ربما سمعت عن كويكب سيقترب من الأرض بحجم يساوي 18 ضعفا خلد الماء، أو ربما عن كويكب بحجم 33 أرماديلو (المدرّع)، أو حتى واحد بحجم 22 سمكة تونة.
هذه المقارنات الغريبة هي من اختراع الصحافي في Jerusalem Post، آرون رايش (الذي وصف نفسه بأنه “مبتكر مقياس الزرافة”)، لكن علماء الفلك الحقيقيين يقيسون أحيانا الأجرام السماوية بوحدات غريبة تماما.
وتبدو فكرة وجود كوكب تبلغ كتلته 85% كتلة الأرض واضحة ومباشرة. ولكن ماذا عن سديم الرياح النابضة مع سطوع يبلغ بضعة ميليكرابات (أو ميليسلطعونات) milliCrab؟ هذا هو المكان الذي تصبح فيه الأشياء غريبة.
لماذا يستخدم علماء الفلك مثل هذه الوحدات الغريبة؟
المشكلة الأساسية هي أن الكثير من الأشياء في الفضاء كبير جدا بالنسبة لوحداتنا المألوفة.
ضع في اعتبارك النجم Betelgeuse (منكب الجوزاء): يبلغ نصف قطره 83000 نصف قطر الأرض، أو 764 ضعفاً نصف قطر الشمس. لذا، إذا أردنا التحدث عن حجم منكب الجوزاء، فمن الأنسب استخدام نصف قطر الشمس كوحدة، بدلا من نصف قطر الأرض (أو وصفها بـ 632 مليار Astros).
وإذا أردنا قياس مدى ثقل الكويكب، فيمكننا فعل ذلك مع الجمال – لكن في الفضاء نحن مهتمون بالكتلة أكثر من اهتمامنا بالوزن. الكتلة هي المقياس لمقدار الأشياء التي يتكون منها شيء ما.
وعلى الأرض، يعتمد وزن الجسم، مثل Astro، على كتلة Astro وقوة الجاذبية التي تسحبه إلى الأرض.
ويمكننا التفكير في الوزن من حيث مدى صعوبة رفع 18 كيلوغراما من Astros عن الأرض. وسيكون من السهل القيام بذلك على الأرض، بل سيكون أسهل في مكان ما به جاذبية منخفضة مثل القمر، وأصعب بكثير في مكان ما به جاذبية أعلى مثل كوكب المشتري.
ومن ناحية أخرى، فإن كتلة Astro هي مقدار الأشياء التي صنع منها – وهي نفسها بغض النظر عن الكوكب الذي يوجد عليه.
ويستخدم علماء الفلك الأرض والشمس كوحدات يدوية لقياس الكتلة. على سبيل المثال، تبلغ كتلة مجرة “المرأة المسلسلة” حوالي ثلاثة تريليونات ضعف كتلة الشمس (أو 3 × 1041 – أي 3 متبوعة بـ 41 صفرا – Astros).
الوحدات الفلكية
يستخدم علماء الفلك أيضا مقارنات لقياس مدى تباعد الأشياء. وتفصل بين الشمس والأرض 149 مليون كيلومتر، ونطلق على هذه المسافة اسما: وحدة فلكية (AU).
وللحصول على وحدة أكثر ثباتا للمسافة، نستخدم الفرسخ (parsec)، اختصار لـ “parallax second”، وإذا كنت تتذكر حساب المثلثات، فهذا هو طول وتر المثلث القائم الزاوية عندما تكون الزاوية 1 قوس ثانية (1/3600 درجة) والجانب “المقابل” للمثلث هو 1 AU.
ويعد الفرسخ parsec سهل الاستخدام لقياس مسافات أكبر لأن فرسخا فلكيا واحداً = 206265 AU (وحدة فلكية). على سبيل المثال، يقع مركز مجرتنا، درب التبانة، على بعد حوالي 8000 فرسخ من الأرض، أو 1.6 مليون وحدة فلكية (AU).
وإذا أردنا قياس مدى سطوع شيء ما، فإن وحدات القياس الفلكية تصبح أكثر غرابة. وفي القرن الثاني قبل الميلاد، نظر عالم الفلك اليوناني القديم هيبارخوس إلى الفضاء وأعطى النجوم الأكثر سطوعا قيمة 1 والأضعف سطوعاً قيمة 6.
لاحظ هنا أن النجم الأكثر إشراقا له رقم أقل. ونسمي قيم السطوع هذه “المقادير”. حجم الشمس واضح -26!. وكل خطوة في الحجم هي 2.512 ضعف الفرق في السطوع.
ويسمى الضوء الذي نراه بأعيننا، لأسباب واضحة، بالضوء “المرئي”. والضوء الذي نستخدمه لالتقاط صور لعظامك يسمى ضوء الأشعة السينية.
وعندما يستخدم علماء الفلك ضوء الأشعة السينية لمراقبة السماء، فإننا أحيانا نقيس السطوع بـ”السلطعون”، وهو نجم نيوتروني سريع الدوران (أو نجم نابض) في بقايا نجم متفجر يكون شديد السطوع عندما ننظر إليه باستخدام تلسكوبات الأشعة السينية الخاصة بنا. إنه ساطع جدا في ضوء الأشعة السينية لدرجة أن علماء الفلك يستخدمونه لمعايرة تلسكوباتهم منذ السبعينيات.
لذلك يعرف كل عالم فلك يعمل بالأشعة السينية مدى سطوع سرطان البحر. وإذا كنا نتحدث عن كائن معين، فلنقل نظاما ثنائيا للثقب الأسود يسمى GX339-4، ويبلغ سطوعه خمسة آلاف فقط سطوع “السلطعون”، فنحن نقول إنه 5 “ملي سلطعون” (milliCrab) ساطع.
لكن احذر المشتري! يختلف سطوع “السلطعون” اعتمادا على طاقة ضوء الأشعة السينية التي تشاهدها، ويتغير أيضا بمرور الوقت.
وسواء استخدمنا الأسود أو النمور أو السلطعون، يتأكد علماء الفلك من تحديد الوحدات التي نستخدمها. ولا فائدة من استخدام “المدرّع” إلا إذا تأكدت من وضوح التعريف.
التقرير من إعداد لورا نيكول دريسن، باحثة ما بعد الدكتوراه في علم الفلك الراديوي، جامعة سيدني.
المصدر: ساينس ألرت
