النظام الفلكي للوحدات

📅 آخر تحديث: ٢٢ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٢ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

النظام الفلكي للوحدات ، والذي كان يُعرف سابقًا باسم نظام الثوابت الفلكية للاتحاد الفلكي الدولي (1976) ، هو نظام قياس تم تطويره للاستخدام في علم الفلك . وقد اعتمده الاتحاد الفلكي الدولي (IAU) في عام 1976 بموجب القرار رقم 1، [ 1 ] وتم تحديثه بشكل كبير في عامي 1994 و2009 (انظر الثابت الفلكي ).

طُوّر هذا النظام نظرًا لصعوبة قياس البيانات الفلكية والتعبير عنها باستخدام النظام الدولي للوحدات ( SI ). فعلى وجه الخصوص، توجد كمية هائلة من البيانات الدقيقة للغاية المتعلقة بمواقع الأجرام السماوية داخل النظام الشمسي، والتي يصعب التعبير عنها أو معالجتها باستخدام وحدات النظام الدولي. ومن خلال عدد من التعديلات، بات النظام الفلكي للوحدات يُقرّ صراحةً بنتائج النسبية العامة ، وهو ما يُعد إضافة ضرورية للنظام الدولي للوحدات لمعالجة البيانات الفلكية بدقة.

يُعدّ النظام الفلكي للوحدات نظامًا ثلاثي الأبعاد ، إذ يُحدّد وحدات الطول والكتلة والزمن . كما تُحدّد الثوابت الفلكية المرتبطة به الأطر المرجعية المختلفة اللازمة لتسجيل الملاحظات. [ 2 ] (انظر: أنظمة الإسناد السماوي الباريسنترية والجيومركزية ). وهو نظام اصطلاحي، إذ لا تُعتبر وحدة الطول ولا وحدة الكتلة ثوابت فيزيائية حقيقية ، ويوجد على الأقل ثلاثة مقاييس مختلفة للزمن.

الوحدة الزمنية الفلكية

الوحدة الفلكية للوقت هي اليوم ، وتُعرَّف على النحو التالي:86400 ثانية . 365.25 يومًا تُشكل سنة جوليانية واحدة . [ 3 ] يُستخدم الرمز D في علم الفلك للإشارة إلى هذه الوحدة.

وحدة فلكية للكتلة

الوحدة الفلكية للكتلة هي الكتلة الشمسية . [ 3 ] ويُستخدم الرمز M☉ غالبًا للإشارة إلى هذه الوحدة. الكتلة الشمسية ( M☉ ) ،1.988 × 10³⁰ كجم  هي وحدة قياس قياسية للكتلة في علم الفلك ، وتُستخدم لوصف كتل النجوم والمجرات الأخرى . وهي تساوي تقريبًا كتلة الشمس ، أي حوالي 1.988 × 10³⁰ كجم .333000 ضعف كتلة الأرض أو 1048 ضعف كتلة كوكب المشتري .

عمليًا، لا تظهر كتل الأجرام السماوية في ديناميكيات النظام الشمسي إلا من خلال حاصل ضرب GM ، حيث G هو ثابت الجاذبية . في الماضي، كان من الممكن تحديد GM للشمس تجريبيًا بدقة محدودة فقط. وأفضل قيمة معروفة لها حاليًا هي GM = GM☉1.327 124 420 99 (10) × 10 20  م 3 ⋅ ث −2 . [ 4 ]

القيمة الاسمية لوحدة GM الشمسية الموصى باستخدامها في الفيزياء الفلكية كوحدة محددة بدقة من قبل الاتحاد الفلكي الدولي هي1  (𝒢ℳ) N ☉ =1.327 1244 × 10 20  م 3 ⋅ ث −2 . [ 5 ]

كتلة كوكب المشتري

كتلة كوكب المشتري ( M J أو M Jup )، هي وحدة الكتلة التي تساوي تقريبًا الكتلة الإجمالية لكوكب المشتري .1.898 × ​​10²⁷ كجم  . تُستخدم كتلة المشتري لوصف كتل الكواكب الغازية العملاقة ، مثل الكواكب الخارجية والكواكب خارج المجموعة الشمسية . كما تُستخدم أيضًا لوصف الأقزام البنية والكواكب ذات كتلة نبتون. القيمة الاسمية التي أوصى بها الاتحاد الفلكي الدولي لكتلة المشتري هي 1.898 × ​​10²⁷ كجم.1  (𝒢ℳ) N J =1.2668653 × 1017 م 3 ⋅ ث −2  . [ 5 ]​

كتلة الأرض

كتلة الأرض ( M 🜨 ) هي وحدة قياس الكتلة التي تساوي تقريبًا كتلة الأرض .5.9742 × 10²⁴ كجم  . تُستخدم كتلة الأرض غالبًا لوصف كتل الكواكب الصخرية الأرضية ، وحتى كتل الكواكب التي تُقارب كتلة نبتون. القيمة الاسمية التي أوصى بها الاتحاد الفلكي الدولي لكتلة الأرض هي 5.9742 × 10²⁴ كجم.1  (𝒢ℳ) N E =3.986004 × 10 14 م 3 ⋅ ث −2  . [ 5 ]

الكتل الكوكبية المكافئة
الكتلة الشمسيةكتلة كوكب المشتريكتلة الأرض
الكتل الشمسية19.545 942 × 10 −43.003 489 × 10 −6
كتل كوكب المشتري1047.566​​13.146 352 × 10 −3
كتل الأرض332946.1​​317.82841

وحدة فلكية للطول

تُعرَّف وحدة الطول الفلكية الآن بأنها 149,597,870,700 مترًا بالضبط. [ 6 ] وهي تساوي تقريبًا متوسط ​​المسافة بين الأرض والشمس. وكانت تُعرَّف سابقًا بأنها الطول الذي يأخذ عنده ثابت الجاذبية الغاوسي ( k ) القيمة0.017 202 098 95 عندما تكون وحدات القياس هي الوحدات الفلكية للطول والكتلة والزمن. [ 3 ] أبعاد k² هي أبعاد ثابت الجاذبية ( G )، أي L³M⁻¹T⁻² . يُستخدم مصطلح "وحدة المسافة" أيضًا للطول A ، بينما يُشار إليه عادةً في الاستخدام العام ببساطة باسم "الوحدة الفلكية"، ويرمز لها بـ au .

الصيغة المكافئة للتعريف القديم للوحدة الفلكية هي نصف قطر مدار نيوتني دائري غير مضطرب حول الشمس لجسيم ذي كتلة متناهية الصغر، يتحرك بمتوسط ​​حركة مقداره0.01720209895 راديان في اليوم. [ 7 ] سرعة الضوء في الاتحاد الفلكي الدولي هي القيمة المحددة c₀ =  299,792,458 م/ث من وحدات النظام الدولي  للوحدات. من حيث هذه السرعة، كان التعريف القديم للوحدة الفلكية للطول له القيمة المقبولة: [ 4 ] 1  وحدة فلكية  = c 0 τ A = (   149597870700 ± 3 )  م، حيث τA هو زمن عبور الضوء عبر الوحدة الفلكية. وقد حُدِّدت الوحدة الفلكية للطول بشرط أن تتطابق البيانات المقاسة في التقويم الفلكي مع الملاحظات ، وهذا بدوره يحدد زمن العبور τA .

وحدات أخرى للمسافات الفلكية

النطاق الفلكيالوحدات النموذجية
المسافات إلى الأقمار الصناعيةكيلومترات
المسافات إلى الأجسام القريبة من الأرضالمسافة القمرية
المسافات بين الكواكبالوحدات الفلكية
المسافات إلى النجوم القريبةالفرسخ الفلكي ، السنوات الضوئية
المسافات على نطاق المجرةكيلوبارسيك
المسافات إلى المجرات القريبةميغابارسيك

لا تُقاس المسافات إلى المجرات البعيدة عادةً بوحدات المسافة، بل بوحدات الانزياح الأحمر . ويعود ذلك إلى أن تحويل الانزياح الأحمر إلى مسافة يتطلب معرفة ثابت هابل ، الذي لم يُقاس بدقة إلا في أوائل القرن الحادي والعشرين، وإلى أن انحناء الزمكان ، عند المسافات الكونية، يسمح بوضع تعريفات متعددة للمسافة. فعلى سبيل المثال، تختلف المسافة المُعرَّفة بالزمن الذي يستغرقه شعاع الضوء للوصول إلى الراصد عن المسافة المُعرَّفة بالحجم الظاهري للجسم.

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ مولر، إديث أ.؛ جابيل، أ.، محرران (1977)، "القرار رقم 1"، وقائع الجمعية العامة السادسة عشرة غرونوبل 1976 ، معاملات الاتحاد الفلكي الدولي، المجلد  16ب، دوردريخت، هولندا: د. ريدل، ص  31، ISBN 90-277-0836-3
  2. ↑ — على وجه الخصوص، نظام الإسناد السماوي ذو المركز الباري مركزي (BCRS) المتمركز في مركز ثقل النظام الشمسي، ونظام الإسناد السماوي ذو المركز الجيومركزي (GCRS) المتمركز في مركز كتلة الأرض (بما في ذلك أغلفة السوائل الخاصة بها). دينيس د. مكارثي، ب. كينيث سيدلمان (2009). "القرار B1.3: تعريف نظام الإسناد السماوي ذو المركز الباري مركزي ونظام الإسناد السماوي ذو المركز الجيومركزي. الجمعية العامة الرابعة والعشرون للاتحاد الفلكي الدولي (2000) " . الزمن: من دوران الأرض إلى الفيزياء الذرية . وايلي-في سي إتش . ص 105. ISBN  978-3-527-40780-4.
  3. 1 2 3 مولر، إديث أ.؛ جابيل، أ.، محرران (1977)، "تقرير الاجتماع المشترك للجان 4 و8 و31 بشأن النظام الجديد للثوابت الفلكية"، وقائع الجمعية العامة السادسة عشرة في غرونوبل 1976 ، معاملات الاتحاد الفلكي الدولي، المجلد 16ب، دوردريخت، هولندا: د. ريدل، الصفحات 52-67 ، ISBN   90-277-0836-3. راجع القسم الفرعي "التوصيات المقدمة إلى الجمعية العامة للاتحاد الفلكي الدولي، 1976" في الصفحات 58-61 للحصول على قيم محددة.
  4. 1 2 جيرار بيتي وبريان لوزوم، محرران (2010). "الجدول 1.1: المعايير العددية لـ IERS" (ملف PDF) . المذكرة الفنية رقم 36 لـ IERS: التعريفات العامة والمعايير العددية . الخدمة الدولية لدوران الأرض وأنظمة الإسناد .للاطلاع على الوثيقة كاملة، انظر: جيرار بيتي وبريان لوزوم (محرران) (2010). اتفاقيات IERS (2010): المذكرة الفنية رقم 36 الصادرة عن IERS . الخدمة الدولية لدوران الأرض وأنظمة الإسناد. ISBN 978-3-89888-989-6أُرشف من المصدر الأصلي بتاريخ 30 يونيو 2019. تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 يناير 2012 .
  5. 1 2 3 برشا، أندريه؛ هارمانيك، بيتر؛ توريس، غييرمو؛ ماماجيك، إريك؛ أسبلوند، مارتن؛ كابيتان، نيكول؛ كريستنسن-دالسجارد، يورغن؛ ديباني، إريك؛ هابررايتر، مارغيت؛ هيكر، ساسكيا؛ هيلتون، جيمس؛ كوب، غريغ؛ كوستوف، فيسلين؛ كورتز، دونالد دبليو؛ لاسكار، جاك؛ ماسون، برايان دي؛ ميلون، يوجين إف؛ مونتغمري، ميشيل؛ ريتشاردز، مرسيدس؛ شموتز، فيرنر؛ شو، يسبر؛ ستيوارت، سوزان جي. (2016). "القيم الاسمية لكميات مختارة من الشمس والكواكب: قرار الاتحاد الفلكي الدولي لعام 2015، القرار B3" . المجلة الفلكية . 152 41. arXiv : 1605.09788 . بيب كود : 2016AJ....152...41P . دوى : 10.3847/0004-6256/152/2/41 .
  6. ↑ الاتحاد الفلكي الدولي، محرر (31 أغسطس 2012)، "القرار B2 بشأن إعادة تعريف الوحدة الفلكية للطول" (ملف PDF) ، القرار B2 ، بكين، الصين: الاتحاد الفلكي الدولي ، توصي الجمعية العامة الثامنة والعشرون للاتحاد الفلكي الدولي ... بما يلي ... 1. إعادة تعريف الوحدة الفلكية لتكون وحدة طول اصطلاحية تساوي 149,597,870,700 مترًا بالضبط
  7. ↑ المكتب الدولي للأوزان والمقاييس (2006)، النظام الدولي للوحدات (SI) (ملف PDF) (الطبعة الثامنة )، ص 126، رقم ISBN   92-822-2213-6تمت أرشفة الملف (PDF) من النسخة الأصلية بتاريخ 4 يونيو 2021 ، وتم استرجاعه بتاريخ 16 ديسمبر 2021..