،إذا كان شكسبير عالم فلك

“،لقال “هناك مد وجزر في شؤون الكون

“.وفي هذا البحر المليء نطفو الآن”

قد يكون محقًا. قد تظن أن المد والجزر اليومي

،هو أمواج المحيط التي تتقدم وتتأخر يوميًا

ولكن ما يسميه علماء الفلك بالمد والجزر

هو قوة خفية لا تنضب

.شكلت غالبية الأشياء الموجودة في الكون

.لفهم المد والجزر، سنبدأ بالجاذبية

.الجاذبية هي قوة تضعف مع المسافة

والمهم أن نلاحظ أننا نقيس الجاذبية

،من مركز الكتلة للجسم

.وليس سطحه

يمكنك التفكير بمركز كتلة جسم ما

.هو متوسط موقعه بالنسبة إلى كتلته ككل

،وبالنسبة إلى كرة موزعة بالتساوي

.يعني هذا مركزها

الآن، إلا إذا كنت رائد فضاء، أنت على بعد

.كيلومتر عن مركز الأرض 6400

إذا وقفت، يصبح رأسك على بعد أمتار

.عن مركز الأرض من قدميك

،وبما أن الجاذبية تضعف مع المسافة

فإن قوة الجاذبية الأرضية على رأسك

أقل مما هي على قدميك. بكم؟

بمقدار 0،00005 بالمئة

.وهذا رقم صغير جدًا لتلاحظه

لكن ماذا لو كنت أطول؟ كلما ازداد

،طولك، ابتعد رأسك عن مركز الأرض

.وستشعر بقوة أضعف

إذا كنت بطول 300 كيلومتر تقريبًا

.ستقل قوة الجاذبية بنحو 10 بالمئة في رأسك

،قد يكون ذلك كافيًا لتلاحظه

إذا كنت لا تختنق

.لأنك بطول 300 كيلومتر

هذا التغيير في قوة الجاذبية حسب المسافة

.هو ما يسميه علماء الفلك قوة المد والجزر

عندما يكون لديك كائن ضخم يؤثر على جسم

آخر بجاذبيته، تعتمد قوة المد والجزر

على عدة عوامل. أولًا، تعتمد

،على مدى قوة الجاذبية في أول جسم

،كلما زادت قوة الجاذبية

.زادت قوة المد والجزر على الجسم المتأثر

.وتعتمد أيضًا على مدى اتساع الكائن المتأثر

فكلما زاد اتساعًا ازدادت قوة الجاذبية

،من الجسم الأول التي تغير عبره

.وبالتالي قوة المد والجزر

أخيرًا، تعتمد على بعد المتأثرين

.عن الجسم الأول

،كلما زاد بعد الجسم المتأثر

.بالتالي انخفاض المد والجزر

،يعتمد المد والجزر على الجاذبية

.فإن قلت الجاذبية تقل قوة المد والجزر

التأثير الكلي لقوة المد والجزر

هو تمديد الأجسام. أنت تضع قوة أكبر

،في نهاية واحدة أكثر من جهة أخرى

.فأنت تسحب أكثر من النهاية الأخرى

!وذلك يسبب تمدده

.ومن هنا تأتي أهمية قوة المد والجزر

انظر إلى القمر. لديه جاذبية

.لكن أقل بكثير من الأرض لأن كتلته أقل

،إنه على بعد 380 ألف كيلومترًا

لذا فإن قوة جاذبيته عليك صغيرة جدًا

،وأنت صغير جدًا مقارنة بتلك المسافة

.يبلغ طولك بضع أمتار من الرأس إلى القدمين

لكن الأرض كبيرة! إنها على بعد 13 ألف

كيلومترًا. وهذا يعني أن جانب الأرض

المواجه القمر أقرب بحوالي 13 ألف كيلومتر

.إلى القمر من الجانب الآخر للأرض

،إنها مسافة كبيرة جدًا

تكفي لإعطاء المد والجزر

أهمية الجانب المواجه للقمر يجذبه القمر أكثر

.من الجانب الآخر للأرض

.لذلك تتمدد الأرض

،تصبح بشكل كرة القدم، ككرة بانتفاخين

،أحدهما يتجه نحو القمر

.والآخر يتجه بعيدًا

.قد يكون هذا أغرب ما بقوى المد والجزر

،قد تتوقع انتفاخًا واحد فقط

،على الجانب المواجه للقمر. لكن تذكر

.أننا نقيس الجاذبية من مراكز الأجسام

جانب الأرض المواجه للقمر

يشعر بسحب أقوى نحو القمر

،أكثر من مركز الأرض

.لذلك يبتعد عن المركز

لكن الجانب البعيد عن القمر

يشعر بقوة أضعف نحو القمر من مركز الأرض

وهذا يعني أن مركز الأرض

.يتم سحبه بعيدا من الجانب البعيد

هذا بالضبط كما لو كان الجانب البعيد

،مسحوبًا عن المركز

وذلك هو سبب وجود انتفاخين

.على طرفي الأرض المتقابلين

قوة المد والجزر تكون قوية على جانبي الأرض

،المواجهين للقمر والبعيدين عنه

.وتضعف في المنتصف عند كل جانب

تغطي الماء معظم الأرض، والماء يستجيب

.لهذه القوة المتغيرة، لهذا التمدد

،ينتفخ الماء حيث يقوى المد والجزر

.على الطرفين المتقابلين من الأرض

إذا كان هناك الشاطئ على واحدة

،من تلك البقع، فإن الماء سيغطيه

ونقول إنه المد الأعلى إذا كان الشاطئ

،حيث تنخفض قوة المد والجزر

،تسحب المياه بعيدًا

.وهذا هو الجزر الأدنى

!لكن انتظر لحظة: الأرض تدور

،إن كنت على جزء الأرض المواجه للقمر

،أنت تختبر المد الأعلى. بعد ست ساعات

أي ربع يوم، فإن دوران الأرض

.يأخذك الى مكان الجزر الأدنى

بعد ست ساعات من ذلك

،تصبح عند موقع المد الأعلى مرة أخرى

بعد ست ساعات أخرى تصبح عند الجزر

للمرة الثانية في اليوم. أخيرًا، وبعد يوم

.تعود عند المد الأعلى مرة أخرى

.وذلك هو سبب حدوث المد والجزر مرتين يوميًا

،وبشكل عام

يسبب المد والجزر في المحيط ارتفاع مستوى

.سطح البحر وانخفاضه بمتر أو اثنين، يوميًا

.يمكن للأرض الصلدة الانتفاخ أيضًا

،إنها ليست سائلة كالماء

ولكن يمكنها التحرك. تمدد قوة المد والجزر

.الأرض الصلدة بحوالي 30 سم

،إذا جلست في منزلك كل يوم

!تتحرك صعودًا وهبوطًا بهذا النحو… مرتين

.كما يقول المثل، المد يرفع كل… السطوح

.لدوران الأرض أثر آخر

تأخر تدفق المياه يعني أن المياه

لا يمكنها الاستجابة فورًا للمد والجزر من

القمر. حيث أن دوران الأرض يحرك الانتفاخات

.إلى الأمام قليلًا على طول الأرض

تخيل هذا: الانتفاخ الأقرب إلى القمر

.يسبق خط الأرض والقمر

،ولذلك الانتفاخ كتلة. ليست كبيرة

،بل قليلة ولأن له كتلة له جاذبية

،وهي تسحب القمر. تسحب القمر للأمام في مدارها

.كأنها تسحب رسن الكلب لتسريعه

يستجيب القمر لهذا السحب

:بالذهاب إلى مدار أعلى

!يتحرك القمر بعيدًا عن الأرض

وتم قياس معدل ركود القمر

.وهو يبلغ بضعة سنتيمترات سنويًا، تقريبًا

.بنفس السرعة التي تنمو بها أظافرك

.اسمع هذا: للقمر جاذبية

،كما أن الانتفاخ يسحب القمر للأمام

.والقمر يسحب الانتفاخ للخلف، مبطئا حركتها

،بسبب الاحتكاك مع بقية الأرض

تباطؤ الانتفاخ

،هو في الواقع تباطؤ دوران الأرض

،مما يجعل اليوم أطول. الأثر صغير

.ولكن مرة أخرى يمكن قياسه

حسنًا، دعونا نغير وجهة النظر. كل شيء قلته

عن تأثير المد والجزر في القمر عن الأرض

.يعمل بالاتجاه الآخر أيضًا

يشعر القمر بالمد والجزر من الأرض

وهي قوية جدًا لأن الأرض أكبر كتلة

،ولها جاذبية أكبر من القمر. ومثل الأرض

هناك نوعان من انتفاخات المد والجزر على سطح

القمر. أحدها تواجه الأرض والأخرى بعيدة

،منذ فترة طويلة، كان القمر أقرب إلى الأرض

ويدور بسرعة. وانتفاخات المد والجزر بالقمر

لم تتماشى مع الأرض، فتحكمت بها

جاذبية الأرض، مسببة بطء دوران القمر

،وتحركه بعيدًا. عندما انتقل بعيدًا

ازداد الوقت الذي استغرقه ليدور

.مرة حول الأرض: الفترة المدارية أصبحت أطول

في نهاية المطاف، تناسب ازدياد دوران المقر

.مع الوقت الذي استغرقته للدوران حول الأرض

،عندما حدث ذلك

.اتجه محور الانتفاخات نحو الأرض

!لذلك السبب يظهر القمر وجهًا واحدًا فقط لنا

.يدور مرة شهريًا، ويدور حولنا مرة شهريًا

إذا لم يدر على الإطلاق، خلال هذا الشهر

.سنرى سطح القمر بالكامل

،ولكن لأنه يدور مرة واحدة في مداره

.لم نر إلا وجهًا واحدًا منه فقط

وهذا يسمى التقييد المدي، وهو ينطبق

.على كل قمر كبير في النظام الشمسي

المد والجزر من كوكبهم

.أصبحت متناسبة مع الفترة المدارية

هذه الأقمار تظهر نفس الوجه

!تجاه كوكبها

،انتظر لحظة. إذا كان للقمر جاذبية

،تسبب المد والجزر

،والسبب الجذري لكل هذه الإشكالات

!ماذا عن الشمس؟ إنها أكبر من القمر

المد والجزر يعتمد على الجاذبية الصادرة

،من الجسم، وبعدك عنها

.الشمس أكبر كتلة من القمر، لكنها أبعد بكثير

.هذين الأثرين يلغيان بعضهما

وعندما تجري الحسابات، تجد

أن قوة المد والجزر للشمس على الأرض

هي نحو نصف قوة القمر. الطريقة التي يتفاعل

بها المد والجزر للشمس والقمر

،تعتمد على الهندسة

.التي تتغير عندما يدور القمر حولنا

في طور المحاق، يقع الأرض والقمر والشمس

على خط واحد. تتوازى قوة المد والجزر بالقمر

.وتقويها الشمس

وهذا يعني حدوث المد الأعلى

.والجزر الأدنى على الأرض

.نسمي هذا الجزر التام

عندما يكون القمر في التربيع الأول، يكون

انتفاخ المد والجزر في القمر بزاوية 90 درجة

من الشمس. ارتفاع المد

.من القمر يتداخل مع الجزر من الشمس

،لنحصل على ارتفاع المد

.والجزر أعلى قليلًا. نسميها المد الناقص

.يتكرر النمط عندما يكون القمر بدرًا

،يشكل القمر والأرض والشمس خط مجددًا

ونحصل على المد التام. وبعد أسبوع يدور

.القمر، ونحصل على المد الناقص مرة أخرى

ليس ذلك فحسب، يدور القمر حول الأرض

بشكل إهليلجي. عندما يكون أقرب لنا

نشعر بتأثير أقوى. إذا حدث ذلك في المحاق أو

.البدر، نحصل على أثر إضافي للمد التام

وهذا ما يسمى مد بروكسيجي

ويمكن أن يؤدي إلى حدوث فيضانات

في المناطق المنخفضة. لا تعرف أنّ المد والجزر

.معقد إذا لم تكن تعيش على الساحل

.يحدث المد والجزر في جميع أنحاء العالم

وتعمل حيث الجاذبية إذا دار نجمين حول بعضهما

.كل منها يسبب المد والجزر في بعضهما

كالأرض والقمر، اللذان يمكنهما تبطيئ دورانهما

وزيادة انفصالهما. العديد من الكواكب التي تدور

حول نجوم أخرى قد تعلق فيهما بالمد والجزر

،بالقرب من الثقب الأسود

حيث تزداد الجاذبية، والمد والجزر قويان

.ستسحبك كالحلوى كخيط طويل رقيقة

ويسمي الفلكيون هذا التأثير

.بالتأثيرات المعكرونية

!لا، أنا جدي هذا اسمها

اليوم تعلمت أن المد والجزر نتيجة

.لقوة الجاذبية المتغيرة حسب المسافة

قوة المد والجزر من جسم ما

،تعتمد على جاذبيته

.والحجم والمسافة التي تفصله عن الجسم الثاني

يسبب المد والجزر اثنين من الانتفاخات بالجسم

مولدًا المد العالي والأدنى والجزر العالي

والأدنى مرتان يوميًا. عمل المد والجزر

على تبطيء دوران الأرض،ونقل القمر بعيدًا

عن الأرض، وتحديد دوران القمر بالمدار

بحيث يواجهنا القمر

.بجانب واحد على الدوام

،وبالتالي، مد يأتي وجزر يذهب. كما تبين

.يمكنني شرح ذلك. الآن يمكنك ذلك أيضًا

بالتعاون مع استوديوهات Crash Course يتم إنتاج

وقد كتبت أنا فيل بليت هذه الحلقة .PBS Digital

،وحرر النص بليك دي باستينو

.ومستشارنا هو الدكتور ميشيل ثالر

شارك في الإخراج

،نيكولاس جنكينز ونيكول سويني

.Thought Café وفريق الرسومات