ما هو الشيء الذي يوجد تحت الارض حيث أن الفضاء موجود في كل اتجاه؟

عندما تقوم بالشراء من خلال الروابط الموجودة في مقالاتنا، قد تحصل شركة Future وشركاؤها المشتركون على عمولة.

تم نشر هذه المقالة أصلا في المحادثة. ساهم المنشور بالمقال في موقع Space.com أصوات الخبراء: افتتاحية ورؤى.

إذا كنت قد رأيت الرسوم التوضيحية أو نماذج النظام الشمسيربما لاحظتم أن جميع الكواكب تدور حول نفسها الشمس في نفس المستوى تقريبًا، وتسافر في نفس الاتجاه.

ولكن ما هو فوق وتحت تلك الطائرة؟ ولماذا تتم محاذاة مدارات الكواكب بهذا الشكل، في فطيرة مسطحة، بدلاً من أن يتحرك كل واحد منها في مستوى مختلف تمامًا؟

أنا أ عالم الكواكب الذي يعمل مع المركبات الفضائية الروبوتية، مثل روفرز و المدارات. عندما نرسلهم أنا وزملائي لاستكشاف نظامنا الشمسي، من المهم بالنسبة لنا أن نفهم الخريطة ثلاثية الأبعاد لجوارنا الفضائي.

ما هي الطريقة “للأسفل”؟

جاذبية الأرض له علاقة كبيرة بما يعتقده الناس أنه مرتفع وما هو منخفض. الأشياء تسقط نحو الأرض، لكن هذا الاتجاه يعتمد على مكان وجودك.

تخيل أنك تقف في مكان ما في أمريكا الشمالية وتشير إلى الأسفل. إذا قمت بتمديد خط من طرف إصبعك طوال الطريق الأرض، سيشير هذا الخط في اتجاه “لأعلى” لشخص ما على متن قارب في جنوب المحيط الهندي.

في الصورة الأكبر، يمكن تعريف “الأسفل” على أنه يقع أسفل مستوى النظام الشمسي، والذي يعرف باسم مسير الشمس. وفقًا للاتفاقية، نقول أنه فوق المستوى يوجد المكان الذي يوجد فيه تُرى الكواكب تدور عكس اتجاه عقارب الساعة حول الشمس، ومن الأسفل يمكن رؤيتها وهي تدور في اتجاه عقارب الساعة.

المزيد من نكهات “الأسفل”

هل هناك أي شيء خاص بخصوص الاتجاه النزولي بالنسبة إلى مسير الشمس؟ للإجابة على ذلك، نحتاج إلى التصغير أكثر. يتمركز نظامنا الشمسي حول الشمس، وهي مجرد واحدة منها حوالي 100 مليار نجم في مجرتنا، درب التبانة.

وكل من هذه النجوم والكواكب المرتبطة بها كلها موجودة تدور حول مركز مجرة ​​درب التبانةتمامًا كما تدور الكواكب حول نجومها، ولكن على نطاق زمني أطول بكثير. وكما أن الكواكب في نظامنا الشمسي ليست في مدارات عشوائية، فإن النجوم في مجرة ​​درب التبانة تدور حول مركز المجرة بالقرب من مستوى، وهو ما يسمى الطائرة المجرية.

هذا المستوى ليس موجهًا بنفس طريقة مسير الشمس في نظامنا الشمسي. في الواقع، الزاوية بين المستويين حوالي 60 درجة.

وبالعودة خطوة أخرى إلى الوراء، فإن مجرة ​​درب التبانة هي جزء من مجموعة من المجرات المعروفة باسم المجموعة المحليةو- يمكنك أن ترى إلى أين يتجه هذا – تقع هذه المجرات في الغالب ضمن مستوى آخر، يسمى المستوى المجري الفائق. يكون مستوى المجرة الفائقة متعامدًا تقريبًا مع مستوى المجرة، مع الزاوية بين المستويين حوالي 84.5 درجة.

إن الكيفية التي تنتهي بها هذه الأجسام إلى السير في مسارات قريبة من نفس المستوى لها علاقة بكيفية تشكلها في المقام الأول.

انهيار السديم الشمسي

بدأت المادة التي ستشكل الشمس وكواكب النظام الشمسي في نهاية المطاف كسحابة منتشرة وواسعة جدًا من الغاز والغبار تسمى السديم الشمسي. كان لكل جسيم داخل السديم الشمسي كمية صغيرة من الكتلة. لأن أي تمارس الكتلة قوة الجاذبيةكانت هذه الجسيمات تنجذب لبعضها البعض، ولكن بشكل ضعيف جدًا.

بدأت الجسيمات الموجودة في السديم الشمسي تتحرك ببطء شديد. ولكن على مدى فترة طويلة، تسبب التجاذب المتبادل الذي شعرت به هذه الجسيمات بفضل الجاذبية في حدوث ذلك لتبدأ السحابة بالسحب نحو الداخل، وتتقلص.

كان من الممكن أن يكون هناك أيضًا بعض الدوران الكلي الطفيف جدًا للسديم الشمسي، ربما بفضل قوة الجاذبية لنجم عابر. عندما انهارت السحابة، زادت سرعة هذا الدوران، تمامًا مثل المتزلج الذي يدور بسرعة أكبر وأسرع عندما يسحب ذراعيه نحو جسمه.

ومع استمرار السحابة في الانكماش، أصبحت الجسيمات الفردية أقرب إلى بعضها البعض وكان لها المزيد والمزيد من التفاعلات التي تؤثر على حركتها، سواء بسبب الجاذبية أو الاصطدامات فيما بينها. هؤلاء التفاعلات تسببت الجسيمات الفردية في مدارات مائلة بعيدًا عن اتجاه الدوران العام للسحابة في إعادة توجيه مداراتها.

على سبيل المثال، إذا اصطدم جسيم ينزل عبر المستوى المداري بجسيم قادم عبر ذلك المستوى، فإن التفاعل يميل إلى إلغاء تلك الحركة الرأسية و إعادة توجيه مداراتهم في الطائرة.

في نهاية المطاف، ما كان في السابق سحابة غير متبلورة من الجسيمات انهارت إلى سحابة شكل القرص. ثم بدأت الجسيمات الموجودة في مدارات مماثلة تتجمع معًا، وتشكل في نهاية المطاف الشمس وجميع الكواكب التي تدور حولها اليوم.

على نطاقات أكبر بكثير، ربما تكون أنواع مماثلة من التفاعلات هي التي أدت إلى حصر معظم النجوم التي تشكل درب التبانة في المستوى المجري، ومعظم المجرات التي تشكل المجموعة المحلية في المستوى المجري الفائق.

تعود اتجاهات مستويات مسير الشمس والمجرية والمجرية الفائقة إلى اتجاه الدوران العشوائي الأولي للسحب التي تشكلت منها.

إذن ماذا يوجد تحت الأرض؟

لذا، ليس هناك حقًا أي شيء مميز حول الاتجاه الذي نحدده على أنه “لأسفل” بالنسبة للأرض، بخلاف حقيقة أنه لا يوجد الكثير مما يدور حول الشمس في هذا الاتجاه.

إذا ذهبت بعيدًا بما فيه الكفاية في هذا الاتجاه، فستجد في النهاية نجومًا أخرى لها أنظمة كوكبية خاصة بها تدور في اتجاهات مختلفة تمامًا. وإذا ذهبت أبعد من ذلك، فقد تواجه مجرات أخرى ذات مستويات دوران خاصة بها.

يسلط هذا السؤال الضوء على أحد الجوانب المفضلة لدي في علم الفلك: فهو يضع كل شيء في نصابه الصحيح. إذا سألت مائة شخص في شارعك: “أي طريق للأسفل؟” كل واحد منهم سوف يشير في نفس الاتجاه. لكن تخيل أنك طرحت هذا السؤال الناس في جميع أنحاء الأرضأو أشكال الحياة الذكية في أنظمة الكواكب الأخرى أو حتى المجرات الأخرى. كلهم سيشيرون في اتجاهات مختلفة.