علوم الأرض 12 فصل ثاني

تجربة استهلالية

نمذجة المجرات

يتكوّن الكون من مليارات المجرات التي تتخذ أشكالا مختلفة، وتُعَدّ ضخامةُ المجرات وسحرُ أشكالها وألوانها من الأمور المثيرة فيه.
الموادّ والأدوات: لتر من الحليب، صبغة طعام سائلة ذات ألوان مختلفة: (أحمر، أزرق، أصفر، أخضر)، قطعة صغيرة من القطن، سائل تنظيف الأطباق، وعاءان زجاجيان، لوحة من الكرتون.
إرشادات السّلامة:
- الحذر عند استعمال الوعاءين الزجاجيّين، وصبغات الطعام المختلفة.
خطوات العملِ:
1- أملأ نصف الوعاء الأول بالحليب.
2- أضيف فوق الحليب أربع قطرات من كل لون من صبغات الطعام بشكل عشوائي في أماكن متفرقة.
3- أسكب القليل من سائل تنظيف الأطباق في الوعاء الثاني.

4- أغمس قطعة القطن بسائل تنظيف الأطباق من أحد طرفيها.
5- أغمس طرف قطعة القطن المُبلَّلة بسائل تنظيف الأطباق في منتصف وعاء الحليب، وألاحظ ماذا يحدث، أدوّن ملاحظاتي.
التحليل والاستنتاج:
1- أصِف: ماذا حدث عند غَمس قطعة القطن المُبلَّلة بسائل تنظيف الأطباق في منتصف وعاء الحليب؟

تمازجت الألوان في طبق الحليب وتداخلت بعضها مع بعض، وتحركت بشكل دائري.
2- أحدّد: إذا علمتُ أن ما قمتُ به كان تصميمَ نموذجٍ لمجرة، ماذا تمثل قطرات صبغة الطعام، وماذا يمثل الحليب؟

تمثل قطرات صبغة الطعام النجوم المختلفة، ويمثل الحليب المسافات التي تفصل بين النجوم.
3- أرسُم تداخُلَ الألوان الناتجَ في طبق الحليب، علما بأن ما أرسمه يمثل شكلَ المجرة وألوانَها.

خصائص مجرة درب التبانة

لم يستطع علماء الفلك التعرف على شكل مجرة درب التبانة، لأن الأرض جزء منها، وقد تم التوصل إلى خصائص المجرة بواسطة المقاريب (التلسكوبات) الراديوية، والأشعة تحت الحمراء المنبعثة عنها، ومقارنتها بأشكال المجرات الأخرى. ويمثل الجدول الآتي بعض البيانات التي تم جمعها عن المجرة، أدرسه جيدا ثم أجيب عن الأسئلة التي تليه.

السنة الضوئية (ly) Light Year هي وحدة قياس تستخدم لوصف المسافات البعيدة بين الأجرام السماوية، وتعرف بأنها المسافة التي يقطعها الضوء في سنة واحدة، وتعادل  9.4  ×10¹² كم.

التحليل والاستنتاج:

1- أبين نوع مجرة درب التبانة.

حلزونية خطية النواة
2- أحسب قطر مجرة درب التبانة بوحدة Km 

10¹⁷×9.4 km

3- أحسب عدد الدورات التي أكملتها الشمس حول مركز مجرة درب التبانة حتى الآن، علما بأن عمر الشمس كما يقدره علماء الفلك 4.7 مليار سنة تقريبا.

زمن دوران الشمس حول المجرة = 10⁶ 225 ×سنة

عمر الشمس = 10⁹ 4.7× سنة.

ومنه:

10⁹× 4.7 سنة  10⁶× 225/ سنة = عدد المرات التي دارت فيها الشمس حول مركز المجرة.

= 20.9 مرة تقريبا.

4- أتوقع: ماذا يطلق على المدة الزمنية التي تكمل فيها الشمس دورة كاملة حول مركز المجرة؟

السنة المجرية

نشاط: تصنيف المجرات

يوضّح الشكل الآتي مخطّطا صمّمه العالِم هابل لدراسة المجرات بأنواعها المختلفة: (الإهليليجية، والحلزونية، وغير المنتظَمة) أتأمل المخطّط جيّدا، وألاحظ شكل المجرات فيه، وكيفية ترتيبها، ثم أجيب عن الأسئلة التي تليه.

التحليل والاستنتاج:
1- أتوقّع الاسم الذي أطلقه العالم الفلكي إدوين هابل على المخطّط اعتمادا على شكله.

مخطط الشوكة الرنانة

2- أبيّن رمز المجرة التي لها نواة كروية في المركز، وأذرعها شديدة الانفتاح.

Sc

3- أقارن بين المجرة SBa والمجرة Sb من حيث شكلُها، وكمية الغازات فيها، وعمرها.

4- أصف المجرة E0 موضّحا عمرَها، وكمية الغازات والأغبرة الكونية التي تحويها.

مجرة إهليليجية وتعد أكبر المجرات عمرا، وتحوي كميات قليلة من الغازات والأغبرة الكونية.