زبان اخترشناسی: چرخش و گردش
در دنیای پهناور اخترشناسی، اصطلاحات جذاب و متنوعی وجود دارند؛ از سال نوری و سیاره گرفته تا کهکشان، سحابی، سیاهچاله و ابرنواختر. این واژه‌ها همگی به توصیف اجرام آسمانی می‌پردازند. اما برای درک عمیق‌تر این اجرام، باید با حرکت آنها نیز آشنا شویم.
اخترشناسان برای توصیف این حرکات و ویژگی‌های دیگر، از اصطلاحات فیزیک و ریاضیات بهره می‌برند. به عنوان مثال، از "سرعت" برای بیان میزان تندی حرکت یک جسم استفاده می‌شود. اصطلاح "شتاب" نیز که ریشه در فیزیک دارد، به نرخ تغییر سرعت یک جسم در طول زمان اشاره می‌کند. شتاب را می‌توان به حرکت یک خودرو تشبیه کرد؛ راننده با فشردن پدال گاز، باعث می‌شود خودرو به آرامی شروع به حرکت کند. با ادامه فشردن پدال، سرعت خودرو به تدریج افزایش می‌یابد (شتاب می‌گیرد).
در فیلم "بازگشت به آینده"، یک دستگاه دِ لوریِن ویژه، شخصیت‌های فیلم را در زمان به عقب و جلو می‌برد. یکی از الزامات سفر، شتاب گرفتن با سرعت بالا بود. Getty Images/Charles Eshelman دو اصطلاح مهم دیگر در علم، "چرخش" (Rotation) و "گردش" (Revolution) هستند. این دو اصطلاح معنای یکسانی ندارند، اما هر دو به توصیف حرکت اجسام می‌پردازند و اغلب به جای یکدیگر استفاده می‌شوند. چرخش و گردش، اصطلاحاتی نیستند که فقط در اخترشناسی به کار بروند. هر دو، جنبه‌های مهمی از ریاضیات، به ویژه هندسه، هستند؛ جایی که اجسام هندسی می‌توانند بچرخند و حرکت آنها با استفاده از ریاضیات توصیف شود. این اصطلاحات در فیزیک و شیمی نیز استفاده می‌شوند. بنابراین، دانستن معنای آنها و تفاوت بین این دو، دانش مفیدی است، به ویژه در اخترشناسی.
چرخش (Rotation)
تعریف دقیق چرخش، "حرکت دایره‌ای یک جسم حول یک نقطه در فضا" است. این تعریف در هندسه، اخترشناسی و فیزیک کاربرد دارد. برای تجسم بهتر، نقطه‌ای را روی یک تکه کاغذ تصور کنید. کاغذ را در حالی که صاف روی میز قرار دارد، بچرخانید. در واقع، هر نقطه روی کاغذ، حول نقطه‌ای که رسم کرده‌اید، می‌چرخد. حالا، نقطه‌ای را در وسط یک توپ در حال چرخش تصور کنید. تمام نقاط دیگر در توپ، حول آن نقطه می‌چرخند. خطی را از مرکز توپ که نقطه در آن قرار دارد، عبور دهید؛ این خط، محور چرخش است.
این تصویر، چرخش زمین به دور محور خود (چرخش) و گردش آن به دور خورشید (گردش) را نشان می‌دهد. تصویر از Tau'olunga, via Wikimedia Commons. در اخترشناسی، چرخش برای توصیف چرخش یک جسم حول یک محور به کار می‌رود. یک چرخ و فلک را در نظر بگیرید. این وسیله، حول میله‌ی مرکزی خود، که محور چرخش است، می‌چرخد. زمین نیز به همین ترتیب، حول محور خود می‌چرخد. در واقع، بسیاری از اجرام آسمانی از جمله ستارگان، قمرها، سیارک‌ها و تپ‌اخترها نیز می‌چرخند. وقتی محور چرخش از داخل جسم عبور کند، گفته می‌شود که جسم حول محور خود می‌چرخد.
گردش (Revolution)
لزومی ندارد که محور چرخش حتماً از داخل جسم عبور کند. در برخی موارد، محور چرخش در خارج از جسم قرار دارد. در این حالت، جسم بیرونی حول محور چرخش می‌گردد. مثال‌هایی از گردش، می‌توان به توپی در انتهای یک نخ یا سیاره‌ای که به دور یک ستاره می‌گردد، اشاره کرد. با این حال، در مورد سیاراتی که به دور ستارگان می‌گردند، این حرکت معمولاً به عنوان "مدار" نیز شناخته می‌شود.
سیارات و دنباله‌دارهای منظومه شمسی، مدارهای بیضی شکل کمی را به دور خورشید طی می‌کنند. قمرها و سایر اقمار نیز همین کار را به دور سیارات خود انجام می‌دهند. این نمودار، اشکال مدارها را نشان می‌دهد، اگرچه مقیاس در آن رعایت نشده است. NASA منظومه خورشید-زمین
از آنجایی که اخترشناسی اغلب با اجسام متعددی در حال حرکت سروکار دارد، مسائل می‌توانند پیچیده شوند. در برخی از منظومه‌ها، چندین محور چرخش وجود دارد. یک مثال کلاسیک در اخترشناسی، منظومه خورشید-زمین است. هم خورشید و هم زمین به طور جداگانه می‌چرخند، اما زمین همچنین به دور خورشید می‌گردد یا به طور دقیق‌تر، در مدار آن قرار دارد. یک جسم می‌تواند بیش از یک محور چرخش داشته باشد، مانند برخی از سیارک‌ها. برای سهولت کار، فقط چرخش را به عنوان کاری در نظر بگیرید که اجسام روی محورهای خود انجام می‌دهند.
مدار، حرکت یک جسم به دور جسم دیگر است. زمین به دور خورشید می‌گردد. ماه به دور زمین می‌گردد. خورشید به دور مرکز کهکشان راه شیری می‌گردد. احتمالاً کهکشان راه شیری نیز در حال گردش به دور چیز دیگری در گروه محلی است. کهکشان‌ها همچنین می‌توانند به دور یک نقطه مشترک با کهکشان‌های دیگر بچرخند. در برخی موارد، این مدارها کهکشان‌ها را آنقدر به هم نزدیک می‌کنند که با هم برخورد می‌کنند.
گاهی اوقات مردم می‌گویند که زمین به دور خورشید "دور می‌زند". "مدار" دقیق‌تر است و حرکتی است که می‌توان با استفاده از جرم‌ها، گرانش و فاصله بین اجرام در حال گردش، آن را محاسبه کرد.
گاهی اوقات می‌شنویم که شخصی به مدت زمانی که یک سیاره طول می‌کشد تا یک مدار کامل به دور خورشید بزند، "یک دور" می‌گوید. این اصطلاح نسبتاً قدیمی‌تر است، اما کاملاً معتبر است. کلمه "revolution" از کلمه "revolve" گرفته شده است و بنابراین استفاده از این اصطلاح منطقی است، اگرچه تعریف دقیقی از نظر علمی نیست.
نکته مهمی که باید به خاطر داشت این است که اجسام در سراسر جهان در حال حرکت هستند، خواه به دور یکدیگر، یک نقطه مشترک گرانش یا در حال چرخش حول یک یا چند محور در حین حرکت باشند.
حقایق جالب
- چرخش معمولاً به چیزی اشاره دارد که حول محور خود می‌چرخد.
- گردش معمولاً به چیزی اشاره دارد که به دور چیز دیگری می‌گردد (مانند زمین به دور خورشید).
- هر دو اصطلاح کاربردها و معانی خاصی در علم و ریاضیات دارند.
چرخش و گردش اجرام آسمانی: تفاوت‌های کلیدی که باید بدانید! — https://www.rayeshmand.ir/article/what-are-rotation-and-revolution