هسته

 هسته مجموعه‌ای از ذرات باردار با بار مثبت می‌باشد که در یک حجم فوق‌العاده کوچک تمرکز یافته‌اند و با نیروی بسیار قوی و برد کوتاه (نیروی برهمکنش قوی هسته‌ای) به‌هم مقید شده‌اند که این مجموعه متراکم ، کل جرم اتم را در خود دارد و الکترون‌ها درمدار‌‌هایی ، حول این نقطه چگال مرکزی در حال دوران هستند.خواص اساسی هسته بر دونوع است که عبارتند از :·         خواص مستقل از زمان : خواصی هستند که وابسته به زمان نیستند. مانند جرم ، اندازه ، بار. ·         خواص وابسته به زمان : خواصی هستند که وابستگی به زمان دارند. مانند واپاشی پرتوزا و واکنشهای هسته‌ای.هسته هر اتمی از پروتونها و نوترونها)یا نوکلئونها‌) تشکیل می‌شود. و این نوکلئونها از طریق برهمکنش قوی با یکدیگر پیوند دارند. ترکیب پروتونها و نوترونها در هر هسته معین بصورت A _Z نشان داده می شود که در آن ، A = Z+N است ، N و Z به ترتیب تعداد نوترونها و تعداد پروتونها است. تعداد پروتونها در هسته ، تعیین کننده تعداد الکترونهای اتم و در نتیجه تعیین کننده ویژگیهای اتمی یا شیمیایی است. در نمایش A _Z ، علامت Z را اغلب با نماد شیمیایی اتم جایگزین می‌کنند. پروتون ذره‌ای با بار الکتریکی مثبت است. این بار در مقایسه با بار الکترون مقداری مساوی و علامتی مخالف دارد. q_p = -q_e = -e  جرم پروتون 1836 برابر جرم الکترون است.تعداد پروتون‌ها تعیین‌کننده‌ی هویت شیمیایی اتم است. اهمیت این خاصیت به اندازه‌ای است که نام خاص عدد اتمی را برای آن در نظر گرفته‌اند.پروتون پاد ذره‌ای به نام پاد پروتون دارد. پاد پروتون را اوئن چمبرلین ، امیلیو سگره ، کلاید ویگاند و توماس یسپسیلانتیس در سال 1955 میلادی ، با استفاده از بواترون در آزمایشگاه تابش برکلی ، کشف کردند. پس از مدت زمان کوتاهی ، پاد نوترون نیز با استفاده از همین بواترون کشف شد.نوترون ذره‌ای است که ساختارش شباهتهای فراوانی به ساختار پروتون دارد و همچنین به لحاظ جرمی مشابه پروتون است. اما به لحاظ بار الکتریکی خنثی است. در واقع کشف نوترون‌ها به این صورت بوده که چون اتمها از نظر الکتریکی خنثی هستند، تعداد الکترونها و پروتونها در هر اتم بایستی برابر باشند ولی برای توجیه جرم کل اتمها ، ارنست رادرفورد در 1920 وجود ذراتی بدون بار را در هسته اتم مسلم دانست. چون این ذرات بدون بارند، تشخیص و تعیین خواص آنها مشکل است.نوترون را از این نظر که درون هسته تا زمان نا‌محدودی بدون تغییر باقی می‌ماند، معمولاً پایدار می‌دانند. اما نوترون در شرایط خاصی می‌تواند به خود وا‌پاشیده شود و به یک پروتون و یک الکترون تجزیه شود.نوترون‌ها را در هسته همه اتم‌ها، به استثنای ایزوتوپ هیدروژن ـ ۱ ، می‌توان یافت. ایزوتوپها هسته‌هایی هستند که تعداد پروتونهای آنها باهم برابر ، ولی تعداد نوترونهایشان باهم متفاوت

ذرات بنیادی

ذرات بنیادی یا ذرات ریز اتمی، ذراتی‌اند که اندازه‌هایی کوچک‌تر از اتم دارند. تعداد ذرات بنیادی شناخته شده در سال 1940 از شمار انگشتان یک دست تجاوز نمی‌کرد : پروتون‌ها، نوترون‌ها، الکترون‌ها، نوترینو‌ها و پوزیترون‌ها. ثابت شده تمامی مواد از مولکولها ، مولکولها هم از اتمها ، اتمها از هسته‌ها و الکترونها و هسته‌ها از پروتونها و نوترونها تشکیل شده‌اند. در واقع سه ذره اول، یعنی پروتون‌ها، نوترون‌ها و الکترون‌ها را به عنوان خشت‌هایی اصلی می‌شناختند که اتم‌ها از آن‌ها ساخته شده‌اند.نوترینو‌ها و پوزیترون‌ها هم ذراتی کم و بیش عجیب به حساب می‌آمدند که در خارج از جو زمین کشف شده بودند و نقش و منشأ چندان معلومی نداشتند.طی دو دهه بعدی، دید‌گاه دانشمندان نسبت به ماده دگرگون شد. با شکافت و گداخت هسته‌ای تعداد ذرات بنیادی شناخته شده افزایش یافت.در پایان دهه 1950، تعداد ذرات بنیادی کشف شده به قدری زیاد بود که بعضی از فیزیک‌دانان فهرست آن‌ها را  «باغ‌وحش ذرات»  نامیدند.در سال 1964، برخی از فیزیک‌دانان راهی را برای خروج از باغ‌وحش ذرات پیشنهاد کردند. نظر آن‌ها این بود که تعداد ذرات بنیادی خیلی کم است و ذرات ریز اتمی دیگری که کشف شده‌اند از ترکیب‌های مختلف همین ذرات واقعاً بنیادی پدید می‌آیند. آن‌ها ذرات بنیادی واقعی را کوارک‌ها و لپتون‌ها نامیدند.در این مبحث، تنها سه ذره اول و از همه مهم‌تر را توضیح می‌دهیم. پروتون‌ها و نوترون‌ها که هسته اتم‌ها را تشکیل می‌دهند و الکترون‌ها که در مدار‌هایی به دور این هسته‌ها در گردش‌اند.لازم است بدانید که هر ذره ریز اتمی‌(و در واقع همه ذرات) را می‌توان از لحاظ بار الکتریکی با یکی از سه حالت مثبت، منفی یا خنثی یافت. همه ذرات ریز اتمی خاصیتی به نام اسپین دارند، یعنی مشابه سیاراتی مثل زمین به دور محور‌شان در چرخش‌اند. در حالت کلی، اسپین هر ذره ریز اتمی می‌تواند در جهت ساعت‌گرد یا پاد‌ساعت‌گرد باشد.

قوانین کپلر

در اواخر قرن شانزدهم و اوایل قرن هفدهم یوهان کپلر ستاره شناس معروف آلمانی توانست با استفاده از تجربیات بیست ساله منجم دانمارکی تیکو براهه سه قانون زیر را بدست آورد. بعدا ایزاک نیوتن به تصحیح و تکمیل این قوانین پرداخت. این قوانین از مهمترین و  معروفترین قوانین نجوم هستند.قانون اول کپلر یا قانون بیضوی ها مدار هر سیاره به شکل یک بیضی است که خورشید در یکی از کانونهای آن قرار دارد.‌(قانون مدار‌ها)ابتدا تعریف بیضی: بیضی به بیان ساده مکان هندسی نقاطی از صفحه است که مجموع فاصله هر نقطه از آن تا دو نقطه ثابت (که کانون بیضی نامیده میشوند) برابر مقدار ثابتی است. معمولا این مقدار را با2a  نشان میدهند . در ضمن فاصله بین دو کانون را هم با 2c نشان می‌دهند. اگر بیضی‌ای رسم کنید که مرکز بیضی روی مبدا باشد و قطر بزرگ بیضی را روی y=0 و قطر کوچک را روی x=0 در نظر بگیرید، شکلی شبیه به شکل 1خواهید داشت. نقاط دو سر قطر بزرگ که به آن محور اطول میگویند راس‌های بیضی نام دارد. البته در این نمودار مختصات این رئوس با (‌۰وa) و (0وa-) مشخص شده‌اند. محور کوچکتر محور اقصر نام دارد. رئوس این محور در شکل با (0وb-) و (bو‌۰) مشخص شده‌اند. اگر هر نقطه بیضی را به کانون‌ها وصل کنیم، بین این دو نقطه و مبدا یک مثلث قائم الزاویه درست می شود.یک نسبت مهم در بیضی « خروج از مرکز بیضی » می‌باشد که فرمول آن به این صورت است :e=c/a . اگرe=0 باشد، بیضی یک حالت خاص یعنی دایره است و اگر e=1 باشد، حالت خاص دیگر یعنی یک پاره خط داریم. هر چه e بیشتر باشد، کشیدگی بیضی بیشتر است.به راحتی می‌توان مشخصات مسیر حرکت سیارات به دور خورشید از قبیل خروج از مرکز و دیگر پارامتر‌ها را محاسبه کرد. از این مطلب که مسیر حرکت سیارات به دور خورشید بیضی شکل است می‌توان این را نتیجه گرفت که فاصله سیاره تا خورشید به لحاظ واقع بودن بر مدار بیضی دارای حداقل و حداکثر است. کپلر بیش از 20 سال برای درک چگونگی مدارات سیارات زحمت کشید. او مدلهای مختلفی را امتحان نمود ولی  سرانجام نشان داد که صفحه مداری سیاره ها از خورشید می گذرد و کشف کرد که شکل مداری سیارات به صورت بیضی است. این قانون در سال 1609 میلادی انتشار یافت.قانون دوم کپلر یا قانون مسطح معادلخط مستقیم واصل سیاره و خورشید (شعاع حامل یک سیاره)، در فواصل زمانی مساوی مساحت‌های مساوی را در فضا جاروب می کند. یعنی برای مثال، در شکل 2 سیاره ای در مدت 1 ماه از A به B می رود. مدت زمانی که از C به D می رود نیز یک ماه است؛ اما اکنون از خورشید دورتر است. بنابراین فاصله A تا B باید بیشتر باشد تا سیاره در همان مدت یک ماه مساحتی برابر با مساحت اول را جاروب کند. به همین دلیل سیاره هنگامی که به خورشید نزدیکتر است با سرعت بیشتری حرکت می کند.قانون سوم کپلر یا قانون هارمونیکگفتیم که مسیر حرکت سیارات به دور خورشید، مسیرهای بیضی شکل هستند.  حال اگر بتوانیم دوره تناوب حرکت سیاره را برحسب قطر بزرگ بیضی پیدا کنیم، ملاحظه می‌کنیم مربع دوره تناوب حرکت سیاره با توان سوم یا مکعب نصف قطر بزرگ بیضی متناسب است.  این بیان به عنوان قانون سوم کپلر معروف است و به این صورت بیان می‌شود که : نسبت مجذور زمان تناوب گردش دو سیاره برابر با نسبت مکعب نیم قطر اطول آنها است.کپلر برای به‌دست آوردن این فرمول 7 سال تلاش کرد. در آن زمان فاصله واقعی میان خورشید و سیارات معلوم نبود اما محاسبه نسبت فاصله یک سیاره تا خورشید به فاصله زمین تا خورشید میسر بود.  مثلا کپلر می‌دانست که نیم‌قطر اطول  مدار مریخ  تقریبا 1.5 برابر نیم‌قطر اطول  مدار زمین است. او متوجه شد اگر در هر سیاره نیم قطر اطول را به توان 3 و دوره گردش را به توان 2  برسانیم دو رقم به‌دست آمده با هم برابر می‌شوند و فقط اختلاف‌های اندکی برای برجیس (مشتری) و کیوان (زحل) دیده می‌شود. این مطلب را می‌توان به صورت  p² = r³نوشت که درآن p برحسب سال و r برحسب واحد نجومی (نیم قطر اطول زمین) است. می‌توانیم برای اندازه‌گیری دور گردش سیاره واحد روز و برای فاصله کیلومتر را انتخاب کنیم. در این صورت نباید انتظار داشته باشیم  p² = r³بلکه باید رابطه را به صورت p² = kr³ بنویسیم که در آن k ضریب ثابت است و مقدارش به واحدها بستگی دارد. برای مشخص کردن این موضوع معادله را می توان به این صورت نوشت :r₁³ / r₂³ = p₁³/ p₂³
که P1 و r1 برای جرمی است که میخواهیم این مقادیر را برایش بدست آوریم و P2 و r2 معمولاً برای زمین یا جرمی که این دو مقدار برای آن اندازه گیری شده است، می باشد.

 کاربرد قوانین کپلر با استفاده از قوانین کپلر می‌توان مدار حرکت سفینه‌های فضایی را پیشگویی نمود. به این صورت که مشخصات مداری را که سفینه پیرامون خورشید خواهد پیمود با استفاده از محاسبات ریاضی تعیین می‌کنند. البته این مسئله را در مورد اجرام سماوی مانند سیارات نیز می‌توان انجام داد.

تقسیم بندی علم نجوم

تاریخ نجوم را می‌توان به 3 دوره تقسیم کرد : دوره زمین‌ـ‌مرکزی، دوره کهکشانی، دوره کیهانی. آغاز دوره اول در تاریخ باستان است و پایان آن در قرن شانزدهم. دوره دوم از قرن هفدهم شروع شد و تا قرن نوزدهم طول کشید. دوره سوم در قرن حاضر آغاز شد و هنوز ادامه دارد.1.           دوره زمین‌-‌مرکزینظریات این دوره معطوف به رابطه واقعی یا فرضی رویداد‌های آسمانی با حوادث زمینی بود. آن‌ها به جستجوی آسمان به خاطر یافتن نشانه‌هایی از وقایع سعد و نحس می‌پرداختند. اولین اقدامات جدی برای توصیف حرکت منظومه‌ی شمسی را یونانی‌ها انجام دادند. بطلمیوس نظریه زمین مرکزی (یا بطلمیوسی) را برای منظومه‌ی شمسی مطرح کرد که در آن، زمین در مرکز منظومه ساکن است و خورشید، ماه و ستار‌گان، حول آن دوران می‌کنند.
این مطلب نباید شگفت‌انگیز جلوه کند زیرا زمین به نظر ما یک جسم بسیار با اهمیت است. حتی امروزه در آموزش اخترشناسی در دریانوردی، از چار‌چوبِ مرجع زمین مرکزی استفاده می‌کنیم و در مکالمه‌ی معمولی اصطلاحاتی چون «طلوع خورشید» را به کار می‌بریم که اشاره به چنین چار‌چوبِ مرجعی است.مدارهای دایره‌ای ساده نمی‌توانند حرکت‌های پیچیده‌ی سیارات را توجیه کنند، در نتیجه بطلمیوس مفهوم افلاک تدویر را به کار برد. در این مدل هر سیاره‌ای به دور نقطه‌ای در حال دوران است که این نقطه نیز در مداری دایره‌ای شکل به دور زمین می‌گردد.
او همچنین مجبور شد به آرایش‌های هندسی دیگری هم متوسل شود، اما در هر یک از این افلاک نیز دایره نقش خود را به عنوان شکل اصلی حرکت سیارات حفظ می‌کرد.
امروزه ما می‌دانیم که دایره در حرکت سیارات شکل اصلی نیست. بلکه بیضی شکل اصلی حرکت است و خورشید در یکی از کانون‌های بیضی قرار دارد.با وجود اینکه نظریه بطلمیوس درست نبود؛ ولی کشف‌های برجسته‌ای در این دوران صورت پذیرفت. گاه‌شماری با دقت زیاد رشد کرد. دایره‌البروج ـ مسیر ظاهری خورشید از میان ستارگان ـ به دقت تمام تعریف شد. خسوف و کسوف تعیین گردید و حتی در قرن دوم پیش از میلاد به حرکت محور زمین پی برده شد. 2.           دوره کهکشانیمی‌توان گفت که نجوم جدید با این دوره آغاز می‌گردد. در قرن شانزدهم میلادی کوپرنیک یک طرح خورشید‌مرکزی (کوپرنیکی) پیشنهاد کرد که در آن خورشید در مرکز منظومه‌ی شمسی قرار دارد و زمین مانند یکی از سیّار اتش حول آن حرکت می‌کند. اغلب تصور می‌شود که طرح کوپرنیک آن چنان ساده‌تر از طرح بطلمیوس است که باید از همان ابتدا پذیرفته می‌شد. این تصور درست نیست. کوپرنیک به تقدس دایره‌‌ای معتقد بود و او نیز به اندازه‌ی بطلمیوس از افلاک تدویر و طرح‌های دیگر استفاده کرد. با این حال قرار دادن خورشید در مرکز اجرام، تعریف بسیار ساده‌تر و توضیح بسیار طبیعی‌تر در مورد برخی خصوصیات حرکت سیاره‌ای ارائه داد. مهم‌تر از همه، او شالوده‌ی محکمی بنیان نهاد که دیدگاه‌های جدید ما در باره‌ی منظومه‌ی شمسی بر روی آن استوار است.بحث و جدل درباره‌ی این دو نظریه، اخترشناسان را بر آن داشت که اطلاعات رصدی دقیق‌تری به دست آورند. این اطلاعات را تیکو براهه آخرین اختر‌شناس بزرگی که مشاهدات خود را بدون استفاده از تلسکوپ انجام می‌داد، جمع‌آوری کرده است. یوهان کپلر که دستیار براهه بود، مدت بیست سال وقت صرف کرد تا توانست اطلاعات جمع‌آوری شده توسط براهه را تحلیل و تعبیر کند و به قوانینی در زمینه حرکت سیارات دست یافت.معرفی تلسکوپ به نجوم توسط گالیله، نشانه مرحله مهمی در تکامل علم نجوم به شمار می‌رود. همان‌طور که اختراع بعد‌ی طیف‌نما نیز چنین بود. این دو وسیله مکمل یکدیگر بودند. تلسکوپ، رویت ستارگان را با وضو حی بیشتر ممکن می‌سازد، طیف‌نما نور ستارگان را تجزیه می‌کند و اطلاعاتی درباره ستار‌گان در اختیار ما می‌گذارد. اطلاعات رصدی نیاز به تطبیق با قوانینی داشتند تا به پیشرفت علم نجوم منتهی شوند. یو هانس کپلر با کشف قوانین حرکت سیارات و نیوتن با کشف قانون گرانش عمومی، در این راه گام بزرگی برداشتند.به طور خلاصه در این دوره، چهار تحول بزرگ رخ داده است :1ـ کوپرنیک خاطر نشان کرد که خورشید در مرکز منظومه‌ی شمسی قرار دارد، نه زمین. به زبان امروزی، او چارچوب مرجعی (خورشید) در اختیار ما قرار داده که از چارچوب مرجعی که قبلاً برای بیان حرکت‌های منظومه‌ی شمسی به کار می‌رفت (زمین) خیلی مناسب‌تر است.
این چارچوب مرجع، که نسبت به خورشید ثابت است و با آن نمی‌چرخد، از جمله برتری‌های سیستم کوپرنیکی است؛ زیرا چارچوب مرجعی که به زمین در حال دوران (که ما بر روی آن زندگی می‌کنیم) متصل است، نمی‌تواند برای مسائل مربوط به حرکت سیارات به کار رود.
2ـ براهه حرکت سیارات را آن طور که از زمین دیده می‌شدند، دقیقاً اندازه گرفت و اطلاعات رصدی لازم را برای پیشرفت‌های بعدی فراهم کرد.3ـ کپلر با مطالعه‌ی داده‌های براهه، سه قانون تجربی ساده را برای حرکت سیارات به دست آورد و با قبول چارچوب مرجع کوپرنیکی حرکت سیارات را به شکل ساده‌ای نمایش داد.
4ـ نیوتن صورت کلی قوانین حرکت دستگاه‌های مکانیکی، از جمله قانون نیروی خاصی که بر حرکت سیارات حاکم است و قانون گرانش جهانی نامیده می‌شود را کشف کرد.
دوره کیهانیدر این دوره آشکار شد که کهکشان ستارگانی که خورشید ما به آن تعلق دارد فقط یکی از کهکشان‌های بسیاری است که برخی بزرگ‌تر و برخی کوچک‌تر از کهکشان ما هستند. بخش زیادی از تحقیقات نجومی نیم قرن اخیر به این کوشش اختصاص داشته است که تصویری کامل از جهان به دست آوریم. تلسکوپ‌های نوری بزرگ‌تر و نیز تلسکوپ‌های رادیویی عظیم برای کمک به این تحقیقات ساخته شده‌اند. نابغه بزرگی که در ذهن عامه مردم بیش از همه با این دوره ارتباط داده می‌شود، دکتر آلبرت انیشتین است. هر‌چند که او در درجه اول، یک فیزیکدان و ریاضیدان بود، کیهان‌شناسی و اختر‌فیزیک به نظریه نسبیت او متکی هستند. ما در این دوره نجومی زندگی می‌کنیم و تا پایان آن راه درازی در پیش است.

واژه نجوم و مفاهیم نجومی

کلمه ی نجوم از دو واژه ی یونانی، آسترون به معنای ستاره  و نوموس به معنا ی قانون گرفته شده است.Astronomy :   Astron  +  Nomos علم نجوم در واقع مطالعه ی حرکات، ساختار، تکامل و سرنوشت اجرام آسمانی است. علم نجوم در مسیر تحول خود به کشف بسیاری از قوانین حاکم بر اجرام آسمانی نائل آمده است، ولی باید گفت که کار تحقیق و پژوهش در این باره هرگز پایان پذیر نیست. زیرا با پیشرفت تکنولوژی، در هر زمان به اسرار تازه ای از جهان آفرینش دست می یابیم.علم نجوم پاسخ به سوالات و چرا‌های آدمی درباره ی جهان آفرینش و ماهیت آن است. از دیدگاه دیگر علم نجوم عبارت است از مطالعه‌ی تکامل طبیعی و مادی اجرام و اجسام آسمانی، در هر زمان و مکان معین. به این ترتیب نجوم با مباحث نظری و فلسفی پیوند بسیار نزدیکی پیدا می کند. تقسیمات علم نجوم : 1.         هیئت و نجوم             Astronomyبه طور کلی درباره ی حرکت اجرام آسمانی بحث می کند.          2.         اختر‌فیزیک              Astrophysicsدرباره ی ساختار، خواص فیزیکی، ترکیب شیمیایی و تحولات درونی ستارگان بحث می کند و به مطالعه ی حرکات ظاهری و حقیقی ستارگان و تعیین مواضع آن ها نیز می پردازد. این بخش خود شامل دو قسمت است:               الف) اختر‌فیزیک کاربردی      Applied astrophysics                     عمدتا به طراحی ابزار و وسایل نجومی می پردازد و مطالعه ی کاربردی روش های اختر‌شناسی مورد نظر است.                                                ب)   اختر فیزیک نظری        Theoretical astrophysics                                                       به کمک قوانین فیزیک، پدیده های نجومی را توضیح داده و تبیین می نماید.
  3.         طالع بینی                  Astrology        به کمک حرکت و مواضع اجرام آسمانی به پیشگویی می پردازد و به طالع بینی علمی و غیر علمی تقسیم می شود  که در طالع بینی علمی تمام پیش گویی ها منطبق بر موازین علمی است.  4.         کیهان‌شناسی         Cosmologyاین رشته قوانین عمومی تکامل طبیعی و مادی جهان و ساختار آن را بررسی می کند. به عبارت دیگر، جهان هستی را به طور کلی در نظر می گیرد و به مطالعه ی آن می پردازد. دو موضوع مهم مورد مطالعه ی کیهان‌شناسی، بررسی وضع کهکشان ها، نو‌اختران و مساله ی اساسی انبساط جهان است.  5.         کیهان زایی             Cosmogonyدرباره ی چگونگی پیدایش و منشا کیهان بحث می کند. مسایل مربوط به پیدایش، تحول و تکوین عالم، در قلمرو مطالعات کیهان زایی است.

جهت گردش اجسام به دور منظومه شمسی

اگر به اندازه کافی از زمین دور شویم،به گونه‌ای که از قطب شمال سماوی،کل منظومه شمسی را بتوانیم ببینیم،متوجه خواهیم شد که خورشید تقریبا ساکن و حرکت انتقالی تمام سیارات منظومه شمسی به همراه قمرهای خود در جهت خلاف عقربه‌های ساعت به‌دور خورشید می‌گردندو همچنین حرکت وضعی همه سیارات به جز اورانوس و زهره در همان جهت گردش آنها به دور خورشید می‌باشد و اگر همین عمل در قطب جنوب جغرافیایی انجام دهیم و میبینیم که تمام سیارات در جهت عقربه‌های ساعت به دور خورشید گردش مینماید.اما در مشاهدات روزمره روی زمین میبینیم که خورشید در نیمکره شمالیدر جهت عقربه ساعت و در نیمکره جنوبی در جهت خلاف عقربه ساعت ساعت به دور زمین میگردد.لازم به توضیح هست که کلیه سیارات منظومه شمسی در خلاف جهت ستارگان در زمینه آنها می‌گردند و جای ثابتی ندارند و فقط مدار آنها ثابت بوده و بنابراین در نقشه آسمان مکان سیارات یا خورشید ثبت نمیشود و در صورتیکه مکان آنها داخل ستارگان در یک تاریخی ثبت شود،برای سایر اوقات سال اعتباری ندارد.جهت گردش وضعی و انتقالی کلیه سیارات تز غرب به شرق هست و تنها اورانوس و زحل در حرکت وضعی از شرق به غرب گردش می‌نمایند.

نصف‌النهار جغرافیایی ناظر

نصف‌النهار هر مکان صفحه‌ایست که طول جغرافیایی آن مکان با قامت ناظر در آن قراردارد.اگرناظری در یک مکان طوری بایستد که دست چپ و راست او در طرف شمال و جنوب و همچنین دستهای ناظر می‌گذرد،نصف‌النهار جغرافیایی یا نصف‌النهار زمینی آن مکان می‌گویند.در واقع صفحه‌ای که بر صفحه استوایی به حالت عمود واقع شده است و از رو قطب عبور می‌کند،صفحه نصف‌النهاری نامیده می‌شود.

هر صفحه نصف‌النهاری کره زمین را به دو نیمکره مساوی چپ و راست یا مغرب و مشرق تقسیم می‌کند.یک صفحه نص‌النهاری از گرینویچ می‌"ذرد که به عنوان صفحه نصف‌النهار مبدا معروف هست.در اینجا غرب و شرق بوجود می‌آیند.در سمت چپ شرق و در سمت راست غرب قرار دارد.باید بدانیم که هر نقطه‌ای که روی کره زمین وجود دارد،واقع بر یک نصف‌النهار هست.برای مثال شهرهای تهران و نوشهر به طور تقریبی روی یک طول جغرافیایی قراردارند.این طول در حدود 51 درجه شرقی نسبت به نصف‌آلنهار مبدا می‌باشد.خوب حالا که فهمیدیم نصف‌النهار چی هست میتوانیم به تعریف طول جغرافیایی برسیم.بنا به تعریف طول جغرافیایی قوسی از استوا هست که بین نصف‌النهار مبدا و نصف‌النهار هر نقطه قرار گرفته است.

اگر بخواهیم به شکل دیگر بیان کنیم،طول جغرافیایی زاویه بین نصف‌النهار عبوری از نقطه مورد نظر با نصف‌النهار گرینوچ یا مبدا هست.این مقدار بین 180 درجه در غرب و 180 درجه در شرق محاسبه می‌شود.نصف‌النهار گرینوچ دارای طول جغرافیایی صفر هست.همانطور که از تعاریف هم پیداست این نصف‌النهار مبدا محاسبه طول جفرافیایی در غرب و شرق نیز هست.زاویه یا میزان طول جغرافیایی در امتداد استوا محاسبه میگردد و این هم بدانید که نام دیگر نصف‌النار مبدا یا گرینویچ،نصف‌النهار اصلی نیز هست.این نصف‌النهار از دهکده کوچیکی در انگلستان به نام گرینویچ در نزدیکی شهر لندن می‌گذرد.یکی از قویترین و کاملترین رصدخانه‌ی بزرگ دنیا نیز در اینجاست.

وضعیت زمین نسبت به خورشید

همیشه نیمی از زمین زیر تابش نورخورشید و نیمی دیگر در تاریکی شب قرار دارد.محور زمین در طول سال در راستای ستاره قطبی میباشد.در تمام حالت گفته شده،محور رمین همیشه در امتداد ستاره قطبی مستقر است و ب‌دلیل اینکه محور زمین با صفحه دایره‌البروج زاویه45/23 درجه دارد،این موضوع باعث تغییرات در روشنایی و تاریکی نقاط مختلف زمین می‌شود.برای بررسی و تفهیم بهتر میشود که 4عدد کره جغرافیایی را روی یک میز در 4 نقطه قرار داد ویک لامپ را به عنوان نورخورشید در میان این 4 کره گذارد.اگر کره‌ها رو هرکدام را بچرخانید،تغییرات میزان روشنایی و تاریکی را به وضوح خواهید دید.همانطور که میدانید در قطبین شش ماه از سال شب و شش ماه روز هست.یعنی در واقع در شش ماه قطبین رو به خورشید هستند(البته هرکدام در 6 ماه مجزا)مثلا در ابتدای فروردین قطب شمال روبه خورشید قرار گرفته و در ابتدای مهر تا پایان اسفند ماه،قطب جنوب روبه خورشید قرار می‌گیرد.زیمن کروی هست و به همین دلیل همیشه همه جای زمین تحت نور خورشید قرار نمیگیرد.پس نتیجه همانچیزی هست که می‌بینیم.اینکه همیشه نیمی از زمین تاریک و نیمه دیگر روشن هست و این گردش وضعی زمین هست که باعث میشود تا شب و روز پدید بیاید.محور زمین حالت میل دارد و اگر این محور عمودی بود میزان شبانه روز که 24 ساعت است،به دو 12 ساعت تقسیم میشد.یعنی 12 ساعت تاریکی و 12 ساعت روشنایی!نکته‌دیگری که باید ذکر شود این است که در صورتی که محور چرخش وضعی زمین همواره به سمت‌خورشید بود،یعنی محور زمین روی صفحه مدار انتقالی قرار داشت،همیشه در نیمی از کره زمین شب بود و نیمی دیگر روز!این حالت رو که تصور کنید،در چنین حالتی خورشید از افق برای همه از هرنقطه‌ای از زمین مقداری ثابت میشد!ضمنا در محل قطب خورشید در مکانی ثابت قرار می‌گرفت ولی در نقاط دیگر خورشید دائم حول نقطه‌ای بالای سر آن می‌چرخید!اما محور زمین،بین این دو حالت قرار دارد و زاویه 45/23 درجه تشکیل می‌دهد.پس نتیجه اینگونه حاصل می‌شود که ساعات روز بین 0 تا 24 متغیر است.یک چیزی که شاید برای شما جالب باشد،عدم ارتباط بین تغییرات فصول و آب و هواست!!!!!!!!!!ستاره‌شناسان تغییرات فصلها را به مسائل نجومی ارتباط می‌دهند!از جمله این مسائل ارتفاع خورشید است.ارتفاع خورشید در هنگام ظهر و در نتیجه طول روز است.بدین ترتیب مسئله آب و هوا مسئله‌ای تبعی و ثانوی هست.چه برف بیاد و یا هوا ملایم و بهاری باشد،مردم نیمکره شمالی در روز 21 مارس،1 فروردین که روز زمین هم نام دارد،پایان زمستان را میبینند و بهار رو آغاز می‌کنند!

کهکشان

اجتماع چند صدهزار میلیونی ستارگان را در اصطلاح کهکشان می‌گویند.کهکشان راه شیری که سیاره زمین و منظومه شمسی در آن واقع هست،یکی از چندین کهکشانهی هست که در آسمان و به طور کلی دنیا وجود داره!یکی از دلایلی که کلمه شیری را به نام این کهکشان قرار دادند به خاطر ایجاد تمایز بین این کهکشان و سایر کهکشانهاست.نام دیگر این کهکشان،کهکشان راه مکه هم هست.Mecca way galaxy خورشید همراه هزارن ستاره و اقمار مختلف در این کهکشان واقع شده است و این کهکشان گوشه‌ای از بینهایت آسمان و مخلوقات پروردگار هست.شکل کهکشانها اغلب به حالت مارپیچ،بیضوی و یا نامنظم هست.بزرگترین کهکشان یک تریلون یا شاید هم بیشتر ستاره دارد.کوچکترین کهکشان هم بالغ بر ده میلیون ستاره دارد.کهکشان ما که همان کهکشان راه مکه یا کهکشان راه شیری هست،دارای 200 میلیارد ستاره هست!در جهان شناخته شده،چیزی نزدیک به 30 میلیارد کهکشان وجود دارد.یک سری از کهکشانها هستند که با تلسکوپهای کوچک قابل دید هستند.اما مابقی را تنها با تلسکوپهای مخصوص رصد می‌توان دید!

زمان اتمی

زمان اتمی،زمانی است که از شمردن نوسانهای ثابت پاره‌ای از عناصر شیمیایی بدست می‌آید.همیشه این باور وجو داشته که چرخش زمین از یک ثبات و نظم خاص تبعیت میکند،اما وقتی که از ساعت اتمی استفاده شد،مشخص شد که حرکت زمین خیلی هم منظم و ثابت نیست و گاهی از حالت عادی که به نظر ما نظم همیشگی هست خارج میشود.در واقع در اسنفاده از ساعت اتمی این موضوع نتیجه شد که سرعت چرخش زمین موجبات ک.تاهی اندازه طول یک روز را پدید می‌آورد!به همین علت اتم سزیم در هر ثانیهبیش از 9میلیارد نوسان دارد و همچنین در این راستا در سال 1972 زمان اتمی جایگزین زمان متوسط گرینویچ شد.نظم و دقت زمان اتمی به مراتب بیشتر است و همچنین مرد قبول عموم مردم هست.از شروع سال 1972 قانون زمان هماهنگ جهانی پدید آمد UNIVERSAL TIME COORDINATED که به UTC  هم معروف هست.این زمان بر اساس خواندن یک ساعت اتمی پایه‌گذاری شده!