لماذا تدور الأرض؟

Curious Kids هي سلسلة للأطفال من جميع الأعمار. إذا كان لديك سؤال تريد أن يجيب عليه أحد الخبراء، فأرسله إلى Curiouskidsus@theconversation.com.

كانت الكرة الأرضية أول شيء اشتريته بأموالي الخاصة. ربما كان عمري 5 سنوات، وكنت متحمسًا جدًا لأخذه إلى المنزل. وكما اكتشفت بسرعة، يمكنك تدويرها في الاتجاه الذي تدور فيه الأرض بالفعل.

هناك خط وهمي بين القطب الشمالي والقطب الجنوبي. نحن نسميها محور الدوران. بالنسبة للأرض، يشير محور دورانها نحو النجم اللامع، بولاريس، الذي يمكن رؤيته في الليالي الصافية في نصف الكرة الشمالي.

إذا كنت تريد معرفة الطريقة التي تدور بها الكرة الأرضية، فارفع علامة “الإبهام لأعلى” بيدك اليمنى. تخيل أن إبهامك هو محور دوران الأرض، ويشير إلى القطب الشمالي. سوف تلتف أصابعك بشكل طبيعي حول يدك، والاتجاه الذي تشير إليه تلك الأصابع هو الطريقة التي تدور بها الأرض.

كل 24 ساعة، تقوم الأرض بدورة كاملة، وتدور من الغرب إلى الشرق، ولهذا السبب تشرق الشمس من الشرق وتغرب في الغرب وتظهر النجوم ليلاً وهي تتحرك عبر السماء.

لفهم سبب حدوث ذلك، دعونا نرى ما يمكننا تعلمه من الأجسام الأخرى في الفضاء.

كل شيء يدور

الشمس تدور أيضاً. في الواقع، فهو يدور في نفس اتجاه دوران الأرض.

وليس هذا فحسب، فالأرض تدور حول الشمس في نفس الاتجاه، كما تفعل جميع الكواكب الأخرى وأكثر من مليون كويكب وكوكب قزم.

ومعظمها يدور في نفس الاتجاه أيضًا. يدور كوكب المشتري وزحل بشكل أسرع قليلاً من الأرض، ويستغرق الدوران حوالي 10 ساعات فقط. إن دوران زحل مائل قليلاً، لذلك يمكننا رؤية وجهات النظر المتغيرة لحلقاته مع مرور الوقت.

هناك استثناءان غير تقليديين: يبدو أن أورانوس قد انقلب على جانبه. لا أحد يعرف بالضبط كيف. ربما اصطدمت بكوكب آخر. كوكب الزهرة غريب أيضًا، فهو يدور للخلف. لا نعرف على وجه اليقين ما إذا كانت قد تشكلت بهذه الطريقة أم أنها تعرضت للسقوط. يعتقد معظم العلماء الآن أن دورانه قد انعكس مع مرور الوقت بسبب قوى المد والجزر التي تنطوي على الغلاف الجوي السميك للشمس والزهرة.

كل هذا يقود علماء الفلك مثلي إلى التساؤل: هل هناك شيء ما حول كيفية تشكيل النظام الشمسي لهذا النوع من الاتجاه الدوراني؟

ولادة نجم

لمزيد من الأدلة، يمكننا أن ننظر إلى نجم شاب، وهو نجم يشكل للتو نظامه من الكواكب.

واحد مشهور يسمى بيتا بيكتوريس. إنه محاط بقرص رقيق من الغبار والغاز وأجزاء صغيرة تسمى الكواكب المصغرة. وهي تتراوح في حجمها من حبة الرمل إلى الصخور وربما يصل حجمها إلى حجم الجبل. علماء الفلك على يقين تام من أن القرص يتكون من مادة متبقية عند ولادة النجم.

يولد كل نجم من سحابة من الغاز والغبار تتحرك في الفضاء وتحيط بها سحب أخرى مماثلة. تتسبب قوة الجاذبية في شد هذه السحب لبعضها البعض أثناء مرورها، مما يجعلها تدور ببطء.

وحتى عندما تنهار إحدى هذه السحب لتشكل نجمًا، فإنها تستمر في الدوران. يتشكل النجم، ويدور في مركز فطيرة مسطحة من الغاز والغبار الدوار تسمى القرص الكوكبي الأولي. كل ذلك – النجم، الغاز، الغبار – يدور في نفس الاتجاه.

يعتقد علماء الفلك أن نظامنا الشمسي كان يشبه إلى حد كبير بيتا بيكتوريس في سنواته الأولى.

نعتقد أنه داخل القرص، يمكن للغاز والغبار أن يلتصقا معًا في عملية تسمى التراكم. عندما يبدأ الكوكب الصغير بالنمو، يصبح أثقل، وتجذب جاذبيته المزيد والمزيد من القطع الصغيرة.

عندما يصبح الكوكب الصغير ضخمًا بدرجة كافية، تبدأ قوة الجاذبية في سحقه، مما يجعله أكثر كثافة. ولهذا السبب، مثل المتزلجة على الجليد التي تسحب ذراعيها للدوران، يدور الكوكب بشكل أسرع. يؤدي الضغط المتزايد في القلب إلى ذوبان القلب. تغوص المواد الأكثر كثافة نحو القلب، بينما تطفو المواد الأخف على سطح الكوكب. وينتهي بنا الأمر إلى كوكب ذو قلب حديدي محاط بالصخور، وربما في أجزائه الخارجية أشياء مثل الماء والجليد.

وهذا ما نراه في نظامنا الشمسي.

ماذا لو لم تدور الأرض؟

دوران الأرض مهم للحياة. يسبب ليلا ونهارا. ومن المهم أيضًا بالنسبة للمد والجزر في المحيطات. وبدون المد والجزر اليومي للمياه، فمن الممكن أن الحياة لم تكن لتظهر أبدًا من البحر إلى الأرض.

لذا، يعتقد علماء الفلك أن الأرض تدور لأن النظام الشمسي بأكمله كان يدور بالفعل عندما تشكلت الأرض – ولكن لا يزال هناك الكثير من الأسئلة حول كيفية تغير دوران الكواكب بمرور الوقت، وكيف يؤثر الدوران على تطور الحياة. ومع وجود أكثر من 5000 كوكب معروف الآن خارج النظام الشمسي، سيكون علماء المستقبل مشغولين بالاستكشاف.

مرحبًا أيها الأطفال الفضوليون! هل لديك سؤال تريد أن يجيب عليه أحد الخبراء؟ اطلب من شخص بالغ أن يرسل سؤالك إلى CuriousKidsUS@theconversation.com. من فضلك أخبرنا باسمك وعمرك والمدينة التي تعيش فيها.

ملاحظة المحرر: تم تحديث هذه المقالة لإزالة الإشارة إلى عطارد.

تم إعادة نشر هذا المقال من The Conversation، وهي منظمة إخبارية مستقلة غير ربحية تقدم لك حقائق وتحليلات جديرة بالثقة لمساعدتك على فهم عالمنا المعقد. كتب بواسطة: سيلاس لايكوك، يوماس لويل

اقرأ المزيد:

يتلقى سيلاس لايكوك تمويلًا من NSF وNASA. وهو ينتمي إلى UMass Lowell، والجمعية الفلكية الأمريكية.