الوحدة 5 – المجرات ونشأة الكون

📝 السؤال الأول – اختر الإجابة الصحيحة

بناءً على دراسة العلماء للأطياف الكهرمغناطيسية المنبعثة من المجرات، استنتج العلماء أن الكون بمرور الزمن:

▼

يتقلص.

يتمدد.

يبقى ثابتاً.

يتمدد ويتقلص بشكل ثابت.

✅

الإجابة الصحيحة

ب) يتمدد

الوحدة الأساسية في بناء الكون هي:

▼

السُدم الكونية.

الكواكب.

النجوم.

المجرات.

✅

الإجابة الصحيحة

د) المجرات

أحد الرموز الآتية يُعبّر عن أكثر المجرات الإهليليجية استطالة:

▼

✅

الإجابة الصحيحة

ب) E7 – كلما زاد الرقم بعد E كانت المجرة أكثر استطالة.

تمتاز مجرة درب التبانة بأنها:

▼

حلزونية الشكل، وكروية النواة.

حلزونية الشكل، وخطية النواة.

إهليليجية الشكل، وشديدة الاستطالة.

إهليليجية الشكل، وقليلة الاستطالة.

✅

الإجابة الصحيحة

ب) حلزونية الشكل وخطية النواة

ذراع مجرة درب التبانة التي تقع عليها الشمس هي:

▼

القوس.

قنطورس.

الجبار.

برشاوس.

✅

الإجابة الصحيحة

ج) الجبار

أكبر المجرات عمراً هي المجرات:

▼

غير المنتظمة.

الحلزونية كروية النواة.

الحلزونية خطية النواة.

الإهليليجية.

✅

الإجابة الصحيحة

د) الإهليليجية

تمتاز المجرة E6 عن المجرة E1 بأنها:

▼

أصغر عمراً، وأكثر استطالة.

أكبر عمراً، وأقل استطالة.

أصغر عمراً، وأقل استطالة.

أكبر عمراً، وأكثر استطالة.

✅

الإجابة الصحيحة

أ) أصغر عمراً، وأكثر استطالة

إحدى المجرات الآتية تحوي كمية أكبر من الغازات والأغبرة الكونية:

▼

SBc

✅

الإجابة الصحيحة

ج) SBc – المجرات الحلزونية ذات الأذرع المفتوحة تحوي أكبر كمية من الغازات.

إحدى العبارات الآتية تصف العلاقة بين بُعد المجرات عنّا وسرعتها:

▼

تزداد سرعة المجرة بازدياد بُعدها عنّا.

تقل سرعة المجرات بازدياد بُعدها عنّا.

تبقى سرعة المجرة ثابتة بازدياد بُعدها عنّا.

لا توجد علاقة تصف سرعة المجرات وبُعدها عنّا.

✅

الإجابة الصحيحة

أ) تزداد سرعة المجرات بازدياد بُعدها عنّا – وفق قانون هابل.

تتحرك الأذرع الحلزونية في مجرة درب التبانة حول مركزها من:

▼

الشرق إلى الغرب.

الغرب إلى الشرق.

الشمال إلى الجنوب.

الجنوب إلى الشمال.

✅

الإجابة الصحيحة

ب) الغرب إلى الشرق

وفق نموذج الانفجار العظيم، فإن عمر الكون بوحدة (billion years):

▼

2.7

13.7

✅

الإجابة الصحيحة

ج) 13.7 مليار سنة

النسب التي تمثّل الطاقة والمادة المكوّنة للكون هي:

▼

4.9% طاقة مظلمة، 26.8% مادة مظلمة، 68.3% مادة عادية.

68.3% طاقة مظلمة، 26.8% مادة مظلمة، 4.9% مادة عادية.

68.3% مادة عادية، 26.3% مادة مظلمة، 4.9% طاقة مظلمة.

26.8% مادة عادية، 68.3% مادة مظلمة، 4.9% طاقة مظلمة.

✅

الإجابة الصحيحة

ب) 68.3% طاقة مظلمة، 26.8% مادة مظلمة، 4.9% مادة عادية

يمثّل الخط الزمني الوقت من الزمن الحالي إلى (20 billion years) مضت، والرموز (A,B,C,D) تمثل أوقاتاً محددة. الرمز الذي يمثل الوقت الذي قدّر فيه العلماء حدوث الانفجار العظيم هو:

▼

✅

الإجابة الصحيحة

أ) A – الانفجار العظيم حدث منذ ~13.7 مليار سنة، وهو الأبعد على الخط الزمني.

توصّل علماء الفلك عن طريق دراستهم النجوم فوق المستعرة إلى أن الكون:

▼

يتوسع بشكل متسارع.

يتوسع ببطء.

يبقى ثابتاً من دون تحرك.

يتوسع بنسب متغيرة.

✅

الإجابة الصحيحة

أ) يتوسع بشكل متسارع

نشأ إشعاع الخلفية الكونية:

▼

بعد (300 million years) من حدوث الانفجار العظيم.

بعد (380,000 years) من حدوث الانفجار العظيم.

بعد مضي ثوانٍ من حدوث الانفجار العظيم.

في اللحظة \(10^{-43}\) s من حدوث الانفجار العظيم.

✅

الإجابة الصحيحة

ب) بعد 380,000 سنة من حدوث الانفجار العظيم

تفترض نظرية الكون المستقر بأن الكون:

▼

ليس له بداية وليس له نهاية.

يتقلص بنسبة ثابتة.

يتوسع بنسبة غير ثابتة.

لا يتقلص ولا يتوسع.

✅

الإجابة الصحيحة

أ) ليس له بداية وليس له نهاية

نسبة غاز الهيدروجين في مادة الكون المرئي تساوي تقريباً:

▼

24%

74%

98%

✅

الإجابة الصحيحة

ج) 74%

متوسط كثافة الكون بحسب نظرية الكون المستقر:

▼

يتغير مع الزمن.

يقل بنسبة ثابتة.

يزداد بنسبة ثابتة.

ثابت مع الزمن.

✅

الإجابة الصحيحة

د) ثابت مع الزمن

الرسم البياني الذي يوضّح العلاقة بين حجم الكون ودرجة الحرارة التي يشير إليها إشعاع الخلفية الكونية هو:

▼

✅

الإجابة الصحيحة

ب) – العلاقة عكسية: كلما زاد حجم الكون انخفضت درجة الحرارة (منحنى تناقص).

تبلغ درجة حرارة الكون الآن (بوحدة K):

▼

2.7

2.8

3.5

✅

الإجابة الصحيحة

ب) 2.7 K

✏️ السؤال الثاني – أكمل الفراغ

▼

أكمل الفراغات التالية بالمصطلح المناسب (اضغط لعرض الإجابات)

▼

1. تُسمّى المجرة التي تترتب نجومها في أذرع حلزونية تدور حول نواتها المجرات الحلزونية.
2. كل ما هو موجود من طاقة ومادة وفضاء يُطلق عليه اسم الكون.
3. استدلّ العلماء على تباعد المجرات وتوسع الكون بظاهرة الانزياح نحو الأحمر.
4. يُرمز إلى المجرة غير المنتظمة بالرمز Irr.
5. تختلف المجرات بعضها عن بعض في حجومها وأشكالها وأعمارها.
6. رتّب العالم إدوين هابل المجرات وصنّفها في مخطط عُرف باسم مخطط الشوكة الرنانة.
7. كانت مادة الكون في بداية نشأته تتكوّن من جسيمات بدائية.
8. يكوّن غازا الهيدروجين والهيليوم ما نسبته 98% من مادة الكون المرئية (العادية).
9. يُقدّر العلماء أن عمر الكون الذي حدث عنده الانفجار العظيم هو 0 s (لحظة الصفر).
10. تعمل المادة المظلمة في الكون بوصفها قوة جاذبة.

💬 الأسئلة المقالية (3–12)

بيّن الأساس الذي اعتمده إدوين هابل في تقسيم المجرات الإهليليجية إلى ثماني فئات.

▼

✅

الإجابة النموذجية

اعتمد هابل على شدة استطالتها؛ فبعضها شديد الاستطالة، وبعضها الآخر قليل الاستطالة يكاد يقترب من الشكل الكروي.

فسّر: تُعدّ المجرات الحلزونية من المجرات متوسّطة العمر.

▼

✅

الإجابة النموذجية

لأنها تحوي كميات متوسطة من الغازات والأغبرة بين نجومها مقارنةً مع المجرات الإهليليجية (الأكبر عمراً والأقل غازاً) والمجرات غير المنتظمة (الأصغر عمراً والأكثر غازاً).

ناقش: كيف توصّل العلماء إلى كيفية نشأة الكون بدراسة سرعة تباعد المجرات عنّا؟

▼

✅

الإجابة النموذجية

توصّل العلماء إلى كيفية نشأة الكون من خلال معرفتهم لقانون هابل الذي ينص على أن سرعة تباعد المجرات تتناسب تناسباً طردياً مع بُعدها عنّا؛ حيث استنتج العلماء من هذا القانون أن المجرات بالسابق كانت أقرب إلى بعضها، وهذا قادهم إلى تفسير نشأة الكون بعدة فرضيات، مثل نظرية الانفجار العظيم التي تنص على أن الكون كان ذرة بدائية غير مستقرة ذات كثافة لانهائية انفجرت انفجاراً عظيماً ساخناً.

احسب سرعة تباعد مجرة عن الأرض، علماً بأنها تبعد عنها مسافة \(10^8\) pc، وثابت هابل هو 70 km/s/Mpc.

▼

✅

الحل

v = H_0 \times d\] \[v = 70 \times \frac{10^8}{10^6} \text{ km/s}\] \[v = 70 \times 100 = \boxed{7000 \text{ km/s}}

ادرس مخطط هابل لتصنيف المجرات الآتي، ثم أجب عن الأسئلة:

▼

✅

الإجابة النموذجية

أ) ترتيب المجرات (10، 9، 2) تنازلياً حسب العمر: 10، 9، 2 (من اليسار نحو اليمين).

ب)

المجرة الأقل عمراً: (1)
المجرة الحلزونية خطية النواة ذات الأذرع الأقل انفتاحاً: (7)
المجرة التي تحوي أقل كمية من الغازات بين نجومها: (10)

ج) مقارنة بين المجرتين (1) و(10):

وجه المقارنة	المجرة (10)	المجرة (1)
نوع المجرة	مجرة إهليليجية	مجرة غير منتظمة
كمية الغازات	أقل	أكثر

ادرس الرسم البياني الذي يوضّح العلاقة بين كمية الغازات والأغبرة الكونية في المجرات وعمرها، ثم أجب:

▼

رسم بياني العلاقة بين الغازات وعمر المجرة

✅

الإجابة النموذجية

1. كلما زاد عمر المجرات قلّت كمية الغازات فيها (علاقة عكسية).

2. ع: مجرة غير منتظمة / ف: مجرة حلزونية / س: مجرة إهليليجية

احسب ثابت هابل على افتراض أن عمر الكون يساوي (12.5 billion years).

▼

✅

الحل التفصيلي

T = \frac{1}{H_0}

للتحويل من Mpc إلى km:

1 \text{ Mpc} = 3.1 \times 10^{19} \text{ km}

للتحويل من سنة إلى ثانية:

1 \text{ year} = 3.1 \times 10^{7} \text{ s}

12.5 \times 10^9 = \frac{1 \times 3.1 \times 10^{19}}{H_0 \times 3.1 \times 10^{7}}\] \[\boxed{H_0 = 80 \text{ km/s/Mpc}}

فسّر العبارات التالية تفسيراً علمياً دقيقاً:

▼

✅

الإجابات

أ) ثبات كثافة الكون رغم توسعه وفق نظرية الكون المستقر:

افتراض وجود مادة جديدة تتشكّل باستمرار مع تمدد الكون وتوسعه؛ أي أن كتلة الكون تزداد بنسبة ثابتة مع حجمه، مما يحافظ على متوسط كثافته.

ب) يُعزى توسع الكون السريع للطاقة المظلمة:

لأن الطاقة المظلمة تعمل كقوة تعمل على تباعد المجرات، ومن ثمّ توسع الكون.

ج) يُعدّ إشعاع الخلفية الكونية دليلاً على صحة نظرية الانفجار العظيم:

يمثّل إشعاع الخلفية الكونية إشارات ميكروية منتظمة الخواص قادمة من كافة الاتجاهات في السماء، وفي الأوقات كافة وبصورة مستمرة من دون توقف أو تغير، ما يدل على أنه نتج من عملية الانفجار الكوني العظيم. وقد حسب العلماء درجة حرارته في الوقت الحالي، ووجدوا أنها تساوي 2.7 K وهي مماثلة للقيمة المُقيسة حالياً.

ادرس الشكل الآتي الذي يمثّل نموذجَين للكون (أ، ب) حسب نظريتَي: الانفجار العظيم والكون المستقر، ثم أجب:

▼

✅

الإجابات

1. في النموذج (أ) يزداد حجم الكون وتبقى كتلته ثابتة لذلك تقل كثافته مع الزمن، بينما في النموذج (ب) يزداد حجم الكون وتزداد كتلته لذلك كثافته ثابتة.

2. النموذج (أ) يمثّل الانفجار العظيم، بينما النموذج (ب) يمثّل نموذج الكون المستقر.

3. تُعدّ الكوازارات دليلاً مؤيداً لنموذج الانفجار العظيم؛ لأن الكوازارات (وهي أنوية مجرات نشطة تُصدر كميات هائلة من الطاقة) تم اكتشافها ورصدها بعيداً جداً باتجاه حافة الكون المرئي، وتُظهر أطيافها انزياحاً شديداً نحو الأحمر، ما يدل على أن خصائص الكون سابقاً تختلف عن خصائصه في الوقت الحاضر. وتُعدّ دليلاً معارضاً لنموذج الكون المستقر؛ لأن هذه النظرية تفترض بأن الكون ثابت ومتماثل في خصائصه عند النظر إليه الآن أو في الماضي أو في المستقبل.

قارن بين نظريتَي الكون المستقر والانفجار العظيم من حيث تغير كتلة الكون وكثافته وحجمه مع الزمن.

▼

✅

جدول المقارنة

من حيث	نظرية الكون المستقر	نظرية الانفجار العظيم
الكتلة	تزداد كتلة الكون	كتلة الكون ثابتة
الحجم	يزداد حجم الكون	يزداد حجم الكون
الكثافة	كثافة الكون ثابتة	تقل كثافة الكون

قوّم صحة ما أشارت إليه العبارة الآتية: «تُعدّ نظرية الانفجار العظيم مكمّلةً لنظرية الكون المستقر».

▼

✅

الإجابة

عبارة غير صحيحة؛ لأن نظرية الكون المستقر تفترض أن الكون ليس له بداية أو نهاية، بينما تفترض نظرية الانفجار العظيم أن الكون له بداية وقد نشأ عن انفجار ذرة بدائية.

تتبّع مراحل نشأة الكون منذ لحظة الانفجار العظيم حتى تشكّل المجرات.

▼

✅

الإجابة التفصيلية

في الزمن \(10^{-43}\) s ارتفعت درجة حرارة الكون لتصل تقريباً إلى \(10^{+32}\) K، وكانت مادة الكون تتكوّن من جسيمات بدائية تتفاعل في ما بينها بشكل مستمر. ومع الزمن وباستمرار توسع الكون وبرودته بدأت العديد من الدقائق بالتكوّن مثل: الفوتونات، والنيوترونات، والإلكترونات. وبعد مرور ثلاث دقائق تكوّنت أنوية ذرات الهيدروجين والهيليوم، ولم تتكوّن الذرات إلا بعد مضي 380,000 years من الانفجار عندما وصلت درجة حرارة الكون إلى 3000 K، ما سمح بتكوّن ذرات العناصر الخفيفة مثل الهيدروجين والهيليوم، ثم اندمجت فكوّنت النجوم التي تجمّعت فكوّنت المجرات.

قارن بين مادة الكون العادية وبين مادة الكون المظلمة باستخدام شكل فِن:

▼

✅

الإجابة

أوجه الاختلاف: مادة الكون المرئية (العادية) تتكوّن من غازَي الهيدروجين والهيليوم وباقي العناصر، وتُشكّل 4.9% من كتلة الكون. أما المادة المظلمة فتتكوّن من مادة غير مألوفة لا نعرف طبيعتها، وتُشكّل 26.8% من كتلة الكون.

أوجه الشبه: كلاهما يُعدّ جزءاً من كتلة الكون المادية.

أوضح أوجه القصور في نظرية الانفجار العظيم.

▼

✅

الإجابة

قصور نظرية الانفجار العظيم عن تفسير الأحداث التي حصلت في اللحظة (0 s) من الانفجار العظيم.

يفترض بعض علماء الفلك أن الكون ثابت ليس له بداية أو نهاية. استنتج كيف يُثبت اكتشاف إشعاع الخلفية الكونية بُطلان هذه الفرضية.

▼

✅

الإجابة

لو كان الكون ثابتاً ليس له بداية أو نهاية، فإن خصائصه لن تتغير بمرور الوقت، ولكن اكتشاف إشعاع الخلفية الكونية يدلّ على اختلاف خصائص الكون؛ فقد تكوّن هذا الإشعاع بعد مضي (380,000 years) من الانفجار وكانت درجة حرارته مرتفعة جداً، وانخفضت درجة حرارته مع الزمن حتى أصبحت 2.7 K في الوقت الحالي، وهي مماثلة للقيمة المقيسة حالياً.

🔬 أسئلة مثيرة للتفكير – كتاب الأنشطة

ادرس الأشكال الآتية التي تمثّل مجموعة من المجرات المختلفة في أشكالها، ثم أجب عن السؤالين التاليين:

▼

✅

الإجابة

1. نعم يتغير شكل المجرات اعتماداً على كمية الغازات بين نجومها، وبالتالي تتغير أنواعها.

2. تُترك للطلبة، ويُقبل جميع التصاميم التي ينتجها الطلبة مع تقديم مبررات للتصميم المقترح.

درس العالم هابل أطياف عدد من المجرات، ولاحظ أنها تتحرك بعيداً عنّا وأن سرعتها تزداد كلما زاد بُعدها عنّا. فكّر: هل تتغيّر سرعة الموجات الكهرمغناطيسية المنبعثة من المجرات التي ترصدها المقاريب المختلفة؟

▼

✅

الإجابة

لا تتغيّر سرعة الموجات الكهرمغناطيسية المنبعثة من المجرات؛ فكلما ابتعدت المجرات عنّا قلّ تردّدها وزاد طولها الموجي. وتُقاس سرعة الموجات الكهرمغناطيسية وفق العلاقة:

\text{سرعة الموجة} = \text{التردد} \times \text{الطول الموجي}

يمثّل الشكل المجاور العلاقة بين بُعد المجرات وسرعة تباعدها. ادرس الشكل جيداً، ثم أجب عن الأسئلة الآتية:

▼

✅

الإجابات

1. ميل الخط (س):

\text{الميل} = \frac{\Delta v}{\Delta d} = \frac{1000-500}{20-10} = \frac{500}{10} = 50 \text{ km/s/Mpc}

2. ميل الخط (ص):

\text{الميل} = \frac{2000-500}{20-5} = \frac{1500}{15} = 100 \text{ km/s/Mpc}

3. المتوسط الحسابي:

\frac{50+100}{2} = 75 \text{ km/s/Mpc}

4. يمثّل الخطان البيانيان (س) و(ص) ثابت هابل، حيث تتراوح قيمته بين 68–80 km/s/Mpc.

5. قانون هابل: سرعة تباعد المجرات تتناسب تناسباً طردياً مع بُعدها عن مجرتنا؛ فكلما زاد بُعد المجرات عنّا ازدادت سرعتها.

v = H_0 \times d

ادرس الجدول الآتي الذي يوضح بعض مراحل تكوّن الكون وتطوره في بداية نشأته، ثم أجب عن الأسئلة التي تليه:

مراحل تكوّن الكون	درجة الحرارة (K)	عمر الكون
المرحلة الأولى	\(10^{32}\)	\(10^{-43}\) s
المرحلة الثانية	\(5 \times 10^9\)	3 s
المرحلة الثالثة	\(3 \times 10^3\)	380,000 years

▼

✅

الإجابات

1. علاقة عكسية – كلما زاد عمر الكون انخفضت درجة حرارته.

2. المرحلة الأولى؛ لأنه قبل الزمن \(10^{-43}\) s لم يكن هناك أي وجود للذرات والجسيمات البدائية، وتُعدّ تلك المرحلة مرحلة غامضة لم يُفسّرها أي قانون فيزيائي لغاية الآن.

3. تكوّنت في هذه المرحلة ذرّات العناصر الخفيفة مثل الهيدروجين والهيليوم، وتكوّن أيضاً في هذه المرحلة إشعاع الخلفية الكونية.

المرحلة	الحدث	الزمن
المرحلة الرابعة	تكوّن النجوم الأولى	300 millions years
المرحلة الخامسة	نشأة النظام الشمسي	9 billion years
المرحلة السادسة	تكوّن المجرات الأحدث	الوقت الحالي

5. تفترض مراحل تكوّن الكون الثلاث في نظرية الانفجار العظيم اختلاف مكوّنات الكون وأحداثه مع الزمن، ولكن نظرية الكون المستقر تشابه نفس المكوّنات في المراحل الثلاث.

تنبّأ ما يمكن أن يحدث في الحالتين الآتيتين:

▼

✅

الإجابات

أ) إذا كانت نسبة المادة المظلمة المكوّنة للكون أقل من نسبة المادة العادية:

سيكون تأثير الطاقة المظلمة أكبر؛ لأن المادة المظلمة تعمل كقوة جاذبة تعمل على ربط مكوّنات الكون ببعضها، فعندما تقلّ نسبتها إلى أقل من 4.9% (وهي نسبة المادة العادية)، فإن تأثير الجذب سيقل ويزداد تأثير الطاقة المظلمة ويتوسع الكون بشكل أكبر.

ب) إذا كانت درجة حرارة إشعاع الخلفية الكونية الآن تساوي 3000 K:

لن يكون إشعاع الخلفية الكونية دليلاً على نظرية الانفجار العظيم؛ لأنه حتى يكون دليلاً يجب أن تكون درجة حرارته المفترضة المقيسة حالياً تساوي (2.7 K).
لو كانت درجة حرارة إشعاع الخلفية الكونية الآن 3000 K، فهذا يعني أن الكون سيكون ساخناً وفي مرحلة مبكرة جداً من عمره، بحيث يكون أقل حجماً وأكثر كثافة، ولا يحتوي أية نجوم أو مجرات.

ادرس الجدول الآتي الذي وضعه أحد الطلبة حين وُجّه له سؤال عن الأدلة المؤيدة لنظرية الانفجار العظيم، ثم أجب:

إشعاع الخلفية الكونية	نسب الهيدروجين والهيليوم	درجة حرارة الكون الآن (2.7 K)
اكتشاف الكوازارات	انزياح أطياف النجوم فوق المستعرة نحو الأحمر	الطاقة المظلمة

▼

✅

الإجابات

أ) جميع الأدلة التي ذكرها الطالب صحيحة، ما عدا الطاقة المظلمة؛ لأنها المسؤولة عن تسارع توسع الكون.

ب) إضافة دليل "الاتساع المستمر للكون" بدلاً من دليل الطاقة المظلمة.

تدّعي الطالبة ليان بأن تسميات مكوّنات الكون، وهي: الطاقة المظلمة، والمادة المظلمة، والمادة العادية، لها تفسيرات تتعلق بدورها في توسع الكون. قوّم صحة ادعاء ليان.

▼

✅

الإجابة

نعم ادعاء ليان صحيح؛ لأن المادة المظلمة مادة غير مألوفة، وكذلك الطاقة المظلمة فإنها طاقة غير مألوفة، ولا نعرف طبيعة كل منهما، ويظهر تأثيرهما من خلال تأثير الجاذبية في المادة العادية المرئية التي تتكوّن من الهيدروجين والهيليوم وعناصر أخرى.

🎯 السؤال الثامن – اختر الإجابة الصحيحة

العبارة التي تصف تكوّن الدقائق الأولية مثل الإلكترونات والبروتونات والنيوترونات وصفاً صحيحاً هي:

▼

يوجد فارق زمني بين تكوّن تلك الدقائق وأنوية كل من الهيدروجين والهيليوم يساوي (380,000 years).

يوجد فارق زمني بين تكوّن تلك الدقائق وأنوية كل من الهيدروجين والهيليوم يساوي دقائق قليلة.

تكوّنت تلك الدقائق عندما كانت درجة حرارة الكون تساوي (3000 K).

تكوّنت تلك الدقائق لحظة الانفجار العظيم في الزمن (\(10^{-43}\) s).

✅

الإجابة الصحيحة

ب) يوجد فارق زمني بين تكوّن تلك الدقائق وأنوية كل من الهيدروجين والهيليوم يساوي دقائق قليلة.

يوضّح الرسم البياني المجاور العلاقة بين:

▼

درجة حرارة الكون وكتلته.

درجة حرارة الكون وعمره.

كثافة الكون وكتلته.

كثافة الكون ودرجة حرارته.

✅

الإجابة الصحيحة

ب) درجة حرارة الكون وعمره

وفقاً لنظرية الانفجار العظيم، فإن الرسم البياني الذي يمثّل أفضل تمثيل للعلاقة بين الزمن وحجم الكون من بداية الكون إلى الوقت الحاضر هو:

▼

✅

الإجابة الصحيحة

ج) – الرسم الذي يُظهر تزايداً متسارعاً في حجم الكون مع الزمن.

أول المجرات التي رصدها العالم عبد الرحمن الصوفي من الأرض هي:

▼

مجرة ماجلان الكبرى.

مجرة ماجلان الصغرى.

مجرة المرأة المسلسلة.

مجرة مسييه 59.

✅

الإجابة الصحيحة

ج) مجرة المرأة المسلسلة

أظهرت الدراسات التي أُجريت على النجوم أن مجرة درب التبانة تتكون من:

▼

نوعين من النجوم: نجوم زرقاء قديمة، ونجوم حمراء حديثة.

نوعين من النجوم: نجوم حمراء قديمة، ونجوم زرقاء حديثة.

نوع واحد من النجوم وهو نجوم حمراء قديمة.

نوع واحد من النجوم وهو نجوم زرقاء حديثة.

✅

الإجابة الصحيحة

ب) نوعين من النجوم: نجوم حمراء قديمة، ونجوم زرقاء حديثة

من الأمثلة على المجرات الإهليليجية:

▼

مجرة ماجلان الكبرى.

مجرة ماجلان الصغرى.

مجرة مسييه 59.

مجرة المرأة المسلسلة.

✅

الإجابة الصحيحة

ج) مجرة مسييه 59

يتموضع النظام الشمسي في مجرة درب التبانة على الذراع:

▼

✅

الإجابة الصحيحة

ج) 3

8–10

تأمّل الشكل المجاور الذي يمثّل مخطط الشوكة الرنانة، ثم أجب عن الأسئلة (8، 9، 10):

▼

✅

الإجابات

8. الرمز الذي يشير إلى أحدث المجرات عمراً: أ) س

9. الرمز الذي يشير إلى المجرة التي تحتوي أقل كمية من الغازات: د) ل

10. الرمز الذي يشير إلى أكثر المجرات الإهليليجية استطالة: ج) و

11–12

يمثّل الجدول الآتي أنواعاً مختلفة من المجرات (1، 2، 3، 4):

المجرة	نوع المجرة
1	حلزونية كروية النواة ذات أذرع شديدة الانفتاح
2	حلزونية خطية النواة ذات أذرع متوسطة الانفتاح
3	حلزونية كروية النواة ذات أذرع قليلة الانفتاح
4	حلزونية خطية النواة ذات أذرع قليلة الانفتاح

▼

✅

الإجابات

11. الرمز الذي يمثّل المجرة (1): ب) Sc

12. المجرة ذات الرمز SBb هي المجرة: ب) 2

نوع المجرة التي يسهل رصدها مقارنة بأنواع المجرات الأخرى هي:

▼

المجرات الإهليليجية.

المجرات غير المنتظمة.

المجرات الحلزونية خطية النواة.

المجرات الحلزونية كروية النواة.

✅

الإجابة الصحيحة

أ) المجرات الإهليليجية

المجرة الظاهرة في الشكل المجاور هي:

▼

مجرة إهليليجية.

مجرة حلزونية كروية النواة.

مجرة حلزونية خطية النواة.

مجرة غير منتظمة.

✅

الإجابة الصحيحة

ج) مجرة حلزونية خطية النواة

الشكل الآتي يمثّل تأثير دوبلر، تتحرك سيارة الإسعاف باتجاه الشخص (أ). واحدة من العبارات الآتية تعبّر عن التغيّر في التردد والطول الموجي للموجات الصوتية الصادرة منها نسبةً إلى الشخص (ب):

▼

يزداد التردد ويقل الطول الموجي.

يقلّ التردد ويزداد الطول الموجي.

يزداد كل من التردد والطول الموجي.

يقلّ كل من التردد والطول الموجي.

✅

الإجابة الصحيحة

ب) يقلّ التردد ويزداد الطول الموجي – لأن الشخص (ب) تتحرك السيارة بعيداً عنه.

16–17

أجب عن الأسئلة (16، 17) مستعيناً بالشكل المجاور الذي يمثّل ثلاثة أطياف رُصدت لثلاثة أجرام سماوية (1، 2، 3):

▼

✅

الإجابات

16. إذا كان الجرم السماوي (2) يمثّل حالة الثبات، فإن الجرم السماوي (1): أ) يتحرك مُبتعداً عن الجرم السماوي (2) – لأن طيفه منزاح نحو الأحمر.

17. إذا كان الجرم السماوي (3) يمثّل حالة الثبات، فإن الجرم السماوي (2): ب) يتحرك مُقترباً من الجرم السماوي (3) – لأن طيفه منزاح نحو الأزرق.

إذا كانت سرعة تباعد إحدى المجرات هي 1500 km/s وثابت هابل هو 75 km/s/Mpc فإن بُعد هذه المجرة عنا بوحدة الفرسخ الفلكي هو:

▼

\(4 \times 10^6\)

\(2 \times 10^{12}\)

\(2 \times 10^7\)

\(4 \times 10^8\)

✅

الحل

d = \frac{v}{H_0} = \frac{1500}{75} = 20 \text{ Mpc} = 20 \times 10^6 \text{ pc} = 2 \times 10^7 \text{ pc}

الإجابة: ج) \(2 \times 10^7\)

يمثّل الجدول الآتي المجرات (1، 2، 3، 4)، حيث يشير طول السهم إلى شدة انزياح أطيافها نحو الأحمر، وعليه، فإن رقم المجرة التي تحوي أقل كمية من الغازات هو:

▼

✅

الإجابة الصحيحة

د) 4 – أقل انزياح نحو الأحمر يعني أبعد عنّا وأكبر عمراً وأقل غازات.

يفسّر العلماء أن سبب تسارع توسع الكون هو وجود:

▼

المادة المألوفة.

المادة العادية.

المادة المظلمة.

الطاقة المظلمة.

✅

الإجابة الصحيحة

د) الطاقة المظلمة

يوضّح المخطط البياني المجاور نِسَب مكوّنات الكون من مادة وطاقة، وعليه، يشير الرمز (س) إلى:

▼

المادة العادية.

المادة المظلمة.

الطاقة المظلمة.

المادة المألوفة.

✅

الإجابة الصحيحة

ج) الطاقة المظلمة – وتُشكّل 68.3% وهي أكبر نسبة.

ما تأثير كل من المادة المظلمة والطاقة المظلمة في مكوّنات الكون مع ازدياد عُمر الكون؟

▼

يقلّ تأثير المادة المظلمة ويزداد تأثير الطاقة المظلمة.

يزداد تأثير المادة المظلمة ويقلّ تأثير الطاقة المظلمة.

يزداد تأثير كل من المادة المظلمة والطاقة المظلمة.

يقلّ تأثير كل من المادة المظلمة والطاقة المظلمة.

✅

الإجابة الصحيحة

أ) يقلّ تأثير المادة المظلمة ويزداد تأثير الطاقة المظلمة

الرمز على الخط الزمني (من 9 billion years حتى المستقبل) الذي يمثّل أقل تأثير للمادة المظلمة هو:

▼

✅

الإجابة الصحيحة

د) D – في المستقبل يتوسع الكون أكثر فيقل تأثير المادة المظلمة.

إذا كان ثابت هابل يساوي 73 km/s/Mpc فإن عُمر الكون بالسنوات هو:

▼

\(13.698 \times 10^9\)

\(13.698 \times 10^8\)

\(136.98 \times 10^9\)

\(1.3698 \times 10^8\)

✅

الإجابة الصحيحة

أ) \(13.698 \times 10^9\) سنة أي ~13.7 مليار سنة

كلما زادت قيمة ثابت هابل، فإن عُمر الكون:

▼

يزداد.

يقلّ.

يبقى ثابتاً.

يتغير بين زيادة ونقصان.

✅

الإجابة الصحيحة

ب) يقلّ – لأن \(T = 1/H_0\)

تفترض نظرية الكون المستقر أن الكون:

▼

يتوسع وتزداد كتلته وحجمه وتبقى كثافته ثابتة.

يتوسع وتزداد كتلته ويحافظ على حجمه ثابتاً دون تغيّر.

يبقى ثابتاً دون توسع، فيحافظ على كثافة ثابتة وحجم ثابت.

يبقى ثابتاً دون توسع، لكن كتلته وكثافته تتغير مع الوقت.

✅

الإجابة الصحيحة

أ) يتوسع وتزداد كتلته وحجمه وتبقى كثافته ثابتة

إحدى العبارات الآتية صحيحة فيما يتعلق بالكوازارات ما عدا:

▼

تُعدّ أنوية مجرات نشطة وتُصدر كميات هائلة من الطاقة.

تتميز بلمعانها الشديد.

تتموضع على بُعد مسافات شاسعة من مجرة درب التبانة.

تقلّ أعدادها كلما ابتعدت عنها باتجاه حافة الكون المرصود.

✅

الإجابة الصحيحة

د) – لأن أعداد الكوازارات تزداد كلما ابتعدنا باتجاه حافة الكون المرصود (وليس العكس).

تشير الدراسات إلى أن إشعاع الخلفية الكونية تكوّن بعد مضي زمن من الانفجار العظيم، والذي يُقدّر بـ:

▼

380,000 years

300 million years

3 billion years

9 billion years

✅

الإجابة الصحيحة

أ) 380,000 years

الغاز الأكثر وفرة في الكون المرئي هو:

▼

الهيليوم.

الهيدروجين.

الأكسجين.

النيتروجين.

✅

الإجابة الصحيحة

ب) الهيدروجين (74%)

تكوّنت مادة الكون بداية نشأته وفقاً لنظرية الانفجار العظيم من:

▼

الفوتونات والنيوترونات والإلكترونات.

جُسَيمات بدائية غير موجودة الآن.

نُوى عناصر الهيدروجين والهيليوم.

النجوم الأولى.

✅

الإجابة الصحيحة

ب) جُسَيمات بدائية غير موجودة الآن

كل العبارات الآتية صحيحة فيما يتعلق بمفهوم إشعاع الخلفية الكونية ما عدا:

▼

يُعدّ إشعاعاً كهرمغناطيسياً.

يمثّل إشارات ميكروية غير منتظمة الخصائص.

قادم من الاتجاهات كلها في الفضاء.

موجود باستمرار دون توقف أو تغير.

✅

الإجابة الصحيحة

ب) – لأن إشعاع الخلفية الكونية يمثّل إشارات ميكروية منتظمة الخصائص (وليس غير منتظمة).

الوحدة 5: المجرات ونشأة الكون

📝 السؤال الأول – اختر الإجابة الصحيحة

✏️ السؤال الثاني – أكمل الفراغ

💬 الأسئلة المقالية (3–12)

🔬 أسئلة مثيرة للتفكير – كتاب الأنشطة

🎯 السؤال الثامن – اختر الإجابة الصحيحة