كم يبلغ لمعان الشمس إذا رصد من على سطح كوكب عطارد ، هل يمكن مقارنتها كما لو رصدت من على سطح الأرض ؟ كم يبلغ خفوتها من على كوكب نبتون ؟ كم هي قوة جاذبية الشمس على مسبار الفضاء " فوياجر 1 " ألان ، هل تقارن عندما كان المسبار يمر بكوكب المشتري؟
في الحقيقة جميع هذه الأسئلة يمكن الإجابة عليها من خلال عملية حسابية بسيطة تعرف باسم " قانون التربيع العكسي "
المعادلة ترتبط لمسافة جسمين مقارنه بثالث ، فلكيا احد الجسمين هو الأرض والأخر هو سفينة فضاء " مثلا " . والثالث هو الشمس . في البداية دعونا نقوم ببعض المبادئ العامة ، هناك كمية محددة من ضوء الشمس تصل الى الأرض وهذه ليست كمية مطلقة بما ان الأرض تقترب من الأرض في بعض الأوقات خلال العام إضافة الى عدد البقع الشمسية يؤثر في كمية الطاقة الشمسية المنطلقة
يمكن أن نصف مقدار الطاقة الذي إلى الأرض من الشمس بـ 1 ثابت شمسي. ومتوسط بعد الشمس إلى الأرض يبلغ 149.5797.870.66 كيلو متر ( 92.955.807.25 ميل ) وهذا المقدار يطلق عليه الفلكيون 1 وحدة فلكية . اذا الأرض تبعد عن الشمس (1 ) وحدة فلكية و تستقبل 1 ثابت شمسي ، وهذا سوف يساعدنا في جعل العملية الحسابية التي سوف نقوم بها في غاية السهولة .
العلاقة التي سوف نحتاجها هي : 1/d2 ( وتعني واحد على مربع المسافة) حيث d هي لمقارنه المسافة إلى الأرض من الشمس ( هذا هو المثال الأول )
دعونا نبدأ مع ضوء الشمس كمثال : مع (1) وحدة فلكية ، تستقبل الأرض ، (1) وحدة من ضوء الشمس ، وعلية هل هناك علاقة مع الضوء ليوم مشمس عند الظهيرة ؟ ماهو مقدار ضوء الشمس الذي سوف تستقبله سفينة فضاء إذا كانت تبعد عن الشمس مرتين بعد الأرض عنها ؟
سوف تعتقد للوهلة الأولى ، بما أنها تبعد مرتين بعدنا عن الشمس سوف تستقبل النصف ، وهذا ليس صحيح ودعونا نوضح ذلك حسابيا :
المسافة من الشمس الى سفينة الفضاء تبلغ 2 وحدة فلكية .. إذا d = 2 ، وإذا استخدمنا المعادلة السابقة : 1/d2 = 1/22 = 25%. وهذا يعني بان سفينة الفضاء سوف تحصل على " ربع " كمية ضوء الشمس فيما لو كانت بالقرب من الأرض.
الان دعونا نتوجه الى مكان اخر . كوكب المريخ يبعد عن الشمس 1.5 وحدة فلكية وهذا يعني :
1/d2 = 1/1.52 = 1/2.25 = 44% . وهذا يعني بانه يسقط على كوكب المريخ اقل من نصف الطاقة الشمسية التي تسقط على كوكب الارض.
اذا اخذنا كوكب المشتري فهو يبعد عن الشمس 5.2 وحدة فلكية وهذا يعني
1/d2 = 1/5.22 = 1/27 = 3.7%
اذا اخذنا كوكب نيبتون فهو يبعد عن الشمس 30 وحدة فلكية وهذا يعني
1/d2 = 1/302 = 1/900 = 0.1% ، وهذا يعني ان منتصف الظهيرة على كوكب نيبتون تشبة تماما قبل شروق الشمس او بعد غروبها
الان ماذا سيحدث عندما نقترب من الشمس ؟ الاداراك العام سيجعلنا نقول بان الشمس سوف تكون اكثر لمعانا ولكن القانون سوف يقول لنا مقدار ذلك لمعان :
كوكب عطارد يبعد عن الشمس 0.387 وحدة فلكية وهذا يعني :
1/d2 = 1/0.3872 = 1/.15 = 666.67% وهذا يعني بان لمعانه سوف يكون 7 مرات .
واخيرا عليك ان تعلم بانك يمكن لك ان تقارن بهذه الطريقة أي بقعة في الكون بنفس الطريقة التي قمنا بها سابقا
واليك بعد الكواكب عن الشمس بالوحدة الفلكية
كوكب عطارد = 0.387 وحدة فلكية
كوكب الزهرة = 0.723 وحدة فلكية
كوكب الارض = 1.000 وحدة فلكية
كوكب المريخ = 1.523 وحدة فلكية
كوكب المشتري = 5.202 وحدة فلكية
كوكب زحل = 9.538 وحدة فلكية
كوكب اورانوس = 19.181 وحدة فلكية
كوكب نيبتون = 30.057 وحدة فلكية
واخيرا لقد قمنا سابقا باستخدام " ضوء الشمس " كمثال ، ونفس الطريقة تماما تنطبق على أي نوع اخر من اشكال الطاقة الاشعاعية كالحرارة والاشعة مافوق البنفسجية او اشعة اكس والمجال المغناطيسي او الجاذبية . الجاذبية التي تؤثر بها الشمس على الارض يمكن مقارنتها مع تاثير الجاذبية على عطارد او نيبتون او سفينه فضاء او حتى النجوم ( بنفس الطريقة السهلة ).
التميز
الإهداءات
قانون التربيع العكسي في الفضاء الخارجي
