كيف تحدث الكسوفات .. ولماذا ?

تشكل الشمس والأرض والقمر من وجهة نظر معينة منظومة ثلاثية من أهم مظاهرها حادثتي الكسوف الشمسي والخسوف القمري,
وهما تقعان بسبب مرور أحد الجرمين الأخيرين أمام الثاني.فالأرض والقمر جرمان عاتمان لا يسمحان بنفاذ أشعة الشمس عبرهما, وهذا يؤدي بدوره إلى تشكل ظل وظليل لهما يمتد بعيدا ً وراءهما في الفضاء.وإن مقايسات ظلال الكواكب والأقمار تتبع مباشرة لكبر وصغر هذا الجرم أو ذاك.‏
الواقع أن الأرض تدور حول الشمس في مدار محدد لها وكذلك يفعل القمر حول الأرض, وفي بعض الحالات يحدث أن تتراصف هذه الأجرام الثلاثة على نسق واحد ضمن المستوى نفسه تماما ً أو تقريبا ً.فإذا تحقق هذا الأمر وكانت الأرض واقعة بين الشمس والقمر فإن ظلها سيقع على القمر مسببا ً حادثة الخسوف, وإذا كان القمر متواجدا ً بين الشمس والأرض فإن ظله سيؤدي إلى حدوث ظاهرة الكسوف في مناطق محددة من سطح الأرض, وهذه هي الصورة العامة دون الدخول في التفاصيل الهندسية والفلكية الدقيقة التي لا يتسع لها هذا المقام.‏
أنماط الكسوفات‏
يميز كافة المدارات الكوكبية في النظام الشمسي أنها غير دائرية بل بيضاوية الشكل تعرف هندسيا ً باسم ( القطوع الناقصة ), وينطبق الأمر ذاته على مدارات الأقمار حول كواكبها أيضا ً.ففي حالة الأرض مثلا ً يتيح لها مدارها الناقصي أن تكون قريبة من الشمس في جزء من المدار, وأن تكون بعيدة عنها في جزء آخر منه. وبالنسبة للراصد الأرضي فإن قياس قطر الشمس كما تبدو في السماء متغير دوما ً وفق تغير بعد الأرض عن الشمس.فللشمس قطر ظاهري أعظمي عندما تكون الأرض قريبة منها, وقطر ظاهري أدنى عندما تكون الأرض بعيدة عن نجمنا الأم.هذه الفروقات موجودة فعلا ًوإن لم تكن ظاهرة للعيان, ولكنها فروقات قابلة للحساب وللقياس المباشر وهي أيضا ً ذات دور بالغ الأهمية في تحديد نمط الكسوف الحاصل .‏
من ناحية أخرى نعلم أن القطر الحقيقي للشمس أكبر من القطر الحقيقي للقمر بحوالي أربعمائة مرة, ونعلم أيضا ً أن بعدها عن الأرض أكبر من بعد القمر عن الأرض بحوالي أربعمائة مرة, وهذه المصادفة الفلكية هي التي تسمح لنا بمشاهدة الشمس والقمر في السماء بالقياس الظاهري نفسه تقريبا, نستنتج مما تقدم أننا أمام ثلاثة أنماط من الكسوفات هي:‏
الكسوف الكلي, الذي يحدث في الوقت الذي يكون فيه القطر الظاهري للشمس صغيراً بسبب وجود الأرض قريبة من أوج مدارها وفي أقصى بعد لها عن الشمس, ويكون القمر في الوقت نفسه قريبا ً من حضيض مداره ويبعد عن الأرض مسافة دنيا ما يحقق له قطرا ً ظاهريا ً مساويا ً لقطر الشمس أو أكبر منه.وإذا تحقق شرط تواجد هذه الأجرام الثلاثة ضمن المستوي نفسه فإن القمر سيحجب قرص الشمس كله وسيقع ظله على أجزاء محددة من سطح الأرض مسببا ً كسوفا ً كليا ً ترى الشمس في طوره الأعظمي بشكل قرص أسود تحيط به هالة ضوئية كما حدث أثناء آخر كسوف استمتع العالم كله برصده ومتابعته في شهر آب لعام .1999‏
الكسوف الحلقي, وهنا يكون القمر بعيدا ً عن الأرض بالقرب من نقطة أوج مداره وله قطر ظاهري صغير نسبيا ً, وتكون الأرض قريبة من حضيض مدارها بما يسمح أن يكون للشمس قطر ظاهري أكبر من القطر الظاهري للقمر.فإذا تحققت الشروط الهندسية المطلوبة فإن القمر يمر أمام قرص الشمس دون أن يتمكن من حجبها كليا ً مسببا ً كسوفا ً حلقيا ً تظهر الشمس في الطور الأعظمي منه على شكل حلقة ساطعة بداخلها قرص أسود, وهذا ما سيراه أهل شمال شرق الجزائر وأهل تونس وبعض من سكان ليبيا والسودان خلال الكسوف المقبل بعد عدة أيام.‏
الكسوف الجزئي, وهو يحدث بسبب عدم تواجد القمر ضمن المستوي المشتمل على الأرض والشمس بصرف النظر عن قيم القطرين الظاهرين للشمس وللقمر.الواقع أن مدار القمر حول الأرض يميل على مستوي مدارها حول الشمس بحوالي خمس درجات, وهذا الميل هو المسؤول الثاني عن أنماط الكسوفات إلى جانب تغيرات قيم الأقطار الظاهرية كما سبق.‏
ولو كان مدار القمر حول الأرض واقعا ً ضمن مستوي مدارها حول الشمس لتوجب حدوث الكسوفات الشمسية في مطلع كل شهر قمري, ولتوجب حدوث الخسوفات القمرية في منتصفات الأشهر القمرية .‏
أشكال مشاهدة الكسوفات‏
ذكرنا عند الحديث عن ظلال الكواكب والأقمار أن مقايسات وامتدادات هذه الظلال في الفضاء وإن كنا لا نراها ولا نحس بوجودها مرهونة بأحجام الكواكب وأقمارها. الأرض مثلا ً أكبر من القمر ويمتد مخروط ظلها في الفضاء إلى أكثر من مليون كيلومتر, وهذا الأمر كفيل بحد ذاته بحدوث الخسوفات الكلية والجزئية, إذ لا وجود أبدا ً لخسوفات قمرية حلقية.وفي الوقت نفسه فإن للقمر الواقع على بعد متوسط عن الأرض مقداره قرابة 386 كيلومترا مخروط ظل محدود الاتساع والامتداد في الفضاء, ورأس هذا المخروط إما أن ينتهي قبل سطح الأرض بحوالي 40000 كيلومتر أو أنه يمتد لما وراءها بحوالي 20000 كيلومتر ( الأرقام تقريبية لإعطاء فكرة فقط لا أكثر !!! ).مهما يكن من أمر نستنتج أن قياس بقعة ظل القمر على سطح الأرض محدود الاتساع ( عدة مئات الكيلومترات في أفضل الأحوال ) وهنا فقط تتاح الفرصة لمشاهدة الكسوف وفق نمطه الحقيقي .‏
من ناحية أخرى تفيدنا نظريات الضوء وانتشاره أن للأجسام العاتمة ظلا وظليلا, وهذا ينطبق أيضا ً على حالتي الأرض والقمر.ففي الحالة العامة لحوادث الكسوف الشمسي يقع مخروطا ظل القمر وظليله على سطح الأرض ورأينا أن مشاهدة الكسوف وفق نمطه الحقيقي محققة ضمن نطاق منطقة الظل فقط, أما مناطق سطح الأرض الواقعة خارج منطقة الظل لكنها ما زالت ضمن منطقة الظليل فإنها ستشاهد الحدث الفلكي ذاته بشكل كسوف جزئي بصرف النظر عن نمطه الحقيقي.وأخيرا ً فإن مناطق سطح الأرض الواقعة خارج منطقتي الظل والظليل لن تشهد الحدث الكسوفي بتاتا ً على الرغم من كونه حقيقة واقعة.وخلاصة القول إن شكل مشاهدة أحد الكسوفات أمر مرهون بالموقع الجغرافي للراصد على سطح الأرض قياسا ً إلى مواقع ظل القمر وظليله .‏
تواتر الكسوفات‏
ليست الكسوفات الشمسية والخسوفات القمرية حدثا ً فلكيا ً نادر الوقوع, فقد يصل عددها الإجمالي الأعظمي إلى سبعة أحداث خلال سنة واحدة كما حصل في عام 1935 من القرن الماضي عندما وقع خسوفان وخمسة كسوفات متلاحقة, وكما حدث في عام 1982 عندما وقع ثلاثة خسوفات وأربعة كسوفات.أما الحد الأدنى لهاتين الظاهرتين خلال سنة واحدة فهو حدثين يجب أن يكون كلاهما كسوفا ً شمسيا ً كما وقع في عام .1984‏
اليوم يقف علم الفلك على أرضية رياضياتية متينة تسمح لنا بتحديد مواقع النيرين عبر فترة زمنية مقدارها ( 12000 ) سنة تمتد من عام 4000 قبل الميلاد إلى عام 8000 بعده.وفي متناول يدنا اليوم الخوارزميات اللازمة لحساب وتتبع ليس حوادث الكسوف والخسوف فقط بل تتعدى ذلك إلى إعداد أزياج ( جداول فلكية) سنوية لكل كواكب النظام الشمسي ولزخات الشهب إلى جانب تتبع حركة المذنبات, وكذلك إلى إعداد خرائط فلكية شهرية وسنوية للقبة السماوية لدعم الهاوي الفلكي بما يحتاج إليه, وما عدنا بحاجة إلى انتظار الأدبيات والنشرات والمراجع الأجنبية لترجمتها ولاستقراء الأحداث الفلكية المرتقبة.وفيما يخص هذه المقالة فإن كل المواقيت الواردة فيها صحيحة ضمن حدود خطأ أعظمي لا يتجاوز) +3 ثانية زمنية, وهو الأمر الذي تم البرهان عليه في حالة كسوف شهر آب لعام 1999 .‏
كسوفان متلاحقان‏
إذا اخترنا لحظة زمنية محددة من أحد الكسوفات نجد أن بقعة ظل القمر تكتسب عموما ً شكلا ً دائريا ًعلى سطح الأرض عند بقعة محددة بخطوط الطول والعرض الجغرافية.لكن ما يحدث حقيقة أثناء الكسوف هو أن الأرض تنتقل في مدارها السنوي حول الشمس إلى جانب التفافها اليومي حول محورها, وفي الوقت نفسه فإن القمر يرتحل في مداره الشهري حول الأرض.إن المحصلة الإجمالية لهذه الحركات الثلاثة تتجلى في أن المنحى العام لحركة بقعة ظل القمر هو انتقالها على سطح الأرض من جهة مغرب الأرض إلى مشرقها عموما ً مشكلة بذلك حزاما ً تشاهد كل المناطق الواقعة تحته الحدث الكسوفي وفق نمطه الحقيقي.‏
على الخارطة المرفقة أوضحت مساري حركة بقعة ظل القمر على سطح الأرض من أجل :‏
- الكسوف الحلقي يوم الإثنين المقبل الثالث من تشرين الأول (الدليل 1 ) .‏
- الكسوف الكلي بتاريخ 29 / 3 / 2006 ( الدليل 2 ).‏
ونرى بوضوح تام في الحالتين أن المنطقة العربية ستكون واقعة على النصف النهاري من الكرة الأرضية, وستكون الفرصة متاحة للجميع لمتابعة هذين الحدثين.كذلك نرى أيضا ً أن راصدا ً افتراضيا ً موجودا ً في الصحراء الليبية سيتمكن من رصد الكسوفين المتلاحقين وفق نمطيهما الحقيقيين بفاصل زمني قدره ( 177 ) يوما ً و( 23 ) ساعة .‏
نشاهد على هذه الخارطة أن حزام ظل القمر بالنسبة للكسوف الحلقي القادم خلال أيام يمتد من شمال المحيط الأطلسي مارا ً من أقصى شمال البرتغال وعابرا ً اسبانيا ليصل إلى شمال غرب الجزائر, ثم ليعبر قطريا ً فوق تونس وليبيا والسودان, متابعا ً سيره فوق أقصى جنوب الصومال ثم متابعا ً سيره فوق المحيط الهندي لينتهي جنوب شبه القارة الهندية.‏
عند بدايته يكون عرض حزام ظل القمر ( 222 ) كيلومترا ويتدنى عند وسطه إلى ( 160 ) كيلومترا, ثم يعود ليتعاظم وليصل إلى (117) كيلومترا عند نهايته, وإن كل مناطق سطح الكرة الأرضية الواقعة ضمن حزام الظل هذا ستتمكن من مشاهدة الكسوف وفق نمطه الحلقي الفعلي, وأما المناطق الواقعة على طرفي حزام الظل فيما بين أقصى جنوب القارة الإفريقية جنوبا ً وشمال بحر قزوين شمالا ً فإنها ستشاهد الكسوف نفسه ولكن على شكل كسوف جزئي تختلف فيه نسبة استتار قرص الشمس وفق اختلاف درجات الطول والعرض الجغرافية لمواقع الرصد .‏
أشكال المشاهدة من سورية‏
من أصل ( 16 ) مدينة رئيسة في سورية أجريت الحسابات وأعددت لكل مدينة مصورا ً صغيراً يوضح شكل مشاهدة الكسوف في وقت الطور الأعظمي مع بيان مواقيت بدء الكسوف ونهايته, مع التنويه بأن المواقيت مبينة وفق نظام التوقيت الشتوي المحلي المعمول به اعتبارا ً من مطلع الشهر القادم تشرين الأول.وقد أظهرت الحسابات بالنسبة لسورية أن نسبة استتار قرص الشمس تتراوح بين قيمة دنيا مقدارها (53%) عند مدينة القامشلي وريفها وقيمة عظمى مقدارها ( 50 % ) عند مدينتي درعا والقنيطرة وريفهما, ومن الواضح هنا مباشرة أن نسبة استتار قرص الشمس تتعاظم مع اقترابنا من حزام ظل القمر.من أجل مدينة دمشق وريفها القريب وأعددت مصورا ً خاصا ً أبين عليه مواقع قرص القمر في لحظات بدء الكسوف ونهايته وفي وقت الطور الأعظمي منه, ونتبين في كل الأحوال وجود اختلافات في مواقيت المشاهدة إلى جانب اختلافات في شكل المشاهدة ونسب استتار قرص الشمس تبعا ً لتغير الإحداثيات الجغرافية للمواقع المختارة التي أدرسها .‏
أشكال المشاهدة من بعض العواصم العربية‏
باعتماد نظام التوقيت العالمي توقيت غرينيتش( gmt ) أعددت صفحة واحدة أبين فيها المصورات المعبرة عن أشكال المشاهدة من أجل ( 13 ) عاصمة عربية.‏
موضحا ً على هذه المصورات مواقيت الطور الأعظمي للكسوف الحلقي ونسبة استتار قرص الشمس لكل موقع على حده, مع التنويه بأن الدوائر المبينة بخط منقط في كل المصورات تشير إلى موضع قرص القمر أمام قرص الشمس .‏
رؤية الهلال في سورية‏
نحن إذا ً أمام حالة كسوفية وأجرام الشمس والقمر والأرض متراصفة على استقامة واحدة, فمتى يمكن رؤية هلال قمر الشهر الجديد ?.‏
للإجابة عن هذا السؤال نلجأ إلى حساب مواقيت الأطوار الرئيسة للقمر ونتبين أن القمر سيكون في طور المحاق في الساعة ( 57 : 27 : 12 ) وفق نظام التوقيت الشتوي المحلي لسورية من بعد ظهر يوم الإثنين الموافق 3 / 10 / ,2005 وإلى أن يحين موعد غروب شمس ذلك اليوم في الساعة ( 25 : 17) يكون قد انقضى مدة قدرها زهاء خمس ساعات, وهي فترة زمنية كافية للقمر ليبتعد عن اتجاه الشمس بمقدار درجتين ونصف الدرجة باعتبار أن متوسط سرعته المدارية نصف درجة تقريبا ً في الساعة.فإذا عرفنا أن رؤية الهلال تتطلب أن يكون قيمة الابتعاد الزاوي للقمر عن اتجاه الشمس أكبر عدديا ً من ست درجات أدركنا فورا ً أن رؤية الهلال هذا اليوم غير ممكنة بسبب كون القمر قريبا من اتجاه الشمس وبسبب انتشار ضيائها في السماء بعد المغيب مباشرة بما يعيق الرؤية المطلوبة.وعليه يتوجب الانتظار إلى ما بعد مغيب شمس يوم الثلاثاء لرؤية هلال الشهر الجديد الذي سيكون قد ابتعد زاويا ً عن اتجاه الشمس بأكثر من أربعة عشر درجة.‏
طرائف كسوفية‏
تذكر بعض كتب التاريخ وجود أقدم سجل خطي للكسوف الذي وقع بتاريخ 22 / 10 / 2136 قبل الميلاد خلال فترة حكم الامبراطور الصيني تشونغ كانغ الذي يروى عنه أنه أعدم منجميه لإخفاقهما في التنبؤ بالحدث.‏
من المعروف أن أحداث الكسوفات تترافق بالكثير من اللغط في بعض البلدان, والواقع أن الملك لويس امبراطور بافاريا مات هلعا ً من جراء كثرة القيل والقال عن أخطار كسوف عام ( 840 ) ميلادية, أما في الهند فقد تم إلغاء مباراة كريكيت بين الفريقين الهندي والبريطاني قبل يوم واحد فقط من الكسوف الكلي بتاريخ 14 / 2 / 1980 خشية انصراف الناس إلى مشاهدة الكسوف بدلا ً من متابعة المباراة

» لماذا لا تسقط الأرض؟ ولماذا تدور؟
» هل يمكن للرجل الآلي ان يشعر ولماذا ؟
» موسوعة كيف ولماذا؟ توضح عمل جسم الانسان واجزاءه
» عبّاس ناصر: تحدث إلى لين وجـاد مسـاء الأحـد تكـراراً
» أشهر كتاب تحدث عن الاسرار الاكثر غموض فى العالم