اصنعْ أداةً لقياس اختلاف المشهد الظاهري للموقع
كيف تصنع أداة تُظهر كيفية قياس المسافات الكونية
ارفع إصبعك أمامك، وانظر إليه أولاً بعين واحدة فقط، ثم بالعين الأخرى فقط، وسترى إصبعك تبدو كأنها ”تقفز“ من جانب إلى آخر. كلما كانت الإصبع بعيدة، كانت قفزتها أصغر. يُطلق على هذا الانزياح الظاهري Apparent shift لجرم قريب أمام خلفية بعيدة عند رصده من مواضع مختلفة اسم ”اختلاف المنظر“ Parallax. إن قياس حجم هذه ”القفزة“ كزاوية هو الطريقة ذاتُها التي يستخدمها علماء الفلك تقليدياً لمعرفة المسافات إلى الأجرام السماوية، مثل النجوم. ومشروعنا هنا هو صنع أداة لتوضيح هذا المبدأ.
تشتمل أداة قياس اختلاف المنظر التي نستخدمها على عصا قاعدة طويلة مع نقطة رصد في كلا طرفيها. عندما ننظر إلى جسم قريب (استخدمنا هنا كرةَ تنس خضراء) من كل نقطة، نستخدم المنقلة المدمجة لقياس الانزياح الظاهري للجسم على جانبي نقطة مرجعية Reference point في المسافة (في مثالنا هنا، نجم أصفر على سياج). مجموع هذه الزوايا هو مقدار الانزياح الظاهري للجسم القريب. وباستخدام أداتنا وبعض عمليات حساب اختلاف المنظر (انظر المحتوى الإضافي على الموقع الإلكتروني)، حسبْنا المسافة إلى الكرة فكانت 8.3م. كانت المسافة الحقيقية 7.6م، وهي قريبة جداً. ولو كنا قد وضعنا النجم على مسافة أبعد، لكان الحساب أكثر دقة!
تَستخدم أداتنا هنا الدرجات كوحدة لقياس الزوايا، ولكن عند قياس النجوم القريبة ستكون الزوايا المعنية صغيرة جداً بحيث لا يمكن تسجيلها بهذه الطريقة بنحو معقول. ولذلك يستخدم علماء الفلك وحدة الثواني القوسية Arcseconds، وفيها تتكون الدرجة الواحدة من 3,600 ثانية قوسية. كما يستخدمون أيضاً مسافة قاعدة أطول. تؤخَذ أكبر مسافة قاعدة على الأرض بالانتظار ستة أشهر لأخذ القياسات عندما تكون الأرض عند أبعد نقطتين من الشمس في مدارها حولها، وهذا ما يعطي مسافة قاعدة تبلغ وحدتين فلكيتين AU.
هذه هي الطريقة التقليدية لتحديد المسافات إلى النجوم القريبة. وبدلاً من استخدام المنقلة تتضمن الطرق الحديثة إحصاء البكسلات على صورة رقمية. تكون زاوية اختلاف المنظر للنجم هي الزاوية المصنوعة مع خط قاعدة يساوي وحدة فلكية واحدة؛ ومن ثم فإن الانزياح المرصود بعد ستة أشهر يقسم على اثنين. أقرب نجم لنا (بعد الشمس) هو نجم القنطور القريب Proxima Centauri. وله أكبر زاوية اختلاف في المنظر تبلغ 0.7685 ثانية قوسية. إذا كان لنجم تخيلي زاوية اختلاف منظر بمقدار 1 ثانية قوسية، فإن مسافته عنها تساوي 1 فرسخ (بارسك) Parsec. ومن ثَمَّ، فإن المسافة إلى نجم القنطور القريب تساوي 1.3 فرسخ.
مارك باريش Mark Parrish:مُصمم أدوات فلكية بحسَب الطلب، يقيم في وست ساسكس
اعثُرْ على رسم تخطيطي وحاسبة مسافة اختلاف المنظر وصور إضافية لمساعدتك على صُنع أداتك على الرابط: www.skyatnightmagazine.com/bonus-conten
• عصا قاعدة واحدة، بأبعاد 2م × 34ملم × 18ملم تقريباً.
• قطعتَي خشب رقائقي عالي الجودة، بأبعاد 120 ملم × 120 ملم × 15 ملم تقريباً.
• قطعتين قصيرتين من الخشب اللين، بأبعاد 50 ملم × 34 ملم × 34 ملم تقريباً.
• منقلتين رخيصتين لقياس زاوية 360°.
• قشتي (شرب) لاستخدامهما كأنبوبَي مشاهدة.
• 6 براغٍ (مسامير) خشبية قصيرة مع حلقات؛ 4 براغٍ 30 ملم للتثبيت بعصا القاعدة.
• عزقة (صمولة) واحدة قياس 1/4 بوصة × 20TPI (في حالة استخدام هذه الطريقة للتثبيت على حامل ثلاثي القوائم).
• مثقاب، ولقم، ولقم تخويش (ثقب)، ومفك براغٍ.
• أدوات تعليم، مسدس غراء ساخن، طلاء.
خطوة خطوة
الخطوة 1
أوجِدْ مركزَ كل مربع من مربعات الخشب الرقائقي من خلال رسم أقطار. ارسمْ حول المنقلة، وحدد موضع الثقوب التجريبية لبراغي التثبيت الثلاثة (خارج المحيط مباشرةً). وأخيراً، حدِّدْ فتحتَي البرغي للتثبيت بعصا القاعدة.
الخطوة 2
احفرْ ثلاثةَ ثقوب تجريبية بقطر 2 ملم، وثقبَي تخليص 4.5 ملم، لوضع الخشب الرقائقي على عصا القاعدة. وسِّع هذه الثقوب باستخدام لقمة مثقاب تخويش (أو لقمة مثقاب كبير، إذا لم يكن متوافراً لديك)، بحيث تنتهي المسامير بنحو متساوٍ مع السطح.
الخطوة 3
خذْ المكعبات المقطوعة واصنع ثقباً كبيراً في أسفل كل منها، بحيث يتناسب مع ”المقابض“ E المركزية للمنقلة. اصنعْ ثقباً أفقياً في كل كتلة لتمر القشة عبْرَه. اصقلْ بنعومةٍ جميعَ الأجزاء الخشبية وأطِلها.
الخطوة 4
استخدِمْ ثلاثة براغٍ مع حلقات لتثبيت كل منقلة في مربعها الخشبي. أحكِمْ شد البراغي بما يكفي لتثبيت المنقلة، ولكن مع السماح لها بدوران كامل عند إعداد التجربة. ادفعْ قشة المراقبة من خلال كل كتلة.
الخطوة 5
ألصِقْ كتلةً بالغراء على كل منقلة. تأكَّدْ من محاذاة القشة مع ذراع المؤشر. ثبِّتْ مربعات الخشب الرقائقي على طرفَي عصا القاعدة الطويلة. ألصِقْ صامولة من قياس 1/4 بوصة × 20TPI تحت منتصف العصا لتثبيتها على حامل ثلاثي القوائم (اختياري).
الخطوة 6
اضبِطْ الآلة والجسم (الكرة) والجسم البعيد (النجم) على ارتفاعات متماثلة. اضبط كل منقلة على الصفر. وجِّهْ القشةَ نحو النجوم. أدِرْ ذراع كل منقلة فقط للإشارة إلى الجسم. اقرأ الزاويتَين الصغيرتين. استخدِمْ آلتنا الحاسبة لتعرف المسافة.
