كم الوحدة الفلكية؟ وكيف يمكن قياسها؟

قام العلماء بابتكار طريقة لقياس المسافات في الفضاء، ومن هذه الابتكارات التي تم ابتكارها هي الوحدة الفلكية التي يرمز لها ب (AU)، وهذه الوحدة تم إطلاقها استنادًا على المسافة بين الأرض والشمس، وهي الوحدة المستخدمة في قياس المسافات في الفضاء تسمح لعلماء الفلك بتحديد المسافات البعيدة جدًا بين الكواكب الشمسية والشمس، وأيضًا يمكن استخدام الوحدة الفلكية لقياس المسافة بين الكواكب خارج المجموعة الشمسية ونجومها.^[١]

قيمة الوحدة الفلكية

إن أي وحدة عالمية تستخدم للقياس لها قيمة محددة عالمية ومعروفة وكذلك الأمر في الوحدة الفلكية، وفي ما يلي توضيح لقيمة الوحدة الفلكية:^[٢][٣]

• تبلغ قيمة الوحدة الفلكية AU ما يقارب 150 مليون كيلومتر، أي حوالي 8 دقائق ضوئية؛ كما أن الوحدة الفلكية الواحدة تبلغ حوالي (149,597,870,700 كم).
• تعتبر الوحدة الفلكية وحدة لقياس الطول؛ وهي تساوي متوسط ​​المسافة بين الأرض والشمس، كما تعبر عن طول المحور شبه الرئيسي؛ أي طول نصف القطر لمدار الأرض الإهليليجي حول الشمس.
• كان تحديد قيمة الوحدة الفلكية من خلال قياس المسافة بين الأرض والشمس مباشرةً، وذلك باستخدام التزيّح، عن طريق تسجيل موقع الشمس في نفس الوقت مقابل الخلفية الثابتة بشكل أساسي للنجوم البعيدة.

تاريخ تطور الوحدة الفلكية

لم تكن معرفة قيمة الوحدة الفلكية بتلك السهولة، إذ استغرق الأمر سنوات من البحث والتجريب للوصول إلى القياس الدقيق للوحدة الفلكية، والذي ساعد بالوصول لهذا التطور في العلم والابتكارات، وفي ما يلي نوضح ما هي مراحل تاريخ تطور الوحدة الفلكية:^[٢]

• في عام 1672 م: بدأ التعرف على الوحدة الفلكية، إذ قام عالم الفلك الفرنسي جيوفاني دومينيكو كاسيني بأول تقدير قريب لقيمة الوحدة الفلكية وذلك من خلال الاعتماد على إزاحة المنظر لكوكب المريخ الذي يمثل بعده عن الأرض.
• في عام 1932 م: أدى تحديد إزاحة الكويكب إيروس عند اقترابه من الأرض إلى إعطاء قيمة دقيقة جدًا للوحدة الفلكية، كما تمت الاستفادة في ذلك العام من معرفة أبعاد النظام الشمسي، وتم تعريف قيمة الوحدة الفلكية من خلال مجموعة من الرادارات التي تتراوح بين عطارد والزهرة والمريخ.
• في عام 1976 م: في هذا العام تم تحديد قيمة الوحدة الفلكية من قبل الاتحاد الفلكي الدولي (IAU)، إذ حددها على أنها المسافة من الشمس التي يكون فيها الجسيم عديم الكتلة يتحرك في مدار دائري فترة سنة واحدة، وكان هذا من خلال الاعتماد على نموذج نيوتوني فقط للنظام الشمسي.

الطرق الحديثة لقياس الوحدة الفلكية

مع ظهور المركبات الفضائية والرادار، ظهرت طرق أكثر دقة لإجراء قياس مباشر للمسافة بين كوكب الأرض والشمس؛ إذ كان تعريف الوحدة الفلكية هو: "نصف قطر مدار نيوتوني دائري غير مضطرب حول الشمس لجسيم له كتلة متناهية الصغر يتحرك بمتوسط ​​حركة يبلغ 0.01720209895 راديان في اليوم"؛ إلا أن علماء الفلك لاحظوا أن هذا التعريف لا يتوافق مع النسبية العامة؛ وذلك لأن قيمة الوحدة الفلكية ستتغير وفقًا لموقع المراقب في النظام الشمسي، فضلًا عن اعتماده على كتلة الشمس التي تفقد كتلتها نظرًا لأنها تشع الطاقة؛ لذا قرر الاتحاد الفلكي تغيير قيمة الوحدة الفلكية إلى الرقم "149,597,870,700 كم"، إذ يعتمد على قياس سرعة الضوء، وهي مسافة ثابتة لا علاقة بينها وبين كتلة الشمس.^[٤]

متوسط المسافة بين الكواكب والشمس بالوحدة الفلكية

تم قياس المسافة بين الكواكب في المجموعة الشمسية والشمس وكان ذلك بالاعتماد على قيمة الوحدة الفلكية، وفي ما يلي نوضح تلك المسافة بين كواكب المجموعة الشمسية الثمانية والشمس بالوحدة الفلكية:^[٥]

وحدات أخرى للمسافات الفلكية

لا يتم اعتماد فقط الوحدة الفلكية كوحدة قياس للمسافات بين الكواكب في الفضاء، إذ إن هناك مجموعة أخرى من الوحدات القياسية التي يختص كل منها بقياس مسافات محددة، وفي ما يلي ذكر لأهم الوحدات الأخرى المستخدمة لقياس المسافات الفلكية:^[٦]

• تعد الكيلومترات وحدة قياس المسافات إلى الأقمار الصناعية.
• تعد المسافة القمرية وحدة قياس المسافات إلى الأجسام القريبة من الأرض.
• تعد الوحدة الفلكية، أو الجيجا متر وحدة قياس المسافات الكوكبية.
• يعد الفرسخ أو السنة الضوئية وحدة قياس المسافات إلى النجوم القريبة.
• يعد الفرسخ الفلكي وحدة قياس المسافات على نطاق المجرة.
• يعد الميجا فرسخ وحدة قياس المسافات إلى المجرات القريبة.