Table of Contents
مقدمة: رحلة من الأسطورة إلى الميكانيكيين
إن مسألة كيف أن نظامنا الشمسي قد أصبح يطغى على العقل البشري لألفينيا، وتظهر التفسيرات المبكرة في الأساطير والدين، وتظهر كحجر ثقافي بدلاً من الاستنتاجات العلمية، وعلى مدى قرون، فإن التحول من الأساطير السماوية إلى الفيزياء الفلكية التجريبية كان مدفوعاً بالملاحظات المسببة للكسر والنماذج الرياضية المحسنة، والتقدم التكنولوجي الذي سمح لنا بأن نن ننظر إلى ممرضات النجمية.
مؤسسة الأساطير الإبتدائية والفلسفية
فقبل ظهور العلوم المنهجية، وضعت ثقافات قديمة الإطار الذي كان منشأ النظام الشمسي في سرود الكونية الكبرى، حيث قال اليونانيون، على سبيل المثال، إن تشاوس يولد غايا )ارث( وأورانو )السماء(، التي كان يُظهر منها التيتان والآلهة الأوليمبية، وقد وصفت أسطورة خلق الزنمر الفراغ الكوني جينيغاب، حيث تفرقت النيران والجليد.
وقد بدأ الفيلسوف اليونانيون المبكرون، مثل ثاليس وآناكسماندر، يبتعدون عن التفسيرات الأسطورية البحتة، واقترح أن يتحول العالم من مادة غير محددة )أي بايرون( من خلال عملية فصلية - نموذج طبيعي، وإن كان غامضا، وقد استحدثت الإمبراطوريات العناصر الكلاسيكية الأربعة )الطاق الجوي، النار، الماء( وقوى الحب والصراع التي لا تخلقها.
النماذج الجغرافية المركزة ونظرة العالم في القرون الوسطى
وخلال الفترة الكلاسيكية، كان النموذج الجيوسيك الذي كان يدافع عنه آرستوتل ثم صقله بعد ذلك ببوليمي يضع الأرض في وسط الكون، وفي هذا الإطار، انتقلت الكواكب والشمس والقمر في مسارات دائرية معقدة (القابلات والدراجات) حول الأرض، وعلى الرغم من أن هذا النموذج كان ناجحاً بشكل ملحوظ في التنبؤ بمواقع الكواكب، فإنه لم يعالج مسألة المنشأ الحقيقي.
وقد صار كتاب الوراثة الأوروبيين، الذي يعمل إلى حد كبير في إطار عالم مسيحي، يدمج الأفكار الأرستية مع الحساب التراكمي للإبداع، حيث وصف هذا النموذج بأنه عمل وحيد من أعمال الخلق الإلهي، ولكن المفكرين في العصور الوسطى مثل توماس أكويناس كانوا يسعون إلى التوفيق بين هذا وبين الفلسفة الأرستية بحجة أن الله خلق العالم بنظام أصيل - بما في ذلك المجالات الحسنة.
ثورة كوبرنيكان: سرقة المركز
The first major crack in the geocentric edifice came with Nicolaus Copernicus, who in 1543 proposed a heliocentric model in his work De revolutionibus orbium coelestium. Placing the Sun at the center simplified planetary motions dramatically, removing the need for many epicycles. However offer Copernicus not primarily
وقد صاغ يوهانس كيبلر، مستخدماً الملاحظات الدقيقة التي أبداها تايكو براه، قوانينه الثلاثة للحركة الكواكبية، مبيناً أن الكواكب تدور حول الشمس في الأنقاض، وليس في دوائر، مما يقوّض فكرة الأرستليين بأن الحركة السماوية يجب أن تكون دائرية ومثالية، وأن الملاحظات البديهة التي أبداها غاليليو في القرن الثالث - مراحل الزهري، وأقمار جوبيريس -
الخلايا النبيلية: كانت ولابست
إن الحساب العلمي الحديث عن النظام الشمسي يبدأ في القرن الثامن عشر بفرضية لا مثيل لها، وقد برزت هذه الفكرة بصورة مستقلة عن عقولين عبقريتين: الفيلسوف الألماني إيمانويل كانت (1755) وهدر كوكب بيير سيمون الفرنسي (1796).
فالفرضية العتيقة توضح بشكل واضح عدة سمات ملاحظــة: فالدورة التــي تكاد تكون دائرية، والمدارات الكواكبية، واتجاهها المشترك للثورة، والاختلافات التكوينية بين الكواكب الصخرية الداخلية وعمالقة الغاز الخارجي )التي تعزى إلى درجات حرارة داخل القرص( كما أنها قد تفسر تناوب الشمس ووجود حلقات كوكبية.
التحديات والتنميط في القرن التاسع عشر
وقد خضع الافتراض العنيد للتدقيق والتعديل على مدى الساعتين ١٨٠٠، وأشار علماء مثل جيمس كليرك ماكسويل وارثر إدينغتون إلى مسائل، وأظهر ماكسويل أنه إذا ظل النظام الشمسي الذي شكل من غيمة واحدة، فإنه ينبغي أن يكون الشمس قد تراكمت معظم الكتلة، ولكن أيضاً، فإن معظم عمليات الرصد التي أجريت على أساس الخلل أظهرت العكس: فالشمس لا تملك سوى نحو ٢ في المائة من نقاط الانقدار.
واقترح فرضيات بديلة أخرى، ف " فرضية القتل " التي قدمها جيمس جانز وهارولد جيفريز في أوائل القرن العشرين، تشير إلى أن وجود مادة متطورة من الشمس تسحب من الجاذبية، ثم تتحول إلى كواكب، ويمكن أن تفسر هذه الفكرة توزيع الزخم المتوازي - الذي سينتج عنه النسيج الشمسي - قد يبرز المواد المتنازعة مع ذلك.
وشملت الاختلافات الأخرى " نظرية الرأس " التي شكلت فيها الكواكب في مكان آخر في المجرة، والتي استولت عليها فيما بعد جاذبية الشمس، و " نظرية الاحتراز " التي اعتبرت أن الكواكب تنمو بتراكم الكواكب في قرص، وأن الافتقار إلى قرار واضح يجعل مسألة تكوين النظام الشمسي مفتوحة تماما في القرن العشرين.
النموذج الحديث للخلايا: الاستحقاق الأساسي وعدم القدرة على التصريف
وقد شهد منتصف القرن العشرين ظهوراً للفرضيات العنيدة بفضل البصيرة والملاحظات النظرية الجديدة، وقد جاء الانجاز الرئيسي من فهم دور الحقول المغناطيسية والاضطرابات في نقل الزخم المتقلب بعيداً عن الشمس، حيث أن العلماء مثل فيكتور سفرونوف (1972) قد وضعوا نماذج مفصلة للتشكيل الكواكبي، تبين مدى تطاير الغبار في شكل ملصقات بريئة.
وتقترح آلية بديلة، هي " عدم الاستقرار المنقطع " ، أن يقطع القرص الافتراضي الضخم الصغير مباشرة إلى خنادق ذاتية تُعقد في كواكب عملاقة الغاز، وقد تعمل هذه العملية بسرعة أكبر من التراكم الأساسي، لا سيما بالنسبة للكواكب الضخمة التي تبعد مدارا كبيرا.
وقد حلت مشكلة الزخم المتوازية بالنظر إلى أن قوة الدفع الشاسعة السن تولد زخماً من خلال التكفير المغناطيسي والريح الشمسية القوية خلال مرحلة توري، ومع تقلص النجم، فإن تناوبه قد أدى إلى توليد زخم متكافئ إلى القرص المحيط به عبر الحقول المغناطيسية، مما أدى إلى ظهور مواد قرصية إلى الارتداد إلى الخارج وحمل الفائض.
أدلة من المطاعم والمذنبات والطائرات المنفجرة
إن فهمنا لتشكيل النظام الشمسي ليس نظرياً فحسب، بل يستند إلى مجموعة غنية من الأدلة المراقبة، فالآثار هي شظايا من الكويكبات التي توفر عينات مباشرة من لبنات البناء التي شكلت قبل 4.567 بليون سنة، وأكثرها بدائية، وهي تحتوي على أحجار شمسية صغيرة تسمى قواعد عصرية شكلت في أحداث مائية في عصر النيوم الشمسي(68).
وقد وجدت كومات من الكويبر بيلت وأورت كلود محفوظة للأيس كريم والمركبات العضوية من النظام الشمسي الخارجي، وقد وجدت بعثة روزيتا التي كانت في مرحلة المذنب 67P/Churyumov-Gerasimenko ديوتيريوما وافيا (هيدروجين الثقيل) وجزيئات عضوية معقدة، مما يشير إلى أن هذه الظروف كانت نشطة وقيود شديدة في المستقبل.
ولعل أقوى الأدلة تأتي من اكتشاف آلاف الطائرات الزائدة بواسطة تلسكوب كيبلر الفضائي وغيره من الدراسات الاستقصائية، وتظهر هذه الملاحظات أن النظم الكواكبية شائعة في مجرتنا، ولكن بنيتها متنوعة - ملوثة بالأرض، وأجهزة جوبيت، ونظم متعددة الطائرات ذات مدارات مسببة للاختلال، ويمكن أن يفسر الافتراض العنيد العديد من هذه التشكيلات " ، وإن كان يتطلب توسيعاً في شكلها " .
أجهزة المراقبة الرئيسية من النظام الشمسي
- ][المدارات الكوكبية: ]FLT:1][ تقريباً دائري وكوباني، مع صغر الكينتسرات والوحوش - اتساقاً مع التكوين في قرص.
- ]Composition gradient:] Terrestrial planets are rocky and metal-rich; gas huge covelopes; ice huge huge huge huge huge huge huge huge huge huges huge water, methane, and ammonia -explained by the “snow line” (the distance from the Sun where water ice can condense).
- Asteroid belt and Kuiper Belt:] These remaining populations show a range of compositions and dynamical histories that reflect the original disk structure and later reconfiguration.
- ] Isotopic anomalies:] Certain presolar grains in meteorites have isotopic ratios distinct from the early solar nebula, implying that the molecular cloud was not perfectly homogeneous and that supernova ejecta may have triggered the cloud’s collapse.
النظريات البديلة والمناقشات الجارية
وفي حين أن النموذج العنيف هو المهيمن، يواصل الباحثون استكشاف سيناريوهات ومصاف بديلة، وقد تم التخلي إلى حد كبير عن " نظرية الرأس " لأنه لا يمكن أن يفسر ما يقترب من الزرع ويقلل من تركيز المدارات الكوكبية دون الاستناد إلى آليات غير قابلة للاستهلاك، غير أن هناك فكرة معدلة عن " الانكماش النجمي أو تبادله " .
وهناك مراكز مناقشة نشطة أخرى بشأن تكوين الكواكب الضخمة، إذ أن نموذج " التراكم الأساسي " يتطلب أن يكون لب صلب من حوالي ١٠ كتل أرضية قبل أن يُنشر قرص الزرع )في ٣-١٠ ملايين سنة( وتوضح نماذج التطعيم الكواكب الضخمة التي تتفادى عدم الاستقرار في الكواكب، أن العوالق الكبيرة تتحول إلى صعوبات في الإثراء بصورة فعالة أكبر بكثير من النماذج البديلة للتراكم.
وهناك أيضا مسألة لم تحل بعد مشكلة " الكتلة الصاروخية " : فالحد الأدنى من النيبول الشمسي اللازم لتشكيل الكواكب )نموذج " الكتلة الشمسية الدنيا " ( لا يمثل سوى نحو ٠,١-٠,١ كتل شمسية، ولكن الشقوق الافتراضي الفعلي الذي لوحظ حول النجوم الأخرى كثيرا ما يكون أكثر كثافة من مئات المرات، ويدل التباين على أن معظم المواد الخفيفة الأصلية قد فقدت بعيدا عن الشمس.
الاستنتاج: نظرية مُحدَّدة من قبل شركة ديسكفري
إن تطور النظريات العلمية على أساس النظام الشمسي هو شهادة على قوة المراقبة المتكررة والنمذجة، ومن الأساطير القديمة إلى الفرضية العنيفة، فإن كل حقبة تسهم بقطع أساسية: الاعتراف بأن الأرض ليست المركز، والقوانين الجزائية التي تحكم الحركة السماوية، والأدلة المباشرة من النيزكات والتلسكوبات.
المراجع الخارجية: ]