جدول المحتويات
يختص علم الفلك في دراسة الظواهر الفلكية والأجرام السماوية، وهو المعرفة المتخصصة في المجرات وكافة ما تحتويه، ويعد علم الفلك من العلوم القديمة جداً والتي تتطور بسرعة كبيرة، ففي العصور القديمة كانت تقوم الدراسات على النجوم والكواكب عن طريق العين المجردة، وكان للبابليين دور كبير في تطوير تلك العلوم ومن بعدها قام اليونانيون بترجمة تلك المعلومات والإضافة عليه، كما قام المسلمون بالعصور الوسطى بتطوير واكتشاف أول منظار، ومن بعدها قام الأوروبيون بترجمة الوثائق من اللغة العربية الي الانجليزية وقاموا بإضافة عليها وكما اخترعوا أول ساعة تستطيع قياس الزواية بين الكواكب.
في العصور الحديثة كان كيبلر أول من ابتكر نظاماً يصف تفاصيل حركة الكواكب حول الشمس بشكل صحيح، وبعدها اثبت العالم أينشتاين تلك الظواهر بمساعدة قانون الجاذبية، وتبين أن علم الفلك وعلم التنجيم هما أمران مختلفان تماماً، تم تقسيم عدة أقسام، ومنها علم الفلك الرصدي وهو أشهرهم والذي ينقسم إلى 6 أقسام: علم الفلك الراديوي، وعلم الفلك الأشعة تحت الحمراء، وعلم الفلك البصري، وعلم الفلك الفوق بنفسجي، وعلم الفلك الأشعة السينية، وعلم الفلك أشعة غاما، أما النوع الثاني من علم الفلك هو علم الفلك النظري، وكان للمسلمين دور كبير في علم الفلك حيث كان قديماً يرتبط علم الفلك بعلم الغيب أو التنجيم، لكن المسلمين رفضوا التنجيم واعتبروه مخالف للشريعة الاسلامية، وبدورهم عملوا على الفصل بين علم الفلك وعلم التنجيم.
يتحدث هذا المقال عن علم الفلك، ويشمل:
- أصل تسمية علم الفلك.
- الفلك في العصور القديمة والوسطى والحديثة.
- الفرق بين علم الفلك والتنجيم.
- أنواع علم الفلك.
- علم الفلك عند المسلمين.
أصل تسمية علم الفلك
الفلك هو المدار الذي يسبح فيه الجِرْمُ السماوي وجمعها أَفْلاَكٌ، وعلم الفلك هو علم يُبحث فيه عن الأَجرام العُلويَّة وأَحوالها، والفلكي هو المشتغِلُ بعلم الفَلَك.
تاريخ علم الفلك
العصور القديمة
في العصور القديمة، كان علم الفلك يقتصر على تنبؤ ومراقبة حركات الأجرام المرئية بالعين البشرية، وقبل اختراع أدوات لمساعدة العلماء للنظر إلى الكواكب والنجوم عن كثب مثل التلسكوب، كانت تجري الدراسات المبكرة للنجوم باستخدام العين المجردة، ومع تطور الحضارات، بالأخص في بلاد ما بين النهرين ومصر واليونان والهند وبلاد فارس والصين، بدأ العلماء بالتفكير في طبيعة الكون وتطوره، وقد تألف علم الفلك في العصور القديمة على رسم خرائط مواقع النجوم والكواكب، وهو علم يسمى في وقتنا الحالي باسم علم القياسات الفلكية، من تلك المعلومات تم تشكيل أفكار أولية حول حركات الكواكب، ووضعت فرضيات حول طبيعة الشمس والقمر والأرض في الكون بطريقة فلسفية، حيث كان يعتقد قديماً أن الأرض هي مركز الكون حيث تدور حولها الشمس والقمر والنجوم، وتعرف هذه الفرضية باسم نموذج مركزية الأرض للكون، أو النموذج البطلمي، وجاءت التسمية نسبتاً إلى العالم الذي وضع تلك الفرضية.
كان للتطور المبكر دور كبير لبداية علم الفلك الرياضي والعلمي، والذي بدأت نشأته بين البابليين، فقد وضعوا أسس التقاليد الفلكية، ولاحقاً تطورت تلك الأسس في العديد من الحضارات الأخرى، وكما اكتشف البابليون أنّ خسوف القمر يمر في دورة متكررة تعرف باسم دورة ساروس، وبعد البابليين، كان لليونانين دور كبير في تطوير علم الفلك، بسبب تميز علم الفلك اليوناني منذ البداية بالسعي إلى تفسير فيزيائي ومنطقي للظواهر السماوية، في القرن الثالث قبل الميلاد، قام أرسطرخس الساموسي بتقدير البعد بين الشمس و القمر، واقترح نموذجاً للنظام الشمسي والذي ينص على أنّ الأرض والكواكب تدور حول الشمس، ويسمى الآن نموذج مركزية الشمس.
في القرن الثاني قبل الميلاد، اكتشف أبرخش البدارية، وحساب مسافة وحجم القمر، واخترع أول جهاز فلكية المعروف باسم الأسطرلاب، وأنشأ أبرخش أيضًا فهرساً يشمل 1020 نجمة، وكانت آلة أنتيكيثيرا التي تم اختراعها للقيام بذلك عبارة عن جهاز حاسوب تماثلي مبكر مصمم لحساب موقع الشمس والقمر والكواكب في تاريخ محدد.
العصور الوسطى
كان للحضارة الإسلامية دور كبير في ازدهار علم الفلك مما أدى ذلك إلى ظهور المراصد الفلكية الأولى في العالم الإسلامي في أوائل القرن التاسع، و في عام 964 وصف عالم الفلك المسلم عبد الرحمن بن عمر الصوفي مجرة أندروميدا، والتي كانت آنذاك أكبر مجرة في المجموعة المحلية في كتابه “صور الكواكب الثمانية والأربعين”، ولاحظ عالم الفلك المصري العربي علي بن رضوان وعلماء الفلك الصينيون المستعر الأعظم SN 1006، وهو الحدث النجمي الأكثر سطوعًا في التاريخ المسجل في عام 1006، ومن بعض علماء الفلك المسلمين البارزين الذين قدموا مساهمات كبيرة في العلوم وتشمل البتاني، وثابت بن قرة، وعبد الرحمن الصوفي، والبيروني، وإبراهيم بن يحيى الزرقالي، والبرغندي، وعلماء الفلك في مرصد المراغة وسمرقند، مع العلم أنّ علماء الفلك في ذلك الوقت قدموا العديد من الأسماء العربية المستخدمة الآن للنجوم الفردية.
ضمت أوروبا في العصور الوسطى عددًا من علماء الفلك المهمين، ومنهم “ريتشارد من واليانج فورد” الذي قدم بدوره مساهمات كبيرة في علم الفلك وعلم قياس الزمن، بما في ذلك اختراع أول ساعة فلكية والتي سمحت له بقياس الزوايا بين الكواكب والأجسام، بالإضافة إلى خط استوائي يسمى “ألبيون” والذي يمكن استخدامه في الحسابات الفلكية مثل خطوط الطول القمرية والشمسية والكواكب ويمكن أن تتنبأ بالكسوف، وكما كان لبوردان أيضاً دور كبير حيث طور نظرية الزخم التي استطاعت إظهار الكواكب التي كانت قادرة على الحركة، وقد ساعد جورج فون بيورباخ وريجيومونتانوس في تطوير كوبرنيكوس لنموذج مركزية الشمس.
درس علماء الفلك في غرب أفريقيا حركة النجوم وعلاقتها بالفصول، وصاغوا مخططات للسماء ومخططات دقيقة لمدارات الكواكب بناءً على حسابات رياضية معقدة جداً، ولقد كان الأوروبيون يعتقدون سابقاً أنه لم تكن هناك أي دراسات أو مراقبة فلكية في أفريقيا خلال العصور الوسطى ما قبل الاستعمار، لكن الاكتشافات الحديثة أظهرت خلاف ذلك.
الثورة العلمية
خلال عصر الثورة العلمية اقترح نيكولاس كوبرنيكوس نموذج مركزية الشمس للنظام الشمسي، وقد دافع غاليليو غاليلي عن عمله، كما قام يوهانس كيبلر بتوسيعه ذلك النموذج، حيث كان كيبلر أول من ابتكر نظاماً يصف تفاصيل حركة الكواكب حول الشمس بشكل صحيح، ومع ذلك لم ينجح كيبلر في تفسير النظريات والقوانين وراء طبيعة ومسببات النظام الذي دَوّنه.
العالم الذي شرح أخيراً حركات الكواكب هو إسحاق نيوتن بمساعدة اختراعه للديناميكيات السماوية وقانون الجاذبية، وهو الذي طور أيضاً التلسكوب العاكس، وبمساعدة التطور في حجم وجودة التلسكوب استطاع العلماء اكتشاف مزيد من الكواكب والنجوم، ومن بينهم عالم الفلك الإنجليزي جون فلامستيد، حيث اكتشف أكثر من 3000 نجم، ومن بينهم ايضاً نيكولاس لويس دو لكيل الذي أنتج فهارس نجمية أكثر شمولاً، وكما اكتشف عالم الفلك ويليام هرشل كوكب أورانوس في عام 1781، حيث يعتبر أول كوكب جديد يتم العثور عليه.
خلال القرنين الثامن عشر والتاسع عشر، أدت الدراسة التي قام بها كل من ليونهارت أويلر، وألكسيس كليروت، ولورن دالمبير إلى زيادة نسبة التنبؤات وجعلها أكثر دقة حول حركة الكواكب والقمر، ومن بعدها قام كل من جوزيف لوي لاغرانج، و بيير لابلاس، بإكمال وتطوير تلك الدراسة، مما سمح لهم بتقدير كتلة الكواكب والأقمار، وبمساعدة التطورات ومع إدخال تكنولوجيا جديدة إلى علم الفلك مثل المطياف والتصوير، استطاع جوزيف فون فراونهوفر اكتشاف حوالي 600 نطاقاً في طيف الشمس، و في عام 1859 قام غوستاف روبرت كيرشوف بإثبات أن الشمس تحتوي على عناصر مختلفة داخلها، وكما أثبت أن النجوم تشبه الشمس الموجودة في مجرة درب التبانة، لكنها تختلف في درجات الحرارة والكتل والأحجام.
علم الفلك والتنجيم
علم التنجيم هو علم يقوم على دراسة تأثير الأجرام السماوية البعيدة، مثل الكواكب والنجوم على حياة الإنسان، بحيث يكون الاعتقاد بأن مواقع النجوم والكواكب والشمس في لحظة ولادة الإنسان تؤثر على الشخصية والعلاقات العاطفية والاجتماعية، ولا ينبغي الخلط بين علم الفلك وعلم التنجيم، على الرغم من أن الحقلين يشتركان في أصل مشترك، إلا أنهما مختلفان تماماً.
أنواع علم الفلك
علم الفلك الرصدي
المصدر الرئيسي للمعلومات حول الأجرام السماوية والأجسام الأخرى هو الضوء المرئي أو بشكل عام الإشعاع الكهرومغناطيسي، حيث يمكن تصنيف علم الفلك الرصدي وفقا للمنطقة المقابلة من الطيف الكهرومغناطيسي التي تتم فيها عمليات الرصد، ويمكن ملاحظة بعض أجزاء الطيف من سطح الأرض، بينما لا يمكن ملاحظة أجزاء أخرى إلا من ارتفاعات عالية أو خارج الغلاف الجوي للأرض.
علم الفلك الراديوي
يختلف علم الفلك الراديوي عن معظم أنواع علم الفلك الرصدي الأخرى، حيث يستخدم علم الفلك الراديوي الإشعاع بأطوال موجية أكبر من ملليمتر واحد تقريباً خارج النطاق المرئي، مما يساعدهم على التعامل مع الموجات الراديوية باعتبارها موجات بدلاً من اعتبارها فوتونات منفصلة، وبالتالي يعد من السهل نسبياً قياس اتساع الموجات الراديوية، بينما لا يمكن القيام بذلك مع الموجات ذات طول موجي أقصر، وعلى الرغم من أنّ بعض موجات الراديو تنبعث مباشرة من الأجسام الفلكية حيث أنها ناتجة عن انبعاث حراري، فإن معظم الانبعاثات الراديوية التي يتم ملاحظتها هي نتيجة الإشعاع السنكروتروني، والذي ينتج عندما تدور الإلكترونات حول الحقول المغناطيسية، وكما يمكن ملاحظة عدد من الخطوط الطيفية التي ينتجها الغاز البينجمي، ولا سيما خط طيف الهيدروجين الذي يبلغ طوله 21 سم، كما يمكن ملاحظة مجموعة متنوعة من الأجسام الأخرى عند الأطوال الموجية الراديوية، بما في ذلك المستعر الأعظم، والغازات بين النجوم، والنجوم النابضة، والنواة المجرية النشطة.
علم فلك الأشعة تحت الحمراء
هو فرع علم الفلك التجريبي الذي يقوم برصد الأشعة تحت الحمراء القادمة من أجرام سماوية وتفسيرها، حيث إن الأشعة تحت الحمراء تعتبر حيزاً من الأشعة الكهرومغناطيسية، وبينما يمكن للعين البشرية رؤية جزء من الأشعة الكهرومغناطيسية والتي تسمى ضوء مرئي، لا يمكن للعين البشرية رؤية الأشعة تحت الحمراء، ويتميز علم الأشعة تحت الحمراء بأنه فعال في دراسة الأجسام والكواكب الباردة حيث تصدر الأجرام الباردة، مثل القزم البني أو نجم مختفي خلف سحابة غبارية أشعة تحت الحمراء بصفة أساسية، كما يوجد لكثير من ذرات العناصر والجزيئات والأيونات انتقالات ذرية إشعاعية تصدر عنها أشعة تحت الحمراء، ولذلك تستغل مطيافية الأشعة تحت الحمراء كثيراً بغرض معرفة التركيب الكيميائي للغازات ولاستنتاج بعض البيانات الفيزيائية للغازات في الكون في درجات حرارة باردة تبلغ عدة مئات كلفن، ولكن بسبب امتصاص الغلاف الجوي بعض من الأشعة تحت الحمراء توجد أماكن يصعب الرؤية بوضوح من خلالها لذلك يتم وضع مراصد الأشعة تحت الحمراء في أماكن مرتفعة وجافة على الأرض أو الفضاء.
علم الفلك البصري
يعتبر علم الفلك البصري من أقدم أنواع الفلك في التاريخ، حيث كان علم الفلك البصري موجوداً منذ أن كان الناس ينظرون إلى السماء ليلاً، وكما يسمى ايضاً بفلك الضوء المرئي، ويشمل علم الفلك البصري مجموعة متنوعة من من عمليات الرصد باستخدام التلسكوبات البصرية الحساسة في نطاق الأطياف المرئية من الضوء، ويعتبر الضوء المرئي جزء من الطيف الكهرومغناطيسي للضوء المنبعث من ترددات الإشعاع الكهرومغناطيسي، ويشمل الطيف الكهرومغناطيسي مجموعة متنوعة من ترددات مختلفة، مثل الضوء المرئي، وأشعة جاما، والأشعة فوق البنفسجية، والأشعة تحت الحمراء، وموجات الراديو، وكما يشمل علم الفلك البصري تصوير الأجرام الفلكية وقياس كمية الضوء القادمة منها ودراسة الخطوط الطيفية لمعرفة ما نوع المادة التي يمر من خلالها الضوء، وفي أواخر القرن التاسع عشر، كانت الصور تصنع باستخدام معدات التصوير، أما حديثاً تصنع الصور باستخدام كاشفات رقمية.
علم فلك الأشعة فوق البنفسجية
علم الفلك فوق البنفسجي هو مراقبة الإشعاع الكهرومغناطيسي عند أطوال موجات فوق بنفسجية تتراوح بين 10 و320 نانومتر تقريباً، حيث يمتص الغلاف الجوي للأرض الضوء عند تلك الأطوال الموجية، لذلك يتطلب إجراء عمليات رصد عند هذه الأطوال الموجية من الغلاف الجوي العلوي أو من الفضاء. يعتبر علم فلك الأشعة فوق البنفسجية هو الأنسب لدراسة الإشعاع الحراري وخطوط الانبعاث الطيفي من النجوم الزرقاء الساخنة (نجوم OB) التي تكون ساطعة جداً في نطاق الموجة هذا، ومن الأجسام الأخرى التي يتم ملاحظتها بشكل شائع في الضوء فوق البنفسجي تشمل نوى المجرات النشطة، و بقايا المستعر الأعظم، والسدم الكوكبية، ومع ذلك، نظراً لأن الغبار البينجمي يمتص الضوء فوق البنفسجي بسهولة، فمن المهم تعديل قياسات الأشعة فوق البنفسجية.
علم فلك الأشعة السينية
علم الفلك بالأشعة السينية هو فرع من فروع علم الفلك الذي يتعامل مع دراسة ومراقبة الأشعة السينية والكشف عنها، حيث تنبعث الأشعة السينية من الأجسام مثل الانبعاثات الحرارية للغازات الرقيقة التي تزيد عن 10 مليون كلفن، والإشعاعات السنكروترون، والانبعاثات الحرارية للغازات السميكة، كما أن الغلاف الجوي لكوكب الأرض يمتص الأشعة السينية، يجب أن ترصد الأشعة السينية بواسطة البالونات أو الصواريخ أو الأقمار الصناعية أو مركبات فضائية، ومن مصادر الأشعة السينية النجوم النابضة، و المجرات الإهليجية، وعناقيد المجرات، و بقايا المستعر الأعظم، والنوى المجرية النشطة.
علم فلك أشعة غاما
يتمحور علم فلك أشعة غاما بدراسة الأجسام الفلكية ذات الأطياف الكهرومغناطيسية التي تمتلك أقصر أطوال موجية، والذي يعتبر الشكل الأكثر نشاطاً من بين الأطياف الكهرومغناطيسية، حيث يمكن رصد أشعة غاما مباشرةً من خلال الأقمار الصناعية مثل مرصد كومبتون لأشعة جاما أو بواسطة تلسكوب شيرينكوف للغلاف الجوي، لكن تلسكوبات شيرينكوف لا ترصد أشعة غاما، وأنما ترصد ومضات من الضوء المرئي الذي ينتج من امتصاص الغلاف الجوي للأرض أشعة غاما، وتتولد أشعة غاما من خلال انفجارات نجمية ينتج منها انفجار أشعة غاما، وهي أجسام لا تصدر إلا أشعة غاما لمدة تتراوح من ملي ثانية إلى آلاف الثواني قبل أن تختفي، وكما توجد نسبة 10% فقط من مصادر أشعة غاما التي تصدر الإشعاعات لفترة طويلة، تشمل هذه البعثات الثابتة لأشعة غاما النجوم النابضة، والنجوم النيوترونية، ومرشحي الثقوب السوداء مثل النوى المجرية النشطة.
علم الفلك النظري
علم الفلك النظري هو استخدام النماذج التحليلية لكل من الفيزياء والكيمياء لوصف الأجرام والظواهر الفلكية، وتعتبر النماذج التحليلية لأي عملية مفيدة لأنها تعطي نظرة أوسع على أهم ما يحدث، وايضاً تكشف النماذج العددية عن وجود تأثيرات و ظواهر لا نستطيع ملاحظتها، حيث يتطلع المنظرون في علم الفلك إلى إنشاء نماذج نظرية وعن طريق ذلك يستطيعون التنبؤ بالنتائج الرصدية لتلك النماذج، وتسمح مراقبة الظاهرة التي تنبأ بها النموذج لعلماء الفلك بالاختيار ما بين عدة نماذج أخرى باعتبارها أفضل نموذج قادر على وصف الظاهرة، ويحاول العلماء تعديل أو إنشاء نماذج جديدة لمراعاة التغيرات و البيانات الجديدة، ليتناسب النموذج مع البيانات، وفي بعض الحالات من الممكن أن يؤدي الكم الهائل من البيانات غير المنتظمة إلى التخلي التام عن النموذج، وتشمل الظواهر التي تمت صياغتها من قبل علماء الفلك النظريون: تطور النجوم، وأصل الأشعة الكونية، والنسبية العامة، وعلم الكون الفيزيائي، والديناميكا النجمية.
علم الفلك عند المسلمين
لقد شهدت الحضارات القديمة علم الفلك وارتبطت به عن طريق معرفة الغيب أو التنجيم، أما الحضارة الإسلامية فقد رفضت التنجيم واعتبرته مخالفاً للعقيدة فعملت على الفصل بين علم الفلك والتنجيم الذي أصبح يمتلك قواعد علمية يرتكز عليها، ولم يحدث ذلك الانفصال بالصدفة، بل نتج عن تجارب علمية موثوق بها من خلال القياس والاستنباط، وقد كان السبب وراء ذلك هو وجود غاية إسلامية في تحديد مواعيد الصلاة واتجاه القبلة، كما أصبحت الجامعات والمساجد لا تخلو من الفلكيين الذين يعملون على تعيين الوقت بواسطة الآلات الفلكية التي اكتشفها وعرفها المسلمون، وكان علم الفلك في الحضارة القديمة ضائعاً، ولكن في العصر العباسي في فترة خلافة بن هارون الرشيد أصبح لعلم الفلك موقع متميز، ويعود الفضل للمسلمين في تحرير علم الفلك وتخليصه من الشعوذة والدجل الذي ظهر مع علم التنجيم سابقاً.
