وَجَعَلنَا سِرَاجًا وَهَّاجًا

قدم هذا البحث للمؤتمر العالمي السابع للإعجاز العلمي في القرآن والسنة ـ دبي

(تَبَارَكَ الَّذِى جَعَلَ فِى السَّمَآءِ بُرُوجًا وَجَعَلَ فِيهَا سِرَاجًا وَقَمَرًا مُّنِيرًا). إن من الإعجاز العلمي للقرآن الكريم التفريق بين النجم والكوكب، والذي كان منذ أكثر من ألف وأربعمائة عام، وهو ما توصل إليه علماء الفلك الحديث بعد اكتشاف المناظير وإجراء الدراسات الفوتومترية (الضوئية) والطيفية على النجوم والكواكب خلال القرون القليلة الماضية. فالنجم ما هو إلا جسم سماوي متلألئ يشع الطاقة ذاتيٌّا، بينما الكوكب جسم سماوي ثابت الإضاءة يعكس الأشعة التي يتلقاها من النجوم والشموس وينطبق هذا على التوابع الطبيعية للكواكب (الأقمار). وقد ذكر الحق ـ تبارك وتعالى ـ ذلك فقال: (هُوَ الَّذِى جَعَلَ الشَّمْسَ ضِيَآءً وَالْقَمَرَ نُورًا)، وقال ـ تعالى: (وَجَعَلْنَا سِرَاجًا وَهَّاجًا)، وسنتحدث في بحثنا هذا عن بعض الملامح (والتي رصدت بعدة أقمار صناعية تدور حاليٌّا حول الشمس) التي جعلت من هذا الجرم (الشمس) سراجًا، وكيف أن هذا السراج يظل متوهجًا نشطًا لا يهدأ ولا يكل, وسنرى هل هذا التوهج ثابت أم أنه يزداد ويتغير خلال

يبحث علم فيزياء الشمس، وهو أحد فروع علم الفلك في دراسة وفهم بعض الأسرار التي تكتنف أقرب النجوم إلينا وهي الشمس، هذا الجرم العملاق الذي خلقه الله ـ تبارك وتعالى ـ ليجعل الحياة على سطح الأرض ممكنة وملائمة. وقد اهتم العلماء والدول بهذا النهج من الدراسة، فهنالك المئات من المعاهد والمراكز العلمية لدراسة الشمس، وهنالك قرابة العشرين قمرًا صناعيٌّا تدور حول الشمس لفهم العديد من الأسرار التي حيرت العلماء حتى أيامنا هذه, وبالإضافة إلى آلاف المراصد الأرضية والمناظير لرصد وتتبع غموض ظواهر شمسنا الوحيدة فما الذي جد في ذلك عن الجرم من حيث إضاءته وإشعاعه؟.

طاقة الشمس (المفاعل النووي الكوني)

تنتج طاقة النجوم سراجها نتيجة لاحتراق الهيدروجين، وهو المكون الأساسي لها وتحوله إلى هليوم في باطن النجوم حيث الكثافة والضغط العالي والحرارة التي تصل إلى 15 مليون درجة، كما يحدث في شمسنا، وقد تزيد في نجوم أخرى، حيث يؤدى هذا إلى حدوث تفاعل نووي واندماج أربع ذرات هيدروجين لإعطاء ذرة هليوم واحدة، ويكون فرق الكتلة بين المواد الداخلة في التفاعل والناتجة من التفاعل يشع على هيئة طاقة كهرومغناطيسية كالأطوال الموجية القصيرة (أشعة جاما وأشعة إكس) والتي تختار طريقها إلى سطح النجم أو الشمس، هذه الأشعة قصيرة الموجة تصاحبها أشعة مرئية عند وصولها لسطح الشمس وتشع منه في الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية، وهذا يعني أن الشمس تستمد طاقتها من باطنها وسراجها (وقودها) هو عبارة عن اندماج نووي طبيعي تحت ظروف عالية الضغط والكثافة والحرارة في باطنها.

وكأن الشمس ما هي إلا مفاعل نووي عملاق سخره الحق ـ تبارك وتعالى ـ لمخلوقاته في الأرض ليمدهم بالنور والدفء والطاقة، سابحة بسرعتها الكبيرة التي تصل إلى 220 كم/ساعة، وتدور الأرض منجذبة حولها بسرعة عالية جدٌّا تقارب 30كم/ث.

السراج الوهاج

وَيُعَدّ باطن السراج (الشمس) كما ذكر سابقًا مصدراً لجميع أنواع الطاقات الشمسية، وهو يمثل حوالي 10% من قطر الشمس، ويحتوي على ما يقارب 60% من كتلة الشمس. وجوف الشمس ساخن جدٌّا، إذ تصل درجة الحرارة فيه إلى ما يقارب الـ 15 مليون درجة مطلقة، وتقل درجات الحرارة باتجاه الخارج إذ تصبح درجة الحرارة على سطحها (طبقة الفوتوسفير) حوالي 5000 درجة مئوية تقريبًا.

وهذه الكرة الغازية الضخمة يقدر قطرها بـ13.92 × 710كم, وكتلتها كبيرة تعادل تقريبًا 333 ألف مرة مثل كتلة الأرض، وهذه الكتلة تعتبر 99.9% من كتلة المجموعة الشمسية (المجموعة الشمسية عبارة عن الشمس والكواكب التسعة وما بينها). كما أن حجمها يبلغ مليون وثلاثمائة ألف مرة مثل حجم الأرض، وتبلغ جاذبيتها حوالي 28 مرة مثل جاذبية الأرض. إن الشمس هي أقربُ نجمٍ وأكثرُ نجم يحظى بالبحث والتقصي في هذا الكون.

وهي أيضًا مصدر حياتنا, ونستطيع رؤية وجهها بين الفينةِ والأخرى فقط. لكننا في العادة لا نجرؤ على النظر إليها لشدة وهج سراجها. ونحن نُعْجَبُ بها بأحاسيسنا وعقولنا،ولهذا يستوجب علينا دراستها ومعرفتها ومعرفة عظمة خالقها وإبداعه في هذا الكون الكبير.

يُعَدّ من المستحيل أن نأتي على كل ما يتاللة يسامحك بالشمس في بحثنا هذا. ولذلك سنقوم بعرض وهجها وشدته وتأثير ذلك على الأرض،

ومن وجهة نظر واحدة. فمن الواضح أن الشمس هي التي تحدد كل التوازن الحراري لكوكبنا. ومع ذلك فإننا نجحنا منذ عهدٍ قريب فقط في إثبات أن تقلبات الطقس والمناخ مرتبطةٌ بصورةٍ واضحة بتنوع واختلاف النشاط الشمسي.

كيف ولماذا؟

وما هو النشاط الشمسي بالنسبة للشمس؟

وماذا يعني بالنسبة لنا؟

هل تحتاج حياتنا إلى النشاط الشمسي؟

ما هي الشمس من وجهة نظرنا هذه؟

هي ذلك الجرم السماوي والتي نواتها المركزية هي باطنها أو المكان الذي يتم فيه استهلاك الوقود لإنتاج كمية كبيرة من الطاقة (المفاعل النووي). تكون هذه النواة في المركز. ويحيط بقلبها هو في منطقة الحمل الحراري تحت السطح والتي تكون مباشرةً أسفل البشرة الدقيقة الخاصة بالطبقات الخارجية المرئية للكرة الضوئية. تحتل منطقة الحمل الحراري نحو 1/3 نصف القطر الكلي للشمس. وهنا تتولد موجات مكونة من آلاف التحركات الموجية والذبذبات (شبيهة بالموجات الصوتية في الهواء).

فهذه (الأصوات) تمدنا بمعلومات هائلة عن كل الشمس تقريبًا. ولكن آذاننا لا تسمع (أصوات الشمس) لأن ذبذباتها (وأعني أصوات الشمس) هي نحو 3 ميغاهيرتز أي أقل بمئة ألف مرة عن ذبذبة الصوت العادي الذي نسمعه. هناك ثلاثة أجهزة بالمرصد الفلكي الشمسي العالمي (سوهو) والذي أطلق عام 1995م على مسافة 15 مليون كم من الأرض، تقوم برصد التغيرات المتواترة على سطح الشمس المرئي الناتجة عن الموجات الصوتية المترددة في باطنها.

وتمامًا كما يقوم الاختصاصيون في علم الزلازل بسبر غور باطن الأرض مستخدمين الموجات الزلزالية، فإن الاختصاصيين في علم الشمس يعرفون عن طريق الموجات الصوتية سلوك البلازما في جوف الشمس المضطرب.

كما أن هناك مقاييس فوتومترية خاصة لقياس سرعة الموجات فوق الطبقة الضوئية تتيح كشف طول وترددات الموجات وتعرف بواسطتها سرعة الصوت في باطن الشمس.

وبالمقابل فإن هذا يتيح إثبات توزيع الحرارة في باطن الشمس. إن قياسات سرعة الصوت أثبتت أن بعض المستويات في داخل الشمس تكون أشد حرارة، والبعض الآخر أشد برودة مما يتوقع.

والنتيجة الرئيسة هي أن حساب الأقطار الداخلية للشمس التي بذل فيها واضعو النظريات جهدًا كبيرًا، هي قريبة جدٌّا من نتائج الطريقة الجديدة للتعامل مع الشمس المسماة الزلزال الشمسي.

ومن الواضح فإن الدوران الشمسي في منطقة الحمل الحراري يمتاز بخاصية مختلفة أي أن المناطق الاستوائية تدور أسرع بقليل مما هي في خطوط العرض المرتفعة. ويصور بنية منطقة الحمل الحراري.

وهي تتصف بحركات صعود وهبوط تُعَدّ من الناحية الطوبولوجية مختلفة تمامًا.

فهذه الحركات بالإضافة إلى السمة المميزة لدوران خط الزوال الخاص بالمادة الشمسية، نتيجة للانبعاج البسيط عند القطبين، تظهر خاصيتها المميزة جدٌّا، وهي الظهور المتكرر أو توسيع المجالات المغناطيسية القوية. فكل هذه الخواص متاللة يسامحكة بمنطقة الحمل الحراري، وهي مهمة جدٌّا لمجمل (حياة) الشمس لأنها الأسباب الرئيسة الخاصة بالنشاط الشمسي.

ولمواصلة هذه المقارنة فما الذي سنعدُّه كجهاز عصبي للشمس؟ ببساطة تقدم المادة الشمسية بالكامل عن طريق البلازما الآلية التأين، حيث إن التذبذبات المذكورة أعلاه يمكن أن تنتشر إلى أبعد من منشئها والذي هو المنطقة المضيئة. وهذا النظام العصبي كنظامٍ موصّل يزودنا بكمية هائلة من المعلومات المتاللة يسامحكة بالبارمترات الطبيعية داخل الشمس.

وعلى عكس الجسم الصلب الحقيقي فإن الغلاف الغازي للشمس ليس له سطح محدد. بيد أن الشمس لديها (جلد)، وهو طبقة دقيقة بين الأجزاء المرئية بصورة واضحة والأجزاء غير المرئية الخاصة بطبقاتها الخارجية المعروفة بالجو الشمسي. وهذه هي طبقة الفوتوسفير، حيث تنخفض درجات الحرارة إلى 5000 درجة مئوية.

فذرات الهيدروجين الأكثر وفرة تكون محايدة بشكلٍ عملي هنا. فتقريبًا واحدة من 10.000 منها تكون مؤيَّنة. وبالنسبة للشمس فالفوتوسفير بلازما (باردة) وقد نعدُّها (كجلد) شبه محايد. فكل المادة الخارجية والداخلية لهذه الطبقات تكون مؤينة بصورةٍ كبيرة وتكون مهمّةً جدٌّا للترابط بين البلازما والمجال المغناطيسي. وباختصار لا يمكن فصلهما عن بعضهما.

وفي النهاية ما هما رئتا الشمس، كيف يكون تنفسها؟ من المؤكد أن تيارات البلازما الشمسية هي التي تهب بصورة دائمة خارج الشمس الرياح الشمسية.

فهذه التيارات هي التي تهب على أرضنا؛ أو لنكن أكثر دقةً، على غلافها المغناطيسي والذي هو حجابنا الواقي الرئيسي. ولكن كل هذه العلاقات قد تكون مجرد إيحاءات أو تكهنات من قبل واضعي النظريات.

إلا أن المرصد الفلكي الشمسي (سوهو ) يمكنه الاقتراب قليلاً وفي الحقيقة نستطيع إثبات المستوى العالي لدرجة الحرارة في نواة الشمس وأن اقتراحنا هذا قائم على نتيجة التفاعلات الحرارية ـ النووية. وفي هذه الحالة فإن كمية كبيرة من الجزيئات السريعة والخفيفة جدٌّا ـ النيترينو أو الدقيقة الذرية لا بد أن تظهر.

ويعتقد البعض أن أحد مصادر الرياح الشمسية هي ما بين الحبيبات الشمسية أو حول منطقة الحمل الحراري. فالنبضات الصادرة من طبقاته العليا تخترق الطبقات المرئية لسطح الشمس المنير وتمدنا بصورة رائعة للحبيبات. وهي تبدو كبقع مضيئة، والحبيبة الشمسية يبلغ قطرها نحو 1000 كيلومتر.

إن الطبقات العميقة لمنطقة الحمل الحراري تمتاز ببنية أكبر حيث يبلغ قطرها نحو 50.000 كيلومتر نظرًا لدرجة حرارتها العالية (جدٌّا). ويمكن ملاحظة أثرها الناتج عن الخطوط المغناطيسية للقوة، في نمط جو الشمس مُشْبِهًا شبكة من الخلايا.

ومن المحتمل أن البنية الرئيسية لمنطقة الحمل الحراري بأكملها تكون مرتبطة بالخلايا الحرارية. وهي تنظم بين الفينة والأخرى مجموعة متشابكة من النشاط في جميع الطبقات المرئية للغلاف الجوي الشمسي.

وفي مرحلة النمو فإن هذه المجموعة تضم مجموعة بقع شمسية ثنائية القطب، محاطة ببقع لامعة في قرص الشمس، تتبعثر فجأة بواسطة انفجارات الوهج الشمسي وتتزين بزخرفةٍ من الشواظ الشمسي كما سنرى لاحقًا.

ضياء الشمس

نأتي الآن إلى تعريف مهم: ما هو النشاط الشمسي؟ من جهة فإننا على اطّلاعٍ جيد جدٌّا عن شكل هذا النشاط، خصوصًا بفضل الأجهزة الفضائية البارزة كالسوهو (قمر صناعي أوروبي) ويوهكوه (قمر صناعي ياباني) وغيرهما العديد. فنستطيع يوميٌّا أن نرى بوضوح ما يحدث في الشمس، وفي كل طبقة من جوها (المتعدد الطوابق).

يُعَدّ الوهج الشمسي أكثر الأحداث حيوية حيث يعطي نحو 1031 ـ 1032 أثناء الفاصل الزمني حوالي عشرات الدقائق. وتقسم هذه الطاقة بالتساوي بين الابتعاث الإلكترومغناطيسي (أشعة إكس والأشعة فوق البنفسجية، والابتعاث المرئي) والطاقة المتحركة الخاصة بالجسيمات النسبية السريعة والناعمة.

فكل هذه الطاقة بعد أن تنتشر في الفضاء تصل بشكل جزئي إلى الغلاف المغنطيسي للأرض وإلى جميع طبقات غلافها الجوي.

مظاهر النشاط الشمسي

لقد وجد أن التغير الحاصل في الإشعاع الشمسي وفى الظواهر الشمسية عمومًا ومن أشدها الانفجارات الشمسية لها تأثير كبير على الأرض ومن يعيش عليها. ومن هذه التأثيرات وهي على صور شتى كالتأثير على الاتصالات السلكية واللاسلكية وكذلك التأثير على مسارات الأقمار الصناعية بالإضافة إلى محطات الكهرباء الأرضية وهذا ما يظهر في البلدان ذات خطوط العرض العالية مثل كندا وكذلك الوهج القطبي .

وقد اتخذ تأثير نشاط الشمس على مناخ الأرض أهمية كبيرة مع نهاية القرن العشرين بعد ثبوت تغير ثابت الإشعاع الشمسي مع دورة النشاط في الشمس عن طريق رصد الإشعاع الشمسي بالأقمار الصناعية خارج الغلاف الجوي للأرض بداية من عام 1978 وذلك عن طريق القمر الأمريكي Nimbus7 ثم ما تلاه من العديد من الأقمار الصناعية حتى الآن.

ويؤكد علماء المناخ أن تغيرًا مقداره 0.5% (نصف في المئة) في قيمة الإشعاع الشمسي ممكن أن يؤدي إلى تغيرات مناخية كبيرة، ولقد سجل القمر الصناعي SOHO تغيرًا في مقدار الإشعاع الشمسي مقداره 0.2% (2 في الألف) وذلك خلال دورة الشمس الحالية (الدورة الثالثة والعشرين) الممتدة من 1996 ـ 2006م. وسنتناول في بحثنا هذا أهم أنواع ظواهر النشاط الشمسي والتي هي دلالة على وهج الشمس المتدفق، وأنه متغير في الكيف وفى الكم. ومنها: (البقع الشمسية، الانفجارات الشمسية، الرياح الشمسية، ألسنة اللهب (الشواظ الشمسي).

البقع الشمسية

تُعَدّ من أوضح الإشارات للنشاط الشمسي وهي تظهر كبقع داكنة على سطح الشمس تكون أحيانًا واضحة للعين المجردة، ولأنها تبعث أشعة أقل من الفوتوسفير الذي يجاوزها فإن درجة الحرارة فيها تكون أقل مما جاورها لأن الغاز الأقل حرارة يكون أقل إشعاعًا.

فدرجة البقع تقريبًا 3.800 بينما حرارة الفوتوسفير المجاور تساوي تقريبًا 5.000 تحتوي البقع على مراكز داكنة تدعى منطقة الظل Umbra وتحاط بما يسمى بمنطقة أقل عتامة شبه الظل Penumbra. أما حجم البقع فقد يبدأ صغيرًا ثم خلال أيام يزداد إلى أن تصل إلى حجم أكبر بكثير من حجم الأرض.

الرياح الشمسية

سيل عارم من الجسيمات تنطلق من الإكليل الشمسي، بحرارة مليون درجة وبسرعة 450 كم/ث. وتتجاوز الرياح مدار بلوتو (حوالي 5.900 مليون كم). نرى من الشكل كيف تدفع الرياح وتشكل المفنيتوسفسر الأرضي.

الانفجارات الشمسية

تعد الانفجارات الشمسية هي أقوى الانفجارات قاطبة في المجموعة الشمسية، حيث تنطلق منها طاقة تصل إلى قرابة 20 مليون من القنابل النووية الكونية (ذات 100 ميجا طن) إلى ما يقارب 3210 إرج، وذلك في فتره قدرها من 100 إلى 1000 ثانية.

ويمكن تعريف الانفجارات الشمسية على أنها انطلاق الطاقة المخزونة في المجالات المغناطيسية، والتي تصل في الانفجارات الكبيرة إلى 3210 إرج في دقائق معدودة، وفى مساحة مقدارها 1810 سم2 (أي ما يقارب 10 ثوانٍ قوسية). ومع أن مقدار الطاقة كبيرة جدٌّا إلا أنها مقارنة بطاقة الشمس الكلية فهي تصل إلى 1/40 من الثانية من الطاقة المنطلقة من الشمس. وعند مقارنة هذه الانفجارات مع تلك التي في النجوم الأخرى فإنها لا تقارن، خاصة أن بعضها يظهر تأثيره في منحنيات الضوء لتلك النجوم التي لا ترى ولا ترصد سوى كنقط ضوئية على صفحه السماء.

الشواظ الشمسي

وهو عبارة عن سحب غازية ما بين الكروموسفير والكرونا ذات كثافة عالية وحرارتها أقل من جاورها، وتكون مرئية خلال فلتر أحادي كعلامات أو سحب داكنة تشق طريقها عبر الشمس، وقد تمتد إلى 10.000 كم.

وحرارتها أكبر بقليل من حرارة الفوترسفير، وقد يتسبب المغناطيسي أن يدفع هذه السحب الداكنة إلى عشرات أو آلاف الكيلومترات فوق سطح الشمس. عندما تكون السحب الداكنة على حافة الشمس فإن مقطعها على صفحة السماء يعطي أشكالاً ضخمة مرتفعة فوق سطح الشمس وتدعى بالشواظ الشمسي.

إذا حصل وكانت السحب الداكنة على حافة الشمس نتيجة دورانها ـ فإن لونها سوف يختفي ويحل محله شريط لامع جدٌّا مقارنة بما يحيطه ويكون مندفعًا إلى الخارج، وعندما تتغلب الجاذبية الشمسية على حركته فإنه يتساقط عاد إلى الشمس، وأحيانًا يندفع على شكل قوس ينتهي طرفه الآخر إلى قرص الشمس، ويصنف الشواظ الشمسي إلى نوعين هادئ ونشيط.

خلاصة

يتضح لنا مما ذكر سابقًا أن الشمس تعد مفاعلاً نوويٌّا عملاقًا يسبح في الفضاء بسرعة كبيرة، وله ضوء وطاقة وحرارة ذات أشكال شتى ومتغيرة في كَمّها وكيفها. وهي ليست قرصًا مضيئًا ثابت الضياء,