الأرض الكروية

يشير مصطلح كروية الأرض أو انحناء الأرض إلى تقريب شكلها إلى شكل الكرة . يعود أقدم ذكر موثق لهذا المفهوم إلى حوالي القرن الخامس قبل الميلاد، حيث ورد في كتابات الفلاسفة اليونانيين . [ 1 ] [ 2 ] في القرن الثالث قبل الميلاد، أثبت علم الفلك الهلنستي الشكل الكروي التقريبي للأرض كحقيقة فيزيائية، وحسب محيطها . انتشرت هذه المعرفة تدريجيًا في جميع أنحاء العالم القديم خلال أواخر العصور القديمة والعصور الوسطى ، لتحل محل المعتقدات السابقة بأن الأرض مسطحة . [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] وقد تحقق برهان عملي على كروية الأرض من خلال رحلة فرديناند ماجلان وخوان سيباستيان إلكانو حول العالم (1519-1522). [ 7 ]
يعود إدراك أن شكل الأرض يُوصف بدقة أكبر بأنه إهليلجي إلى القرن السابع عشر، كما وصفه إسحاق نيوتن في كتابه "الأصول الرياضية للفلسفة الطبيعية" . في أوائل القرن التاسع عشر، حُدِّد تسطح الإهليلج الأرضي بنحو 1/300 ( ديلامبر ، إيفرست ). أما القيمة الحديثة، كما حددها النظام الجيوديسي العالمي التابع لوزارة الدفاع الأمريكية منذ ستينيات القرن العشرين، فهي قريبة من 1/298.25. [ 8 ] يُعرف علم دراسة شكل الأرض باسم الجيوديسيا .
سبب
تتمتع الأرض بكتلة هائلة تجعل قوة الجاذبية تحافظ على شكلها الكروي تقريبًا. وينتج معظم انحرافها عن الشكل الكروي عن قوة الطرد المركزي الناتجة عن دورانها حول محورها الشمالي الجنوبي. هذه القوة تشوه الكرة إلى شكل بيضاوي مفلطح . [ 9 ]
تشكيل
تشكّل النظام الشمسي من سحابة غبار كانت، جزئيًا على الأقل، بقايا مستعر أعظم واحد أو أكثر ، أنتجت عناصر ثقيلة عبر عملية التخليق النووي . تراكمت حبيبات المادة بفعل التفاعل الكهروستاتيكي. ومع ازدياد كتلتها، تولّت الجاذبية زمام الأمور في جمع المزيد منها، مطلقةً طاقة الوضع الناتجة عن تصادماتها، ومتساقطةً على شكل حرارة . كما احتوى القرص الكوكبي الأولي على نسبة أكبر من العناصر المشعة مقارنةً بالأرض اليوم، لأن هذه العناصر تحللت بمرور الوقت . وقد ساهم تحللها في زيادة حرارة الأرض في بداياتها، ولا يزال يُسهم في ميزانيتها الحرارية الداخلية . ولذلك، كانت الأرض في بداياتها سائلة في معظمها.
الكرة هي الشكل المستقر الوحيد لسائل غير دوّار ينجذب ذاتيًا بفعل الجاذبية. يكون التسارع الخارجي الناتج عن دوران الأرض أكبر عند خط الاستواء منه عند القطبين (حيث ينعدم)، لذا تتشوه الكرة إلى شكل بيضاوي ، وهو الشكل الذي يمتلك أدنى طاقة كامنة لجسم سائل دوّار. يكون هذا الشكل البيضاوي أكثر سمكًا قليلًا حول خط الاستواء من الكرة المثالية. كما أن شكل الأرض غير منتظم بعض الشيء لأنها تتكون من مواد مختلفة ذات كثافات متباينة، مما يؤدي إلى تفاوت طفيف في قوة الجاذبية لكل وحدة حجم.
تغيرات الشكل اللاحقة وتأثيراتها
على الرغم من أن صخور سطح الأرض قد بردت بما يكفي لتتصلب، إلا أن لبها الخارجي لا يزال ساخنًا بما يكفي ليظل سائلًا. ولا تزال الطاقة تُطلق؛ فقد دفعت الأنشطة البركانية والتكتونية الصخور إلى التلال والجبال، وقذفتها من فوهات بركانية . كما تتسبب النيازك في تكوين فوهات صدمية وتلال محيطة بها. مع ذلك، إذا توقف إطلاق الطاقة من هذه العمليات، فإنها تميل إلى التآكل بمرور الوقت، وتعود نحو أدنى منحنى طاقة كامنة للسطح الإهليلجي. ويمكن للطقس المُستمد من الطاقة الشمسية أن يُحرك الماء والصخور والتربة، مما يجعل الأرض غير كروية قليلًا.
تتذبذب الأرض مع تغير شكل أدنى مستوى طاقة كامنة لها يوميًا بفعل جاذبية الشمس والقمر أثناء دورانهما حول الأرض. وهذا ما يُسبب المد والجزر في مياه المحيطات ، التي تتدفق بحرية على طول مستوى الطاقة المتغير.
تاريخ المفهوم والقياس


كان شكل الأرض الكروي معروفًا ومُقاسًا من قِبل علماء الفلك والرياضيات والملاحين من حضارات قديمة مُتعلمة مُتنوعة، بما في ذلك العالم الهيليني والهند القديمة. وقد فُسِّرَ كلام عالم الأعراق اليوناني ميغاسثينيس ، حوالي عام 300 قبل الميلاد ، على أنه يُشير إلى أن البراهمة المُعاصرين في الهند كانوا يؤمنون بكروية الأرض باعتبارها مركز الكون. [ 10 ] ورثت روما القديمة، والممالك المسيحية والإسلامية في العصور الوسطى، معارف اليونانيين. وقد وفرت رحلات الطواف حول العالم في عصر الاكتشافات دليلًا مباشرًا على ذلك. كما ساهمت التحسينات في وسائل النقل وغيرها من التقنيات في تحسين تقديرات حجم الأرض، وساعدت في نشر المعرفة عنها.
يعود أقدم ذكر موثق لهذا المفهوم إلى حوالي القرن الخامس قبل الميلاد، حيث ورد في كتابات الفلاسفة اليونانيين . [ 1 ] [ 11 ] وفي القرن الثالث قبل الميلاد، أثبت علم الفلك الهلنستي الشكل الكروي التقريبي للأرض كحقيقة فيزيائية، وحسب محيطها . وقد تم تبني هذه المعرفة تدريجيًا في جميع أنحاء العالم القديم خلال أواخر العصور القديمة والعصور الوسطى . [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] وقد تحقق برهان عملي على كروية الأرض من خلال رحلة فرديناند ماجلان وخوان سيباستيان إلكانو حول العالم (1519-1522). [ 12 ]
أزاح مفهوم كروية الأرض المعتقدات السابقة التي كانت تؤمن بأنها مسطحة : ففي أساطير بلاد ما بين النهرين القديمة ، صُوِّر العالم على أنه قرص يطفو في المحيط تعلوه قبة سماوية نصف كروية، [ 13 ] وهذا ما شكّل أساس خرائط العالم القديمة مثل خرائط أناكسيماندر وهيكاتايوس الملطي . وتشمل التكهنات الأخرى حول شكل الأرض زقورة ذات سبع طبقات أو جبلًا كونيًا ، كما ورد في الأفيستا والكتابات الفارسية القديمة (انظر المناخات السبعة ).
يعود إدراك أن شكل الأرض يُوصف بدقة أكبر بأنه إهليلجي إلى القرن السابع عشر، كما وصفه إسحاق نيوتن في كتابه "الأصول الرياضية للفلسفة الطبيعية" . وفي أوائل القرن التاسع عشر، حُدِّد تسطح الإهليلج الأرضي بنحو 1/300 ( ديلامبر ، إيفرست ). أما القيمة الحديثة، كما حددها النظام الجيوديسي العالمي التابع لوزارة الدفاع الأمريكية منذ ستينيات القرن العشرين، فهي قريبة من 1/298.25. [ 14 ]
القياس والتمثيل
علم الجيوديسيا، ويسمى أيضاً علم الجيوديسيا، هو التخصص العلمي الذي يتعامل مع قياس وتمثيل الأرض ومجال جاذبيتها والظواهر الجيوديناميكية ( الحركة القطبية ، والمد والجزر الأرضي ، وحركة القشرة الأرضية) في الفضاء ثلاثي الأبعاد المتغير مع الزمن.
يهتم علم الجيوديسيا بشكل أساسي بتحديد المواقع ومجال الجاذبية والجوانب الهندسية لتغيراتهما الزمنية، مع أنه قد يشمل أيضًا دراسة المجال المغناطيسي للأرض. وينقسم علم الجيوديسيا، خاصة في العالم الناطق بالألمانية ، إلى قسمين رئيسيين: القياس الجيوديسي ("Erdmessung" أو "höhere Geodäsie")، الذي يُعنى بقياس الأرض على نطاق عالمي، والمسح الجيوديسي ("Ingenieurgeodäsie")، الذي يُعنى بقياس أجزاء من سطح الأرض.
يمكن تصور شكل الأرض بطريقتين على الأقل:
- مثل شكل الجيود ، وهو متوسط مستوى سطح البحر في المحيط العالمي؛ أو
- كما هو شكل سطح الأرض عندما يرتفع فوق سطح البحر وينخفض تحته.
مع ازدياد دقة قياسات علم الجيوديسيا للأرض، تبيّن في البداية أن شكل الجيود ليس كرة مثالية، بل أقرب إلى شكل بيضاوي مفلطح ، وهو نوع محدد من الأشكال الإهليلجية . وقد أظهرت قياسات أحدث دقة غير مسبوقة في تحديد الجيود، كاشفةً عن تجمعات كتلية تحت سطح الأرض.
شهادة

يمكن إثبات الشكل الكروي التقريبي للأرض تجريبياً من خلال أنواع عديدة من الملاحظات ، بدءاً من مستوى سطح الأرض، مروراً بالرحلات الجوية، وصولاً إلى المدار. يُحدث هذا الشكل الكروي عدداً من التأثيرات والظواهر التي تُفنّد مجتمعةً معتقدات الأرض المسطحة . تشمل هذه التأثيرات رؤية الأجسام البعيدة على سطح الأرض؛ خسوف القمر؛ مظهر القمر؛ رصد السماء من ارتفاع معين؛ رصد بعض النجوم الثابتة من مواقع مختلفة؛ رصد الشمس؛ الملاحة السطحية؛ تشوه الشبكة على سطح كروي؛ الأنظمة الجوية؛ الجاذبية؛ والتكنولوجيا الحديثة.
انظر أيضاً
مراجع
- 1 2 ديكس، د. ر. (1970). علم الفلك اليوناني المبكر إلى أرسطو . إيثاكا، نيويورك: مطبعة جامعة كورنيل. ص 72-198 . ISBN 978-0-8014-0561-7.
- ↑ كورماك، ليزلي ب. (2015)، "أن الجغرافيين وغيرهم من المتعلمين كانوا يعلمون قبل كولومبوس أن الأرض مسطحة"، في نامبرز، رونالد ل.؛ كامبوراكيس، كوستاس (محرران)، تفاحة نيوتن وخرافات أخرى حول العلم ، مطبعة جامعة هارفارد، ص 16-24 ، ISBN 9780674915473
- 1 2 الاستمرار في الفكر الروماني والعصور الوسطى: راينهارد كروجر: " Materialien und Dokumente zur mittelalterlichen Erdkugeltheorie von der Spätantike bis zur Kolumbusfahrt (1492) "
- 1 2 جميل، جميل (2009). "علم الفلك". في الأسطول، كيت؛ كريمر، جودرون؛ ماترينج، دينيس؛ نواس، جون. روسون، إيفريت (محرران). موسوعة الإسلام . دوى : 10.1163/1573-3912_ei3_COM_22652 . رقم ISBN 978-90-04-17852-6.
- ١ ٢ التبني المباشر من قبل الهند: د. بينجري : "تاريخ علم الفلك الرياضي في الهند"، قاموس السير العلمية ، المجلد ١٥ (١٩٧٨)، الصفحات ٥٣٣-٦٣٣ (٥٥٤ وما بعدها)؛ جليك، توماس ف.، ليفسي، ستيفن جون، واليس، فيث (محررون): "العلوم والتكنولوجيا والطب في العصور الوسطى: موسوعة"، روتليدج، نيويورك ٢٠٠٥، رقم ISBN 0-415-96930-1، ص 463
- ١ ٢ تبني الصين لهذا المفهوم عبر العلوم الأوروبية: مارتزلوف، جان كلود (١٩٩٣). "المكان والزمان في النصوص الصينية لعلم الفلك وعلم الفلك الرياضي في القرنين السابع عشر والثامن عشر" . العلوم الصينية . ١١ (١١): ٦٦-٩٢ . doi : 10.1163/26669323-01101005 . JSTOR 43290474. مؤرشف من الأصل بتاريخ ٢٠٢١-١٠-٢٦ . تم الاطلاع عليه بتاريخ ٢٠٢١-١٠-١٢ . وكولين ، سي. (1976). "إراتوستينس صيني للأرض المسطحة: دراسة لجزء من علم الكونيات في هواي نان تزو". نشرة كلية الدراسات الشرقية والأفريقية، جامعة لندن . 39 (1): 106-127 . doi : 10.1017/S0041977X00052137 . JSTOR 616189. S2CID 171017315 .
- ↑ بيغافيتا، أنطونيو (1906). رحلة ماجلان حول العالم. آرثر أ. كلارك.
- ↑ انظر شكل الأرض ونصف قطرها § أنصاف الأقطار العالمية لمزيد من التفاصيل. تشير القياسات الحديثة من الأقمار الصناعية إلى أن الأرض في الواقع ذات شكل كمثري طفيف . هيو ثورستون، علم الفلك المبكر ، (نيويورك: سبرينغر-فيرلاغ)، ص 119. ISBN 0-387-94107-X.
- ↑ "لماذا الكواكب كروية؟" . موقع ناسا الفضائي . 27 يونيو 2019. تاريخ الاسترجاع : 31 أغسطس 2019 .
- ↑ إي. أ. شوانبيك (1877). الهند القديمة كما وصفها ميغاسثينيس وأريان؛ وهي ترجمة لأجزاء من كتاب إنديكا لميغاسثينيس جمعها الدكتور شوانبيك، والجزء الأول من كتاب إنديكا لأريان . ص 101 .
- ↑ كورماك، ليزلي ب. (2015)، "أن الجغرافيين وغيرهم من المتعلمين كانوا يعلمون قبل كولومبوس أن الأرض مسطحة"، في نامبرز، رونالد ل.؛ كامبوراكيس، كوستاس (محرران)، تفاحة نيوتن وخرافات أخرى حول العلم ، مطبعة جامعة هارفارد، ص 16-24 ، ISBN 9780674915473
- ↑ بيغافيتا، أنطونيو (1906). رحلة ماجلان حول العالم. آرثر أ. كلارك.
- ↑ نويغباور، أوتو إي. (1975). تاريخ علم الفلك الرياضي القديم . بيركهاوزر. ص 577. ISBN 978-3-540-06995-9.
- ↑ انظر شكل الأرض ونصف قطرها § أنصاف الأقطار العالمية لمزيد من التفاصيل. تشير القياسات الحديثة من الأقمار الصناعية إلى أن الأرض في الواقع ذات شكل كمثري طفيف . هيو ثورستون، علم الفلك المبكر ، (نيويورك: سبرينغر-فيرلاغ)، ص 119. ISBN 0-387-94107-X.
المراجع
- نيدهام، جوزيف؛ وانغ، لينغ (1995) [1959]. العلم والحضارة في الصين: الرياضيات وعلوم السماء والأرض . المجلد 3 (طبعة مُعاد طباعتها). كامبريدج: مطبعة جامعة كامبريدج. ISBN 0-521-05801-5.
للمزيد من القراءة
- جانيس فانكليف (2002). علم جانيس فانكليف عبر العصور . جون وايلي وأولاده. ISBN 9780471208303.
- مينون، سي بي إس (2003). علم الفلك وعلم الكونيات المبكر: إعادة بناء أقدم نظام كوني، إلخ . وايتغيشم، مونتانا، الولايات المتحدة الأمريكية: دار نشر كيسينجر. رقم ISBN 9780766131040.
- إسحاق أسيموف (1972). كيف اكتشفنا أن الأرض كروية؟ نيويورك، ووكر. ISBN 978-0802761217.
- هانام، جيمس (2025). الكرة الأرضية: كيف أصبحت الأرض كروية . لندن: دار رياكشن بوكس للنشر. ISBN 9781836391128.
روابط خارجية
- تقول إن الأرض كروية؟ أثبت ذلك (من برنامج The Straight Dope )
- ناسا - معظم التغيرات في شكل الأرض تعود إلى تغيرات المناخ
- موقع إلكتروني تعليمي بعنوان " الأرض الكروية وكريستوفر كولومبوس" .
- أفضل 10 طرق لمعرفة أن الأرض ليست مسطحة ، موقع تعليمي علمي
- علم الفلك القديم
- علم الفلك اليوناني القديم
- رسم الخرائط
- أرض
- علم الكونيات المبكر
- الجيوديسيا
- الكرات
