نشأة الكون - علوم الأرض والفضاء - ثالث ثانوي

الفصل 11 تطور الكون Evolution of the Universe القدرة الناس خلق الله - سبحانه وتعالى الكون بما فيه من مجرات ونجوم وكواكب وهو في حالة توسع دائم. 1-1 نشأة الكون السلالة الست تعرف طبيعة الكون ونشأته وعرض طرائق فلكية لتحديد عمر الكون 1-2 النجوم والمجرات الانسة وصف مراحل دورة حياة النجوم، وتحديد موقعنا في مجرة درب التبانة حقائق فلكية يقع كوكب الأرض ضمن النظام الشمي الذي يقع في مجرة درب التبانة والتي تعد واحدة من مئات بلايين المجرات . . وزن ملعقة واحدة من المادة الخاصة بالنجم النيتروني تساوي وزن جبل شاهق على سطح الأرض. 12 تطور الكون وزارة التعليم 11173-14.45

نشاطات تمهيدية تجربة استهلالية هل يتعدد الكون كتمدد البالون ؟ التمدد يصف الحالة التي تبتعد بها الحزينات عن بعضها بعضا، في حين يمثل الانكماش الحالة العكسية للتمدد حيث تقترب فيها الجزيئات من بعضها بعضا الخطوات 1 أحضر بالون مفرغ من الهواء. 2 بواسطة قلم ملون ضع على البالون مجموعة من النقاط على مسافات مختلفة. في ابدا في نفخ البالون إلى أقصى حجم ممكن. التحليل 1. قارن بين حجم البالون قبل وبعد النفخ . 2 ما ملاحظاتك حول تغير المسافة بين نقاط البالون قبل النفخ وبعده؟ 3. قارن بين النقاط على البالون والمجرات في الكون. المطويات اصع المطوية الآتية لتساعدك على تنظيم المعلومات وترتيب الافكار الرئيسة منظمات الأفكار المتعلقة بالمجرات والواعها. الخطوة 1 الن الطرف السفلي للورقة طوليا بمقدار cm ... ثم اضغط على الجزء المطري إلى أعل. الخطوة 2 الن الورقة إلى ثلاثة اجزاء متساوية. الخطوة 3 الصين الجزء المتني من الورقة من الجوانب العمل ثلاثة جيوب، وعنونها بأنواع المجرات البيضاوية، الحلزونية، وغير المنتظمة. استنتج ما يحدث للكون. الصحة النارية في أثناء دراستك القسم 2-1، لتتعرف على مميزات بنية كل نوع. درازها 13

1-1 الأحداف يعرف الكون, يشرح مراحل نشأة الكون. يحسب عمر الكون. مراجعة المفردات نشأة الكون which de The Origin of the Universe تعرف طبيعة الكون ونشأته وعرض طرائق فلكية لتحديد عمر الكون. الربط مع الحياة طالما افتتن الناس بروعة السماء وتساءلوا دوما عن كيفية بداية الكون. و عن مآله، ونتيجة لذلك فقد ابتدع العلماء المتخصصين بدراسة الكون يساندهم علماء الفلك والفيزياء الفلكية نماذج تسعى الى تفسير: كيف بدأ الكون وكيف يتغير بمرور التلسكوب آلة فلكية حديثة الزمن ؟ وماذا سيحل به في المستقبل؟ و توضيح الخافته . المفردات الجديدة علم الفلك الفيزياء الفلكية علم الكون علوم الفضاء صنعت لتقريب الأجسام البعيدة لماذا ندرس علم الكون؟ ?Why do we study cosmology حسب الوصف العلمي الحديث للكون فإنه ذلك الفضاء الشاسع الذي يحتوي على أعداد ضخمة لا حصر لها من المجرات والدم والكواكب بالإضافة إلى الكويكبات والمذنبات و الشهب الشكل .1-1 لفهم نشأة الكون يعمل على توسيع ادراكنا لما حولنا وخارج كوكبنا، فمثلا يستفاد من فهم نشأة الكون وتطوره في فهم الظواهر الفيزيائية والكيميائية للكون. لقد اهتم البشر على مر الأزمنة والعصور بالظواهر المرتبطة بالكون مثل شروق الشمس وغروبها وتعاقب الليل والنهار وتعاقب فصول السنة المناخية وخسوف القمر وكوف الشمس ومع مراقبتهم المسماء بنجومها المختلفة اعطوا للمجموعات النجمية مسميات مختلفة ترتبط بالبيئة المحيطة بهم مثل كوكبة الثور والعقرب والجبار والحمل والدب الأكبر والأصغر واستنتجو العلاقة بين ظهور هذه المجموعات النجمية والفصول المناخية وما يرتبط بها من مواسم زراعية ومعظم العبادات في الإسلام مرتبطة بظواهر فلكية كأوقات الصلاة التي ترتبط بحركة الشمس الظاهرية فصلاة الفجر يبدأ وقتها من ظهور الشفق الأبيض ناحية الشرق إلى شروق الشمس وصلاة الظهر يبدأ وقتها حين تزول الشمس أي تبدأ في الانخفاض بعد أن وصلت أقصى ارتفاع لها في السماء وكما أن عبادي الصيام والحج مرتبطتان بحركة القمر حول الأرض. والسفر في البحار بين البلدان يتطلب معرفة الاتجاهات والتي تتم بالاهتداء بالنجوم قال تعالى ليهم اللى حصل لكم الحوم الدوات في علب التي واحد من القالب القوم يعانون السورة نظرية الانفجار العظيم الطاقة المظلمة عمر الكون الأنعام الآية : 97. الشكل 1-1 كل شيء في الكون المنظور مكون من مادة، ومن ذلك المجرات والنجوم والكواكب والملتبات والشهب 14

وقبل أن تبدأ في دراسة تمدد الكون وكيفية تقدير عمر الكون سوف نوضح مضى في علم المضاء الاختلافات الرئيسية بين علم الفلك Astronomy علم الفيزياء الفلكية Astrophysics علم الكون Cosmology وعلوم الفضاء Space science يركز الفلكي في مجال مهنته على رصد في جدول 1-1 الأجرام السماوية كتحري أهلة الشهور القمرية او كفني تحليل البيانات في وكالات القضاء. ويمكن للفلكي أن ممارس مهنته في القبب الفلكية التثقيف الناس بمجال الفلك والفضاء غير تقديمه عروضا هاكيه للسماء.. الجدول 1-1 مقارنة بين العلوم المهتمة بدراسة الكون الفرع مجال الدراسة اسية علم الفلك Astronomy الفيزياء الفلكية Astrophysics العلم المعني بدراسة الأجرام السماوية. المجرات، النجوم، الشمس الكواكب أقمار الكواكب، أشباه الكواكب، الكويكبات المذنبات الشهب النشاط الشمي، تغيرات مظاهر مجال فرعي لعلم الفلك. يستخدم قوانين سطوح وأغلفة الكواكب، مادة ما بين الفيزياء لوصف التغير في طبيعة الأجرام الكواكب، مادة مابين النجوم، تغير السماوية وأنشطتها المختلفة في جميع لمعان النجوم، نشاط المجرات، النجوم أطوال الطيف الكهرومغناطيسي. النيتروبية، الثقب السوداء. علم الكون Cosmology علوم الفضاء Space science دراسة نشأة الكون وتطوره. نشأة الكون وتطوره حتى صار كما نراه اليوم. إطلاق الصواريخ وانزال الحمولات یعنی باستكشاف القضاء والمهمات منها في مدارات محددة أو باتجاه جرم الفضائية. سماوي كالمسابير. دراره 15

Neufion Proton الشكل 12 يوضح تشكل النيوترونات والبروتونات من الكواركات. الكون علم أساسي Cosmology. The Central science تم تفسير نشأة الكون عبر عدة مراحل تاريخية ظهرت خلالها العديد من النظريات الكونية التي بين أصحابها آلية نشأة الكون وعدده وكان من أبرزها نظرية الانفجار العظيم التي حازت على قبول معظم علماء الفلك. وكان من ابرز أسباب قبولها بين أوساط العلماء هو نجاحها أيضًا في تفسير بعض من أرصاد العلماء مثل: وفرة الهيدروجين والهيليوم وإشعاع الخلفية الكوني. نظرية الانفجار العظيم The Big Bang Theory البروتون جسيم أولي شحنته موجبة، ويتكون من كواركيين علويين up (الأحمر والأزرق)، وكوارك تعد نظرية الانفجار العظيم Big Bang Theory الأكثر قبولا بين علماء سفلي down (الأخضر)، النيوترون جسيم أولي الفلك من بين عدة نظريات حيث نصت نظرية الانفجار العظيم على أنه في متعادل الشحنة، ويتكون من كواركيين سفليين الحظة معينة منذ ما يقرب من أربعة عشر مليار سنة كانت المادة والطاقة الموجودة مركزة في منطقة حجمها متناه في الصغر وجميع قوى الطبيعة متحدة وهي القوة النووية والقوة الكهرومغناطيسة وقوة الجاذبية، ثم بدأ الكون في التمدد down الأخضر والأحمر)، وكوارك علوي up (الأزرق). الربط مع الفيزياء وتناقص درجة الحرارة بمعدل سريع - جدا ومع مرور الزمن، انخفضت درجة الحرارة إلى 1500 ترليون K، واكتسبت إن نقطة الصفر في مقياس كلفن القوة الطبيعية خصائصها الحالية. كما أن الجسيمات الأولية (وتعرف باسم تعرف بأنها الصفر المطلق. ووفقا الكواركات واللبيتونات) وهي وحدات البناء الأساسية للمادة، تتحرك في المقياس كلفن فإن نقطة مجمد الماء درجات حرية مختلفة في مستويات الطاقة. وعندما تمدد الكون وأصبح بحجم (C) هي 273K تقريبا، ونقطة المجموعة الشمسية امتلأ الكون بكل المادة التي يمكن قياسها. وفي هذه غليان الماء هي 373K تقريبا. المرحلة اندمجت الكواركات وكونت نيوترونات وبروتونات كما هو موضح في وتسمى الدرجة الواحدة على هذا الشكل 2-1. المقياس كلفن، وتساوي IC ، لذا يكون 1 - 273 = 1 16 إرشادات للدراسة إشعاع الخلفية الكونية CMB هو الإشعاع الحراري الذي خلفه الانفجار العظيم، ويعتبره العلماء بمثابة صدى النظرية الانفجار العظيم، ومع مرور الوقت يرد هذا الصوء البدائي وضعف إلى حد كبير، وتكتشفه في الوقت الحاضر في مدى الموجات الميكروية . (Microwaves) درارة التصليح

المراحل الأولى من حياة الكون The first stages of the universe's life يمكن تقسيم المراحل الأولى، بعد الانفجار العظيم، من حياة الكون إلى فترات زمنية كما يلي: المرحلة الأولى خلال ١٥٠٠ ثانية كانت درجة الحرارة تزيد عن 10K، وكانت جميع القوى الطبيعية متحدة وهي القوة النووية والقوة النووية الضعيفة والقوة الكهرومغناطيسية وقوة الجاذبية. المرحلة الثانية خلال " 10 ثانية انخفضت الحرارة إلى K 10 وبدأت عملية التمدد السريع في حجم الكون في هذه الفترة والتي تعرف بمرحلة التضخم (inflation) حيث انفصلت القوى الطبيعية عن بعضها وأصبح لكل قوة خصائصها المميزة ها المرحلة الثالثة انخفضت الحرارة إلى 10×15، وكانت المادة الأولية عبارة عن كواركات تتحرك في مجال من الطاقة، ثم انفصلت القوى النووية والنووية الضعيفة والكهرومغناطيسية والجاذبية وأصبحت القوى الأربع منفصلة. المرحلة الرابعة عندما تمدد الكون إلى ألف مرة عن حجمه الأول فإن حجمه الجديد أصبح في حجم المجموعة الشمسية، وعندها بدأت الكواركات تندمج لتكون النيوترونات والبروتونات كما هو موضح في الشكل 12 المرحلة الخامسة الشكل 3-1 اتحاد النيوترونات والبروتونات التكوين ذرة الهيليوم تمدد الكون إلى ألف مرة أكبر من حجم المجموعة الشمسية، ومن ثم اندمجت النيوترونات والبروتونات لتكون نويات ذرات الهيليوم والديوتيريوم (وأحيانا يسمى «الهيدروجين الثقيل"، وهو الذرة التي تحتوي تواتها على بروتون واحد ونيوترون واحد، وتسمى نواة الديو تريوم) كما هو موضح في الشكل 3-1 كل هذا حدث خلال الدقيقة الأولى من عمر الكون من تمدد واتساع وانخفاض في الشكل 14 يوضح التفاعلات النووية درجة الحرارة وفي الكثافة. ومع ذلك ، كانت الظروف لا تزال شديدة الحرارة الاندماجية لتكوين العناصر والتي تعم بحيث لا تستطيع النوى الدرية التقاط الإلكترونات لتكون باقي العناصر بسلسلة برتون - بوتون الكيميائية. دراره 17

18 المرحلة السادسة بعد 300 ألف سنة من نشأة الكون ينكمش ألف مرة من حجمه الحالي، ومع انخفاض درجة حرارة الكون أصبحت الظروف مهيأة لتكون الذرات الشكل 14، ومن ثم تجمعت الذرات مكونة سحب من الغاز والتي تطورت بعد ذلك لتكون النجوم. المرحلة السابعة حينما وصل حجم الكون لخمس حجمه الحالي تكونت النجوم وتجمعت الشكل 15 يوضح التفاعلات النووية الاندماجية لتكوين العناصر والتي تعرف في حشود نجمية كروية وتجمعت الحشود النجمية مكونة فيما يمكن أن يسمى بعملية ثلاثية الفا. مجرات حديثة الولادة. المرحلة الثامنة عندما أصبح الكون يبلغ نصف حجمه الحالي، أنتجت التفاعلات النووية الاندماجية في النجوم معظم العناصر الثقيلة التي تتكون منها الكواكب الأرضية كما في الجدول 2-1 والأشكال 14، 15، 6-1 وقبل خمسة مليار سنة تشكل نظامنا الشمسي، عندما كان حجم الكون ثلثي حجمه الحالي. وبمرور الوقت، استهلك تكوين النجوم إمدادات الغاز في المجرات، وبالتالي تضاءل الشكل 16 يوضح التفاعلات النووية عدد النجوم من الجيل الأول. ويتوقع أنه بعد خمسة عشر مليار سنة من الآن، الاندماجية لتكوين العناصر والتي تعرف ستكون النجوم مثل شمسنا الحالية. بدورة كربون نيتروجين أوكسجين. يوضح التفاعلات النووية الاندماجية وتكون العناصر ودرجات الحرارة التي يتم الجدول 2-1 عندها الاندماج النووي. الفرع الاندماج التفاعل الاندماجي درجة الحرارة (للفن) 10x10" (14) سلسلة برتون - برتون H→'lle (15) عملية ثلاثية القا (15) عملية ثلاثية ألفا (1-6) دورة كربون نيتروجين أوكسجين 100x106 He→C CO 600x108 1500x106 " O Ne 0 + Si حرارة لتصليح

تجزية مسبار الجاذبية : (ناسا) KACST تمدد الكون Expansion of the Universe أنجز عالم الفلك إدوين هابل في عشرينيات القرن الماضي اكتشافا ثوريا يتعلق بالكون، وذلك باستخدام تلسكوب مرصد جبل ويلسون في لوس أنجلوس، حيث أثبت هابل أن الكون ليس ثابتا وإنما يتمدد الشكل 7-1 بعد ذلك بعقود، وفي عام 1998 رصد التلسكوب هابل الفضائي - ذو النتائج تمكنت وكالة الفضاء الأمريكية ناسا الغزيرة مستعرات عظمى بعيدةً supernova، ووجد أن الكون منذ زمن من اثبات النظرية النسبية العامة طويل كان يتمدد بشكل أبطأ مما يفعل الآن، وهذا الاكتشاف كان مفاجئاً للعالم ألبرت أينشتاين من خلال فالمعتقد و لوقت طويل بأن جاذبية مادة الكون ستبطئ من تمدده أو حتى إجراء تجربة علمية (مسبار الجاذبية) تسبب تقلصه. ومن أسباب تمدد الكون الطاقة المظلمة Dark Energy في 20 إبريل 2004 بدعم من مدينة وهي قوة خفية مجهولة المنشأ تشكل %65% من محتوى الكون. وهذه الطاقة الملك عبد العزيز للعلوم والتقنية. هي واحدة من أكثر مواضيع النقاش جدلا في علم الكون، قال تعالى: استمرت تجربة مسبار الجاذبية مدة والشراء بينها بايد وإِنَّا لموسعون ) سورة الذاريات الآية: 47. ماذا قرات ؟ فسر علاقة الطاقة المظلمة بتمدد الكون؟ الشكل 7-1 يوضح تصور تمدد الكون. تبلغ نحو خمسة عقود، بدءا من طرح فكرتها الأولى، وانتهاء بعمليات التحليل لبياناتها العلمية وقد تطلب المشروع تطوير تقنيات متقدمة جداً. تعد النسبية العامة أفضل نظرية لدى العلم التفسير آلية عمل قوة الجاذبية. لقد اعتقد الباحثون قبل عام 1916 أن المادة تتحرك بصورة غير مؤثرة عبر خلقيتي الزمان والمكان. ثم افترض آينشتاين أن الزمان والمكان يشكلان نسيجاً واحداً زمكان spacetime بدلاً من الصورة السابقة. وقد جاءت النتائج مقاربة جدا للنتائج المتوقعة نظرياً لمبدأي النظرية النسبية. وقد أسهمت المدينة عبر التعاون التقني مع جامعة ستانفورد في تحليل البيانات الناتجة عن التجربة حيث تم إرسال عدد من المختصين في المدينة للعمل جنبا إلى جنب مع الباحثين في ستانفورد. ala 19

الربط مع الفيزياء توصل عابل إلى إثبات توسع الكون و حساب عمر الكون عن طريق تأثير دوبلر قانون هابل في تمدد الكون Hubble's Law in Expantions of Universe وينص هذا القانون الذي توصل إليه عالم الفلك الشهير ها بل على أن السرعة التي تتباعد بها المجرات عن الأرض تتناسب طرديا مع المسافة بين الأرض والمجرات؛ أي أن المجرات في كل الاتجاهات في الكون تتباعد بسرعات عالية وكلما كانت المجرات أبعد فإنها تتباعد بسرعات أكبر. ومن ملاحظات هابل أن نسبة السرعة إلى المسافة ثابتة، وفي هذا الحساب تفترض أن الكون تمدد منذ الانفجار العظيم مع نحرك جميع المكونات بسرعات ثابتة بالنسبة لبعضها بعضا. حساب ثابت هابل Hubble's constant calculation وهو تغير ظاهري للطول الموجي عندما من خلال الشكل 18 الذي يوضح علاقة المسافة بين المجرات والأرض ترصد من قبل راصد متحرك بالنسبة وسرعة التباعد إذ إن النسبة بين السرعة والمسافة تعطي مقدارا ثابتا وهو ما يسمى بثابت هابل .. المصدر الموجات. حيث (H) هو ثابت هابل و (d) هي المسافة بين الأرض والمجرة، و (2) 20 هي سرعة تباعد المجرة عن الأرض. '10% 4 al 0 100 200 300 600 500 400 700 السرعة (بالكلومة في الثانية) المسافة مقدرة بالمليون فريح نسي) الشكل 18 ثمة علاقة خطية بين معدل التمدد الكوبي المقدر هنا بالكيلومتر في (الثانية) والمسافة المقدرة بالمليون فرسخ نجمي، حيث يعادل الفرسخ النحمي 3.26 سنة ضولية). حرارة التعليم

عمر الكون Age of the Universe الربط مع الرياضيات في المستوى الإحداثي ، ميل انسية التغير في إذا كان تمدد الكون يسير بمعدل ثابت، فسيكون من اليسير للغاية الربط بين ثابت هايل وبين عمر الكون؛ فجميع المجرات يبتعد بعضها عن الإحداثي تا بين أي نقطتين عليه. بعض في وقتنا الحالي، لكن لا بد أنها كانت في البداية في الموضع ذاته. وكل ويعطي الميل m لمستقيم يحوي ما نحتاج إليه هو حساب ذلك الوقت الذي كانت فيه المجرات في الموضع نقطتين إحداثياهما ( لا ) و ذاته؛ ومن ثم يكون عمر الكون Age of the verse هو الزمن المنقضي منذ وقوع ذلك الحدث. إن عمر الكون ما هو إلا معكوس ثابت هابل - عملية حسابية بسيطة - . وفي ضوء التقديرات الحالية الثابت هابل فإن عمر الكون يبلغ نحو 13.8 مليار عام. میل خط الرسم البياني في الشكل 8-1 هو لا وهو ثابت هابل .1 والمسافة مقسومة على السرعة تساوي الزمن أي بالصيغة : m=- t= d v=dH .2 من معادلة (1) .3 وباستبدال معادلة 3 في معادلة 2 تحصل على: 4 1 t= H بأخذ ثابت هابل ليكون 71 كيلومترا في الثانية لكل ميجا فرسخ حيث يمثل 1 فرسخ فلكي الفرسخ الفلكي يساوي 3.26 سنة ضوئية). لذلك الكيلومتر = 1000 متر والميجا فرسخ = 1022×3.09 متر ا 100×2.29 71000 m/s 3.09X10 m وبالتعويض عن قيمة ثابت هابل في معادلة 4 1 = 2.29×10 3 5 ی 10 × 4.36 = 1 وبتحويل الثواني إلى سنوات تحصل على: H مجسات النجوم التفجرة ادم ريس هو عالم أمريكي في علم الفلك في جامعة جونز هوبكنز ومعهد علوم تلسكوب الفضاء وهو معروف بايحاله في مجال استخدام مجسات النجوم المتفجرة حصل على جائزة نول في الغبرياء لعام 2011 مناصفة مع سول بيرلموتر و بریان شمیدت كما حصل في العام ذاته - مع سول بيرلموتر على قلادة ألبرت أينشتاين. 4.36x10 1 = 60 x 60 × 24 365 r=13.8×10 y أي أن عمر الكون يصل إلى 13.8 مليار سنة.

22 مخطط يوضح مراحل تطور الكون 14 billion years 11 billion years 700 million years 400,000 years 5,000 years 3 minutes 28 201 المرحلة 7 المرحلة 6 المرحلة 5 المرحلة 4 المرحلة 3 المرحلة 2 المرحلة 1 المرحلة 8

" . 10 t 12 14 IN JE 1.54 17 to TO الربط مع التقويم. يعج الفضاء بمليارات الأجرام السماوية، منها أجسام صخرية صغيرة تدور حول الشمس يطلق عليها كويكبات"، وقد اعتمدت الأمم المتحدة يوم 30 يونيو ليكون اليوم العالمي للكويكبات، إذ يعتقد العلماء أن الكويكبات تشكلت منذ نشأة الكون وتطورت من بقايا تكوين نظامنا الشمسي قبل حوالي 4.6 مليار سنة حيث منعت ولادة كوكب المشتري أي كواكب من التكون في الفجوة بينه وبين المريح، مما تسبب في اصطدام الأجسام الصغيرة التي كانت هناك مع بعضها البعض وتقنها لتشكل الكويكبات التي نعرفها اليوم. التقويم 1-1 الخلاصة فهم الأفكار الرئيسة الكون في حالة توسع وتمدد دائم وتم 1 هل يمكن اعتبار التجمع النجمي عبارة عن مجرة وليدة؟ ولماذا؟ رصد تمدد الكون من قبل العالم هابل 2 ما مدى أهمية الفيزياء الفلكية في دراسة نشأة الكون وتطوره التفكير الناقد نصت نظرية الانفجار العظيم على أنه في لحظة معينة منذ ما يقرب من : اربعة عشر مليار سنة كانت المادة 3. لماذا حازت نظرية الانفجار العظيم على قبول معظم العلماء عن غيرها من النظريات التي تتناول نشأة الكون؟ والطاقة الموجودة مركزة في منطقة حجمها متناهي في الصغر الرياضيات في الفلت 4. تبعد مجرة الدوامة My 23 عن كوكب الارض. باستعمال القيمة 20.8 km/s/Mly لثابت هايل أوجد سرعة تباعد هذه المجرة؟ دراره