عمر الكون - كتاب علوم الأرض و الفضاء - الصف 12 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

الكتاب: كتاب علوم الأرض و الفضاء - الصف 12 - الفصل 1 | المادة: علوم الأرض و الفضاء | المرحلة: الصف 12 | الفصل الدراسي: 1

الدولة: المملكة العربية السعودية | المنهج: المنهج السعودي - وزارة التعليم

الدرس: عمر الكون والربط مع الرياضيات ومجسات النجوم المتفجرة

📚 معلومات الصفحة

الكتاب: كتاب علوم الأرض و الفضاء - الصف 12 - الفصل 1 | المادة: علوم الأرض و الفضاء | المرحلة: الصف 12 | الفصل الدراسي: 1

الدولة: المملكة العربية السعودية | المنهج: المنهج السعودي - وزارة التعليم

نوع المحتوى: درس تعليمي

مستوى الصعوبة: متوسط

📝 ملخص الصفحة

تتناول هذه الصفحة موضوع عمر الكون وكيفية حسابه باستخدام ثابت هابل. تبدأ بشرح أنه إذا كان تمدد الكون يسير بمعدل ثابت، فإن عمر الكون يمكن حسابه ببساطة كمعكوس ثابت هابل، مما يؤدي إلى تقدير يبلغ نحو 13.8 مليار عام بناءً على التقديرات الحالية. يتم تقديم معادلات رياضية توضح العلاقة بين المسافة والسرعة والزمن، مع حسابات تفصيلية لثابت هابل وتحويل الوحدات من ثوانٍ إلى سنوات.

ثم تربط الصفحة هذا المفهوم بالرياضيات من خلال شرح ميل المستقيم في المستوى الإحداثي، حيث يتم تعريف الميل كنسبة التغير في الإحداثي y إلى التغير في الإحداثي x بين نقطتين، مع تقديم صيغة رياضية لهذا الميل. هذا الربط يساعد في فهم كيفية استخدام الرسوم البيانية، مثل رسم بياني للمسافة مقابل السرعة، لحساب ثابت هابل كميل للخط.

أخيرًا، تتضمن الصفحة قسمًا عن مجسات النجوم المتفجرة، حيث تذكر العالم آدم ريس وأبحاثه في هذا المجال، بما في ذلك حصوله على جائزة نوبل في الفيزياء عام 2011 مناصفة مع سول بيرلموتر وبريان شميدت، مما يسلط الضوء على التطبيقات العملية لهذه المفاهيم في علم الفلك الحديث.

📄 النص الكامل للصفحة

--- SECTION: عمر الكون --- عمر الكون إذا كان تمدد الكون يسير بمعدل ثابت، فسيكون من اليسير للغاية الربط بين ثابت هابل وبين عمر الكون؛ فجميع المجرات يبتعد بعضها عن بعض في وقتنا الحالي، لكن لا بد أنها كانت في البداية في الموضع ذاته. وكل ما نحتاج إليه هو حساب ذلك الوقت الذي كانت فيه المجرات في الموضع ذاته؛ ومن ثم يكون عمر الكون Age of the Universe هو الزمن المنقضي منذ وقوع ذلك الحدث. إن عمر الكون ما هو إلا معكوس ثابت هابل - عملية حسابية بسيطة. وفي ضوء التقديرات الحالية لثابت هابل، فإن عمر الكون يبلغ نحو 13.8 مليار عام. ميل خط الرسم البياني في الشكل ٨-١. هو V/D وهو ثابت هابل. H₀ = v/d .1 والمسافة مقسومة على السرعة تساوي الزمن أي: t = d/v .2 من معادلة (1) v = dH₀ .3 وباستبدال معادلة 3 في معادلة 2 نحصل على: t = 1/H₀ .4 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 = 3.09×10²² متر H₀ = 71000 m/s / 3.09×10²² m = 2.29×10⁻¹⁸ s⁻¹ وبالتعويض عن قيمة ثابت هابل في معادلة 4 t = 1 / 2.29×10⁻¹⁸ s⁻¹ .5 t = 4.36×10¹⁷ s وبتحويل الثواني إلى سنوات نحصل على: t = 4.36×10¹⁷ / (60 × 60 × 24 × 365) t = 13.8×10⁹ y أي أن عمر الكون يصل إلى 13.8 مليار سنة. --- SECTION: الربط مع الرياضيات --- الربط مع الرياضيات في المستوى الإحداثي، ميل المستقيم هو نسبة التغير في الإحداثي y إلى التغير في الإحداثي x بين أي نقطتين عليه. ويعطي الميل m لمستقيم يحوي نقطتين إحداثياهما (x₁, y₁) و (x₂, y₂) بالصيغة: m = (y₂ - y₁) / (x₂ - x₁) --- SECTION: مجسات النجوم المتفجرة --- مجسات النجوم المتفجرة آدم ريس هو عالم أمريكي في علم الفلك في جامعة جونز هوبكنز ومعهد علوم تلسكوب الفضاء وهو معروف بأبحاثه في مجال استخدام مجسات النجوم المتفجرة. حصل على جائزة نوبل في الفيزياء لعام 2011 مناصفة مع سول بيرلموتر وبريان شميدت، كما حصل في العام ذاته - مع سول بيرلموتر على قلادة ألبرت أينشتاين. 21 وزارة التعليم Ministry of Education 2025 - 1447 --- VISUAL CONTEXT --- **GRAPH**: ميل المستقيم Description: A Cartesian coordinate system showing a straight line passing through two labeled points (x₁, y₁) and (x₂, y₂). The graph illustrates the 'rise' (التغير الرأسي y₂ - y₁) as a vertical red arrow and the 'run' (التغير الأفقي x₂ - x₁) as a horizontal red arrow, demonstrating the components used to calculate the slope of the line. X-axis: x Y-axis: y Data: A straight line with a positive slope is drawn. Two points are marked on the line: (x₁, y₁) and (x₂, y₂). Horizontal and vertical dashed lines extend from these points to the axes and to form a right-angled triangle, illustrating the change in y (rise) and change in x (run). Key Values: (x₁, y₁), (x₂, y₂), y₂ - y₁, x₂ - x₁ Context: This graph visually explains the concept of slope (m) in mathematics, which is directly related to the calculation of Hubble's constant (H₀) as the slope of the velocity-distance graph mentioned in the main text. **IMAGE**: جائزة نوبل Description: A circular gold medal, likely a Nobel Prize medal, featuring a profile bust of Alfred Nobel on one side. The medal has intricate detailing around the bust. Context: This image accompanies the 'مجسات النجوم المتفجرة' section, highlighting the Nobel Prize in Physics awarded to Adam Riess, whose work is discussed in the text.

✅ حلول أسئلة الكتاب الرسمية

عدد الأسئلة: 1

سؤال مربع-1: في المستوى الإحداثي، ميل المستقيم هو نسبة التغير في الإحداثي y إلى التغير في الإحداثي x بين أي نقطتين عليه.

الإجابة: ميل المستقيم هو نسبة التغير في الإحداثي y إلى التغير في الإحداثي x

خطوات الحل:

  1. **الشرح:** لنفهم هذا السؤال. الفكرة هنا هي تعريف ميل المستقيم في المستوى الإحداثي. عندما نرسم خطاً مستقيماً على نظام الإحداثيات (المحور السيني x والمحور الصادي y)، يمكننا اختيار أي نقطتين مختلفتين عليه. التغير في الإحداثي y هو الفرق بين قيمتي y للنقطتين، والتغير في الإحداثي x هو الفرق بين قيمتي x لهما. ميل المستقيم هو ببساطة حاصل قسمة هذين التغيرين (التغير في y مقسوماً على التغير في x). إذن الإجابة هي: **ميل المستقيم هو نسبة التغير في الإحداثي y إلى التغير في الإحداثي x**

🎴 بطاقات تعليمية للمراجعة

عدد البطاقات: 5 بطاقة لهذه الصفحة

كيف يمكن حساب عمر الكون إذا كان تمدده يسير بمعدل ثابت؟

الإجابة: عمر الكون هو معكوس ثابت هابل (t = 1/H₀).

الشرح: بافتراض معدل تمدد ثابت، فإن الزمن المنقضي منذ أن كانت المجرات في الموضع ذاته (عمر الكون) يساوي المسافة مقسومة على السرعة، وهي العلاقة العكسية لثابت هابل.

تلميح: فكر في العلاقة بين الزمن والسرعة والمسافة في سياق تمدد الكون.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط

ما هي القيمة الحالية المقدرة لعمر الكون بالسنوات؟

الإجابة: نحو 13.8 مليار سنة.

الشرح: هذه القيمة مستنتجة من التقديرات الحالية لثابت هابل والحسابات الرياضية الموضحة في النص.

تلميح: انظر إلى نتيجة الحساب النهائي في النص.

التصنيف: رقم/تاريخ | المستوى: سهل

ما هي الصيغة الرياضية لحساب ميل المستقيم في المستوى الإحداثي؟

الإجابة: m = (y₂ - y₁) / (x₂ - x₁)

الشرح: تعطي هذه الصيغة ميل المستقيم الذي يمر بنقطتين معلومتين، وهي أساسية لفهم العلاقة البيانية بين السرعة والمسافة في سياق ثابت هابل.

تلميح: تذكر أن الميل هو نسبة التغير في الإحداثي الرأسي إلى التغير في الإحداثي الأفقي.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: سهل

ما هو ثابت هابل (H₀) وما وحدته في النظام الدولي (SI) بناءً على الحساب الوارد؟

الإجابة: ثابت هابل هو 2.29 × 10⁻¹⁸ s⁻¹ (لكل ثانية).

الشرح: تم حساب هذه القيمة بتحويل وحدات ثابت هابل من (كم/ث/ميجا فرسخ) إلى (متر/ثانية لكل متر)، مما يعطي وحدة مقلوب الزمن (s⁻¹).

تلميح: انظر إلى نتيجة الحساب بعد تحويل الوحدات إلى النظام الدولي.

التصنيف: رقم/تاريخ | المستوى: صعب

ما العلاقة بين ميل خط الرسم البياني للسرعة مقابل المسافة للمجرات وثابت هابل؟

الإجابة: ميل خط الرسم البياني (V/D) هو نفسه قيمة ثابت هابل (H₀).

الشرح: في الرسم البياني الذي يمثل سرعة المجرة (V) على المحور الرأسي ومسافتها (D) على المحور الأفقي، فإن ميل الخط المستقيم الناتج يساوي ثابت هابل، مما يوضح التناسب الطردي بين السرعة والمسافة.

تلميح: فكر في تعريف ثابت هابل كعلاقة بين سرعة ابتعاد المجرة ومسافتها.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط