الإعجاز في آية القسم "وَالشَّمْسِ وَضُحَاهَا"

 

أ. د. حسين يوسف عمري

قسم الفيزياء / جامعة مؤتة / الأردن

rashed@mutah.edu.jo

 

المبحث الأوّل: مقدمة لغوية في معاني كلمة الضُّحَى

ضُحى: (اسم)

- ضُحى: وقت ارتفاع الشمس أو النهار.  ضحى : ضوء الشمس .  ضحى بيان : « ما لكلامه ضحى ». ( المعجم: الرائد).  (أَوَأَمِنَ أَهْلُ الْقُرَى أَنْ يَأْتِيَهُمْ بَأْسُنَا ضُحًى وَهُمْ يَلْعَبُونَ) (الأعراف 98). ضُحًى نَهَارًا (الجلالين).

الضُّحَى : ضَوُءُ الشمس . و الضُّحَى ارتفاع النَّهار وامتداده ، وهو قرب منتصف النهار (المعجم: الغني). والضُّحَى وقت هذا الارتفاع أَو الامتداد (المعجم: المعجم الوسيط)،

(وَالشَّمْسِ وَضُحَاهَا) (الشمس 1) : ضَوْءُ الشَّمْسِ وحرارتُها (المعجم: الغني) .

الضُّحى : اسم السُّورة رقم 93 في ترتيب المصحف ، وهي مكِّيَّة، و آياتها إحدى عشرة آية .

صلاة الضُّحى : من الصَّلوات النَّوَافِل التي واظب عليها الرسولُ صلّى الله عليه وسلّم ، وأقلُّها ركعتان وأكثرها ثماني ركعات، ووقتها من بعد شروق الشَّمس بثلث أو نصف السَّاعة (من حين ارتفاع الشمس قدر ميل ‏: المعجم: مصطلحات فقهية) وحتى قبل أذان الظهر بثلث أو نصف السَّاعة ( المعجم: اللغة العربية المعاصر).

ويقال : ما لكلامِهِ ضُحَّى : ما لَهُ بيانٌ .( المعجم: المعجم الوسيط)

ضحَّى: ( فعل)

ضحَّى بالشيء تضحية: بذله تبرعا ؛ ضحَّى بنفسه لنصرة الحق .

ضحَّى بالشاة : ذبحها في أيام الأضحى.  ضحى الماشية : رعاها وأطعمها في الضحى . ضحَّى عن الأمر: بينه وأظهره (المعجم: الرائد).

تُضحِّي الشمس بمكونها من الهيدروجين الذي يندمج إلى الهليوم ؛ فهي تُقدِّم حياتَها وذاتها من أجل إنارة الكرة الأرضيّة وإمدادها بالطاقة (المعجم: الغني ، المعجم: عربي عامة، المعجم: اللغة العربية المعاصر).  و ضَحَّت الشمس بالهيدروجين : ترفَّقَت في استهلاكه رُوَيْدًا إلى الهليوم ولم تَعْجَلْ (المعجم: المعجم الوسيط، المعجم: الغني)

ضَحيَ: (فعل)

ضَحِيَ الفَرَسُ : اِبْيَضَّ (المعجم: عربي عامة)، والأَضْحَى من الخيل : الأَشهبُ (المعجم: المعجم الوسيط).  وقياساً عليه نقولُ ضحيت الشمسُ : اِبْيَضَّت بعد أن ارتفعت حرارتها بفعل تفاعل إندماج الهيدروجين إلى الهليوم.

و ضَحَا الطريقُ : بَدَا وظهَر (المعجم: المعجم الوسيط).  وقياساً عليه نقولُ ضَحَت الشمسُ : بَدَت وظهَرت بعد أن ارتفعت حرارتها بفعل تفاعل إندماج الهيدروجين إلى الهليوم.

• ضحِي الشَّخصُ : أصابه حرُّ الشَّمس في وقت الضُّحَى عندما يرتفع النَّهار (المعجم: المعجم الوسيط). 

- ضحِيت الأرضُ : أصابها حرُّ الشَّمس في وقت الضُّحَى : أي في مرحلة إنارة الشّمس؛ وذلك بعد أن أصبحت درجة حرارة الشمس عالية ؛ لتمكن من تفاعل إندماج الهيدروجين إلى الهليوم.

- ضحِيت الشمسُ:  برزت وظهرت مكشوفة ومنيرة في مركز المجموعة الشمسيّة؛ وذلك بعد أن أصبحت درجة حرارتها عالية (المعجم: اللغة العربية المعاصر، المعجم: عربي عامة).  يقول تعالى في حال أهل الجنة: { وَأَنَّكَ لاَ تَظْمَأُ فِيهَا وَلاَ تَضْحَى } .

ضَحَا الرَّجُلُ : بَرَزَ لِلشَّمْسِ؛ أصابته الشمس.  ضَحَتِ السُّهُولُ : بَرَزَتْ لِلشَّمْسِ فَيَبِسَ نَبَاتُهَا .  ضَحَتْ مَعَالِمُ الطَّرِيقِ: بَدَتْ ، ظَهَرَتْ ، وضحت (قاموس المعاني، المعجم: الرائد).

أضحى : صار في الضحى ؛ وهو وقت ارتفاع الشمس .  أضحى : أصبح ، صار، وهي من أخوات كان ، ترفع المبتدأ وتنصب الخبر.  أضحى الشيءَ : أظهرَهُ بوضوح .  أضحى عن الأمر: بعد عنه ( المعجم: الرائد).

أَضْحى هُوِيَّتَهُ: أَظْهَرَهَا .  وأَضْحَى عَنِ السِّرِّ: بَعُدَ عَنْهُ (المعجم: الغني).

أضحى العاملُ في مصنعه : أضحى من أخوات كان ( النحو والصرف) ، تدلُّ في أصل معناها على الدخول في وقت الضّحى، ثم صارت تدلّ على مطلق التوقيت أو التحويل وتدخل على الجملة الاسميّة فتنصب الخبر: أضحى الدقيقُ خبزًا (المعجم: اللغة العربية المعاصر، المعجم: عربي عامة).

وقياساً فإنّ ضحى الشمس يدلُّ على مطلق التحول إلى حالة من ارتفاع الحرارة والضيائيّة مع صيرورة الشمس من ضمن نجوم التسلسل الرئيس؛ والتي يحدث داخلها اندماج نوى الهيدروجين إلى الهليوم.

9.2 billion years after the big bang (4.6–4.57 Gy ago): Primal supernova, possibly triggers the formation of the Solar System.

9.2318 billion years (4.5682 Gya): Sun forms - Planetary nebula begins accretion of planets.

9.3 billion years (4.5 Gya): Sun becomes a main sequence yellow star: (أضحت الشمس)

 المبحث الثاني: القسم في سور الضحى والشمس والعصر

الفرع الأوّل : القسم في سورة العصر

يقول سبحانه وتعالى في سورة العصر: (وَالْعَصْرِ) (العصر 1).

 "وَالْعَصْر "الدَّهْر أَوْ مَا بَعْد الزَّوَال إِلَى الْغُرُوب أَوْ صَلَاة الْعَصْر (تفسير الجلالين).  وَالْمَشْهُور أنّه الزَّمَان الَّذِي يَقَع فِيهِ حَرَكَات بَنِي آدَم مِنْ خَيْر وَشَرّ (تفسير ابن كثير) .  وجاء في تفسير الطبري:  ) اِخْتَلَفَ أَهْل التَّأْوِيل فِي تَأْوِيل قَوْله : } وَالْعَصْر { فَقَالَ بَعْضهمْ : هُوَ قَسَم أَقْسَمَ رَبّنَا تَعَالَى ذِكْره بِالدَّهْرِ , فَقَالَ : الْعَصْر : هُوَ الدَّهْر. ... وعَنْ اِبْن عَبَّاس , فِي قَوْله : } وَالْعَصْر {  قَالَ : الْعَصْر : سَاعَة مِنْ سَاعَات النَّهَار... وعَنْ الْحَسَن } وَالْعَصْر { قَالَ: هُوَ الْعَشِيّ.   وَالصَّوَاب مِنْ الْقَوْل فِي ذَلِكَ : أَنْ يُقَال : إِنَّ رَبّنَا أَقْسَمَ بِالْعَصْرِ } وَالْعَصْر { اِسْم لِلدَّهْرِ , وَهُوَ الْعَشِيّ وَاللَّيْل وَالنَّهَار , وَلَمْ يُخَصِّص مِمَّا شَمِلَهُ هَذَا الِاسْم مَعْنًى دُون مَعْنًى , فَكُلّ مَا لَزِمَهُ هَذَا الِاسْم , فَدَاخِل فِيمَا أَقْسَمَ بِهِ جَلَّ ثَنَاؤُهُ.).

وجاء في تفسير القرطبي: (فِيهِ مَسْأَلَتَانِ : الْأُولَى : قَوْله تَعَالَى : " وَالْعَصْر " أَيْ الدَّهْر ; قَالَهُ اِبْن عَبَّاس وَغَيْره. فَالْعَصْر مِثْل الدَّهْر; وَمِنْهُ قَوْل الشَّاعِر : سَبِيل الْهَوَى وَعْر وَبَحْر الْهَوَى غَمْر وَيَوْم الْهَوَى شَهْر وَشَهْر الْهَوَى دَهْر أَيّ عَصْر أَقْسَمَ اللَّه بِهِ عَزَّ وَجَلَّ ; لِمَا فِيهِ مِنْ التَّنْبِيه بِتَصَرُّفِ الْأَحْوَال وَتَبَدُّلهَا , وَمَا فِيهَا مِنْ الدَّلَالَة عَلَى الصَّانِع . وَقِيلَ : الْعَصْر : اللَّيْل وَالنَّهَار . قَالَ حُمَيْد بْن ثَوْر : وَلَنْ يَلْبَث الْعَصْرَانِ: يَوْم وَلَيْلَة إِذَا طَلَبَا أَنْ يُدْرِكَا مَا تَيَمَّمَا وَالْعَصْرَانِ أَيْضًا : الْغَدَاة وَالْعَشِيّ . قَالَ : وَأَمْطُلهُ الْعَصْرَيْنِ حَتَّى يَمَلّنِي وَيَرْضَى بِنِصْفِ الدَّيْن وَالْأَنْف رَاغِم، يَقُول : إِذَا جَاءَنِي أَوَّل النَّهَار وَوَعَدْته آخِره . وَقِيلَ : إِنَّهُ الْعَشِيّ، وَهُوَ مَا بَيْن زَوَال الشَّمْس وَغُرُوبهَا ; قَالَهُ الْحَسَن وَقَتَادَة . وَمِنْهُ قَوْل الشَّاعِر : تَرُوح بِنَا يَا عُمَر قَدْ قَصُرَ الْعَصْر وَفِي الرَّوْحَة الْأُولَى الْغَنِيمَة وَالْأَجْر وَعَنْ قَتَادَة أَيْضًا : هُوَ آخِر سَاعَة مِنْ سَاعَات النَّهَار . وَقِيلَ: هُوَ قَسَم بِصَلَاةِ الْعَصْر) .

الخلاصة: وَالصَّوَاب مِنْ الْقَوْل فِي ذَلِكَ : أَنْ يُقَال : إِنَّ رَبّنَا أَقْسَمَ بِالْعَصْرِ } وَالْعَصْر { اِسْم لِلدَّهْرِ, وَهُوَ الْعَشِيّ وَاللَّيْل وَالنَّهَار , وَلَمْ يُخَصِّص مِمَّا شَمِلَهُ هَذَا الِاسْم مَعْنًى دُون مَعْنًى , فَكُلّ مَا لَزِمَهُ هَذَا الِاسْم , فَدَاخِل فِيمَا أَقْسَمَ بِهِ جَلَّ ثَنَاؤُهُ (الطبري).  والْعَصْر : الزَّمَان الَّذِي يَقَع فِيهِ حَرَكَات بَنِي آدَم مِنْ خَيْر وَشَرّ ، وهُوَ الْمَشْهُور (تفسير ابن كثير) .  لأجل هذه العبارة ضمنت هذا الفرع في البحث.  وبالتالي سيوضح البحث الإعجاز العلمي في القسم (وَالضُّحَى) على أنّ من مدلولاتها النهار أو ضوء الشمس أو حرّها ؛ فليس الضحى مقصورٌ على فترة قصيرة من النّهار.  وسبق بيان ذلك في مقدمة معاني الضحى؛ فهذه المعاني ذكرت في العبارات الموضحة تالياً.

الفرع الثاني : القسم في سورة الضحى

(وَالضُّحَى * وَاللَّيْلِ إِذَا سَجَى * مَا وَدَّعَكَ رَبُّكَ وَمَا قَلَى * وَلَلْآخِرَةُ خَيْرٌ لَكَ مِنَ الْأُولَى * وَلَسَوْفَ يُعْطِيكَ رَبُّكَ فَتَرْضَى) (الضُّحَى 5-1)

هَذِهِ السُّورَة " وَالضُّحَى وَاللَّيْل إِذَا سَجَى " قَالَ الْعَوْفِيّ عَنْ اِبْن عَبَّاس : لَمَّا نَزَلَ عَلَى رَسُول اللَّه صَلَّى اللَّه عَلَيْهِ وَسَلَّمَ الْقُرْآن أَبْطَأَ عَنْهُ جِبْرِيل أَيَّامًا فَتَغَيَّرَ بِذَلِكَ فَقَالَ الْمُشْرِكُونَ وَدَّعَهُ رَبّه وَقَلَاهُ فَأَنْزَلَ اللَّه " مَا وَدَّعَك رَبّك وَمَا قَلَى " وَهَذَا قَسَم مِنْهُ تَعَالَى بِالضُّحَى وَمَا جَعَلَ فِيهِ مِنْ الضِّيَاء " وَاللَّيْل إِذَا سَجَى " أَيْ سَكَنَ فَأَظْلَمَ وَادْلَهَمَّ قَالَهُ مُجَاهِد وَقَتَادَة وَالضَّحَّاك وَابْن زَيْد وَغَيْرهمْ وَذَلِكَ دَلِيل ظَاهِر عَلَى قُدْرَة خَالِق هَذَا وَهَذَا كَمَا قَالَ تَعَالَى" وَاللَّيْل إِذَا يَغْشَى وَالنَّهَار إِذَا تَجَلَّى " وَقَالَ تَعَالَى" فَالِق الْإِصْبَاح وَجَعَلَ اللَّيْل سَكَنًا وَالشَّمْس وَالْقَمَر حُسْبَانًا ذَلِكَ تَقْدِير الْعَزِيز الْعَلِيم " . وَقَوْله تَعَالَى" مَا وَدَّعَك رَبّك " أَيْ مَا تَرَكَك " وَمَا قَلَى " أَيْ وَمَا أَبْغَضَك  (تفسير ابن كثير).

الْقَوْل فِي تَأْوِيل قَوْله تَعَالَى : } وَالضُّحَى { أَقْسَمَ رَبّنَا جَلَّ ثَنَاؤُهُ بِالضُّحَى , وَهُوَ النَّهَار كُلّه , وَأَحْسَب أَنَّهُ مِنْ قَوْلهمْ : ضَحِيَ فُلَان لِلشَّمْسِ : إِذَا ظَهَرَ مِنْهُ ; وَمِنْهُ قَوْله : } وَأَنَّك لَا تَظْمَأ فِيهَا وَلَا تَضْحَى { : أَيْ لَا يُصِيبك فِيهَا الشَّمْس . ... (الطبري).

" وَالضُّحَى " أَيْ أَوَّل النَّهَار أَوْ كُلّه (الجلالين).  المراد بالضحى وجهان: أحدهما صدر النهار حين ترتفع الشمس وتلقي شعاعها، وثانيها النهار كله بدليل أنه جُعل في مقابلة الليل كله .

وأما قوله : (وَاللَّيْلِ إِذَا سَجَى) فذكر أهل اللغة في (سَجَى) ثلاثة أوجه متقاربة : سكن وأظلم وغطى.

وبتعاقب الليل والنهار تنتظم مصالح المكلفين ، والليل له فضيلة السبق لقوله : ( وجعل الظلمات والنور ) ] الأنعام : 1 ] وللنهار فضيلة النور ، فلما كان لكل واحد فضيلة ليست للآخر ، قدم هذا على ذاك تارة، وذاك على هذا أخرى ... ألخ) (التفسير الكبير أو مفاتيح الغيب)  .

ولعلّ من مدلولات الضُّحَى أقدم ضوء في الكون (afterglow light pattern)  ([1]):

The Oldest Light in the Universe: A NASA satellite has captured the sharpest-ever picture of the afterglow of the big bang

Feb. 11, 2003: آ NASA released the best "baby picture" of the Universe ever taken; the image contains such stunning detail that it may be one of the most important scientific results of recent years. Scientists used NASA's Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) to capture the new cosmic portrait, which reveals the afterglow of the big bang, a.k.a. the cosmic microwave background

Description: Description: BBCOMMONX

 

في البداية خلق اللهُ بناءَ السماء ورفع سمكها (كانت واسعة) (Inflation) : (ءأنتم أشدُّ خلقاً أم السماء بناها * رفع سمكها فسوّاها).  (وَاللَّيْلِ إِذَا سَجَى) كقوله تعالى (وأغطش ليلها) : (ءأنتم أشدُّ خلقاً أم السماء بناها * رفع سمكها فسوّاها * وأغطش ليلها وأخرج ضحاها) [النّازعات 27- 29].  إنّ التّفسير الفلكي لظلمة اللّيل (Dark ages) (وأغطش ليلها) هو التّوسّع الّذي ينتج عنه تبرُّد الكون ومجانبته لحالة الاتزان الحراري الثيرموديناميكي.  ومن بعد أخرج الله ضحى السماء بنور النجوم (first stars).

يستمرُّ الكون في توسُّعه وتبرّده، وتأخُذ الأحداث المهمّة مجراها عندما يصبحُ عمر الكون أكبرُ من حوالي ( 0.7 - 0. 38 ) مليون سنة: حيث يصل الكون إلى حالة التّمايز بين المادّة والإشعاع، ويصبحُ شفافاً للإشعاع (Transparent to radiation) وتصبح الذّرات مستقرة (stable)، وتبدأ المادّة تشكّلُ المجرّات والنّجوم بعد هذا العمر.  لقد استغرق الأمر زمنا يزيد على380,000  سنة حتى تنخفض درجة الحرارة إلى أقلّ من 3000 كلفن ويبدأ التّمايز (Decoupling) بين الإشعاع والمادّة (afterglow light pattern).  وعندها احتُجزت الإلكترونات في مدارات حول النواة، ممّا شكّل الذرات الأولى: الهيدروجين والهليوم، والتي لا تزال حتى الآن العناصر الأكثر وفرة في الكون.  وفي وقت لاحق يقدّر بحوالي1.6  مليون سنة -400  مليون سنة ، استطاعت قوّة الجاذبيّة أن تشكل النجوم والمجرات من سحب الغاز: (وَأَخْرَجَ ضُحَاهَا) أي وأبرز ضوء نجومها (first stars).  وأما ضحى الشمس (وَالشَّمْسِ وَضُحَاهَا) فحصل قبل أقل من 5 مليار سنة؛ فيما يقدر عمر الكون بحوالي 13.7 مليار سنة ([2]).

الفرع الثالث : القسم في سورة الشمس

يقول تعالى: (وَالشَّمْسِ وَضُحَاهَا * وَالْقَمَرِ إِذَا تَلَاهَا * وَالنَّهَارِ إِذَا جَلَّاهَا * وَاللَّيْلِ إِذَا يَغْشَاهَا * وَالسَّمَاءِ وَمَا بَنَاهَا * وَالْأَرْضِ وَمَا طَحَاهَا * وَنَفْسٍ وَمَا سَوَّاهَا) (الشمس 7-1)

(وَالشَّمْسِ وَضُحَاهَا) (الشَّمْس 1).  قَالَ مُجَاهِد " وَالشَّمْس وَضُحَاهَا " أَيْ وَضَوْئِهَا وَقَالَ قَتَادَة " وَضُحَاهَا " النَّهَار كُلّه . قَالَ اِبْن جَرِير وَالصَّوَاب أَنْ يُقَال أَقْسَمَ اللَّه بِالشَّمْسِ وَنَهَارهَا لِأَنَّ ضَوْء الشَّمْس الظَّاهِرَة هُوَ النَّهَار .

يقول الإمام فخر الدين الرازي (التفسير الكبير أو مفاتيح الغيب ، الإمام فخر الدين الرازي أبو عبد الله محمد بن عمر بن حسين القرشي الطبرستاني الأصل):  ( والشمس وضحاها ) " ذكر المفسرون في ضحاها ثلاثة أقوال قال مجاهد والكلبي: ضوؤها ، وقال قتادة : هو النهار كله ، وهو اختيار الفراء وابن قتيبة ، وقال مقاتل : هو حر الشمس ، وتقرير ذلك بحسب اللغة أن نقول : قال الليث : الضحو ارتفاع النهار ، والضحى فويق ذلك ، والضحاء – ممدودا - امتد النهار وقرب أن ينتصف . وقال أبو الهيثم : الضح نقيض الظل وهو نور الشمس على وجه الأرض وأصله الضحى ، فاستثقلوا الياء مع سكون الحاء فقلبوها وقال: ضح ، فالضحى هو ضوء الشمس ونورها ثم سمي به الوقت الذي تشرق فيه الشمس على ما في قوله تعالى : ( إلا عشية أو ضحاها) ] النازعات : 46 ] فمن قال من المفسرين : في ضحاها ضوؤها فهو على الأصل ، وكذا من قال: هو النهار كله ، لأن جميع النهار هو من نور الشمس ، ومن قال : في الضحى إنه حر الشمس فلأن حرها ونورها متلازمان ، فمتى اشتد حرها فقد اشتد ضوؤها وبالعكس ، واعلم أنه تعالى إنما أقسم بالشمس وضحاها لكثرة ما تعلق بها من المصالح ، فإن أهل العلم كانوا كالأموات في الليل ، فلما ظهر أثر الصبح في المشرق صار ذلك كالصور الذي ينفخ قوة الحياة، فصارت الأموات أحياء ، ولا تزال تلك الحياة في الازدياد والقوة والتكامل ، ويكون غاية كمالها وقت الضحوة ، فهذه الحالة تشبه أحوال القيامة ، ووقت الضحى يشبه استقرار أهل الجنة فيها. ".

وفي تفسير الطبري: عن قتادة  (وَالشَّمْسِ وَضُحَاهَا)  قال: هذا النهار.، وقال آخرون: معنى ذلك: وضوئها.....وعن مجاهد، قال: ضوئها (الطبري).

وفي النهاية أصبحت درجة الحرارة مرتفعة في دخيلة الشمس؛ ممّا يسمح بحدوث تفاعلات اندماج أنوية الهيدروجين إلى هليوم؛ لتصبح الشمس مضيئة : (وَالشَّمْسِ وَضُحَاهَا).

(وَالْقَمَرِ إِذَا تَلَاهَا).  قَالَ مُجَاهِد تَبِعَهَا (تفسير ابن كثير).  قال الليث : تلا يتلو إذا تبع شيئا ، وفي كون القمر تاليا (تابعاً) وجوه (التفسير الكبير أو مفاتيح الغيب) :  قال الفراء : "المراد من هذا التلو هو أن القمر يأخذ الضوء من الشمس يقال : فلان يتبع فلانا في كذا أي يأخذ منه".  فالقمر يعكس ضوء الشمس الساقط عليه. ....  والقمر يتلو الشمس في كبر الجرم بحسب الحس، وفي ارتباط مصالح هذا العالم بحركته ، ] ص  [ 173 (التفسير الكبير أو مفاتيح الغيب).  ولا شك أن القمر تابع للأرض والكرة الأرضيّة وسائر كواكب المجموعة الشمسيّة هي تبعٌ للشمس.

(وَالنَّهَارِ إِذَا جَلَّاهَا).  قَالَ مُجَاهِد " وَالنَّهَار إِذَا جَلَّاهَا " إِنَّهُ كَقَوْلِهِ تَعَالَى " وَالنَّهَار إِذَا تَجَلَّى " ، وقَالَ مُجَاهِد أَضَاءَ وَقَالَ قَتَادَة " وَالنَّهَار إِذَا جَلَّاهَا " إِذَا غَشِيَهَا النَّهَار .. (تفسير ابن كثير).

(وَاللَّيْلِ إِذَا يَغْشَاهَا).  وَأَمَّا اِبْن جَرِير فَاخْتَارَ عَوْد الضَّمِير فِي ذَلِكَ كُلّه عَلَى الشَّمْس لِجَرَيَانِ ذِكْرهَا وَقَالُوا فِي قَوْله تَعَالَى " وَاللَّيْل إِذَا يَغْشَاهَا " يَعْنِي إِذَا يَغْشَى الشَّمْس حِين تَغِيب فَتُظْلِم الْآفَاق .

الآيتان (وَالشَّمْسِ وَضُحَاهَا) ، (وَالنَّهَارِ إِذَا جَلَّاهَا) : هما إشارة إلى المرحلة من مراحل تطور الشمس والتي عندها أصبحت درجة حرارة دخيلة الشمس مرتفعة؛ ممّا يديم حدوث تفاعلات اندماج أنوية الهيدروجين إلى هليوم؛ كما هي عليه الآن (main-sequence star)، ويديم ضيائية الشمس.  ولا يجوز بحال أن نزعم أنّ الضحى هو فقط وقت صلاة الضحى .  ويشبهه القسم بالعصر كما سبق بيان أنّ: الصَّوَاب مِنْ الْقَوْل فِي ذَلِكَ : أَنْ يُقَال : إِنَّ رَبّنَا أَقْسَمَ بِالْعَصْرِ} وَالْعَصْر {اِسْم لِلدَّهْرِ, وَهُوَ الْعَشِيّ وَاللَّيْل وَالنَّهَار , وَلَمْ يُخَصِّص مِمَّا شَمِلَهُ هَذَا الِاسْم مَعْنًى دُون مَعْنًى , فَكُلّ مَا لَزِمَهُ هَذَا الِاسْم , فَدَاخِل فِيمَا أَقْسَمَ بِهِ جَلَّ ثَنَاؤُهُ (الطبري).  والْعَصْر : الزَّمَان الَّذِي يَقَع فِيهِ حَرَكَات بَنِي آدَم مِنْ خَيْر وَشَرّ ، وهُوَ الْمَشْهُور (تفسير ابن كثير) .

وسبق التأكيد على أنّ هذا البحث سيوضح الإعجاز العلمي في القسم (وَالشَّمْسِ وَضُحَاهَا) على أنّ من مدلولات ضُحَاهَا النهار أو ضوء الشمس أو حرّها ؛ فليس الضحى مقصوراً على فترة قصيرة من النّهار.  وسبق بيان ذلك في مقدمة معاني الضحى؛ فهذه المعاني ذكرت في العبارات التالية:-

الضُّحَى هو ضَوْءُ الشَّمْسِ وحرارتُها . وتُضحِّى الشمس بمكونها من الهيدروجين الذي يندمج إلى الهليوم ؛ فهي تُقدِّم حياتَها وتحرق ذاتها من أجل إنارة الكرة الأرضيّة وإمدادها بالطاقة.  وضَحَّت الشمس عن الهيدروجين : ترفَّقَت في استهلاكه رُوَيْدًا إلى الهليوم ولم تَعْجَلْ .  وهذا ما يحدث في الشمس خلافا للنجوم ذات الكتل الكبيرة كالنوع الطيفي O مثلاً؛ والتي تستنفذ وقودها من الهيدروجين في زمن قصير نسبيّاً؛ لتبعث معدلات هائلة من الطاقة.  وضحيت الشمسُ : اِبْيَضَّت بعد أن ارتفعت حرارتها بفعل تفاعل إندماج الهيدروجين إلى الهليوم.  وبرزت وظهرت مكشوفة ومنيرة في مركز المجموعة الشمسيّة؛ وذلك بعد أن أصبحت درجة حرارتها عالية.

ضَحَت الشمسُ : بَدَت وظهَرت بيّنة بعد أن ارتفعت حرارتها بفعل تفاعل إندماج الهيدروجين إلى الهليوم.

أضحى من أخوات كان ، تدلُّ في أصل معناها على الدخول في وقت الضّحى ، ثم صارت تدلّ على مطلق التوقيت أو التحويل .  وقياساً فإنّ ضحى الشمس يدلُّ على مطلق التحول إلى حالة من ارتفاع الحرارة والضيائيّة مع صيرورة الشمس من ضمن نجوم التسلسل الرئيس؛ والتي يحدث داخلها اندماج نوى الهيدروجين إلى الهليوم.

ومع استمرار الشمس في استهلاك الهيدروجين في قلبها ، تزداد سرعة عملية الاندماج ويزداد ناتج الشمس. في الوقت الحاضر ، هذا يؤدي إلى زيادة 1 ٪ في اللمعان كل 100 مليون سنة ، وزيادة بنسبة 30 ٪ على مدار آخر 4.5 مليار سنة.

As the Sun continues to expend hydrogen in its core, the fusion process speeds up and the output of the Sun increases. At present, this is leading to a 1% increase in luminosity every 100 million years, and a 30% increase over the course of the last 4.5 billion years  ([3]).

 

وعليه فإنّ القسم : (وَالشَّمْسِ وَضُحَاهَا) ، (وَالنَّهَارِ إِذَا جَلَّاهَا) لهو وكما أشار الطبري في تفسيره : معنى ذلك: وضوئها ..... وعن مجاهد، قال: ضوئها (الطبري).  حيث أنّ الشمس في مراحلها الأولى لم تكن درجة حرارتها مرتفعة ولم تكن مضيئة.  ومع مزيد من التقلّص الجاذبي أصبحت درجة الحرارة مرتفعة في دخيلة الشمس؛ ممّا سمح ويسمح بحدوث تفاعلات اندماج أنوية الهيدروجين إلى هليوم؛ فأصبحت الشمس مضيئة : (وَالشَّمْسِ وَضُحَاهَا).

وَقَالَ بَقِيَّة بْن الْوَلِيد عَنْ صَفْوَان حَدَّثَنِي يَزِيد بْن ذِي حَمَامَة قَالَ : إِذَا جَاءَ اللَّيْل قَالَ الرَّبّ جَلَّ جَلَاله غَشِيَ عِبَادِي خَلْقِي الْعَظِيم فَاللَّيْل يَهَابهُ وَاَلَّذِي خَلَقَهُ أَحَقّ أَنْ يُهَاب . رَوَاهُ اِبْن أَبِي حَاتِم (تفسير ابن كثير).

(وَالسَّمَاءِ وَمَا بَنَاهَا).  وَالْبِنَاء هُوَ الرَّفْع كَقَوْلِهِ تَعَالَى" وَالسَّمَاء بَنَيْنَاهَا بِأَيْدٍ - أَيْ بِقُوَّةٍ - وَإِنَّا لَمُوسِعُونَ وَالْأَرْض فَرَشْنَاهَا فَنِعْمَ الْمَاهِدُونَ " (تفسير ابن كثير).  يقول الفخر الرازي : "لا بد من التأويل وهو أن ( ما ) مع ما بعده في حكم المصدر فيكون التقدير : والسماء وبنائها" (التفسير الكبير أو مفاتيح الغيب  ، الإمام فخر الدين الرازي أبو عبد الله محمد بن عمر بن حسين القرشي الطبرستاني الأصل).

(وَالْأَرْضِ وَمَا طَحَاهَا).  قَوْله تَعَالَى " وَالْأَرْض وَمَا طَحَاهَا" قَالَ مُجَاهِد : طَحَاهَا دَحَاهَا . قَالَ الْعَوْفِيّ عَنْ اِبْن عَبَّاس " وَمَا طَحَاهَا " أَيْ خَلَقَ فِيهَا وَقَالَ عَلِيّ بْن أَبِي طَلْحَة عَنْ اِبْن عَبَّاس طَحَاهَا قَسَمَهَا . وَقَالَ مُجَاهِد وَقَتَادَة وَالضَّحَّاك وَالسُّدِّيّ وَالثَّوْرِيّ وَابْن صَالِح وَابْن زَيْد" طَحَاهَا " بَسَطَهَا وَهَذَا أَشْهَر الْأَقْوَال وَعَلَيْهِ الْأَكْثَر مِنْ الْمُفَسِّرِينَ وَهُوَ الْمَعْرُوف عِنْد أَهْل اللُّغَة . قَالَ الْجَوْهَرِيّ طَحَوْته مِثْل دَحَوْته أَيْ بَسَطْته (تفسير ابن كثير).

(وَنَفْسٍ وَمَا سَوَّاهَا).  أَيْ خَلَقَهَا سَوِيَّة مُسْتَقِيمَة عَلَى الْفِطْرَة الْقَوِيمَة كَمَا قَالَ تَعَالَى " فَأَقِمْ وَجْهَك لِلدِّينِ حَنِيفًا فِطْرَة اللَّه الَّتِي فَطَرَ النَّاس عَلَيْهَا لَا تَبْدِيل لِخَلْقِ اللَّه" (تفسير ابن كثير).  وَقَالَ رَسُول اللَّه صَلَّى اللَّه عَلَيْهِ وَسَلَّمَ (كلُّ مولودٍ يُولَدُ على الفطرةِ ، فأبواه يُهَوِّدانِه ، أو يُنَصِّرانِه ، أو يُمَجِّسانِه ، كمثلِ البَهِيمَةِ تُنْتِجُ البَهِيمَةَ ، هل ترى فيها جَدْعَاءَ) ([4]).

وَفِي صَحِيح مُسْلِم مِنْ رِوَايَة عِيَاض بْن حَمَّاد الْمُجَاشِعِيّ (تفسير ابن كثير) أنَّ رَسُول اللَّه صَلَّى اللَّه عَلَيْهِ وَسَلَّمَ قَالَ ، ذاتَ يومٍ في خطبتِه: ( ألا إنَّ ربي أمرني أن أُعلِّمكم ما جهلتم مما علَّمني ، يومي هذا . كل مالٍ نحلتُه عبدًا حلالٌ . وإني خلقتُ عبادي حنفاءَ كلهم . وإنهم أتتهم الشياطينُ فاجتالتهم عن دينهم . وحرَّمتُ عليهم ما أحللتُ لهم .  وأمرتهم أن يُشركوا بي ما لم أنزلَ بهِ سلطانًا . ......) ([5]).   وفي لفظ : (يقولُ اللَّهُ تعالى : إنِّي خلَقتُ عبادي حُنفاءَ فاجتالَتْهمُ الشَّياطينُ ، وحرَّمَتْ عليهِم ما أحلَلتُ لَهُم ، وأمرَتْهُم أن يُشرِكوا بي ما لم أُنزِّل به سُلطانًا). ([6]).

 المبحث الثالث: هذه المقدمة مأخوذة من بحث خلق الكون بين الآيات القرآنيّة والحقائق العلميّة ([7])

يرى علماء الكون أنّ إشعاع الخلفيّة الكوني عند درجة الحرارة ثلاثة كلفن (Three Degree cosmic Background radiation) (شكل) مؤشّرٌ على أنّ درجة حرارة الكون كانت مرتفعة جدّاً عند بدء خلقه ([8])؛ إذ هو إشعاع جسم أسود (blackbody radiation).  كما وأنّ درجة حرارة الكون قد انخفضت بسبب توسُّعه ([9]).  يشيرُ قوله تعالى (ثمّ استوى إلى السّماء وهي دخان) [فصّلت 11] إلى ارتفاع درجة حرارة الكون خلال أيّام خلقه المبكّرة.  ويدلُّ على التّوسّع قوله تعالى: (والسّماء بنيناها بأييد وإنّا لموسعون) [الذّاريات 47].  وممّا يؤكّدُ كلاًّ من التّوسّع والتّبرّد المصاحبين لخلق الكون قوله تعالى: (ءأَنْتُمْ أَشَدُّ خَلْقًا أَمِ السَّمَاءُ بَنَاهَا* رَفَعَ سَمْكَهَا فَسَوَّاهَا * وَأَغْطَشَ لَيْلَهَا وَأَخْرَجَ ضُحَاهَا) [النّازعات 27- 29].  إنّ التّفسير الفلكي لظلمة اللّيل (وأغطش ليلها) هو التّوسّع الّذي ينتج عنه تبرُّد الكون ومجانبته لحالة الاتزان الحراري الثيرموديناميكي ([10]).

في مادّة مبدأ الخلق والوجود حدث الانفجار العظيم، ليبدأ خلقُ الكون واسعاً ومتوسّعاً ([11]).  علا وسما بعضُ الإشعاع والجسيمات الأوّليّة للمادّة (Radiation and elementary particles)، وسُمّي هذا العلوُّ من مزيج الإشعاع والجسيمات الأوّليّة سماء، وهو ما تسمّيّه كتبُ التّفسير دخاناً ([12]).

في اللحظات الأولى بعد الانفجار الكبير، كان الكون شديد الحرارة وكثيفاً.  لقد كانت درجة حرارة الإشعاع T مرتفعة جدّاً.  وبفعل الاندفاع الناجم عن الانفجار يتوسّع الكون، فتنخفض درجة الحرارة ([13]).  فأصبحت الظروف ملائمة لتخلّق اللبنات الأساسية للمادة - الكواركات والإلكترونات.  وهناك وبعد زمن وجيز (جزء من المليون من الثانية)، تجمّعت الكواركات لإنتاج البروتونات والنيوترونات.  وفي غضون دقائق التحمت البروتونات والنيوترونات جنبا إلى جنب مشكلة بعض أنوية الذّرات.

وتكون المادّة والإشعاع مقرونين (Matter and radiation are coupled)؛ لهما نفس درجة الحرارة: يرتبط الإشعاع بالإلكترونات من خلال ما يعرف بـ  Compton scattering ، وترتبط الإلكترونات السالبة مع البروتونات الموجبة من خلال التجاذب الكهربائي.

وينشأ عن التّوسّع والتّبرُّد خلق البناء السّماوي الكُرويّ الطّبقيّ بسبب تجمّع المادّة وهي في حالة البلازما في مستويات مختلفة للطاقة ([14]).  هذا إن كانت مادّةُ بناء السّماء هي مادّة نيوكليونيّة (Nucleonic).

ومع استمرار الكون في التوسع والتبريد، بدأت الأمور الهامّة تحدث ببطء كبير.  لقد استغرق الأمر حوالي380,000  سنة حتى تنخفض درجة الحرارة إلى أقلّ من 3000 كلفن ويبدأ التّمايز (Decoupling) بين الإشعاع والمادّة ([15]).  وعندها احتجزت الإلكترونات في مدارات حول النواة، ممّا شكّل الذرات الأولى: الهيدروجين والهليوم ، والتي لا تزال حتى الآن العناصر الأكثر وفرة في الكون.  ومن ثمّ بدأت النجوم تصدر ضوءها عندما كان عمر الكون يقدّر بحوالي1.6  مليون سنة - 400 مليون سنة .  استطاعت قوّة الجاذبيّة أن تشكل النجوم والمجرات من سحب الغاز.  وأمّا الذّرات الأثقل مثل الكربون والأكسجين والحديد، فهي ومنذ ذلك الحين يتم إنتاجها في قلوب النجوم ذات الكتل الكبيرة، وهي تقذف في جميع أنحاء الكون من خلال الانفجارات النجمية السوبرنوفا ([16]).

ويتصوّر بعضُ المفسّرين أنّ ماهيّة الخلق الّتي تتحدّثُ عنها الآيةُ الكريمة (هو الّذي خلق لكم ما في الأرض جميعاً) هي تقديرُ خلق الأشياء لأنّ المخلوقات لم تخلق كلُّها في ذلك الوقت، وذلك أنّ كلاًّ من الحياتين النباتيّة والحيوانيّة تحتاجُ إلى مقوّمات: من خلقٍ للشمس، بالإضافة إلى كون كرة الأرض مدحوّة ممهّدة لإنبات الزّرع ولحياة الحيوان.  يرى الباحث أنًّ المفسّرين ربّما لجأوا إلى هذا القول بسبب عدم معرفتهم المعنى الدّقيق للعبارة القرآنيّة (الأرض جميعاً).  هذا ويوافقهم الباحث الرّأي من أنّ دحو كرتنا الأرضيّة جاء متأخِّراً.  فلقد كان بعد انقضاء أيّام الخلق السّتّة، وبعد تمام تسوية بناء السّماء ، ومتأخّراً عن إخراج ضحى السّماء بنور النجوم ونور الشّمس ([17]).  ودليل ذلك قوله تعالى: (ءأَنْتُمْ أَشَدُّ خَلْقًا أَمِ السَّمَاءُ بَنَاهَا*  رَفَعَ سَمْكَهَا فَسَوَّاهَا * وَأَغْطَشَ لَيْلَهَا وَأَخْرَجَ ضُحَاهَا * وَالْأَرْضَ بَعْدَ ذَلِكَ دَحَاهَا * أَخْرَجَ مِنْهَا مَاءَهَا وَمَرْعَاهَا) [النّازعات 27- 31].

وعليه يمكن الإضافة إلى قولهم بتقدير خلق الأشياء، أنَّ المقصود من الآية هو كذلك الخلق للمادّة الأوّليّة في الأرض جميعاً (أي في الأرضين السّبع مجتمعة) ([18]).  وذلك أنّ تقدير مقادير الخلق قد سبق خلق السّماوات والأرض.  روى مسلم (إن الله قدّر مقادير الخلق قبل أن يخلق السماوات والأرض بخمسين ألف سنة وكان عرشه على الماء) ([19]).  وعليه يكون الخلق هو للمادّة الأوّليّة في الأرضين السّبع مجتمعة، أمّا كوكب الأرض فلم يكن مخلوقاً آنذاك.  بل إنُ تخلّق مجموعتنا الشمسيّة قد بدأ قبل حوالي خمس مليارات سنة؛ أي بعد بداية خلق السماوات السبع والأرضين السّبع بحوالي 8.7 مليار سنة.

وممّا يشير إلى هذا التّسلسل في الخلق وبشكل واضح قوله تعالى: (قُلْ أَئِنَّكُمْ لَتَكْفُرُونَ بِالَّذِي خَلَقَ الْأَرْضَ فِي يَوْمَيْنِ وَتَجْعَلُونَ لَهُ أَنْدَادًا ذَلِكَ رَبُّ الْعَالَمِينَ  * وَجَعَلَ فِيهَا رَوَاسِيَ مِنْ فَوْقِهَا وَبَارَكَ فِيهَا وَقَدَّرَ فِيهَا أَقْوَاتَهَا فِي أَرْبَعَةِ أَيَّامٍ سَوَاءً لِلسَّائِلِينَ  * ثُمَّ اسْتَوَى إِلَى السَّمَاءِ وَهِيَ دُخَانٌ فَقَالَ لَهَا وَلِلْأَرْضِ ائْتِيَا طَوْعًا أَوْ كَرْهًا قَالَتَا أَتَيْنَا طَائِعِينَ  * فَقَضَاهُنَّ سَبْعَ سَمَاوَاتٍ فِي يَوْمَيْنِ وَأَوْحَى فِي كُلِّ سَمَاءٍ أَمْرَهَا وَزَيَّنَّا السَّمَاءَ الدُّنْيَا بِمَصَابِيحَ وَحِفْظًا ذَلِكَ تَقْدِيرُ الْعَزِيزِ الْعَلِيمِ) [فصلت 9-12].

ويقول سبحانه: (وَأَوْحَى فِي كُلِّ سَمَاءٍ أَمْرَهَا) وبعد انتهاء الأيّام السّتّة لخلق السّماوات والأرض، خلق في كلّ سماء منها ما استعدّت له من الأمور الّتي هي قوامها وصلاحها، واقتضت الحكمة أن يكون فيها من الملائكة.  وأودُّ التأكيد مرة أخرى أنّه بعد انتهاء الأيّام السّتّة لخلق السّماوات السّبع والأرضين السّبع قد جاء متأخّراً خلقُ المجرّات والنّجوم بفترة زمنية تقدر بحوالي1.6  مليون سنة - 400 مليون سنة : (وَزَيَّنَّا السَّمَاءَ الدُّنْيَا بِمَصَابِيحَ وَحِفْظًا).  وبعد الإنفجار العظيم بحوالي 8.7 مليار سنة بدأ تخلّق الشمس وكرتنا الأرضيّة .  وبعد خلق الشّمس أخذت كرة الأرض شكلها البيضويّ ودحيت وجعلت مهاداً وقراراً لأهلها.  وهذا التسلسل واضحٌ في قوله سبحانه: (ءأَنْتُمْ أَشَدُّ خَلْقًا أَمِ السَّمَاءُ بَنَاهَا * رَفَعَ سَمْكَهَا فَسَوَّاهَا * وَأَغْطَشَ لَيْلَهَا وَأَخْرَجَ ضُحَاهَا * وَالْأَرْضَ بَعْدَ ذَلِكَ دَحَاهَا * أَخْرَجَ مِنْهَا مَاءَهَا وَمَرْعَاهَا * والجِبَالَ أَرْساها) [النازعات 27-32].

(وَأَغْطَشَ لَيْلَهَا) أي لَيْلَ السّماء فجعله مظلما، (وَأَخْرَجَ ضُحَاهَا) (أي ضُحَى السّماء) بضوء النجوم، ومن بعد ذلك بضوء الشمس .

ودحو الأرض بمعنى كرتنا الأرضيّة، أو بمعنى الأرض العليا كون مجرّتنا جزءاً من الأرض العليا ([20]) مفسّرٌ بقوله تعالى: (أَخْرَجَ مِنْهَا مَاءَهَا وَمَرْعَاهَا).  ويقول الألوسي مؤكّداً هذا الفهم: "وأمّا تقدير أقوات الأرض وإعطاء البركة وتوليد المتولّدات، فلها أيّامٌ معدودات وحدود محدودات لا تدخل في أيّام خلق السّماوات والأرض" ([21]).

المبحث الرابع: ضُحَى السّماء و ضُحَى الشّمس

الفرع الأوّل: المقصود من إَخْرَجَ ضُحَى السّماء ([22]):

يقول سبحانه: (ءأَنْتُمْ أَشَدُّ خَلْقًا أَمِ السَّمَاءُ بَنَاهَا * رَفَعَ سَمْكَهَا فَسَوَّاهَا * وَأَغْطَشَ لَيْلَهَا وَأَخْرَجَ ضُحَاهَا):

في اللحظات الأولى بعد الانفجار الكبير، كان الكون شديد الحرارة وكثيفاً.  لقد كانت درجة حرارة الإشعاع T مرتفعة جدّاً.  وبفعل الاندفاع الناجم عن الانفجار يتوسّع الكون، فتنخفض درجة الحرارة ([23]).  فأصبحت الظروف ملائمة لتخلّق اللبنات الأساسية للمادة - الكواركات والإلكترونات.  وهناك وبعد زمن وجيز (جزء من المليون من الثانية)، تجمّعت الكواركات لإنتاج البروتونات والنيوترونات.  وفي غضون دقائق التحمت البروتونات والنيوترونات جنبا إلى جنب مشكلة بعض أنوية الذّرات.

وتكون المادّة والإشعاع مقرونين (Matter and radiation are coupled)؛ لهما نفس درجة الحرارة: يرتبط الإشعاع بالإلكترونات من خلال ما يعرف بـ  Compton scattering ، وترتبط الإلكترونات السالبة مع البروتونات الموجبة من خلال التجاذب الكهربائي.

وينشأ عن التّوسّع والتّبرُّد خلق البناء السّماوي الكُرويّ الطّبقيّ بسبب تجمّع المادّة وهي في حالة البلازما في مستويات مختلفة للطاقة ([24]).  هذا إن كانت مادّةُ بناء السّماء هي مادّة نيوكليونيّة (Nucleonic).

ومع استمرار الكون في التوسع والتبريد، بدأت الأمور الهامّة تحدث ببطء كبير.  لقد استغرق الأمر حوالي380,000  سنة حتى تنخفض درجة الحرارة إلى أقلّ من 3000 كلفن ويبدأ التّمايز (Decoupling) بين الإشعاع والمادّة ([25]).  وعندها احتجزت الإلكترونات في مدارات حول النواة، ممّا شكّل الذرات الأولى: الهيدروجين والهليوم ، والتي لا تزال حتى الآن العناصر الأكثر وفرة في الكون.  ومن ثمّ بدأت النجوم تصدر ضوءها عندما كان عمر الكون يقدّر بحوالي1.6  مليون سنة - 400 مليون سنة .  استطاعت قوّة الجاذبيّة أن تشكل النجوم والمجرات من سحب الغاز.

(وَأَغْطَشَ لَيْلَهَا وَأَخْرَجَ ضُحَاهَا): إخراج ضحى السماء يكون بعد تبرّد الكون ومجانبته لحالة الإتزان الحراري ودخوله مرحلة ظلمة : (وَأَغْطَشَ لَيْلَهَا).  وبعد ذلك تجتمع ذرات الهيدروجين والقليل من الهليوم الموجودة في الكون في مراكز جذب مشكّلة نجوما أولية ذات درجات حرارة متزايدة، وفي النهاية تسمح درجة الحرارة المرتفعة في دخيلة هذه النجوم بحدوث اندماج أنوية الهيدروجين إلى هليوم؛ لتصبح نجوما مضيئة : (وَأَخْرَجَ ضُحَاهَا) .

الفرع الثاني: المقصود من إَخْرَجَ ضُحَى الشّمس

إنّ القسم في الآية الكريمة : (وَالشَّمْسِ وَضُحَاهَا) ، (وَالنَّهَارِ إِذَا جَلَّاهَا) لهو وكما أشار الطبري في تفسيره : معنى ذلك: وضوئها ..... وعن مجاهد، قال: ضوئها (الطبري).  حيث أنّ الشمس في مراحلها الأولى لم تكن درجة حرارتها مرتفعة ولم تكن مضيئة؛ وفي النهاية أصبحت درجة الحرارة مرتفعة في دخيلة الشمس؛ ممّا يسمح بحدوث تفاعلات اندماج أنوية الهيدروجين إلى هليوم؛ لتصبح الشمس مضيئة : (وَالشَّمْسِ وَضُحَاهَا).

في كل لحظة يوجد شروق للشمس في مناطق ما على الكرة الأرضيّة.  وفي كل لحظة يوجد غروب للشمس في مناطق أخرى على الكرة الأرضيّة: (فَلَا أُقْسِمُ بِرَبِّ الْمَشَارِقِ وَالْمَغَارِبِ إِنَّا لَقَادِرُونَ) (المعارج 40).  وفي كل لحظة تكون الشمس عمودية في كبد السماء على أجزاء ما من الكرة الأرضيّة.  وفي كلّ لحظة توجد منطقة ما على سطح الكرة الأرضيّة يكون عندها طول ظل جسم ما يساوي ارتفاعه فوق سطح الأرض (والذي هو وقت دخول صلاة العصر).  وفي كل لحظة يكتمل غياب الشفق الأحمر عن منطقة ما على سطح الأرض (والذي هو وقت دخول صلاة العشاء). وفي كل لحظة يبزغ فجر يوم جديد على منطقة ما على سطح الأرض.

وعليه ففي كل لحظة يدخل وقت جميع الصلوات؛ لكن على أماكن مختلفة ومتباعدة من سطح الكرة الأرضيّة.  وفي كل لحظة يوجد وقت الضحى الشمسي على مناطق ما من الكرة الأرضيّة.  وعليه فإنّ الشمس في ضحى على مدار 24 ساعة.  ولا يجوز قصر معنى ضحى الشمس على ساعات محدودة من اليوم.  ولا بدّ من بيان هذا البعد لمدلول ضحى الشمس (ضوء الشمس وحرارتها):  فهي الفترة من عمر الشمس التي تكون حرارة الشمس فيها مرتفعة بسبب تفاعل الإندماج لأنوية الهيدروجين معطية أنوية الهليوم.  وإنّ هذا التفاعل الذي يستهلك كتلة الشمس تدريجيا ويحولها إلى طاقة ليتمّ حاليّا ً بمعدّل ثابت نوعا ما:

Solar Constant ([26])       

The solar constant, a measure of flux density, is the conventional name for the mean solar electromagnetic radiation (the solar irradiance) per unit area that would be incident on a plane perpendicular to the rays, at a distance of one astronomical unit (AU) from the Sun (roughly the mean distance from the Sun to the Earth). The solar constant includes all types of solar radiation, not just the visible light. It is measured by satellite as being 1.361kilowatts per square meter (kW/m²) at solar minimum and approximately 0.1% greater (roughly 1.362 kW/m²) at solar maximum.[1] The solar "constant" is not a physical constant; it varies in value, and has been called a "misconception".[2] It has been shown to vary historically in the past 400 years over a range of less than 0.2%.[2]

The Sun's total radiation

The angular diameter of the Earth as seen from the Sun is approximately 1/11,700 radians (about 18 arc-seconds), meaning the solid angle of the Earth as seen from the Sun is approximately 1/175,000,000 of a steradian. Thus the Sun emits about 2.2 billion times the amount of radiation that is caught by Earth, in other words about 3.86×1026 watts.[11]

الثابت الشمسي ، هو مقياس لكثافة التدفق، وهو اسم تقليدي لمتوسط الإشعاع الشمسي الكهرومغناطيسي والذي من شأنه أن يسقط على وحدة مساحة في مستوى عمودي على الأشعة، وهذه المساحة على مسافة وحدة فلكية واحدة (AU) من الشمس (تقريبا المسافة المتوسطة من الشمس إلى الأرض) .  ويشمل الثابت الشمسي جميع أنواع الإشعاع الشمسي، وليس فقط الضوء المرئي.  تم قياس قيمته عبر القمر الصناعي بأنها1361  وات للمتر المربع الواحد وذلك في حال أقل نشاط شمسي، والقيمة أكبر بحوالي 0.1%  (أي ما يقرب من1362  واط / متر مربع) حالة أقصى نشاط شمسي.  الثابت الشمسي ليس ثابتاً بالمعنى الفيزيائي؛ فهو متغيّر القيمة.  ولقد ثبت أن قيمته اختلفت خلال آخر 400 سنة ماضية بأقل من  0.2%.

الطاقة الكلية الخارجة من الشمس

القطر الزاوي للأرض كما يبدو من الشمس هو حوالي 1/11700  راديان (حوالي 18 ثانية قوسية)، وهذا يعني أن الزاوية الصلبة التي تغطيها الأرض كما تبدو من الشمس هي حوالي1/175,000,000  من ستيراديان. وبالتالي فإن الشمس تبعث إشعاعا يعادل 2.2  مليار مرة ضعف كمية الإشعاع التي تستقبلها الأرض من الشمس، وبعبارة أخرى حوالي 3.86×1026  واط.

 

Past variations in solar irradiance

Space-based observations of solar irradiance started in 1978. These measurements show that the solar constant is not constant. It varies with the 11-year sunspot solar cycle. When going further back in time, one has to rely on irradiance reconstructions, using sunspots for the past 400 years or cosmogenic radionuclides for going back 10,000 years. Such reconstructions show that solar irradiance varies with distinct periodicities. These cycles are: 11 years (Schwabe), 88 years (Gleisberg cycle), 208 years (DeVries cycle) and 1,000 years (Eddy cycle).[12][13][14][15][16]

الاختلافات السّابقة في الإشعاع الشمسي

بدأت عمليات الرصد الفضائية للإشعاع الشمسي في عام 1978. وتظهر هذه القياسات أن الثابت الشمسي ليس ثابت القيمة. إنه يختلف أثناء دورة البقع الشمسية التي طولها 11 سنة. وعند الرجوع إلى أبعد من ذلك في الزمان، فعلى المرء أن يعتمد على إعادة البناء للإشعاع؛ وذلك باستخدام البقع الشمسية على مدى السنوات ال400  الماضية أو جينات الكون ((cosmogenic المتجسدة في إشعاع أنوية الذرات المشعة (radionuclides) ؛ إذ هي مؤشر على الحال ما قبل10000  سنة. تظهر هذه الدراسة أن الإشعاع الشمسي يختلف وله دورات متباينة. هذه الدورات هي: 11  سنة (SCHWABE)، 88 عاما (دورة (Gleisberg)، 208 سنة (دورة DeVries) و 1000 سنة (دورة Eddy) .

 

 

The Evolution of the Sun ([27])                                تطور الشمس

Main sequence stars (core hydrogen-burning) fuse hydrogen atoms to form helium atoms in their cores. About 90 percent of the stars in the universe, including the sun, are main sequence stars. These stars can range from about a tenth of the mass of the sun to up to 200 times as massive. ([28])

An O-type main-sequence star (O V) is a main-sequence  star of spectral type O and luminosity class V. These stars have between 15 and 90 times the mass of the Sun and surface temperatures between 30,000 and 52,000 K. They are between 30,000 and 1,000,000 times as luminous as the Sun.[1][2] These stars are rare; it is estimated that there are no more than 20,000 in the entire Milky Way.[3] Examples include σ Orionis A and 10 Lacertae.[4][5] (https://en.wikipedia.org/wiki/Main_Page)

نجوم السلسلة الرئيسية هي النجوم التي تندمج في قلوبها ذرات الهيدروجين لتكوين ذرات الهليوم. حوالي 90 في المائة من النجوم في الكون، بما في ذلك الشمس، هي نجوم السلسلة الرئيسية. هذه النجوم يمكن أن تتراوح كتلتها من حوالي عُشرِ كتلة الشمس لتصل إلى200  ضعف هذه الكتلة.

النجم صنف O-من نجوم التسلسل الرئيسي (OV)  هو نجم طيفه من صنف (رتبة) O ولمعانه من الصنف V.  هذه النجوم لديها كتلة تتراوح ما بين 15 و 90 مرة ضعف كتلة الشمس، وتتراوح درجة حرارة سطحها بين 30000  و52000  كلفن .  ضيائيّتها تتراوح بين30000  و مليون ضعف ضيائيّة الشمس. هذه النجوم نادرة؛ وتشير التقديرات إلى أن هناك منها ما لا يزيد عن 20000 في كامل مجرة درب التبانة.  ومنها على سبيل المثال :   σ Orionis A  و  10 Lacertae.

 

سحابة من الغاز والغبار تبدأ في التقلّص تحت قوة الجاذبية. في مناطق تولد النجم، نجد السدم الغازية والسحب الجزيئية. هذه المواقع المهيأة لولادة النجوم هي بقع داكنة تسمى (globules).

A cloud of gas and dust begins to contract under the force of gravity. In regions of star birth, we find gaseous nebulae and molecular clouds. These sites of pre-birth are dark patches called globules.

تنضغط الشمس الاولية بفعل قوة الجاذبية. ومع هذا التقلّص ترتفع درجة حرارتها إلى حوالي 150000 درجة فتظهر الشمس حمراء جدا. وفي أثناء تلك المرحلة كان نصف قطر الشمس حوالي 50 بالمائة من نصف قطر الشمس حاليا.

The proto sun collapsed. As it did, its temperature rose to about 150,000 degrees and the sun appeared very red. Its radius was about 50 present solar radii.

وعندما تصل درجة الحرارة المركزية10 ملايين درجة، يبدأ الحرق النووي للهيدروجين ليعطي هليوم.

When the central temperature reaches 10 million degrees, nuclear burning of hydrogen into helium starts.

يحافظ النجم على كينونة مستقرة ضمن نجوم التتابع الرئيسي، مولّدا الطاقة عن طريق حرق الهيدروجين. هذه بمفردها هي أطول مرحلة في التاريخ التطوري للنجم، وعادة تستغرق  90%من عمر النجم. وبفعل الحرارة تستقرّ عملية الإندماج النووي في الشمس، والإندماج هذا يحكمه تركيب الشمس الداخلي.

The star settles into a stable existence on the Main Sequence, generating energy via hydrogen burning. This is the longest single stage in the evolutionary history of a star, typically lasting 90% of its lifetime. Thermonuclear fusion within the Sun is a stable process, controlled by its internal structure.

ننوّه إلى أن الرسم البياني ل H-R هو علاقة بين لمعان النجوم ودرجة حرارتها. نجوم التسلسل الرئيسي على الرسم البياني H-R هي الشريط القطري (الشكل التالي)، والذي يمتد من النجوم البارد، القاتمة، الصغيرة، وذات الكتلة المنخفضة (في الزاوية اليمنى السفلية للشكل) ليصل الشريط إلى النجوم الساخنة، المضيئة، الكبيرة وذات الكتلة العالية (في الزاوية الشمال العلوية).

Recall that a `Hertzsprung-Russell' diagram is a plot of the luminosity of stars versus their temperature. The main sequence on a Hertzsprung-Russell diagram is a diagonal band, running from cool, dim, small, low-mass stars (in the lower right corner) to hot, luminous, big, high-mass stars (in the upper right corner) (http://www.astronomy.ohio-state.edu/~ryden/ast162_4/notes14.html): 

Description: Description: http://www.astronomy.ohio-state.edu/~ryden/ast162_4/mainsequence.gif

الشكل: تقع نجوم التسلسل الرئيس على الشريط القطري الأخضر في الرسم البياني H-R .

 

The Transition to the Red Giant Phase for Sun-like stars ([29])

The concept of hydrostatic equilibrium: When nuclear fusion is going on in a star's core, the pressure (radiation and thermal) created by this process pushes outward and balances exactly the inward pull of gravity. The first stage of the evolution of a star is the Main Sequence stage, and this accounts for approximately 80% of the star's total lifetime. During this time, the star is fusing hydrogen in its core. The star's color (a measurement of its surface temperature) and luminosity only change slightly over the course of its Main Sequence lifetime as the rate of nuclear fusion changes as the star slowly converts hydrogen to helium. When the star initially begins fusing hydrogen it is said to be on the Zero Age Main Sequence (ZAMS). Over a star's Main Sequence lifetime, as it fuses hydrogen into helium, its outer envelope will respond to slow internal changes, so its position in the HR diagram is not completely fixed. For example, we expect our Sun to brighten and its color to vary slowly over its roughly 10 billion year lifetime on the Main Sequence. By the end of its Main Sequence lifetime, it will be approximately twice as luminous as it is now!

مفهوم التوازن الهيدروستاتيكي: عندما يجري الاندماج النووي في قلب النجم، يتولد نتيجة له ضغط (إشعاعي وحراري) يحاول دفع أجزاء النجم إلى الخارج ، فيتعادل بالضبط مع تأثير الجاذبية للداخل. المرحلة الأولى من مراحل تطور نجم هي مرحلة التسلسل الرئيس، وهذه تدوم حوالي 80٪ من مجموع عمر النجم. خلال هذا المرحلة يُحرق الهيدروجين في قلب النجم.  يتغير لون النجم (والذي يقيس درجة حرارة سطحه) ولمعانيته قليلا على طول فترة التسلسل الرئيس؛ حيث يتغير معدّل الاندماج النووي أثناء التحول البطيء لهيدروجين النجم إلى هليوم. عندما يبدأ النجم في المراحل المبكرة بحرق الهيدروجين يقال أنه أصبح في العمر الصفري للتسلسل الرئيس (Zero Age Main Sequence : ZAMS). على طول فترة العمر لمرحلة التسلسل الرئيس، ومع اندماج الهيدروجين إلى هليوم، فإنّ الغلاف الخارجي للنجم يتأثّر بالتغيرات الداخلية البطيئة، لذلك فإنّ موقع النجم في الرسم البياني HR ليس ثابت تماما. على سبيل المثال، من المتوقع لشمسنا مزيد لمعانية وأنّ لونها سيختلف ببطء على مدى عمرها والذي يقرب من 10 مليار سنة في مرحلة التسلسل الرئيس (هذا فيما لو استمرّ وجود الكون). ومع نهاية فترة التسلسل الرئيس للشمس، ستكون ضيائيتها تقريبا ضعفي ما هي عليه الآن!

When any star has used up the majority of the hydrogen in its core, it is ready to leave the Main Sequence and begin its subsequent evolution (the post-Main Sequence evolution). During the Main Sequence phase, core hydrogen fusion creates the pressure that maintains hydrostatic equilibrium in a star, so you should expect that when a star's core has become filled with helium and inert, the star will fall out of equilibrium. As the total pressure decreases, gravity will once again dominate, causing the star to begin to contract again. When a stellar core contracts, its temperature will increase. So the star will continue to generate energy in its core, even when core hydrogen fusion ends, through the gravitational contraction of the core. Although fusion has turned the hydrogen in the core into helium, most of the outer layers of the star are made of hydrogen, including the layer immediately surrounding the core. Thus, when the core reaches a critical density and temperature during its contraction, it can ignite hydrogen fusion in a thin shell outside of the helium core. The helium core will also continue to generate energy by gravitational contraction, too. If you think of the Main Sequence as the “hydrogen core fusion” stage of a star's life, the first stage after the Main Sequence is the hydrogen shell fusion stage. During this stage, the rate of nuclear fusion is much higher than during the Main Sequence stage, so clearly the star cannot stay in this stage as long. For a star like the Sun, it will only remain in this stage for a few hundred million or a billion years, less than 10% of the Sun's Main Sequence lifetime.

عندما يستخدم أي نجم غالبية الهيدروجين في قلبه، يصبح مستعدا لمغادرة طور التسلسل الرئيس والبدء في التطور اللاحق (تطور ما بعد التسلسل الرئيس). خلال طور التسلسل الرئيس، يعمل اندماج الهيدروجين في القلب على تولّد الضغط الذي يحافظ على التوازن الهيدروستاتيكي للنجم، لذلك نتوقع أنه عندما يصبح قلب النجم مليئاً بالهليوم ويخمل، يسقط النجم بفقد التوازن. فعندما يقل الضغط الكلي، تهيمن الجاذبية مرة أخرى، مما يجعل النجم يبدأ التقلص مرة أخرى. عندما يتقلص قلب النجم، تزيد درجة حرارته. لذلك سوف يستمر النجم في توليد الطاقة في القلب، حتى عندما يتوقف اندماج الهيدروجين في القلب، وذلك من خلال انكماش القلب بفعل الجاذبية. على الرغم من أن الإندماج يحول الهيدروجين في القلب إلى الهليوم، إلاّ أنّ معظم الطبقات الخارجية للنجم تتكون من الهيدروجين، بما في ذلك الطبقة القريبة من القلب. وهكذا، فعندما يصل القلب خلال انكماشه إلى قيمة معينة للكثافة ولدرجة الحرارة، يمكن أن يبدأ اندماج الهيدروجين في قشرة رقيقة خارج نواة الهليوم. ويستمر قلب الهليوم أيضا في توليد الطاقة عن طريق الإنقباض الجاذبي. إذا كنت تفكر في التسلسل الرئيس أنه المرحلة العمرية التي فيها يحصل اندماج الهيدروجين في قلب النجم، فإنّ المرحلة الأولى بعد التسلسل الرئيس هي مرحلة اندماج الهيدروجين في القشرة (لا في قلب النجم). خلال هذه المرحلة، يكون معدل الاندماج النووي أعلى بكثير مما كان عليه خلال مرحلة التسلسل الرئيس، لذا من الواضح أنّ النجم لا يستطيع البقاء طويلاً في هذه المرحلة. نجم مثل الشمس، سوف يبقى في هذه المرحلة لفترة تتراوح فقط من بضع مئات من ملايين السنين إلى حوالي بليون سنة، أي أقل من 10٪ من فترة مكث الشمس في طور التسلسل الرئيس.

While these internal changes are occurring in the star, its outer layers are also undergoing changes. The energy being generated in the core will be more intense than during the core hydrogen fusion (Main Sequence) phase, so the outer layers of the star will experience a larger pressure. The increased pressure will cause the outer layers of the star to expand significantly. As a side effect of this expansion, the outer layers of the star will cool down because they are now farther away from the energy source (the hydrogen shell around the core). The observable changes in the outer layers of the star will occur in two phases. First, the star will appear to cool slowly and will undergo a modest increase in luminosity. During this phase, the path the star will follow in the HR diagram is almost horizontal to the right of its position on the Main Sequence. Stars in this phase are usually referred to as subgiants. Next, the star will grow to as much as, or even more than, 100 times its original size, which will cause a significant increase in luminosity with only a small decrease in temperature, so the star will move almost vertically in the HR diagram. Stars in this area of the HR diagram are usually referred to as red giants. The evolutionary track for the star as it undergoes the transition to a red giant is shown below:

خلال هذه التغيرات الداخلية التي تحدث في النجوم، فإنّ طبقاتها الخارجية تشهد أيضا تغيرات. الطاقة التي يتم توليدها في القلب ستكون أكبر من معدلاتها خلال مرحلة إندماج الهيدروجين في القلب (مرحلة التسلسل الرئيس) ، وبالتالي فإن الطبقات الخارجية للنجم ستتعرّض لضغط أكبر. يتسبب الضغط المتزايد هذا في توسيع الطبقات الخارجية للنجم وانتفاخها بشكل كبير. كأثر جانبي لهذا التوسع، فإن الطبقات الخارجية للنجم تبرد لأنها أضحت بعيدة عن مصدر الطاقة (قشرة الهيدروجين المحيطة بالقلب). التغيرات الملحوظة في الطبقات الخارجية للنجم تحدث على مرحلتين. الأولى، تظهر النجم يتبرد ببطء، ويخضع لزيادة متواضعة في لمعانه. خلال هذه المرحلة، يتغير موقع النجم في مخطط الرسم البياني HR؛ فيتحرّك النجم أفقيّاً وإلى يمين موقعه (الشكل التالي: أللون الأصفر) عندما كان ضمن نجوم التسلسل الرئيس. ويشار عادة للنجوم في هذه المرحلة على أنها بداية التحول إلى مرحلة العملاق (subgiants). المرحلة التالية يتضخم فيها النجم بقدر 100 ضعف حجمه الأصلي، أو حتى لربّما أكثر من ذلك، ممّا يؤدي إلى زيادة كبيرة في لمعان النجم مع انخفاض طفيف في درجة حرارته، وبالتالي يتغير موقع النجم في مخطط الرسم البياني HR؛ فيتحرّك النجم تقريباً بشكل عمودي (الشكل التالي: أللون الأحمر). ويشار عادة للنجوم في هذه المنطقة من المخطط HR بالعمالقة الحمراء.  يُظهر الشكل التالي المسار التطوري للنجم أثناء تحولاته إلى العملاق الأحمر:

Description: Description: Graph showing the evolutionary track on an HR diagram for a Sun-like star as it leaves the Main Sequence, cools off and gets redder as it evolves to the red giant phase.

Figure 6.1: Evolutionary track for a Sun-like star to the red giant phase

الشكل المسار التطوري لنجم شبيه بالشمس إلى طور العملاق الأحمر

 

The dashed lines in this HR diagram, they represent lines of constant radius. When a star has reached the tip of the red giant branch (the highest point in luminosity on the track above), it has a radius of approximately 100 solar radii. There are several well known red giant stars even larger than this, which have radii of several hundred solar radii. The immense growth expected in the Sun when it becomes a red giant will cause its radius to swell and become roughly 1 AU - 2 AU. This means that Mercury and Venus will definitely be engulfed by the Sun, and the Earth and Mars are likely to be engulfed as well. The core of the Sun when its envelope is 1 AU will only be of order 10 Earth radii, or a factor of more than 2,000 times smaller than the radius of the envelope.

الخطوط المتقطعة في الرسم البياني السابق لمخطط HR ، يمثلُّ كلُّ خط منها نصف قطر ثابت.  عندما يصل نجم نهاية فرع العملاق الأحمر (أعلى نقطة لمعاناً على مسار التطور أعلاه)، يصبح قطره حوالي100  ضعف قطر  الشمس. هناك العديد من النجوم العملاقة الحمراء المعروفة والتي تزيد أقطارها عن هذا، والتي أقطارها عدة مئات من أضعاف قطر الشمس.  النمو الهائل المتوقع للشمس عندما تصبح عملاقا أحمر سيجعل نصف قطرها يتضخم ليصبح حوالي1 AU  - 2 AU. وهذا يعني أن عطارد والزهرة بالتأكيد سوف يغرقان في الشمس، ولربّما كذلك أنّ الأرض والمريخ سيغرقان أيضاً. عندما يصبح نصف قطر الشمس حوالي 1AU، سيكون قطر قلب الشمس حوالي10  أضعاف قطر الأرض، أو حوالي جزء من 2000 مقارنة بالقطر الجديد للشمس (2AU).

Compare the illustrations below: the first shows the Sun as a red giant and compares it to the Sun at its current size (Fig. 6.2), and the second shows the measured size of Betelgeuse (Fig. 6.3).  Betelgeuse is  the tenth brightest star in the sky, in the constellation Orion. It is a red supergiant, and variations in its brightness are associated with pulsations in its outer envelope.

قارن بين الرسوم التوضيحية التالية: الشكل الأول يظهر الشمس عملاقاً أحمر.  ويقارنها مع الشمس في حجمها الحالي (الشكل 6.2ويظهر في الشكل الثاني الحجم  المقاس لمنكب الجوزاء (الشكل 6.3)).  منكب الجوزاء هو النجم العاشر من حيث اللمعان ضمن نجوم السماء في كوكبة الجوزاء.  وهو عملاق أحمر، وترتبط الاختلافات في سطوعه مع نبضات في غلافه الخارجي .

 

Description: Description: Illustration of the Sun as a red giant showing how much larger its radius will be compared to its current size.

Figure 6.2: The Sun as a red giant

Source: Wikimedia.org

 

وهذه المرحلة يجسدها الحديث الشريف: (تدنو الشمسُ يومَ القيامةِ على قيدِ ميلٍ ويُزادُ في حرِّها كذا وكذا تَغلي منها الهامُ كما تَغلي القدورُ يعرَقونَ فيها على قدرِ خطاياهم فمنهم مَن يبلغُ إلى كعبَيه ومنهم مَن يبلغُ إلى ساقَيه ومنهم مَن يبلغُ إلى وسطِه ومنهم مَن يُلجِمُه قال: وسمِعتُ أبا الحكمِ يقولُ: يُزادُ في حرِّها سبعةَ عشرَ ضِعفًا) (الراوي : أبو أمامة الباهلي ، المحدث : البوصيري ، المصدر : إتحاف الخيرة المهرة ، الصفحة أو الرقم: 8/165 ، خلاصة حكم المحدث : رواته ثقات).

 

Description: Description: Illustration showing a Hubble Space Telescope image that resolves Betelguese into a disk and shows how its current radius is larger than Jupiter's orbit around our Sun.

Figure 6.3: HST image of Betelgeuse

المراحل الأخيرة لتطور نجم شبيه بالشمس

The Final Stages of the Evolution of a Sun-like Star ([30])

After the red giant phase, low mass stars follow a different evolutionary path than more massive stars. For this reason, we are going to consider what happens to low mass (less than 8 times the mass of the Sun) stars as they progress past the red giant phase. To really study and understand stellar evolution in detail, you would want to subdivide stars more finely. That is, you would want to separately consider the evolution of stars of 0.1, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 3.0, 5.0, and 8.0 solar masses, for example, and you would find differences between each. We are going to continue using a solar mass star as our example, but you should realize that the details of the evolution of stars of 0.5 solar masses or 5.0 solar masses deviate from the general description presented below.

بعد مرحلة العملاق الأحمر، النجوم منخفضة الكتلة تتبع مسار تطوري مختلف ويزيد عن النجوم الضخمة.  لهذا سنوضح ما يحدث للنجوم منخفضة الكتلة (أقل من 8  أضعاف كتلة الشمس)، وذلك بعد انتهائها من مرحلة العملاق الأحمر.  لدراسة وفهم تطورها بالتفاصيل، يتطلّب ذلك المزيد من التقسيم الدقيق للنجوم. يلزم النظر وبشكل منفصل لتطور النجوم ذات الكتل: 0.1، 0.5، 1.0، 1.5، 2.0، 3.0، 5.0، و 8.0 كتلة شمسية، على سبيل المثال، وسوف تجد الاختلافات بين كلٍّ منها.  لذا فإنّ استكمال المناقشة فيما يلي يخصّ نجما بكتلة الشمس؛ حيث عنوان البحث هو: (ضحى الشمس). ولكن يجب أن ندرك أن تفاصيل تطور نجوما بكتل:0.5  كتلة شمسية أو 5.0 كتلة شمسية تحيد عن الوصف العام الوارد أدناه.

During the red giant phase of a star's lifetime, the core is not in equilibrium. All of the fusion is occurring in a shell outside of the helium core, so there is no energy generation or outward radiation pressure to support the helium core. For this reason, the core of the star continues to collapse during the red giant phase. Collapse means an increase in temperature and density in the core. In many low mass stars (from about 0.5 - 3.0 solar masses), the core can be compressed to the point that it becomes a degenerate gas. This has important consequences in stellar evolution, so I will briefly describe what this means.

 degenerate gas: electrons progressively fill the lower energy states and additional electrons are forced to occupy states of higher energy even at low temperatures. Degenerate gases strongly resist further compression because the electrons cannot move to already filled lower energy levels due to the Pauli exclusion principle.

خلال مرحلة العملاق الأحمر من عمر النجم، لا يكون قلب النجم في حالة إتزان.  كل تفاعلات الإندماج تحدث في قشرة تحيط من الخارج بقلب الهيليوم، وبالتالي ليس هناك توليد للطاقة ولا ضغط إشعاع للخارج يدعم قلب الهيليوم. لهذا السبب، يواصل قلبُ النجم الإنقباض على نفسه خلال مرحلة العملاق الأحمراء.  يتسبّبُ الإنقباض بزيادة درجة حرارة القلب وكثافته.  في العديد من النجوم ذات الكتلة المنخفضة (حوالي 0.5 - 3.0) كتلة شمسية، يمكن ضغط قلب النجم لدرجة أن يصبح غازاً منحلا (degenerate gas).  وهذا له آثار هامة تحدّد تطور النجم، وهذا ما سيوضّح باختصار.

الغاز المنحلّ: الإلكترونات تملأ تدريجيا مستويات الطاقة الأقل وتُجبر الإلكترونات الإضافية على الحلول في مستويات الطاقة الأعلى وحتى عندما تكون درجات الحرارة منخفضة.  الغازات المتشعبة تقاوم وبشدّة مزيد الضغط لأن الإلكترونات لا يمكن أن تتحرك إلى مستويات الطاقة المتدنية والمملؤة أصلاً بسبب مبدأ استبعاد باولي.

The gas inside stars is a soup of atomic nuclei and free electrons. If you compress a gas of this type to a high enough density, you have to use two of the laws of quantum mechanics to describe its behavior. These say:

الغاز داخل النجوم هو حساء من أنوية ذرية وإلكترونات حرة.  في حالة ضغط غاز من هذا النوع لتصبح كثافته عالية بما فيه الكفاية، يتوجّب استخدام اثنين من قوانين ميكانيكا الكم لوصف سلوكه.  القانونان هما:

1) Like electrons bound in an atom, the free electrons can only have certain energies that you can represent as energy levels similar to the energy level diagrams we used in our study of the Bohr model of the atom.

1) كما الإلكترونات المقيدة في الذرة، تمتلك الإلكترونات الحرة بعض الطاقات التي يمكن أن تمثل بمستويات للطاقة مماثلة لرسومات مستويات الطاقة التي استخدمنا في دراستنا لنموذج بور للذرة .

2) No two identical electrons can be found in the same energy level (the Pauli Exclusion Principal). Electrons can have two different spins, which each have a slightly different energy, so you can have two and only two electrons per energy level, one with spin up, the other with spin down.

2) لا يمكن العثور على إلكترونين متطابقين في نفس مستوى الطاقة (مبدأ الإستبعاد لباولي).  يمكن للإلكترونات أن تمتلك غزلين (spins) اثنين مختلفين، ولكل منهما طاقة مختلفة قليلا عن طاقة الآخر، لذلك يمكن أن يتواجد اثنان واثنان فقط من الإلكترونات لكل مستوى للطاقة، واحد غزله للأعلى، والآخر للأسفل (يغزلان في اتجاهين متعاكسين).

The net effect of these two quantum mechanical effects is that when the gas has been compressed to the point where many of the lower energy levels have been filled, it begins to resist compression. Even though the physical state is still that of a gas, it is harder to compress a degenerate gas than solid steel!

المحصلة لهذين المؤثرين من ميكانيكا الكم هو أنه عندما تم ضغط الغاز إلى درجة جعلت العديد من مستويات الطاقة الدنيا مشغولة، فإنّ الغاز يبدأ في مقاومة الضغط.   على الرغم من أن الحالة المادية لا تزال غازاً، فإنّ ضغط الغاز المنحل (degenerate) أصعب من ضغط الفولاذ الصلب!

At some point after the core has become degenerate, the core temperature reaches approximately 100 million Kelvin, creating the proper conditions for three helium nuclei to fuse together to form one carbon nucleus (these carbon nuclei can also fuse with an additional helium nucleus to form one oxygen nucleus). This is referred to as the triple-alpha process, and it is an alternative fusion process to the proton-proton chain. In stars with degenerate cores, when this triple-alpha process begins, the entire core ignites at once in what is known as the helium flash. The star is now in the core helium fusion phase (of its lifecycle).    In this phase, the outer layers of the star actually get smaller and hotter (the helium flash occurs in the core of the star in a very short time period and is not able to be observed directly). As you can see in the HR diagram below (Fig. 6.4), the evolutionary track of a Sun-like star now moves the star back towards the Main Sequence. This region of the HR diagram is called the horizontal branch, because stars in this phase of their evolution populate a narrow, almost horizontal box that extends to hotter temperatures from the red giant region of the diagram.

في مرحلة ما وبعد أن أصبح قلب النجم منحلاً، ودرجة حرارة القلب تصل ما يقرب من 100 مليون كلفن، تتهيّأ الظروف الملائمة لثلاث نوى هليوم لتلتحم مع بعضها مكونة نواة واحدة للكربون (نوى الكربون هذه يمكنها أيضا الإندماج مع نواة هليوم إضافية لتشكيل نواة أوكسجين واحدة).  ويشار إلى هذا على أنه عملية ألفا الثلاثية، وهو عملية اندماج بديلة لسلسلة بروتون-بروتون. في النجوم ذات القلوب المنحلة، وعندما تبدأ عملية ألفا الثلاثية هذه، يشتعل القلب بأكمله مرة واحدة في ما يعرف باسم ومضة الهليوم.  النجم هو الآن في مرحلة اندماج هليوم القلب (من ضمن دورة حياته). في هذه المرحلة، تصبح الطبقات الخارجية للنجم أصغر حجما وأكثر سخونة (تحدث ومضة الهليوم في قلب النجم على فترة زمنية قصيرة جدا فيصعب ملاحظتها مباشرة).  كما يتضح من الرسم البياني HR أدناه (الشكل 6.4)، المسار التطوري للشمس أو لنجم يشبهها يتحرك الآن نحو التسلسل الرئيس.  وتسمى هذه المنطقة من المخطط HR بالفرع الأفقي، لأن النجوم في هذه المرحلة من تطورها تشغل، صندوقاً ضيقاً أفقيّاً تقريبا يمتد لدرجات حرارة أكثر سخونة من منطقة العملاق الأحمر من الرسم البياني.

 

Description: Description: Graph showing the complete evolutionary track on an HR diagram of a Sun-like star, which traces the changes of its temperature and luminosity as it evolves from a Main Sequence star, to a Red Giant, to a White Dwarf.

Figure 6.4: Complete evolutionary track of Sun-like star

كلٌّ من الشكل 4 والجدول 1 يبيّن أنّ الشمس في هذه المرحلة تصبح ضيائيتها 10000-5000 مرة ضعف ضيائيتها الحالية: (تدنو الشمسُ يومَ القيامةِ على قيدِ ميلٍ ويُزادُ في حرِّها كذا وكذا تَغلي منها الهامُ).  ويصبح نصف قطرها مساويا لبعدها عن الأرض (الجدول 1).  أي أنّ سطحها يلمس الأرض.  وأكرّر القول أنّ هذه المرحلة يجسدها الحديث الشريف: (تدنو الشمسُ يومَ القيامةِ على قيدِ ميلٍ ويُزادُ في حرِّها كذا وكذا تَغلي منها الهامُ كما تَغلي القدورُ يعرَقونَ فيها على قدرِ خطاياهم فمنهم مَن يبلغُ إلى كعبَيه ومنهم مَن يبلغُ إلى ساقَيه ومنهم مَن يبلغُ إلى وسطِه ومنهم مَن يُلجِمُه قال: وسمِعتُ أبا الحكمِ يقولُ: يُزادُ في حرِّها سبعةَ عشرَ ضِعفًا) .

The horizontal branch phase of a star's life is much shorter than the Main Sequence phase of its lifetime. The star will convert all of its core helium into carbon and oxygen, and then fusion will end once again. The core will again begin to collapse inward with no radiation pressure to support it. Because there is still so much helium and hydrogen outside of the core of the star, after core helium fusion ends, the increased temperature can once again ignite shell helium fusion just outside of the carbon/oxygen core, and shell hydrogen fusion can continue outside of the helium shell. During this second phase of shell fusion, the outer layers of the star will expand again, but this time by an even larger amount. In this phase, the star can be called an asymptotic giant branch star, or sometimes a red supergiant star. For example, the star Antares is an M type supergiant. It has a luminosity 13,000 times that of the Sun.

طور التفرع الأفقي من حياة النجم هو أقصر بكثير من طور مرحلة التسلسل الرئيس من عمر النجم.  يحوّل النجم كل هليوم القلب إلى الكربون والأكسجين، ومن ثم ينتهي الإندماج مرة أخرى.  فيبدأ القلب مرة أخرى انهياره نحو الداخل مع عدم وجود ضغط الإشعاع ليعادل الجاذبية.  ولأنه ما زال هناك الكثير من الهليوم والهيدروجين خارج قلب النجم، فبعد انتهاء اندماج الهليوم في القلب، فإنّ زيادة درجة الحرارة تشعل مجددا اندماج الهليوم في القشرة الملاصقة للقلب المكون من الكربون/ الأكسجين، والإندماج في قشرة الهيدروجين يمكن أن يستمر خارج قشرة الهليوم.  خلال هذه المرحلة الثانية من الإندماج في القشرة، فإن الطبقات الخارجية للنجم تنتفخ مرة أخرى، ولكن هذه المرة  إلى درجة أكبر من السابقة. في هذه المرحلة، يمكن أن يطلق على النجم نجم تفرع مقاربة العملاق، أو في بعض الأحيان نجم العملاق الأحمر.  فعلى سبيل المثال، نجم قلب العقرب هو نوعM  من العملاق.  إنّه يمتلك لمعاناً13,000  ضعف لمعان الشمس.

For low mass stars, this is the final stage of their lifetime in which they generate energy via fusion. Once the helium and hydrogen shell fusion uses up all of the available fuel, the star's life is effectively over. However, the star will still leave behind two visible remnants. In the following table (1) we summarize some of the properties of a typical Sun-like star during its energy-generating lifetime:

في النجوم ذات الكتل المنخفضة، هذه هي المرحلة الأخيرة من حياتها والتي تتولد فيها الطاقة عن طريق الإندماج.  عندما يستنفذ الإندماج في قشرة النجم الوقود المتاح من الهليوم والهيدروجين، تنتهي فعليّاً حياة النجم.  ومع ذلك، فإن النجم يترك وراءه جرمين اثنين مرئيين.  في الجدول التالي (1) تلخيص بعض خصائص النجوم التي تشبه الشمس خلال الفترة من حياتها والتي تولد فيها الطاقة:

 

Table 1: Summary of the temperature and luminosity changes in a Sun-like star throughout its evolution

Evolutionary Stage

Duration

Temperature

Spectral Type

Luminosity

Radius

Main Sequence

1010 years

~6000 K

G

1 LSun

1 RSun

Red Giant

109 years

~3000 K

K - M

~2000 LSun

~150 RSun

Horizontal branch

108 years

~4500 K

G - K

~100 LSun

~20 RSun

Asymptotic Giant branch

107 years

~3000 K

K - M

~10,000 LSun

~200 RSun

 

Description: Description: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f8/Evolution_of_a_Sun-like_star.svg/2000px-Evolution_of_a_Sun-like_star.svg.png

There is one last property of stars to consider, because it plays a more significant role as stars age; this is the stellar wind:

Credit: NASA SOHO mission Dynamic Sun v.5.0

In this movie, we see an artist's impression of the solar wind, which is the stream of high energy particles being emitted by the Sun's corona. During the Main Sequence lifetime of Sun-like stars, this wind is not very strong-that is, the total amount of mass being lost by the Sun is small. However, during the later phases of a star's evolution, the mass loss rate associated with the stellar wind can increase significantly. By the time of the helium flash, a Sun-like star of initial mass 1.0 MSun may have only 0.7 MSun remaining. By the time the star has completed its nuclear fusion, there will be a significant amount of expelled gas from its envelope in its immediate vicinity.

The hydrogen in the core is completed burned into helium nuclei. Initially, the temperature in the core is not hot enough to ignite helium burning. With no additional fuel in the core, fusion dies out. The core cannot support itself and contracts; as it shrinks, it heats up. The rising temperature in the core heats up a thin shell around the core until the temperature reaches the point where hydrogen burning ignites in this shell around the core. With the additional energy generation in the H-burning shell, the outer layers of the star expand but their temperature decreases as they get further away from the center of energy generation. This large but cool star is now a red giant, with a surface temperature of 3500 degrees and a radius of about 100 solar radii.

The helium core contracts until its temperature reaches about 100 million degrees. At this point, helium burning ignites, as helium is converted into carbon (C) and oxygen (O). However, the core cannot expand as much as required to compensate for the increased energy generation caused by the helium burning. Because the expansion does not compensate, the temperature stays very high, and the helium burning proceeds furiously. With no safety valve, the helium fusion is uncontrolled and a large amount of energy is suddenly produced. This helium flash occurs within a few hours after helium fusion begins.

The core explodes, the core temperature falls and the core contracts again, thereby heating up. When the helium burns now, however, the reactions are more controlled because the explosion has lowered the density enough. Helium nuclei fuse to form carbon, oxygen, etc..

The star wanders around the red giant region, developing its distinct layers, eventually forming a carbon-oxygen core.

When the helium in the core is entirely converted into C, O, etc., the core again contracts, and thus heats up again. In a star like the Sun, its temperature never reaches the 600 million degrees required for carbon burning. Instead, the outer layers of the star eventually become so cool that nuclei capture electrons to form neutral atoms (rather than nuclei and free electrons). When atoms are forming by capturing photons in this way, they cause photons to be emitted; these photons then are readily available for absorption by neighboring atoms and eventually this causes the outer layers of the star to heat up. When they heat up, the outer layers expand further and cool, forming more atoms, and releasing more photons, leading to more expansion. In other words, this process feeds itself.

The outer envelope of the star blows off into space, exposing the hot, compressed remnant core. This is a planetary nebula .

The core contacts but carbon burning never ignites in a one solar mass star. Contraction is halted when the electrons become degenerate; that is when they can no longer be compressed further. The core remnant as a surface temperature of a hot 10,000 degrees and is now a white dwarf.

With neither nuclear fusion nor further gravitational collapse possible, energy generation ceases. The star steadily radiates is energy, cools and eventually fades from view, becoming a black dwarf.

Description: Description: http://www.astro.cornell.edu/academics/courses/astro201/images/sun_hrtrack.gif

 

Description: Description: http://faculty.wcas.northwestern.edu/~infocom/The%20Website/graphics/HR%20diagram.png

(http://faculty.wcas.northwestern.edu/~infocom/The%20Website/evolution.html )

Evolution (http://www.whillyard.com/science-pages/our-solar-system/sun-evolution.html )

The Sun formed, as we have said about 4.57 billion years ago, when a cloud of relatively cool, tenuous gas started to collapse.  This may well have been caused by a nearby supernova.   As it contracted, the internal temperature began to rise until at around (5 - 10) million°K, nuclear reactions started to convert hydrogen into helium in the proton-proton cycle. There is another cycle, the Carbon/Nitrogen/Oxygen cycle, but the Sun is not large enough to produce the temperatures necessary for this to be significant.  The energy trying to escape counteracts the force of gravity so the Sun stopped contracting and reached a level of stability it retains to this day.  

As the Sun burns hydrogen, helium builds up in the core, and the Sun's temperature rises.  In about a billion years, it will have grown about 3% larger than it is today, and will be about 10% brighter.  The temperature on the Earth will rise substantially; possibly to the point that the seas and oceans start to boil off.  At this point, the Earth would no longer support life.  The Sun will continue to grow and become more luminous as more hydrogen is converted to helium.  In about 5 billion years, once all the hydrogen in the core is converted to helium, the core stops producing enough energy to fight gravity, and starts to contract, causing the core to heat up.  The heat is sufficient to start hydrogen burning in a shell around the core.  This causes the outer layers to expand further enlarging the sun.  This is the start of the Sun becoming a red giant.  

Once the temperature in the core reaches 100 million K, another nuclear reaction starts where helium is converted into carbon via the triple-alpha process where two helium-4 atoms combine to form beryllium-8, which then combines with a third helium-4 atom to produce carbon-12.  In stars like the Sun, helium burning starts very quickly due to the presence of degenerate matter in the central core from the extreme pressure exerted during contraction.  This is known as the "helium flash".  After this, the sun settles down to stable helium burning that should last for about a billion years.  The heat produced causes even more expansion of the outer layers, and ultimately the sun will grow to about 200 to 250 times its present diameter, even though it loses perhaps a third of its present mass due to the solar wind produced.  This will make it so large that it will extend beyond the Earth's current orbit, though the Earth will likely have moved further out due to pressure from the solar wind.  In any event, the surface of the Earth would be extremely hot, and it will have lost all its water and most of its atmosphere.  

Once all the helium is converted to carbon, the core again contracts.  The Sun is not large enough to be able to produce the temperatures required for any further fusion.  Thermal disequilibrium will cause it to blow off its outer layers to form a planetary nebula.  Here is an example of what the planetary nebula could look like.  The remaining core contracts until electron degeneracy pressure stops any further contraction.  What is left is an extremely hot white dwarf star about the size of the Earth, but weighing about two thirds the current mass of the sun.  With no nuclear reactions occurring, the white dwarf slowly radiates its heat away, cooling down and becoming redder and redder.  Hypothetically, white dwarfs eventually give up all their heat to become black dwarfs, and in the Sun's case, theory indicates that this is likely to take at least 500 billion years, perhaps even more. 

Description: Description: http://www.whillyard.com/science-pages/our-solar-system/images/sun-lifecycle.jpg

The Evolution of Stars Like the Sun

(http://www.rmg.co.uk/explore/astronomy-and-time/astronomy-facts/stars/stellar-evolution/the-evolution-of-stars-like-the-sun)

Description: Description: The Spirograph NebulaIC 418 – the "Spirograph" nebula – a planetary nebula about 2,000 light years from Earth (© Hubble Space Telescope) Stars with masses between about 0.8 and 11 times the mass of the Sun have very similar histories although the speed with which they get through their lives depends on their mass. We will follow the life of our Sun.

Our Sun was born, along with its attendant planets, about 4,566 million years ago. We know this date quite accurately from measuring isotope ratios of various elements. For example, uranium-238 is a radioactive isotope of uranium with a half-life of about 4.6 billion years. This means that after 4.6 billion years half of the original uranium-238 will have decayed into lead-206. By measuring the proportion of uranium-238 to lead-206 in a mineral sample, and assuming there was no lead-206 in the sample when it was first formed, it is possible to work out the age of the sample. (The number 206 in lead-206, refers to the total number of neutrons and protons in the lead atom. The usual notation is 206Pb.)

It is also possible to find unusual isotopes such as magnesium-25, in small samples of material less than a millimeter in diameter, between the grains in the meteorites called carbonaceous chondrites. These small fragments have remained undisturbed since the formation of the solar system. Magnesium-25 is produced by the decay of aluminium-26, which is no longer present because it is one of a number of short-lived radioactive isotopes with half live of about a million years, which were created, either in a supernova that may have triggered the formation of the Solar System, or possibly by the young Sun itself.

During the last 4,566 million years, the Sun has been converting hydrogen into helium. It has already converted half the hydrogen in its core into helium and is 30% brighter than when it started its life. It will continue to get brighter as its radius increases and in 3,000 million years, may have evaporated the Earth's oceans. In 5,000 million years hydrogen fusion will stop in the core, although it will continue in a shell around the core. With no central source of energy the force of gravity will compress the core and raise its temperature and density until it is high enough to start the fusion of helium to form carbon and oxygen. This new source of energy will once again provide the means to resist the inward force of gravity.

Description: Description: Betelgeuse, a red giantImage of the red giant Betelgeuse. It has a diameter equal to that of Jupiter's orbit around the Sun. (© Hubble Space Telescope) While the core is being compressed the outer layers of the Sun will expand. Although the outer layers will be much cooler than today, the Sun will be much bigger and we will call it a 'red giant'. There are many red giants in the sky. One of the closest is the star Betelgeuse, in the north-east corner of the constellation of Orion. Its diameter is greater than Jupiter's orbit around the Sun and its surface temperature is about 3,400 K. This is much cooler than the Sun but its greater surface area makes it 9,400 times more luminous.

When the Sun becomes a red giant, in about 7,000 million years later, it may have expanded as far as the Earth's orbit. The rocky surface of the Earth will liquefy, obliterating all trace of life and may even evaporate, returning the material out of which we and it are made to interstellar space. Helium fusion will stop in the centre of the Sun but will continue in a shell, itself surrounded by a second hydrogen fusion shell. This will make the Sun even more luminous and unstable, causing it to vary in brightness, as well as bringing some of the carbon and oxygen from the core to the surface.

Soon after this, all nuclear reactions will cease in the Sun. Its surface will expand from a diameter of a few light hours until it is two to three light years across. It will then be called a 'planetary nebula'. The name was devised because, when first seen through telescopes, some of these nebulae appeared circular and faintly green, with a superficial resemblance to the planets Uranus and Neptune.

The gas in the planetary nebula will now be at such a low density that the inert core of the Sun will be visible for the first time. No bigger than the Earth, it will contain almost half the mass of the Sun and have a temperature of about 30,000 K. In a few tens of thousands of years the planetary nebula will fade away as the gas disperses into space, leaving the hot inert core, now called a 'white dwarf'. The white dwarf that was once our Sun, still attended by the outer planets, will spend the next perhaps nine thousand million years steadily cooling and fading in brightness. The oldest white dwarfs we currently see are almost as old as the universe and twice the age of the Earth. They still have temperatures of about 4,000K.

Description: Description: The Hourglass NebulaMyCn18, the "Hourglass Nebula", a planetary nebula located about 8,000 light years away (© Hubble Space Telescope) Planetary nebulae come in all sorts of shapes and sizes, showing great beauty and exhibiting extraordinary patterns and symmetries. The central stars, with temperatures up to 100,000K, supply a flood of ultraviolet light, which causes the planetary nebula to fluoresce. They disappear after a few tens of thousands of years as they expand and fade away, carrying with them as much as half the mass of their parent star. They have great significance for us because they contain, along with much hydrogen and helium, carbon, nitrogen and oxygen, which have been manufactured by the star. These elements are some of the important building blocks of life. Much of the carbon, nitrogen and oxygen on our Earth have come from these stars. If you are a romantic you can think of yourself as made of star dust: If you are less so you can think of yourself as made of the nuclear waste of stellar evolution!

Although we will see in the next section that many of the heavy elements, like chromium, manganese, iron, nickel and cobalt and even heavier ones, are made in supernovae explosions, there are some other important elements that are made in stars like the Sun when they become red giants. The mechanism takes place while there are two fusion shells and depends on some of the hydrogen from the surface being carried by convection into the core where it is processed to release neutrons. These combine with iron nuclei to make certain heavier elements such as strontium, yttrium, zirconium, barium, lanthanum and cerium. In this process there is a lower density of neutrons than in a supernova explosion, allowing a different selection of heavy elements to be made.

الخلاصة:

تُضحِّي الشمس بمكونها من الهيدروجين الذي يندمج إلى الهليوم؛ فهي تُقدِّم حياتَها وذاتها من أجل إنارة الكرة الأرضيّة وإمدادها بالطاقة.  وضَحَّت الشمس عن الهيدروجين: ترفَّقَت في استهلاكه رُوَيْدًا إلى الهليوم ولم تَعْجَلْ .

ضحيت الشمسُ: اِبْيَضَّت بعد أن ارتفعت حرارتها بفعل تفاعل إندماج الهيدروجين إلى الهليوم.  ضَحَت الشمسُ: بَدَت وظهَرت بعد أن ارتفعت حرارتها بفعل تفاعل الإندماج هذا.

ضحِيت الشمسُ: برزت وظهرت مكشوفة ومنيرة في مركز المجموعة الشمسيّة؛ وذلك بعد أن أصبحت درجة حرارتها عالية؛ فإنّ ضحى الشمس يدلُّ على مطلق التحول إلى حالة من ارتفاع الحرارة والضيائيّة مع صيرورة الشمس من ضمن نجوم التسلسل الرئيس (Main-Sequence)؛ والتي يحدث داخلها اندماج نوى الهيدروجين إلى الهليوم .

وجاء في تفسير الطبري:  ... وعَنْ اِبْن عَبَّاس، فِي قَوْله: } وَالْعَصْر {  قَالَ: الْعَصْر: سَاعَة مِنْ سَاعَات النَّهَار... وعَنْ الْحَسَن } وَالْعَصْر { قَالَ: هُوَ الْعَشِيّ.   وَالصَّوَاب مِنْ الْقَوْل فِي ذَلِكَ: أَنْ يُقَال: إِنَّ رَبّنَا أَقْسَمَ بِالْعَصْرِ } وَالْعَصْر { اِسْم لِلدَّهْرِ، وَهُوَ الْعَشِيّ وَاللَّيْل وَالنَّهَار، وَلَمْ يُخَصِّص مِمَّا شَمِلَهُ هَذَا الِاسْم مَعْنًى دُون مَعْنًى، فَكُلّ مَا لَزِمَهُ هَذَا الِاسْم، فَدَاخِل فِيمَا أَقْسَمَ بِهِ جَلَّ ثَنَاؤُهُ.).

ولعلّ من مدلولات الضُّحَى أقدم ضوء في الكون (afterglow light pattern)  ([31]):

في البداية خلق اللهُ بناءَ السماء ورفع سمكها (توسّعت في لحظة) (Inflation): (ءأنتم أشدُّ خلقاً أم السماء بناها * رفع سمكها فسوّاها).  (وَاللَّيْلِ إِذَا سَجَى) كقوله تعالى (وأغطش ليلها): (ءأنتم أشدُّ خلقاً أم السماء بناها * رفع سمكها فسوّاها * وأغطش ليلها وأخرج ضحاها) [النّازعات 27- 29].  إنّ التّفسير الفلكي لظلمة اللّيل (Dark ages) (وأغطش ليلها) هو التّوسّع الّذي ينتج عنه تبرُّد الكون ومجانبته لحالة الاتزان الحراري الثيرموديناميكي.  ومن بعد أخرج الله ضحى السماء بنور النجوم (first stars).

(وَالشَّمْسِ وَضُحَاهَا) (الشَّمْس 1).  قَالَ مُجَاهِد " وَالشَّمْس وَضُحَاهَا " أَيْ وَضَوْئِهَا وَقَالَ قَتَادَة " وَضُحَاهَا " النَّهَار كُلّه . قَالَ اِبْن جَرِير وَالصَّوَاب أَنْ يُقَال أَقْسَمَ اللَّه بِالشَّمْسِ وَنَهَارهَا لِأَنَّ ضَوْء الشَّمْس الظَّاهِرَة هُوَ النَّهَار .

يقول الإمام فخر الدين الرازي (التفسير الكبير أو مفاتيح الغيب، الإمام فخر الدين الرازي أبو عبد الله محمد بن عمر بن حسين القرشي الطبرستاني الأصل):  ( والشمس وضحاها ) " ذكر المفسرون في ضحاها ثلاثة أقوال قال مجاهد والكلبي: ضوؤها، وقال قتادة: هو النهار كله، وهو اختيار الفراء وابن قتيبة، وقال مقاتل: هو حر الشمس .

وفي تفسير الطبري: عن قتادة  (وَالشَّمْسِ وَضُحَاهَا)  قال: هذا النهار.، وقال آخرون: معنى ذلك: وضوئها.....وعن مجاهد، قال: ضوئها (الطبري).

وفي النهاية أصبحت درجة الحرارة مرتفعة في دخيلة الشمس؛ ممّا يسمح بحدوث تفاعلات اندماج أنوية الهيدروجين إلى هليوم؛ لتصبح الشمس مضيئة: (وَالشَّمْسِ وَضُحَاهَا).

الآيتان (وَالشَّمْسِ وَضُحَاهَا (وَالنَّهَارِ إِذَا جَلَّاهَا): هما إشارة إلى المرحلة من مراحل تطور الشمس والتي عندها أصبحت درجة حرارة دخيلة الشمس مرتفعة؛ ممّا يديم حدوث تفاعلات اندماج أنوية الهيدروجين إلى هليوم؛ كما هي عليه الآن (main-sequence star)، وهذا التفاعل يديم ضيائية الشمس.  ولا يجوز بحال أن نزعم أنّ الضحى هو فقط وقت صلاة الضحى.  ويشبهه القسم بالعصر كما سبق بيان أنّ: "الصَّوَاب مِنْ الْقَوْل فِي ذَلِكَ: أَنْ يُقَال: إِنَّ رَبّنَا أَقْسَمَ بِالْعَصْرِ (وَالْعَصْر) اِسْم لِلدَّهْرِ، وَهُوَ الْعَشِيّ وَاللَّيْل وَالنَّهَار، وَلَمْ يُخَصِّص مِمَّا شَمِلَهُ هَذَا الِاسْم مَعْنًى دُون مَعْنًى، فَكُلّ مَا لَزِمَهُ هَذَا الِاسْم، فَدَاخِل فِيمَا أَقْسَمَ بِهِ جَلَّ ثَنَاؤُهُ (الطبري).  والْعَصْر: الزَّمَان الَّذِي يَقَع فِيهِ حَرَكَات بَنِي آدَم مِنْ خَيْر وَشَرّ، وهُوَ الْمَشْهُور" (تفسير ابن كثير) .

الضُّحَى هو ضَوْءُ الشَّمْسِ وحرارتُها. وتُضحِّى الشمس بمكونها من الهيدروجين الذي يندمج إلى الهليوم؛ فهي تُقدِّم حياتَها وتحرق ذاتها من أجل إنارة الكرة الأرضيّة وإمدادها بالطاقة.  وضَحَّت الشمس عن الهيدروجين: ترفَّقَت في استهلاكه رُوَيْدًا إلى الهليوم ولم تَعْجَلْ.  وهذا ما يحدث في الشمس خلافا للنجوم ذات الكتل الكبيرة كالنوع الطيفي O مثلاً؛ والتي تستنفذ وقودها من الهيدروجين في زمن قصير نسبيّاً؛ لتبعث معدلات هائلة من الطاقة.  وضحيت الشمسُ: اِبْيَضَّت بعد أن ارتفعت حرارتها بفعل تفاعل إندماج الهيدروجين إلى الهليوم.  وبرزت وظهرت مكشوفة ومنيرة في مركز المجموعة الشمسيّة؛ وذلك بعد أن أصبحت درجة حرارتها عالية.

أضحى من أخوات كان، تدلُّ في أصل معناها على الدخول في وقت الضّحى، ثم صارت تدلّ على مطلق التوقيت أو التحويل.  وقياساً فإنّ ضحى الشمس يدلُّ على مطلق التحول إلى حالة من ارتفاع الحرارة والضيائيّة مع صيرورة الشمس من ضمن نجوم التسلسل الرئيس؛ والتي يحدث داخلها اندماج نوى الهيدروجين إلى الهليوم.

وعليه فإنّ القسم: (وَالشَّمْسِ وَضُحَاهَا)، (وَالنَّهَارِ إِذَا جَلَّاهَا) لهو وكما أشار الطبري في تفسيره: معنى ذلك: وضوئها ..... وعن مجاهد، قال: ضوئها (الطبري).  حيث أنّ الشمس في مراحلها الأولى لم تكن درجة حرارتها مرتفعة ولم تكن مضيئة.  ومع مزيد من التقلّص الجاذبي أصبحت درجة الحرارة مرتفعة في دخيلة الشمس؛ ممّا سمح ويسمح بحدوث تفاعلات اندماج أنوية الهيدروجين إلى هليوم؛ فأصبحت الشمس مضيئة: (وَالشَّمْسِ وَضُحَاهَا).

(وَأَغْطَشَ لَيْلَهَا وَأَخْرَجَ ضُحَاهَا): إخراج ضحى السماء يكون بعد تبرّد الكون ومجانبته لحالة الإتزان الحراري ودخوله مرحلة ظلمة: (وَأَغْطَشَ لَيْلَهَا).  وبعد ذلك تجتمع ذرات الهيدروجين والقليل من الهليوم الموجودة في الكون في مراكز جذب مشكّلة نجوما أولية ذات درجات حرارة متزايدة، وفي النهاية تسمح درجة الحرارة المرتفعة في دخيلة هذه النجوم بحدوث اندماج أنوية الهيدروجين إلى هليوم؛ لتصبح نجوما مضيئة: (وَأَخْرَجَ ضُحَاهَا) .

في كل لحظة يوجد شروق للشمس في مناطق ما على الكرة الأرضيّة.  وفي كل لحظة يوجد غروب للشمس في مناطق أخرى على الكرة الأرضيّة: (فَلَا أُقْسِمُ بِرَبِّ الْمَشَارِقِ وَالْمَغَارِبِ إِنَّا لَقَادِرُونَ) (المعارج 40).  وفي كل لحظة تكون الشمس عمودية في كبد السماء على أجزاء ما من الكرة الأرضيّة.  وفي كلّ لحظة توجد منطقة ما على سطح الكرة الأرضيّة يكون عندها طول ظل جسم ما يساوي ارتفاعه فوق سطح الأرض (والذي هو وقت دخول صلاة العصر).  وفي كل لحظة يكتمل غياب الشفق الأحمر عن منطقة ما على سطح الأرض (والذي هو وقت دخول صلاة العشاء). وفي كل لحظة يبزغ فجر يوم جديد على منطقة ما على سطح الأرض.

وعليه ففي كل لحظة يدخل وقت جميع الصلوات؛ لكن على أماكن مختلفة ومتباعدة من سطح الكرة الأرضيّة.  وفي كل لحظة يوجد وقت الضحى الشمسي على مناطق ما من الكرة الأرضيّة.  وعليه فإنّ الشمس في ضحى على مدار 24 ساعة.  ولا يجوز قصر معنى ضحى الشمس على ساعات محدودة من اليوم.  ولا بدّ من بيان هذا البعد لمدلول ضحى الشمس (ضوء الشمس وحرارتها):  فهي الفترة من عمر الشمس التي تكون حرارة الشمس فيها مرتفعة بسبب تفاعل الإندماج لأنوية الهيدروجين معطية أنوية الهليوم.  وإنّ هذا التفاعل الذي يستهلك كتلة الشمس تدريجيا ويحولها إلى طاقة ليتمّ حاليّا ً بمعدّل ثابت نوعا ما .

مفهوم التوازن الهيدروستاتيكي: عندما يجري الاندماج النووي في قلب النجم، يتولد نتيجة له ضغط (إشعاعي وحراري) يحاول دفع أجزاء النجم إلى الخارج، فيتعادل بالضبط مع تأثير الجاذبية للداخل. مفهوم التوازن الهيدروستاتيكي: عندما يجري تفاعل الاندماج النووي في قلب النجم، يتولد نتيجة له ضغط (إشعاعي وحراري) يحاول دفع أجزاء النجم إلى الخارج، فيتعادل بالضبط مع تأثير الجاذبية للداخل.

المرحلة الأولى بعد التسلسل الرئيس هي مرحلة اندماج الهيدروجين في القشرة (لا في قلب النجم). خلال هذه المرحلة، يكون معدل الاندماج النووي أعلى بكثير مما كان عليه خلال مرحلة التسلسل الرئيس، لذا من الواضح أنّ النجم لا يستطيع البقاء طويلاً في هذه المرحلة.  خلال هذه التغيرات الداخلية التي تحدث في النجوم، فإنّ طبقاتها الخارجية تشهد أيضا تغيرات. الطاقة التي يتم توليدها في القلب ستكون أكبر من معدلاتها خلال مرحلة إندماج الهيدروجين في القلب (مرحلة التسلسل الرئيس)، وبالتالي فإن الطبقات الخارجية للنجم ستتعرّض لضغط أكبر. يتسبب الضغط المتزايد هذا في توسيع الطبقات الخارجية للنجم وانتفاخها بشكل كبير. كأثر جانبي لهذا التوسع، فإن الطبقات الخارجية للنجم تبرد لأنها أضحت بعيدة عن مصدر الطاقة (قشرة الهيدروجين المحيطة بالقلب). التغيرات الملحوظة في الطبقات الخارجية للنجم تحدث على مرحلتين. الأولى، تُظهر النجم يتبرد ببطء، ويخضع لزيادة متواضعة في لمعانه. خلال هذه المرحلة، يتغير موقع النجم في مخطط الرسم البياني HR؛ فيتحرّك النجم أفقيّاً وإلى يمين موقعه عندما كان ضمن نجوم التسلسل الرئيس. ويشار عادة للنجوم في هذه المرحلة على أنها بداية التحول إلى مرحلة العملاق (subgiants). المرحلة التالية يتضخم فيها النجم بقدر 100 ضعف حجمه الأصلي، أو حتى لربّما أكثر من ذلك، ممّا يؤدي إلى زيادة كبيرة في لمعان النجم مع انخفاض طفيف في درجة حرارته، وبالتالي يتغير موقع النجم في مخطط الرسم البياني HR؛ فيتحرّك النجم تقريباً بشكل عمودي. ويشار عادة للنجوم في هذه المنطقة من المخطط HR بالعمالقة الحمراء.

الشمس في هذه المرحلة تصبح ضيائيتها كبيرة جدّاً، تصبح ضيائيتها 5200 مرة ضعف ضيائيتها الحالية: (تدنو الشمسُ يومَ القيامةِ على قيدِ ميلٍ ويُزادُ في حرِّها كذا وكذا تَغلي منها الهامُ) .  ويصبح نصف قطرها مساوياً بعدها عن الأرض.  أي أنّ سطحها يلمس الأرض.

تُعطَى الشَّمسُ يومَ القيامةِ حَرَّ عشرِ سنينَ، ثم تُدنى من جماجمِ الناسِ ([32]).  وفي المرحلة الأخيرة، تصبح الشمس قزماً أبيض: (إذا الشمس كوّرت).

المصادر

1) القرآن الكريم

2) كتب السّنّة المطهّرة

التفاسير:

1) الألوسي، أبي الفضل شهاب الدين (ت 721 هـ)، روح المعاني في تفسير القرآن العظيم والسّبع المثاني، دار الفكر (بيروت 1414 هج- 1994 م).

2) ابن كثير القرشي الدمشقي، عمادالدين أبي الفداء (ت 774 هجري)، تفسير القرآن العظيم، دار الفيحاء (دمشق الطبعة الأولى 1414 هـ -1994 م)، أربع مجلدات.

3) المحلي، جلال الدين محمد بن أحمد (المتوفى: 864هـ) وجلال الدين عبد الرحمن بن أبي بكر السيوطي (المتوفى: 911هـ) ، تفسير الجلالين، دار الحديث - القاهرة الطبعة: الأولى عدد الأجزاء: 1 .

(4 ابن منظور، (630- 711 هـ)، لسان العرب، مؤسّسة التاريخ العربي- بيروت، الطبعة الثالثة (1413 هـ- 1993 م) .

5) الرّازي، محمد فخر الدين (ت 604 هج- 1208 مالتفسير الكبير ومفاتيح الغيب المشهور بتفسير الفخر الرّازي، دار الكتب العلمية ببيروت.  سنة النشر: 2004م - 1425هـ . عدد الأجزاء: ستة عشر مجلدا.

6) الزمخشري، أبو القاسم جار الله محمود بن عمر (538-467 هـ) ، الكشاف عن حقائق التّنـزيل وعيون الأقاويل في وجوه التّأويل، دار الفكر (بيروت-لبنان 1397 هـ - 1977 م) ، أربع مجلّدات.

  (6السيوطي، عبدالرحمن جلال الدين، الدّر المنثور في التفسير المأثور911 هـ)، دار الفكر (بيروت-لبنان الطبعة الثانية 1414 هـ - 1993 م)، ثمانية أجزاء.

7) الطبري، ابن جرير، (ت 310 هـجامع البيان عن تأويل آي القرآن، دار الفكر للطباعة والنشر (بيروت 1415 هـ - 1995 م).

8) القرطبي، أبي عبد الله محمد بن أحمد (ت671 هـالجامع لأحكام القرآن، دار الكتب العلمية (بيروت-لبنان الطبعة الخامسة 1417 هـ -1996  م)، واحد وعشرون مجلّدا.

المراجع العربية

1) خلق الكون بين الآيات القرآنيّة والحقائق العلميّة : حسين يوسف راشد عمري/ قسم الفيزياء/ جامعة مؤتة. البحث منشور في مجلّة مؤتة للبحوث والدّراسات (سلسلة العلوم الإنسانية والاجتماعيّة)، 2004، المجلد 19، العدد 4 ، ص 1141.

2) العمري، حسين، بناء السّماء والمادّة المظلمة الباردة دراسة مقارنة بين الفلك والقرآن. مؤتة للبحوث والدّراسات، سلسلة العلوم الإنسانيّة والاجتماعيّة، 2002.  م 17، عدد 6، ص 187-211.

3) العمري، حسين يوسف راشد، الأرضون السّبع لغز المادّة المظلمة ، مجلّة كليّة المعارف الجامعة، الأنبار، (2004)، العدد السادس، ص 10.

 

 

 



[3]  https://www.universetoday.com/12648/will-earth-survive-when-the-sun-becomes-a-red-giant/

[4] ) الراوي : أبو هريرة ، المحدث : البخاري ، المصدر : صحيح البخاري ، الصفحة أو الرقم: 1385 ، خلاصة حكم المحدث : ]صحيح[

[5] ) الراوي : عِيَاض بْن حَمَّاد ، المحدث : مسلم ، المصدر : صحيح مسلم ، الصفحة أو الرقم: 2865 ، خلاصة حكم المحدث : صحيح

[6] ) الراوي : ]عياض بن حمار[ ، المحدث : ابن تيمية ، المصدر : مجموع الفتاوى ، الصفحة أو الرقم: 10/466 ، خلاصة حكم المحدث : صحيح

[7] خلق الكون بين الآيات القرآنيّة والحقائق العلميّة : حسين يوسف راشد عمري/ قسم الفيزياء/ جامعة مؤتة. البحث منشور في مجلّة مؤتة للبحوث والدّراسات (سلسلة العلوم الإنسانية والاجتماعيّة)، 2004، المجلد 19، العدد 4 ، ص 1141.

[8] - Zeilik, Michal, Astronomy the evolving universe, John Wiley and sons, New York, seventh ed., 1994, p487.

[9] - Weinberg, Steven, the first three minutes, Toronto, 1984, pp 45-46.

[10] - العمري، حسين، بناء السّماء والمادّة المظلمة الباردة دراسة مقارنة بين الفلك والقرآن. مؤتة للبحوث والدّراسات، سلسلة العلوم الإنسانيّة والاجتماعيّة، 2002.  م 17، عدد 6، ص 187-211.

[11] - Zeilik, Michal, Astronomy the evolving universe, John Wiley and sons, New York, seventh ed. 1994, p 496.

- Weinberg, the first three minutes pp 49-113.

- العمري، حسين، بناء السّماء والمادّة المظلمة الباردة دراسة مقارنة بين الفلك والقرآن. مؤتة للبحوث والدّراسات، سلسلة العلوم الإنسانيّة والاجتماعيّة، 2002.  م 17، عدد 6، ص 187-211.

[12] - ابن كثير القرشي الدمشقي، عماد الدين أبي الفداء (ت 774 هـ)، تفسير القرآن العظيم، دار الفيحاء (دمشق الطبعة الأولى 1414 هـ-1994 م)، أربع مجلدات.  م 1، ص 102.

67) السيوطي، عبد الرحمن جلال الدين، الدّر المنثور في التفسير المأثور . ج 1، ص 106-107.

[13] - Zeilik, Michal, Astronomy the evolving universe, John Wiley and sons, New York, seventh ed., 1994, p483.

[14] - العمري، حسين، بناء السّماء والمادّة المظلمة الباردة دراسة مقارنة بين الفلك والقرآن.. مؤتة للبحوث والدّراسات، سلسلة العلوم الإنسانيّة والاجتماعيّة، 2002.  م 17، عدد 6، ص 187-211.

[15] - Weinberg, the first three minutes pp 48-49; pp 104-105.

[17] - البيضاوي، ناصر الدين الشيرازي، أنوار التنزيل وأسرار التأويل. ج 5، ص 448.

- الزمخشري، أبو القاسم جار الله، الكشّاف. م 4، ص 214.

- القرطبي، أبي عبد الله محمد، الجامع لأحكام القرآن. م 19 ص 133.

- أبو الفرج، جمال الدين الجوزي، زاد المسير في علم التفسير. م 8، ص 176 .

- العمادي، أبي السعود محمد بن محمد، تفسير أبي السعود إرشاد العقل السليم . ج 9 ، ص 101-102 .

- الخازن، علاء الدّين علي بن محمّد البغدادي، لباب التأويل في معاني التنزيل. م 4، ص