مقدمة في الإحداثيات الفلكية

محروم.كوم · #1 01-17-2017, 02:00 AM

بسم الله الرحمن الرحيم

السلام عليكم ورحمة الله

في هذا الموضوع سأتكلم عن بعض المبادئ في الإحداثيات الفلكية وقد عمدت الى التبسيط والتفصيل الذي قد يجده من يتقن هذا الفن مملاً قليلاً ولكن المقصود منه التوضيح لكي تعم الفائدة قدر الإمكان والله من وراء القصد

مقدمة:
الأغلبية منا يعرف خطوط الطول ودوائر العرض وهي باختصار خطوط وهمية على سطح الكرة الأرضية تحدد المواقع. فخطوط الطول تمتد من القطب الشمالي الى القطب الجنوبي وعددها 360 خطاً وتم تحديد خط الطول صفر على انه الخط الذي يمر في جرينتش في بريطانيا فخط الطول هي الزاوية التي يصنعها خط الطول مع خط جرينتش عندما يلتقيان في القطب) وعند كتابة خط الطول يحدد هل هو شرق (E) أو غرب (W) خط جرينتش. والبعض يرمز الى خطوط الطول شرق جرينتش باعداد موجبة والتي الى الغرب بارقام سالبة
أما دوائر العرض فهي دوائر تحيط بالأرض وتمتد من منتصف الارض (دائرة الإستواء ورقمها صفر) صعوداً الى القطب الشمالي الذي يقع على الدائرة 90 شمالاً (N) وهبوطاً الى القطب الجنوبي الذي يقع على الدائرة 90 جنوباً (S) والبعض يرمز الى دوائر العرض شمال خط الإستواء باعداد موجبة والتي الى الجنوب بارقام سالبة

وهذا النظام مفيد جداً في تحديد المواقع على الأرض وهو ما يستخدم اليوم في الخرائط وأجهزة القارمن وبرامج الملاحة الأرضية مثل قوقل ماب وغيرها

الإحداثيات الفلكية:
استخدم العلماء نظاماً مماثلاً لتحديد مواقع النجوم, فلو قمنا يتكبير هذه الشبكة من خطوط الطول ودوائر العرض بشكل لا متناهي حتى تبدو على شكل كرة وتكون الارض نقطة في مركز هذه الكرة فإن المراقب على سطح الأرض يستطيع رؤية نصف هذه الكرة على شكل قبة دائرية ويعتمد هذا النصف على موقع المراقب من الكرة الأرضية أما النصف الثاني فيحجبه الأفق. في هذه الكرة سوف يكون هناك نقطة تفع فوق القطب الشمالي تماماً وتسمى القطب الشمالي السماوي ويقع نجم الجدي قريباً جداً من هذه النقطة وكذلك يوجد نقطة فوق القطب الجنوبي تسمى القطب الجنوبي السماوي ويسمى الخط الذي يقابل خط الإستواء خط الإستواء السماوي

نلاحظ أن نجم الجدي سيشير الى الشمال دائماً لأنه يقع على القطب الشمالي السماوي (تقريباً). زاوية ارتفاع نجم الجدي عن الأفق بالنسبة للمراقب تكون مساوية لدائرة العرض التي يقف عليها. في الرياض سيكون ارتفاعه بمقدار 24.6 درجة بينما يكون الجدي فوق الرأس تماماً للمراقب في القطب الشمالي ويكون على مستوى الأفق بانسبة للمراقب على خط الإستواء. المراقب في نصف الكرة الجنوبي لا يستطيع رؤية الجدي ولكنه يرى قطباً جنوبياً (لا يوجد فيه نجم مرئي في الوقت الحالي)

الصورة في الأعلى تظهر خط الأفق لأشخاص في الرياض وعلى خط الإستواء وفي القطب الشمالي والصورة في الاسفل توضح نصف الكرة السماوية التي يراها كل منهم

المشكلة هنا هي أن خط الطول جرينتش على الأرض يدور مع دوران الكرة الأرضية ولذلك لا يمكن استخدامه لتحديد مواقع النجوم فالمراقب على الأرض سيرى أن هذه الكرة السماوية تدور من الشرق الى الغرب (بسبب دوران النجوم الظاهري) ومركز الدوران هو المحور الذي يمتد من القطب الشمالي السماوي الى القطب الجنوبي السماوي ويمر بالقطبين الشمالي والجنوبي للارض ولذلك فنجم الجدي لا يكاد يتحرك لأنه يقع على القطب الشمالي السماوي تقريباً

ولكي تكون إحداثيات النجوم ثابتة تم إستخدام خط طول في هذه الكرة يسمى نقطة الإعتدال الربيعي (First Point of Aries) ليكون خط الطول صفر وبناءً عليه يحدد موقع أي نجم ويسمى خط الطول للنجوم المطلع المستقيم (Right Ascension أو RA) وتسمى دائرة العرض الميل (Declination أو dec) واستخدامها مماثل لاستخدام خطوط الطول والعرض فالمطلع المستقيم يبدأ من صفر عند الخط الذي يقطع نقطة الإعتدال الربيعي ويزيد باتجاه الشرق أما الميل فانه يكون صفر على خط الإستواء السماوي ويتزايد شمالاَ حتى يصل 90 عند القطب وفي الجهة الجنوبية منه يكون الميل بالسالب

نقطة الإعتدال الربيعي تدور ببطء باتجاه الغرب بمقدار درجة واحدة كل 72 سنة وتكمل دورة كاملة خلال 26.000 سنة في ما يسمى ترنح مدار الأرض وليس هذا مكان بسط تفاصيله وأسبابه. لذلك يستخدم تاريخ معين كمرجع لموقع هذا الخط الذي يتغير باستمرار ومن أكثر مواقعه استخداماً كمرجع هو موقعه في منتصف الليل في ليلة 1 يناير عام 2000م ويرمز لها عادة بالرمز (J2000).

نحن الآن في العام 2017م وهذا يعني انه مضى الان 17 سنة منذ عام 2000م وهذا يعادل تقريباً ربع درجة (17 تقل قليلاً عن ربع 72) ولأن الدرجة تعادل 4 دقائق فإن ربع درجة تعادل دقيقة واحدة تقريباً ولو قارنت المطلع المستقيم الحالي مع عام J2000 ستجد أن الفرق أقل من دقيقة بقليل (جرب ذلك في برنامج ستيلاريوم الذي يعرض الإحداثيين)

كانت نقطة الإعتدال الربيعي قديماً تقع في برج الحمل لذلك سماها هيبارخوس (First Point of Aries) وتعني النقطة الأولى من الحمل أما الان فهي تقع في برج الحوت وأقرب ما تكون جنوب الفرع المؤخر (النجم الأول من الذراعين)

نحن نعلم أن الأرض تدور بعكس إتجاه عقارب الساعة لذلك تبدو لنا خطوط الطول السماوية وكأنها تدور من الشرق الى الغرب أما دوائر العرض السماوية فهي تبدو ثابتة بالنسبة للمراقب على الأرض

النجوم التي تقع شمال خط الإستواء السماوي سماها العرب شامية والتي تقع جنوبه يمانية لانهم كانوا يرمزون للشمال والجنوب بالشام واليمن. هذا أحد الأراء في التسمية وهو الأرجح عندي والأقرب للصواب وسأتكلم عن الرأي الآخر في موضعه

مواقع النجوم بالنسبة للمراقب على الأرض تتأثر كثيراً بدائرة العرض للمراقب أكثر من خط الطول. فالمراقب في مدينة الرياض مثلاً الذي ينظر الى السماء في التاسعة مساءً بتوقيته المحلي سيرى منظراً مطابقاً تقريباً لما يراه شخص في مدينة دورانجو في المكسيك ينظر الى السماء في الساعة التاسعة مساءً بتوقيته المحلي (باستثناء دوران بسيط الى الغرب لا يتجاوز نصف درجة وهو ما يعادل عرض القمر) لان دورانجو والرياض يقعان على نفس دائرة العرض. بينما شخص في جدة وشخص في دير الزور في سوريا (فك الله أهلها) تقعان على خطي طول متقاربين ولكن على دائرتي عرض مختلفتان يشاهدان السماء في نفس الوقت سيريان مواقع النجوم مختلفة وكذلك مطالعها ومغاربها وعسى الله أن ييسر الوقت في تفصيل هذا في موضوع آخر

تطابق المنظر في الفقرة السابقة ينطبق على النجوم فقط أما الأجرام الأخرى مثل القمر والشمس والكواكب فقد تختلف إختلافاً كبيراً فمطالع الهلال والكسوف والخسوف ومنزل القمر بين النجوم ستختلف بشكل كبير بين الرياض ودورانجو في المكسيك

من الجدير بالذكر أن المطلع المستقيم للنجوم يقاس بالساعات والدقائق والثواني حيث تمثل كل ساعة 15 درجة و6 ساعات تمثل 90 درجة و12 ساعة تمثل 180 درجة. فاذا كان الفرق بين المطلع المستقيم لنجمين 6 ساعات فإن الأول سيطلع من الشرق عندما يكون الثاني في كبد السماء (هذاالكلام تقريبي لانه يعتمد على موقع الشخص وموقع النجم) ويمكنك مراجعة موضوعي عن الزوايا لمزيد من التفصيل

هذه الشبكة من الاحداثيات (المطلع المستقيم والميل) تستخدم لتحديد مواقع النجوم لانها ثابتة بالنسبة للشبكة
أما الشمس والقمر والكواكب فان مداراتها قريبة من بعضها ومدارات القمر والكواكب لا تتجاوز 10 درجات شمال و10 درجات جنوب مدار الشمس

ومدار الشمس يسمى دائرة البروج أو دائرة الكسوف وهي تميل عن مستوى دائرة الإستواء السماوية بمقدار 23.4 درجة. مقدار الميل يتغير بشكل بطئ وبشكل دائري ويتراوح بين 23.5 و -23.5 درجة وهذا هو الترنح الذي يسبب تغير مكان نقطة الإعتدال الربيعي. مقدار الميل يتناقص حالياً

والبروج الإثني عشر ومنازل القمر الثمان وعشرين تقع بالقرب من دائرة البروج (وهذا سبب تسميتها بدائرة البروج)

دعونا الان نعود الى كوكب الأرض.

كما ذكرنا فإن المراقب على سطح الأرض يرى نصف الكرة السماوية وتكون دائرة البروج بشكل متعرج من دائرة الإستواء السماوي وتكون أقصى ماتكون شمالاً بين الهقعة والهنعة وأقصى ما تكون جنوباً بين الشولة والنعائم وتقاطع دائرة الإستواء السماوي في نقطتين. الأولى من الجنوب الى الشمال (نقطة الاعتدال الربيعي) بالقرب من الفرع المؤخر والثانية من الشمال الى الجنوب (نقطة الإعتدال الخريفي) بالقرب من العوا

البعض يرون أن النجوم الشامية هي التي تقع شمال دائرة البروج واليمانية جنوبها وهذا هو الرأي الثاني المرجوح (ذكرت الرأي الراجح في الأعلى) فالشعرى الشامية تسمى شامية مع أنها جنوب دائرة البروج

النقطة التي تقع فوق رأس المراقب تماماً تسمى نقطة سمت الرأس وخط الطول على الكرة السماوية الذي يمتد من القطب الشمالي السماوي الى القطب الجنوبي السماوي ويمر في نقطة سمت الرأس يسمى خط الزوال. وخط الزوال ثابت بالنسبة للمراقب ولكنه يتحرك بالنسبة للنجوم مع دوران الأرض حول نفسها

الزاوية الساعية (Hour Angle) لنجم ما - وهي تقاس بالساعات والدقائق والثواني - تحدد كم مضى منذ آخر مرور لهذا النجم على خط الزوال. فعندما يقع النجم على خط الزوال بالضبط تكون الزاوية الساعية صفر ثم تبدأ بالزيادة مع ابتعاد النجم جهة الغرب حتى اذا مضى يوم تقريباً ودار النجم حتى اقترب من خط الزوال من الجهة الأخرى (جهة الشرق) تصبح الزاوية الساعية عندها هي 23سا 59د 59ث (أو 359 بالدرجات) ثم اذا قطعت خط الزوال مرة أخرى ترجع الزاوية الساعية الى الصفر

والمواقع والبرامج الفلكية عندما تذكر الزاوية الساعية فهي قد تعني الزاوية الساعية لجرينتش (Greenwich Hour Angle او GHA) وقد تعني الزاوية الساعية المحلية للمراقب (Local Hour Angle او LHA). الزاوية الساعية لجرينتش هي مرور النجم فوق خط الزوال في جرينتش والزاوية الساعية المحلية هي مرورها بخط زوال المراقب اينما كان ومن الممكن التحويل بينهما (برنامج ستيلاريوم يعطي الزاوية الساعية المحلية)

التحويل بين الزاوية الساعية لجرينتش والزاوية الساعية المحلية:
نحن نعلم أن كل دولة تحدد فارق التوقيت بينها وبين توقيت جرينتش وتوحده لكل الدولة (باستثناء بعض الدول الكبيرة التي قد تحوي نطاقات زمنية مختلفة). في السعودية مثلاً التوقيت موحد على توقيت جرينتش + 3 ساعات في كل مدن المملكة. فإذا كانت الساعة في جرينتش هي الواحدة فانها ستكون الرابعة في الرياض وكذلك في مكة وفي كل مدن المملكة واذا سافرنا الى الإمارات مثلاً فإننا نعدل ساعاتنا لنزيدها ساعة واحدة لأن توقيت الإمارات هو جرينتش+4

ولكن النجوم وحركتها لا تعرف الدول وحدودها لذلك فعندما نحول الزاوية الساعية فإننا نحولها حسب خط الطول وليس حسب التوقيت الرسمي. على سبيل المثال تقع الرياض على خط طول 46.5 وبذلك يكون فارق التوقيت بينها وبين جرينتش 3ساعات و6 دقائق فاذا اردنا تحويل الساعة الزاوية بين جرينتش والرياض فنضيف هذا القدر لتحويل الزاوية الساعية لجرينتش الى الزاوية الساعية لمراقب في الرياض. وكذلك تقع مكة على خط الطول 39.8 وبذلك يكون فارق التوقيت بين مكة وجرينتش هو ساعتان و39 دقيقة فنضيف هذا القدر (من هنا نعرف أن فارق التوقيت بين الرياض ومكة هو 27 دقيقة وسترى أنه قريب من فارق توقيت الاذان بينهما خصوصاً لصلاة الظهر)

وكما ذكرنا فان المطلع المستقيم والميل لنجم معين ثابتة ولا تتأثر بدوران الأرض أما الزاوية الساعية فهي تتغير مع دوران الأرض حول الشمس

الإحداثيات الأخيرة التي سأذكرها هي أيضاً تتغير مع دوران الأرض وهذه الإحداثيات هي السمت (Azimuth) وهي زاوية موقع النجم من الشمال باتجاه عقارب الساعة حيث يمثل الشمال صفر والشرق 90 درجة والجنوب 180 درجة والغرب 270 درجة (وهي نفس القياسات المستخدمة في البوصلة حتى في بوصلة الجوالات الحديثة) والثاني هو الإرتفاع الزاوي وهو إرتفاع النجم من الأفق حيث صفر يمثل الأفق و90 يمثل سمت الرأس

السمت والإرتفاع الزاوي للجدي ثابتة بالنسبة للمراقب فالسمت هو 0 (هو قريب جداً من 360 التي تعادل دورة كاملة أو 0) والإرتفاع الزاوي يساوي (تقريباً) دائرة العرض التي يقف عليها المراقب أما السمت والارتفاع الزاوي لباقي النجوم فهي تتغير باستمرار مع دوران الأرض

كنت أنوي الكتابة عن طريقة التحويل بين الإحداثيات المختلفة ولكن أحس أنني أطلت بما فيه الكفاية وطريقة التحويل معقدة بعض الشيء فاخترت الا اذكرها هنا واذا اراد أحد معرفتها فقد أكتب عنها موضوعاً مستقلاً في المستقبل ان شاء الله

معلومة جانبية:
حاملات التلسكوبات تنقسم الى عدة أنواع منها إستوائي (equatorial) يتحرك بشكل موازي لدائرة الإستواء السماوية وهي الأسهل لمتابعة نجم خلال حركته في السماء لانه يتحرك بشكل موازي لحركة النجوم ومنها سمتي-ارتفاعي (altazimuth) وهو يتحرك بشكل دائري والى الاعلى والأسفل ومن أمثلته ما يسمى دبزونيان (Dobsonian) نسبة الى مخترعه والحامل العادي المستخدم في كاميرات التصوير ومتابعة النجوم فيه أصعب

هذا والله أعلم وأحكم
ان أصبت فمن الله وان أخطأت فمن نفسي والشيطان واعتذر عن الإطالة
أبومشاري

__DEFINE_LIKE_SHARE__

المواضيع المتشابهه
الموضوع	كاتب الموضوع	المنتدى	مشاركات	آخر مشاركة
كيف أنقل الإحداثيات إلى الجوال من نوفي 205w	محروم.كوم	منتدى أخبار المواقع والمنتديات العربية والأجنبية	0	06-03-2010 12:30 AM
اي احداثية عندك ادخل (جميع الإحداثيات)	محروم.كوم	منتدى أخبار المواقع والمنتديات العربية والأجنبية	0	05-23-2010 07:40 PM
هل يوجد طريقة لنقل الإحداثيات من الجوجل ايرث إلى جهاز نوفي مباشرة؟	محروم.كوم	منتدى أخبار المواقع والمنتديات العربية والأجنبية	0	05-09-2010 05:40 PM
كيف أحول هذه الإحداثيات ؟	محروم.كوم	منتدى أخبار المواقع والمنتديات العربية والأجنبية	0	12-11-2009 01:00 PM
الإمارات وعمان توقعان على قوائم الإحداثيات والخرائط النهائية لخط الحدود	راعي الفتك الرمادي	اخبار محلية و عالمية	14	07-23-2008 12:49 PM