الشمس والقمر والكواكب
كم حجم الشمس مقارنة بالأرض؟
الجواب باختصار
قطر الشمس نحو 1.39 مليون كيلومتر، أي نحو 109 أضعاف قطر الأرض، فلو كانت الشمس كرة مجوفة لاتسعت لنحو 1.3 مليون أرض. كتلتها نحو 333 ألف ضعف كتلة الأرض، وهي وحدها 99.8% من كتلة المجموعة الشمسية كلها، لكنها بين النجوم نجم متوسط الحجم.
الشمس بالأرقام مقارنة بالأرض
الشمس كرة هائلة من الغاز الحار، قطرها نحو 1.39 مليون كيلومتر، بينما قطر الأرض 12,756 كيلومتراً فقط، فإذا صففنا كرات بحجم الأرض جنباً إلى جنب على عرض قرص الشمس، احتجنا إلى نحو 109 كرات. يلخص الجدول التالي الفرق بين الجرمين من أرقام ناسا:
| المقارنة | الشمس أكبر من الأرض بنحو |
|---|---|
| القطر | 109 أضعاف |
| الحجم | 1.3 مليون ضعف |
| الكتلة | 333 ألف ضعف |
| الجاذبية على السطح | 28 ضعفاً |
| متوسط الكثافة | ربع كثافة الأرض فقط |
معنى سطر الجاذبية أن إنساناً وزنه 70 كيلوغراماً على الأرض كان سيشعر بأنه يزن نحو طنين لو استطاع الوقوف على سطح الشمس، وهو أمر مستحيل طبعاً، لأن الشمس ليس لها سطح صلب، ولأن حرارة سطحها المرئي آلاف الدرجات.
لماذا الكتلة أصغر من الحجم؟
لعلك لاحظت أن الشمس أكبر من الأرض حجماً بنحو 1.3 مليون مرة، لكنها أثقل منها بنحو 333 ألف مرة فقط. السبب أن مادة الشمس في المتوسط أخف من مادة الأرض، فالأرض كرة من الصخر والحديد، أما الشمس فمعظمها هيدروجين وهيليوم، وهما أخف العناصر. إذا قسمنا نسبة الكتلة على نسبة الحجم وجدنا أن متوسط كثافة الشمس نحو ربع متوسط كثافة الأرض.
مع ذلك فقلب الشمس شديد الكثافة، لأن ثقل الطبقات التي فوقه يضغطه ضغطاً هائلاً، فتبلغ كثافته نحو 160 ضعف كثافة الماء، وتبلغ حرارته نحو 15 مليون درجة. في هذا القلب يجري الاندماج النووي الذي يصنع ضوء الشمس وحرارتها. تجد تفاصيل الحرارة في سؤال كم تبلغ درجة حرارة الشمس؟.
الشمس هي المجموعة الشمسية تقريباً
الشمس وحدها تحمل 99.8% من كتلة المجموعة الشمسية كلها، أي أن الكواكب الثمانية وأقمارها والكويكبات والمذنبات كلها مجتمعة لا تبلغ إلا 0.2% منها، وحتى المشتري، أكبر الكواكب، قطره نحو عُشر قطر الشمس فقط. لهذا تدور الكواكب كلها حول الشمس، فجاذبيتها هي التي تمسك المجموعة كلها، وترى ترتيب الكواكب من الأكبر إلى الأصغر في سؤال ما ترتيب الكواكب حسب الحجم؟.
نموذج تتخيله بيدك
الأرقام الكبيرة يصعب تخيلها، فلنصغّر كل شيء بالنسبة نفسها:
- لو كانت الأرض حبة حمّص عرضها سنتيمتر واحد،
- لكانت الشمس كرة عرضها نحو متر وعشرة سنتيمترات، أي أعلى من طاولة الطعام،
- ولكانت المسافة بينهما نحو 117 متراً، أي أطول من ملعب كرة قدم.
فالشمس ضخمة جداً، لكن المسافات في المجموعة الشمسية أضخم منها، لذلك تبدو لنا في السماء قرصاً صغيراً.
لماذا تبدو الشمس بحجم القمر؟
قطر الشمس نحو 400 ضعف قطر القمر، وهي في الوقت نفسه أبعد منا من القمر بنحو 390 ضعفاً، فيتقارب الأثران، فيبدو القرصان في سمائنا بالحجم نفسه تقريباً. هذه مصادفة جميلة، ولولاها لما رأينا الكسوف الكلي للشمس، حين يغطي القمر قرصها كله تماماً، كما سيحدث فوق بلاد عربية كثيرة في كسوف 2 أغسطس 2027.
كبيرة عندنا، متوسطة بين النجوم
تصف ناسا الشمس بأنها قزم أصفر من النوع الطيفي G2، أي نجم متوسط في مرحلة النسق الأساسي من حياته. كلمة «قزم» هنا لا تعني أنها صغيرة جداً، بل تفرّقها عن العمالقة، فبعض النجوم العملاقة أوسع من الشمس بمئات المرات، ولو وُضع أحدها مكان الشمس لابتلع مدارات الكواكب القريبة. في الجهة الأخرى، أغلب نجوم مجرتنا أقزام حمراء أصغر من الشمس وأخفت منها، وتجد المقارنة كاملة في سؤال ما أكبر نجم في الكون؟.
ماذا ترى بعينك؟
لا تنظر إلى الشمس مباشرة أبداً، ولا بمنظار أو تلسكوب، فضوؤها يتلف العين في ثوانٍ. لكنك تستطيع أن ترى صورتها بأمان: اثقب ورقة مقوّاة ثقباً صغيراً، ثم دع ضوء الشمس يمر منه إلى ورقة بيضاء على بعد متر تقريباً، فسترى قرص الشمس صورة صغيرة مستديرة. تذكّر وأنت تنظر إليها أن هذه الدائرة الصغيرة تتسع لأكثر من مليون كرة بحجم الأرض، وفي سؤال كيف أشاهد كسوف الشمس بأمان؟ طرق أخرى آمنة لرصد الشمس.
أسئلة قريبة
كم أرضاً تتسع لها الشمس؟
نحو 1.3 مليون أرض، بحسب أرقام ناسا، وهذا حساب للحجم فقط، أي كأننا نملأ الشمس بكرات بحجم الأرض دون أن نحسب الفراغات بينها.
هل الشمس أكبر نجم؟
لا، فالشمس نجم متوسط، وتوجد نجوم أكبر منها بمئات الأضعاف في القطر، مثل منكب الجوزاء وقلب العقرب، لكنها أكبر بكثير من أغلب نجوم المجرة، لأن أكثر النجوم أقزام حمراء صغيرة.
لماذا تبدو الشمس صغيرة في السماء ما دامت بهذا الحجم؟
لأنها بعيدة جداً، على نحو 150 مليون كيلومتر منا، ولو قُرّبت إلى مسافة القمر لملأت جزءاً كبيراً من السماء.