في المسابقة الدولية لـ”أولمبياد علم الفلك والفيزياء الفلكية” التي أقيمت خلال شهر أكتوبر/تشرين الأول 2020 الحالي، وشارك فيها قرابة 300 طالب من 40 دولة حول العالم، تم تكوين مجموعات طلابية -تمثل كل واحدة منها فريقا من 6 طلاب- موزعة على أنحاء العالم شرقا وغربا من أجل إتمام ما يعرف بـ”مسابقة الفرق” (Team Competition)، وهي المحور الأخير من محاور الأولمبياد إلى جانب الاختبار النظري، والاختبار التحليلي، والاختبار الرصدي البصري.
وبسبب جائحة كورونا اشترك الطلاب في المسابقة من بلدانهم، وطُلب منهم أن يقيسوا بعد القمر عن مركز الكرة الأرضية باستخدام ظاهرة “اختلاف المنظر” المعروفة بـ”التزيّح”. فكيف فعل الطلاب ذلك، وما قصة تلك التجربة؟
هيبارخوس اليوناني يقيس بعد القمر
يُعزى إلى هيبارخوس أحد علماء اليونان الذي اشتهر بتقسيمه النجوم إلى أقدار ستة حسب لمعانها -نحو 150 قبل الميلاد- أنه لاحظ أن القمر يغيّر موضعه بين النجوم إذا شوهد من مكانين مختلفين على الأرض.
فقام على الفور بعمل تجربة لقياس بُعد القمر بعد معرفة المسافة بين موضعي الرصد والزاوية التي يختلف فيها منظر القمر بالنسبة للنجوم، وكانت تجربة ناجحة وإن كنا لا نعلم دقة النتيجة التي خرج بها.
زاوية اختلاف المنظر وتغير موقع النجوم في السماء
وفي علم الفلك الحديث تُستخدم هذه الطريقة لقياس أبعاد النجوم التي لا تزيد مسافاتها على 350 سنة ضوئية (نحو 100 فرسخ فلكي)، علما بأن السنة الضوئية تعادل قرابة 10 تريليون كيلومتر.
ويتم ذلك بقياس الزاوية التي تصنعها الكرة الأرضية حين تنتقل من موضعها اليوم حول الشمس إلى موضعها بعد 6 أشهر، أي إنها تكون قد قطعت مسافة 300 مليون كيلومتر، أو ما يعادل وحدتين فلكيتين (الوحدة الفلكية هي المسافة بين الأرض والشمس، وتعادل 150 مليون كيلومتر).
وبتصوير النجوم القريبة نسبيا مقارنة بخلفية النجوم البعيدة جدا سنلاحظ أنها قد غيرت موضعها، فظهرت في موضع غير الذي ظهرت فيه قبل 6 أشهر.
ولأن مقدار هذه الزاوية صغير جدا (أجزاء ضئيلة من الدرجة تقاس بالثواني القوسية وأجزائها)، فإن المسافة تُحسب بشرط معرفة زاوية الراديان التي تعادل 57.3 درجة، وتعادل بدورها 206 آلاف و265 ثانية قوسية.
كيفية قياس بعد القمر بالنجوم (تصميم هاني الضليع)
القمر بين كازاخستان وقطر
ومن بين الفرَق التي شاركت في المسابقة فريق عربي وحيد هو فريق دولة قطر، وطلب من الجميع حل سؤال القمر باستخدام وسيلة التصوير أو أية وسيلة أخرى.
وكانت المشكلة الحقيقية في اختلاف التوقيت بين البلدان الموزعة حول العالم، فمنهم من كان وقته نهارا في حين كان وقت بعضهم ليلا، أو كان الوقت عند بعضهم صباحا، وعند آخرين مساء.
لكن جرى الاتفاق على وقت عالمي يمكن لبلدين على الأقل أن يرصدا الظاهرة بحيث تكون مرئية لكليهما في الوقت نفسه، وتم ذلك لأعداد محدودة من الطلاب حول العالم، في حين أن كثيرين لم يحالفهم الحظ بسبب الغيوم والأمطار.
والتقطت صورة القمر من الدوحة مرة، ومرة أخرى في الوقت نفسه من مدينة ألماتي في كازاخستان، وكان الفرق في خلفية النجوم واضحا، فقد غيّر القمر موضعه بالنسبة للنجوم نفسها المعروفة في السماء حيث كان القمر يومها قرب ألمع نجمين من نجوم برج التوأمين، وهما رأس التوأم المقدم ورأس التوأم المؤخر.
طلاب قطر يفوزون بالجائزة الثانية في أولمبياد الفلك لعام 2020
وبقياس المسافة بين النجمين ابتداء، وتحويلها إلى مليمترات، ثم قياس المسافة بين القمر وأحد النجمين ومقارنتها بالمسافة الأولى، أمكن معرفة الزاوية التي اختلف فيها موقع القمر من المدينتين.
وبذلك تم حساب بعد القمر الذي زاد يومها على 400 ألف كيلومتر، وهي قيمة أكبر قليلا من المسافة الحقيقية للقمر عن الأرض في ذلك اليوم، وتعادل 382 ألف كيلومتر.
وقد أعلنت نتائج المسابقة يوم الجمعة المنصرم 23 أكتوبر/تشرين الأول، وحصل فريق دولة قطر (فريق كوكبة ذات السدس) على المركز الثاني في هذه المسابقة متقدما على أكثر من 40 فريقا مشاركا، ويعد ذلك إنجازا عربيا باعتبارها واحدة من مسابقات عالمية قليلة تقام في فترة كورونا.
