وفقًا للجمعية الكوكبية: «يُعد علم القياسات الفلكية أقدم طريقة استُخدمت للكشف عن كواكب خارج المجموعة الشمسية»، والتي ما تزال عمليةً صعبةً.

ماذا يفعل علماء الفلك

لاحظ علماء الفلك الأُوَل وجود أنماط في السماء وحاولوا تنظيمها لكي يتعقبوا ويتوقعوا حركتها -ما يُعرف بالكوكبة (الأبراج)- ساعدت هذه الأنماط الناس في الماضي لقياس الفصول. تُعقِّبت حركة النجوم والأجسام السماوية الأخرى في العالم أجمع، لكن ذلك انتشر بشكل واضح في الصين، ومصر واليونان وبلاد ما بين النهرين ووسط أمريكا والهند.

تسود فكرة عن عالِم الفلك بأنه شخص وحيد يجلس مقابل التلسكوب على مدار ساعات الليل، في الواقع، تقوم تلسكوبات بعيدة -على السطح أو في الفضاء- بأصعب مهمات الفلك اليوم، ويُتحكَّم بهذه التلسكوبات بوساطة الحواسيب، ويدرس علماء الفلك البيانات التي تُخرجها هذه الحواسيب.

قدّم علماء الفلك صورًا مذهلةً للفضاء منذ قدوم التصوير الفوتوغرافي (الرقمي تحديدًا)، إذ لا يتوقف عند تقديم معلومات للعلماء، وإنما يتعدى ليفتن الناس عامةً. تساهم برامج الفلك والرحلات الفضائية أيضًا في دراسة كوكبنا، عندما تستعد المهمات للبحث في الخارج (أو للسفر إلى القمر وما بعده) فهي تنظر للخلف وتلتقط صورًا لأرضنا من الفضاء.

اقرأ أيضًا:

ترجمة: محمد دهامشة
تدقيق: تسنيم الطيبي

المصدر