لماذا نرى نفس الجانب من القمر دائمًا على الرغم من دورانه؟

هل تساءلت يومًا لماذا نرى دائمًا نفس الجانب من القمر؟ إنه سؤال حير البشر لعدة قرون. حيث يستغرق القمر 29 يومًا لإكمال دورة واحدة حول الأرض، ويستغرق أيضًا نفس القدر من الوقت للدوران مرة واحدة حول محوره. وهذا يعني أن نفس الجانب من القمر يواجه الأرض دائمًا، وهي ظاهرة لا تقتصر على القمر الخاص بكوكبنا فقط ،بل تحدث في العديد من الأقمار في نظامنا الشمسي. وتكمن الإجابة في ظاهرة تعرف باسم التقييد المدِّي (الانغلاق المداري) (Tidal Locking)، والتي تحدث عندما تؤثر قوة الجاذبية لجرم سماوي أكبر، مثل الأرض، على دوران جسم أصغر، مثل القمر.
في هذه المقالة، سوف نتعمق أكثر في العلم الكامن وراء التقييد المدِّي، وتاريخه، وآثاره على البحث عن الحياة على الكواكب الأخرى. وسنستكشف كيف يؤثر على دوران الأقمار.

التقييد المدِّي في أقمار اخرى

يتمتع مفهوم التقييد المدِّي بتاريخ غني، يعود إلى القرن السابع عشر عندما لاحظ عالم الفلك الإيطالي غاليليو جاليلي أقمار كوكب المشتري لأول مرة. وأشار جاليلي إلى أن نفس الجانب من قمر آيو (Io)، يواجه كوكب المشتري دائمًا. كان هذا لغزًا، حيث يتوقع المرء أن يدور القمر بحرية، ويكشف لمن يراقبه عن جوانبه مختلفة. ولكن الجواب يكمن في قوى الجاذبية المؤثرة. وكانت جاذبية المشتري تشوه دوران القمر، وتزامنه مع فترته المدارية.
ومع استمرار علماء الفلك في استكشاف السماء ليلاً، اكتشفوا المزيد من الأمثلة على التقييد المدِّي. وقد لوحظت هذه الظاهرة في قمر بلوتو المسمى شارون (Charon)، حيث يكون الكوكب القزم وقمره مرتبطين ببعضهما البعض من الناحية المدِّية. وهذا التزامن هو نتيجة مباشرة لتفاعل الجاذبية.

العلم وراء هذه الظاهرة

يعود مفهوم التقييد المدِّي إلى القرن السابع عشر عندما وصف السير إسحاق نيوتن لأول مرة قوى الجاذبية التي تنشأ بين جرمين سماويين. وأوضح أن قوة الجاذبية بين جسمين تعتمد على كتلتهما والمسافة بينهما. كلما كانت الأجسام أكثر ضخامة وأقرب من بعضها البعض، كلما كانت قوة الجاذبية أقوى.
وبالتقدم سريعًا إلى القرن العشرين، عندما بدأ العلماء بدراسة تأثيرات قوى الجاذبية على دوران الأجرام السماوية. اكتشفوا أنه عندما يدور القمر حول كوكبه، تخلق قوى المد والجزر انتفاخًا على سطح القمر، سواء على الجانب المواجه للأرض أو على الجانب المقابل. مما يؤدي إلى استطالة طفيفة. القمر، كونه أصغر بكثير من الأرض، معرض بشكل خاص لسحب الجاذبية الأرضية. وأثناء دوران القمر، تسحب جاذبية الأرض بقوة أكبر انتفاخ نحو الأرض، مما يؤدي إلى إبطاء دوران القمر حتى يتطابق مع الفترة المدارية (Orbital period). فإذا كان القمر يدور بشكل أسرع من دورته المدارية، فإن جاذبية الأرض ستبطئه، وإذا كان دورانه أبطأ، ستسرعه. ولهذا السبب نرى نفس وجه القمر طوال الوقت.
إن الآثار المترتبة على التقييد المدِّي تتجاوز القمر ونظامنا الشمسي. بينما نستكشف الكون، فإننا نكتشف الكواكب الخارجية التي من المحتمل أن تكون مقيدة مديًا بنجومها. وهذا له عواقب كبيرة على إمكانية الحياة على هذه الكواكب.

• ما دور القمر في تطور الحياة على الأرض؟
• هل ترى ما أرى؟
• ما هي الكويكبات؟
• حرب الفضاء، هل ستصبح حقيقة؟
• لماذا يخاف البعض من الرياضيات؟

الآثار المترتبة على الحياة الفضائية

إن التقييد المدِّي ليس مجرد ظاهرة تقتصر على الأقمار. تنطبق نفس المبادئ على الكواكب التي تدور بالقرب من نجومها. في الواقع، يعتقد العلماء أن العديد من الكواكب الخارجية، وخاصة تلك التي تدور حول نجوم قزمة حمراء باردة، يمكن أن تكون مقيدة مديًا. وهذا له آثار كبيرة على إمكانية الحياة على هذه الكواكب.
على كوكب مقيد مديًا، سيواجه أحد الجانبين النجم بشكل دائم، بينما يظل الجانب الآخر في الظلام. وهذا من شأنه أن يؤدي إلى اختلافات شديدة في درجات الحرارة، حيث يكون أحد الجانبين ساخنًا للغاية والآخر باردًا جدًا. وستقتصر المنطقة الصالحة للسكن، حيث درجات الحرارة المناسبة للحياة، على منطقة صغيرة من الكوكب، مما يخلق بيئة فريدة من نوعها.
والسؤال هو: هل يمكن للحياة أن تزدهر في مثل هذه المنطقة؟ ربما يمكن أن يوجد نظام بيئي صغير ومستقر، حيث تكون درجات الحرارة مقبولة. ومع ذلك، فمن غير المؤكد ما إذا كانت الحياة يمكن أن تتطور وتعيش في مثل هذه الظروف.
تكمن أهمية ذلك في حقيقة أن النجوم القزمة الحمراء هي النوع الأكثر شيوعًا من النجوم في المجرة، ومن المحتمل أن تكون العديد من الكواكب الصخرية التي تدور حولها مقيدة مديًا. إذا كانت هذه الكواكب غير قادرة على دعم الحياة، فقد يفسر ذلك سبب عدم مواجهتنا بعد لأي علامات على وجود حياة خارج كوكب الأرض.

المصادر:

Why Do We Always See The Same Side Of The Moon? / iflscience