ماه و زمین ماه زمین را در سفرش در فضا همراهی میكند و در هر 3/27 روز مداری تقریبا دایره ای را به دور سیاره زمین طی میكند . مواضع نسبی خورشید زمین و ماه به طور پیوسته در نتیجه حركت ماه به دور زمین و زمین به دور خورشید تغییر میكنند و پدیده بسیار زیبایی را كه اهمیت عملی دارد ایجاد میكنند . ولی به خاطر این كه اندازه شعاع و جرم ماه در مقایسه با سیاره زمین استثنایی است تاثیر شدیدی بر رویكار های عملی مردم اعمال میكند. در منظومه شمسی هیچ قمری به اندازه ماه به سیاره مادر نزدیك نمی گردد . اندازه بزرگ ماه سبب میشود كه گهگاه سایه بزرگی بر روی قسمتهای از زمین بیاندازد و هنگامیكه در اثر تغییر مكانهای ماه و زمین این دو جسم و خورشید بر یك خط مستقیم قرار گیرند پدیده ای تولید میشود كه به آن خورشید گرفتگی می گویند. سنگینی ماه كشش گرانشی قوی را بوجود می آورد كه در نتیجه آن مساحت های بزرگی از خشكی حاصل می گردد و اقیانوس ها در امتداد خط زمین – ماه از چند سانتیمتر تا چند متر به سمت خارج بالا می آیند و این پدیده ای است كه به آن جزر و مد گفته میشود. اهله ماه نوری كه از ماه مشاهده می كنیم نور منعكسه خورشید میباشد نصف سطح ماه همیشه رو به خورشید است ولی صورت ماه دارای شكل متغیری است زیرا همچنان كه ماه به دور زمین می گردد قسمتهای متغیری از طرف آفتابگیر ماه را مشاهده میكنیم. هنگامی كه ماه بین زمین و خورشید قرار گیرد غیر قابل رؤیت میشود زیرا اولا طرف صورت زمین در سایه است و در ثانی موضع ماه در آسمان به خورشید نزدیك میشود و در نتیجه ماه در تابش خورشید گم می گردد . موقعی كه ماه از خط زمین – خورشید كمی دور میشود قادریم هلال نازك لبه روشن ماه را ببینیم .هنگامی كه ماه در طرف مقابل زمین نسبت به خورشید واقع میشود صورت آن كاملا روشن شده و آسمان را در بر میگیرد شكلهای متوالی كه از ماه ایجاد شده است به عنوان اهله آن شناخته میشود . اهله ماه از ماه نو تا هلال ربع اول محدب ماه كامل و سپس برای بقیه نصف دور در مرتبه عكس از محدب ربع سوم و هلال تا ماه نو دور میزند. در اهله تربیع دقیقا نصف صورت ماه قابل رؤیت و درخشان است .به این دلیل ماه در اهله تربیع اش اغلب به عنوان نصف كامل یابه عنوان یك ماه نیمه معروف است. همچنان كه ماه در نخستین نصفه دورش از ماه نو تا ماه كامل پیش میرود ماه افزاینده و در نیمه دوم دورش ماه كاهنده نام گرفته است .این دوره 5/29 روز طول میكشد . فضا نوردان كه از ماه زمین را مینگرند زمین هم به ترتیب همان اهله هایی را دارامیباشد كه ما از روی زمین در مورد ماه مشاهده میكنم . معذالك اهله زمین درست نقطه مقابل اهله ماه خواهد بود اگر ماه در اهله ربع سوم باشد فضانوردان زمین را در ربع اول خواهند دید. طلوع و غروب ماه میتوان زمانهای طلوع و غروب ماه را بدست آورد. این زمانها به اهله ماه بستگی دارند . فرض كنید ماه در ربع اولش قرار دارد و ناظر بر روی زمین در نقطه ای ایستاده كه خورشید مستقیما در بالای قطب شمال رؤیت شده است لذا زمین در جهت عكس حركت عقربه های ساعت می چرخند. همچنانكه زمین میچرخد ناظر طلوع ماه را در بالای افق شرقیش مشاهده میكند . ماه به صورت نیمه كامل كه نیمه روشن آن به سمت بالا است ظاهر میشود و این همان است كه ناظر ماه را مستقیما در بالای سرش در ساعت 6 بعد از ظهر میبیند. حدود نیمه شب ماه در افق غربی ناظر كه نیمه روشن آن به سمت پایین است غروب میكند .زمان واقعی غروب ماه با توجه به این حقیقت كه خود ماه در جهت خلاف عقربه های ساعت به دور زمین حركت میكند تاخیر دارد و در نتیجه ماه در خلال شب نسبت به ستارگان به سمت شرق عقب می افتد. زمانهایی كه در جدول فوق داده شده اند دقیق نیستند زیرا از حركت ماه كه در فوق به آن اشاره شد ه است صرف نظر شده است و همچنین این عدم دقت به سبب آن است كه فرض می شود مدار ماه مثل مدار زمین یك دایره كامل بوده و ناظر در استوا ایستاده است. زمانهای واقعی طلوع و غروب ماه كه در روزنامه ها درج شده اند ممكن است تا بیشتر از یك ساعت در عرضهای جغرافیایی داخل قاره ایالات متحده با زمانهایی كه در جدول آمده است متفاوت باشند . گرفتگی های خورشیدی موقعی كه ماه از بین خورشید عبور میكند در بعضی از نواحی زمین جلوی تمام یا قسمتی از پرتوهای خورشید رامی گیرد .این واقعه گرفتگی خورشید نام گرفته است و در صورتی ك ه تمام پرتوهای خورشید از دید ناظر محو شده باشند پدیده ای پر حرمت تر از تمام پدیده های نجومی اتفاق می افتد. همچنانكه ماه از روی قرص خورشید می لغزد یك تاریكی غیرطبیعی برروی زمین ایجاد میكند و در طی آن پرندگان وراجی خود را قطع میكنند. به مدت چندین دقیقه ماه تمام خورشید را سیاه میكند دمای هوا كم میشود و تاج خورشیدی -جو خارجی خورشید- به صورت یك مروارید ظاهر میشود و هاله ضعیفی به دور قرص سایه سیاه ماه ایجاد می گردد. در این زمان ستارگان و سیارات در آسمان روشنتر رؤیت میشوند. همانطور كه ماه مسیرش را ادامه می دهد در خلال ساعت بعدی مجددا صورت خورشید آشكار میشود یعنی از یك هلال نازك به درخشندگی كامل رشد میكند. گرفتگی ها به صورت منادی حوادث مهم مورد توجه قدما بود. مجامع زیادی از قدما یادداشتهای دقیقی از گرفتگی ها را ثبت میكردند ولی در بین آنها ستاره شناسان بابلی مستثنی بودند زیرا كه آنها وقتشان را به جمع آوری این حوادث اختصاص داده بودند. با مراجعه به ثبت گرفتگیها در كتیبه های میخی لوحه های بابلی ها فهمیده میشود كه تاریخ ثبت به دومین دوره هزارساله قبل از میلاد برمیگردد. یك مثال مربوط به گرفتگی لوحه ای است كه حوادث غیرمعمولی به روی آن ثبت شده است. نظیر ظهور یك زن خاردار یك گوسفند چهارشاخ و یك لاشه در حال صحبت .لوحه ای را در این سری نشان می دهد. حادثه ای كه در لوحه توضیح داده میشود میتواند به صورت كاملا مساوی از یك رعد و برق یا یك گرفتگی تعبیر شود اما بقیه لوحه به حوادث واقعی و استثنایی مربوط میگردد. ستاره شناسان با دقت بسیار زیادی تاریخ وقوع گرفتگی ها را در طول هزاران سال درگذشته و نیز در آینده می توانند حساب كنند. آنها مدارهای زمین و ماه را با دقت كافی می شناختند و قادر بودند زمانهایی كه از یك نقطه بخصوصی برروی زمین خورشید و ماه در یك امتداد قرار میگیرند را تعیین كنند. گرفتگی های كلی مسیر ماه به دور زمین بیضی میباشد كه هر ماه یكبار در بیشترین فاصله404800 كیلومتر و در كمترین فاصله 353600 كیلومتر قرارمیگیرد. اگر گرفتگی موقعی رخ دهد كه ماه نزدیك زمین باشد قطر ظاهری آن به اندازه كافی بزرگ شده و در نتیجه تمام پرتوهای خورشید گرفته میشود چنین گرفتگی ای گرفتگی كلی نام دارد. چگونگی این تركیب به طور متوسط در هر دو یا سه سال در هر نقطه ای از زمین یكبار صورت می پذیرد. در یك قسمت مشخصی از زمین فقط یكبار در هر 360سال گرفتگی كلی را میتوان دید. دوره تناوب كلی یك گرفتگی خورشید معمولا دو یا سه دقیقه است و نمیتواند بیش از7 دقیقه ادامه پیداكند. یك خورشید گرفتگی كلی در ایالات متحده در7 مارس 1970م. رخ داد كه این گرفتگی در عرض كمانی از خلیج مكزیكو تا بالای ساحل شرقی مرئی بود. دوره گرفتگی كلی در امتداد خط مركزی مسیر سه دقیقه بود .یك گرفتگی خورشید مرئی دیگر در ایالات متحده در سال 1979م. رخ داده است. گرفتگی حلقوی اگر هنگامی كه ماه در بیشترین فاصله اش از زمین قرار دارد یك گرفتگی خورشیدی رخ دهد قطر ظاهری ماه كوچكتر از قطر خورشید خواهد بود و حاشیه قرص خارجی خورشید در سرتاسر گرفتگی حتی برای محلی از زمین كه دقیقا در خط بین مراكز ماه و خورشید قرار دارد مرئی باقی می ماند . از چنین محلی كه ماه از وسط زمین و خورشید عبور میكند ماه بصورت قرص سیاهی كه توسط حلقه روشن لایه های خارجی خورشید احاطه شده است ظاهر میگردد .این نوع گرفتگی گرفتگی حلقوی نامیده میشود . گرفتگی جزئی هنگامی رخ میدهد كه ماه به خط خورشید – زمین نزدیك باشد ولی نه به آن اندازه نزدیك كه بتوان جلو تمام پرتوهای خورشید را از هر ناحیه ای از زمین بگیرد .در آن نواحی از زمین كه در داخل مسیر گرفتگی جزئی قرار دارد قرص ماه در داخل خورشید در گیر خواهد شد ولی هرگز به طور كامل پوشانده نخواهد شد. گرفتگی های جزئی به تعداد بیشتری از گرفتگی های حلقوی و كلی رخ میدهد. گرفتگی های قمر گرفتگی های قمری هنگامی كه زمین ماه و خورشید در یك خط مستقیم قرار دارد و ماه در پشت زمین قرار میگیرد یعنی در در صورت ماه كامل رخ میدهد . در هر مكانی بر روی زمین كه در آن ماه رویت میشود گرفتگی های قمری مرئی هستند در صورتی كه گرفتگی خورشید فقط در نوار باریكی از سطح زمین كه كمتر از 160 كیلومتر است رویت میشود . در خلال یك گرفتگی كلی قمری ماه هیچ نوری را به استثنای آن نورهایی كه از اطراف لبه های زمین توسط شكست در جو صورت میگیرد دریافت نمیكند و این نورها به صورت عدسی عمل كرده و نور خورشید را به سمت ماه كانونی میكند مولفه نور آبی شكسته شده و در اثر پراش در سطح زمین شدت آن كم میگردد و لذا ماه به وسیله نور خورشید كه در آن طول موج نور آبی وجود ندارد روشن گردیده و آن را به رنگ مسی-قرمز تیره ظاهر می سازد . همچنان كه گرفتگی قمری ادامه پیدا میكند سایه زمین عرض صورت ماخه را با تندی حدود 3200كیلومتر بر ساعت جاروب میكند .یونانی ها در 2400سال پیش به این حقیقت كه سایه زمین بر روی ماه دایره شكل است پی برده و سپس فهمیدند زمین كروی است . فصول گرفتگی اهله های ماه به طور متوسط در هر شش ماه در خلال فصول گرفتگی نیمه سالیانه رخ میدهد. در بیشتر ایام سال ماه در ماه نو و در ماه كامل در خارج صفحه مدار زمین قرار دارد و گرفتگی نمیتواند به وقوع بپیوندد در هر ماه دو بار ماه از میان صفحه مدار زمین عبور میكند نقاطی را كه ماه از میان این صفحه عبور میكند به A,B نشان میدهند كه گره های مدار نام دارد و خط A,B را خط گره ها مینامند همچنان كه زمین ماه به دور خورشید گردش میكنند صفحه مدار ماه در فضا ثابت است · جذر و مد همان طور كه ماه مدارش را دور میزند نیروی گرانشی بر روی تمام قسمت های زمین خواهد داشت و این نیرو به اندازه كمی احساس میشود و آنها در فواصل مختلفی از ماه قرار دارد چون این نیرو با افزایش فاصله كاهش می یابد كشش ماه بر روی طرف نزدیك زمین بزرگتر است نتیجه آن بر امده شدن طرفی از زمین است كه در مقابل ماه قرار دارد و آن را جذر و مد قمری نامیده میشود. ارتفاع جذر و مد در اقیانوس باز یا دریا تقریبا 6/0متر میباشد در خلیج فاندی ,در مرز بین ماین و كانادا ارتفاع جذر و مد به 15متر میرسد. هنگامی كه قارهای جلوی ماه قرار میگیرد صخره جامد آن در مقابل گرانی ماه مقاومت میكند. تاثیر كشش ماه بر روی قاره ها كه جذر و مد خشكی نامیده میشود معمولا بیش از 20سانتیمتر ارتفاع ندارد .همچنین بر آمدگی مدی در طرف مقابل زمین كه دور از ماه است برابر با ارتفاع مد در طرف دیگر زمین میباشد. ماه قویا طرفی از زمین را كه در مقابل آن قرار دارد می كشد اما درون زمین را با قدرت كمی میكشد ,و كمترین كشش مربوط به قسمت دور از ماه میباشد. · جذر و مد خورشیدی خورشید مانند ماه مدی را بر روی زمین ایجاد میكند. اگرچه خورشید بسیار وزین تر از ماه است اما بسیار دور تر از آن نیز می باشد در نتیجه قدرت نیروی مد خورشید كمتر از نصف قدرت ماه است در هر ماه دو بار خورشید و ماه برای تولید جذر و مد های بزرگ استثنایی تشریك مساعی میكند این اتفاق در ماه نو رخ می دهد ماه خورشید در یك طرف زمین و در ماه بدر یعنی وقتی كه خورشید ماه در دو طرف مقابل زمین قرار دارند صورت میگیرند كه این حادثه جذر و مد بهاری است . چون نیروی جذر و مدی خورشید به اندازه ماه قوی نیست لذا هنوز جذر و مد قمری رخ میدهد لكن كمتر از آن وقتی خواهد بود كه خورشید مقداری آب را به خارج نمیكشید جذر مدهای حاصل كمترین جذر و مدها نامیده شده. · اثر جذر و مدها بر روی چرخش زمین همچنان زمین در خلال شبانه روز به دور محورش میچرخد جزر و مد به سمت ماه جهت داده میشود بنابراین زمین در زیر جذر و مد مچرخد یا از نقطه نظر شخصی كه بر روی سطح زمین قرار دارد جذر و مد از میان سطح زمین به سمت عقب حركت مكند. حركت روزانه جذر و مدها در عرض اقیانوس ها و دریاها درست نظیر حركت آنها از میان یك جسم جامد بر روی خشكی سبب ایجاد مقدار زیادی اصطكاك میشود اگر این انرژی می توانست برای مقاصد مفیدی مجددا به كار رود برای تهیه قدرت الكتریكی مورد نیاز چندین برابر كل جهان كافی بود . جذر و مدها به عنوان ترمزی بر روی چرخش زمین می كند و چرخش آن را به میزان ثابتی كند میكند جذر و مدها سبب افزایش طول روز میشود چون زمین خیلی بزرگ است اثر جذر و مدها بر روی طول روز كوچك می باشد این اثر ناچیز به دوران های مربوط به زمین شناسی یعنی 300000000 سال پیش در عصر دیوانیان بر میگردد كه روز فقط 22ساعت طول داشت . · آسمان متغیر شب در یك شب صاف پاییزی در بیشتر مكانهای ایالات متحده روشنترین ستارگان آسمان دارای ظاهری میباشد كه 3ستاره دجاجه ,نسر واقع و نسر مثلث بر جسته ای را در بالای سر تشكیل میدهند و دو نمونه از ستارگان نزدیك به افق به شكلهای مشخص به نام صور فلكی بزغاله و قوس گروه بندی شده اند . اما در یك شب بهاری در همان مكان اكثر این ستارگان رفته اند و مكانهای آنها توسط گروه متفاوتی مانند شعرای یمانی و صور فلكی كلب اصغر ,دو پیكر ,اسد ,جبار و كلب اكبر پر شده است. در زمستان صورت فلكی كلب اكبر ظاهر و در تابستان ناپدید میشود و سایر صور فلكی اسد به جای آن ظاهر می گردد .در هر شب انسان فضا را كمی در جهت مخالف شب قبل مشاهده میكند تغییر جهت فقط یك درجه زاویه ای در هر 24 ساعت است و اثرش بر روی موضع ستاره آنقدر ناچیز است كه با چشم غیر مسلح از یك شب تا شب بعد مشاهده نمیشود . پس از شش ماه زمین به طرف دیگر مدارش منتقل میشود و ناظر آسمان شب قسمت مختلفی از جهان را نظاره مكند .در هر شب یك ستاره دقیقه زود تر طلوع می كند كه این در نتیجه اختلاف بین روزهای نجومی و خورشیدی میباشد مجموع 4 دقیقه ها در 6ماه به 12 ساعت میرسد ,یعنی ستاره در آسمان شب شش ماه در آسمان روز مرئی و شش ماه بعد در آسمان شب ظاهر خواهد شد. · محتویات كهكشان ظاهر كهكشان همانطور كه سیارات به دور خورشید مگردند ستارگان نیز مركز كهكشان را دور مزند. خورشید نیز در 250000000سال یك دور می زند كهكشان بر اثر چرخش به صورت قرص مسطحی در آمده كه ضخامتش تقریبا یك بیستم قطرش میباشد. توده كروی كوچكی از ستارگان موسوم به هسته كهكشان در مركز كهكشان به شكل یك برآمدگی قرار دارد كهكشان های مذكور طوری در فضا قرار گرفته ما آنها را از زوایای مختلف می بینیم اگر شما بتوانید به خارج از كهكشان باستید كهكشان را به طور نیم رخ نگاه كنید خیلی شبیه NGC4565 به نظر خواهد آمد هنگامی كه از صفحه قرص كهكشانی به فضا نگاه می كنیم تعداد زیادی از ستارگان را می بینیم كه به صورت یك نوار ممتد و تابنده در عرض آسمان خود نمایی می كند مسیرهای تاریك و نامنظمی كه از میان مركز راه شیری می گذرد به علت ابرهای زیادی از گاز و غبار به وجود آمده اند كه در مركز صفحه كهكشان متمركز شده و نور بسیاری از ستارگان را سد می كنند · تهی بودن كهكشان برای فهم تهی بودن كهكشان از تشابه آن با دركی كه از اندازه منظومه شمسی داشتیم استفاده می كنیم فرض كنید قطر خورشید از 6/1میلیون كیلو متر به اندازه یك پرتقال كاهش یافته باشد . در این مقیاس كهكشان خوشهای از صد بیلیون پرتقال است كه هر كدام به فاصله متوسطی بیشتر از 1600كیلو متر نسبت به همسایگانش قرار گرفته است در فضای بین آنها توزیع رقیقی از اتم ها و چند تایی ملكول و ذرات گاز و غبار وجود دارد كه این تهی بودن فضا در كهكشان می باشد . · فواصل بین ستارگان , سال نوری هر یك از ستارگان داخلی كهكشان به فاصله متوسط 48تریلیون كیلو متر از دیگری قرار گرفته است برای دوری از تكرار چنین شماره های بزرگ از واحد سال نوری استفاده می شود یعنی مصافت طی شده توسط یك پرتوی نور در مدت یك سال كه با سرعت 300000كیلو متر بر ثانیه سیر میكند با استفاده از این واحد فاصله خورشید تا آلفا قنطورس 3/4سال نوری فاصله متوسط كهكشان 5سال نوری و قطر كهكشان 100000سال نوری میباشد. · نسل ستارگان فرض كنید هر نقطه ای بر روی نمودار نمایش دهنده یك ستاره در آسمان است در این نمودار دمای سطحی در امتداد محور افقی و تا بندگی مطلق در امتداد محور عمودی قرار دارد .این منحنی با یك منحنی با یك منحنی قد در مقابل وزن برای نسلی از مردم قابل مقایسه خواهد بود .از این چه انتظاری خواهیم داشت؟ آیا نقاط نشان دهنده نسل كل ستارگان هستند كه در سراسر منحنی پراكنده شده اند؟ یا اینكه همانند خصوصیات قد و وزن نسلی از مردان و زنان نزدیك یك خط قرار خواهند داشت ؟ برای پیدا كردن پاسخ این سوال اجازه دهید تابندگی و دمای سطحی تمام ستارگان همسایه خورشید را رسم كنیم .فاصله ستاره را باید دانست تا بتوان تابندگی مطلق را از تابندگی ظاهری آن محاسبه نمود . باید به خاطر سپرد كه برای اهداف منحنی ,تابندگی ظاهری بی ارزش است زیرا آن خاصیت ذاتی ستاره نبوده بلكه تنها به فاصله آن از خورشید بستگی دارا و تابندگی مطلق است كه خاصیت فیزیكی بنیادی ستاره را نشان می دهد . در تهیه این منحنی تابندگی ذاتی و دمای سطحی را برای تمام ستارگانی كه در داخل محدوده 10 سال نوری از خورشید قرار دارند رسم می كنیم . در داخل این حجم از فضا 12 ستاره وجود دارد كه شامل خورشید نیز بوده و فاصله آنها مشخص شده است. · قبل از پرداختن به تفسیر منحنی دو ویژگی آنرا باید مورد توجه قرار داد . یكی این كه دما در امتداد محور پایین از سمت راست به چپ افزایش پیدا میكند كه بر خلاف انتظار میباشد .ویژگی دیگر آنكه هم دما وهم تابندگی در مقیاس لگاریتمی رسم شده , این نوع منحنی كه به نام ترسیم log-log” " نامیده میشود , به دلیل تغییرات وسیع در روشنایی و دمای ستارگان لازم است. به طور متوسط رابطه ای بین تابندگی ذاتی و دمای سطحی یك ستاره وجود دارد به علاوه ,میتوان دید كه ارتباط طوری است كه داغترین ستارگان , روشنترین آنها بوده و سردترین ستارگان ,ضعیفترین آنها هستند یعنی هر چه جسم تابش كننده داغتر باشد ,انرژی بیشتری را گسیل می دارد . خط چین رسم شده روی منحنی بیانگر رابطه ای بین روشنائی و دما است . این خط را میتوان رشته اصلی خصوصیات اساسی نسل ستارگان و یا حداقل برای ستارگانی كه نزدیك ما در كهكشان واقع شده اند ؤ نامید . اكثر ستارگان در ترسیم دقیقا برروی خط قرار ندارند بلكه آنها در دو طرف خط با فاصله نا چیزی قرار می گیرند . دو دلیل برای این انحرافات وجود دارد . اول آنكه ستارگان مقداری در تركیباتشان تغییر میكنند و این تغییر با وجود آنكه چندان بزرگ نیست برای تاثیر گذاشتن بر خواص آنها كافی است . تا حدی پراكندگی در نقاط روی منحنی بیانگر تفاوت در تركیبات ستارگان است . دوم اینكه منحنی بر اساس اندازه گیری هایی بوده كه با دشواری انجام گرفته و در معرض خطاهای اتفاقی بوده كه نقاط روی منحنی را پراكنده می سازد .چنان چه امكان اندازه گیری ها با دقت بی نهایت زیاد وجود میداشت نقاط روی منحنی احتمالا در امتداد خط نزدیكتر به یكدیگر قرار میگرفتند تا آنچه كه در عمل دیده می شود . احتمالا هیچ كس نمی توانست از خط رشته اصلی قد و وزن در نسل انسانی به قدری منحرف باشد كه این ستاره از رشته اصلی ستارگان در روشنایی و دما انحراف دارد كشف چنین ستارهای در پایین نمودار به اندازه ای تعجب انگیز است كه مثلا شخصی با 180 سانتیمتر قد و فقط چند كیلو گرم وزن یا 120 سانتیمتر قد و 450 كیلوگرم وزن وجود داشته باشد . چون 12 ستاره تعداد زیادی نیستند لذا با ترسیم 50 یا 100 ستاره ممكن است چندین رشته اصلی موازی بر روی منحنی ظاهر ساخت كه این بیانگر خانواده های مختلف ستارگان میباشد آنگاه ستاره دور افتاده قابل توضیح بوده . با این ایده حجم اطراف خورشید را به كره ای به شعاع 20 سال نوری كه شامل 90 ستاره از جمله خورشید است افزایش خواهیم داد . تعداد قابل توجه ای از ستارگان گر چه هنوز كم هستند كاملا دور از رشته اصلی واقعند ستاره بخصوصی كه در پایین نمودار قرار داشت حالا به چندین ستاره دیگر پیوسته كه همگی در زیر رشته اصلی واقع گردیده اند . اكثر ستارگان اطراف ما فوق العاده ضعیف هستند انتظار داریم كه روشنترین ستارگان آسمان همسایگان ما باشد اما این طور نبوده و تنها یك دو جین از 90 ستاره موجود در فهرست میتوانند با چشم غیر مسلح در شرایط عادی دیده شوند . هر چند كه ستارگان روشنتر از خورشید نسبتا كمیاب بوده اما فوق العاده جالب اند زیرا آنها جرم و تابندگی غولهای آسمانند ستارگان غیر عادی مسیری را به طرف بالا و به سمت راست در منطقه ای ادامه می دهند كه ستارگان آنها دارای دماهای سطحی خیلی كم بوده و بنابراین قرمز رنگ هستند . معمولا یك ستاره با رنگ قرمز در مقایسه با خورشید خیلی ضعیف است . · كوتوله ها و غولها ستارگانی كه در ناحیه پایین و طرف چپ و آنهایی كه در ناحیه بالا و طرف راست واقع شده اند آنقدر قابل توجه اند كه اسامی خاصی را به خود اختصاص داده اند . ستارگان طرف چپ پایین كوتوله های سفید نامیده می شوند و به این دلیل كوتوله لقب گرفته اند چون خیلی كوچك و ضعیف میباشند و به خاطر داغ بودن سفید به نظر میرسند .ستارگان سمت بالا به غولهای قرمز معروفند و غول نام گرفته اند چون فوق العاده بزرگ و تابنده اند و قرمز اند یك نمونه كوتوله سفید قطری در حدود 32000 كیلومتر یعنی تنها دو برابر قطر كره زمین را دارا میباشد . كوتوله های سفید ستارگان چگال و فشرده ای هستند كه یك قاشق چای خوری از ماده آن در حدود ده تن وزن دارد . از طرف دیگر غولهای قرمز بسیار بزرگ هستند كه به طور نمونه دارای قطر 139 میلیون كیلومتر یا حدود 100 برابر قطر خورشید میباشند اما این ستارگان حجیم در اغلب حالات تقریبا همان جرم خورشید را دارند . · ستارگان حاصل از پیش ستارگان مسیر تحول یك پیش ستاره منقبض شونده همانطور كه در نمودار هرتسپرونگ – راسل ظاهر میشود نشان داده شده است این مسیر ستاره ای با جرمی معادل با جرم خورشید میباشد عمر پیش ستاره به صورت نقاط متوالی در امتداد نمودار علامت گذاری شده است . سه سال بعد از شروع شكل گیری اولیه ابر گازی و خاتمه آن كه نمایش دهنده برای 10 میلیون سال عمر پیش ستاره میباشد میتوان دریافت كه در ابتدا پیش ستاره به طور سریع و سپس خیلی آهسته به طرف پایین نمودار H-R حركت می كند . بعد از 27 میلیون سال كه كره گازی شروع به فر ریختن می كند به همسایگی رشته اصلی می رسد مسیر رسم شده پیش ستاره در نمودار H-R بر اساس مشاهدات مستقیم پیش ستارگان پایه گذاری نشده . همانطور كه در بالا اشاره شد یك پیش ستاره در طول سالهای اولیه عمرش با سرعت زیادی تابش میكند . ستاره شناسان نظری با استفاده از ماشین های الكترونیكی سریع قادر به محاسبه اندازه روشنایی و توزیع دمای یك ستاره منقبض شونده می باشند .اگر چنین كوششی با دست وبا ماشینهای حساب رو میزی توسط 3000 ریاضیدان صورت میگرفت 5 سال به طول میانجامید و بیش از 10 میلیون دلار هزینه بر میداشت . اختراع ماشین حسابگر با سرعت زیاد یكی از دلایلی است كه سبب پیشرفت فراوانی در فهم ما از تولد ستارگان در دهه اخیر شده است. · افروزش هیدروژن پیش ستاره از زمان شكل گیری اش ابتدا به سرعت و سپس آهسته تر همانطور كه چگال شده و اتمهای متحرك با مقاومت افزایش یافته ای به طرف مركز مواجه شده اند فرو ریخته است. بعد از 10میلیون سال پیش ستاره از قطر اولیه اش كه تریلیون كیلومتر است به قطری حدود 4/2میلیون كیلومتر فشرده شده است .به طور همزمان دمای مركز پیش ستاره به ده میلیون درجه كلوین افزایش یافته است برای اولین بار در این دما پروتون ها در مركز پیش ستاره باسرعت زیاد در حال حركت و برخورد میباشند تا به مانع الكتریكی نفوذ كرده وبه داخل بیایند تابه نیروی هسته ای جازبه برسند. در این حال پیش ستاره یك ستاره شده است. با رها شدن انرژی هسته ای در مركز ستاره تا اندازه ای گرمتر و بیشتر تابنده میشود. همانطور كه این وقایع صورت می گیرد ستاره به طرف بالا و به سمت چپ نمودار H-R حركت می كند تا اینكه 17میلیون سال بعد از شروع جوش هسته ای و 27میلیون سال بعد از فرو ریختن پیش ستاره به محل استراحتش برروی رشته اصلی می رسد. · رشته اصلی هم جوشی هسته های هیدروژن و هلیوم را تولید میكنند. این واكنش طولانیترین مرحله منفرد از تاریخ یك ستاره را در بر میگیرد كه حدود 90% از زندگی اش برای حالتی با جرمی معادل نور خورشید میباشد. خورشید در نیمه این مرحله است حدود 6/4بیلیون سال قبل به رشته اصلی آمد و برای4 یا 5سال دیگر قبل از اینكه بمیرد در آنجا باقی می ماند. خورشید هیدروژن اش را به آهستگی میسوزاند زیرا تحول زندگی روی زمین نیزیك فرایند خیلی آهسته است. بر طبق مدارك سنگواره ای اشكال ساده حیات نظیر باكتری ها زمانی در اولین بیلیون سال وجود منظومه شمسی در روی زمین ظاهر شدند و اشكال پیشرفته حیات تا چند بیلیون سال بعد از آن پدیدار نشدند . به فرض آنكه عمر خورشید 100میلیون سال یا كمتر بوده باشد مشكوك به نظر می رسد كه مخلوقات با هوش زمین را هرگز اشغال كرده باشند .اگرچه خورشید حدود 10بیلیون سال عمر خواهد كرد ستارگان دیگر با زمانهای كوتاهی نظیر یك میلیون سال عمر می كنند و هنوز ستارگان دیگری ممكن است برای زمان طولانی نظیر یك تریلیون سال یا بیشتر نیز عمر كنند . بزرگترین ستارگان عمر كوتاهی دارند آنها سوخت بیشتری برای سوزاندن دارند .اما خیلی سریع تر از ستارگان كوچكتر آن را می سوزانند .چرا یك ستاره سنگین سوختش را خیلی سریعتر از یك ستاره سبكتر می سوزاند ؟ وزن زیاد چنین ستاره ای دمای بیشتر ی را در مركز تولید می كند و سبب می شود كه پروتونها خیلی شدید تر از پروتونها در یك ستاره سبكتر برخورد كنند . در اثر شدت این برخورد ها سد الكتریكی بین پروتونها خیلی ساده تر نفوذ پذیر میشود و میزان واكنش هسته ای بالا می رود . در ستارگان سنگینتر میزان واكنش با افزایش دما بالا می رود به نحوی كه با دو برابر شدن دما میزان واكنش در سازه 30000 ضرب می گردد .از طرف دیگر ستاره ای به جرم1/0 خورشید باید برای یك تریلیون سال عمر كند كه ستاره بارنارد یك نمونه از آن است .این ستاره باید بعد از نابودی خورشید برای مدت طولانی درخشان باشد . · ((تجربیات )) در درون یك ستاره چگونه ستاره شناسان می توانند با اطمینان بیان كنند كه خورشید به مدت 10 بیلیون سال هیدروژن را می سوزاند ؟پاسخ در بر گیرنده یك فرق اساسی بین نجوم و سایر حوزه های دیگر تجسسی علمی می شود اكثر شاخه های علم در تجربیات آزمایشگاهی استوار است به نحوی كه دانشمندان رفتار یك شی را تحت شرایط دقیق مطالعه میكند شی ممكن است یك الكترون , یا یك ویروس باشد. اجرام تحت مطالعه اغلب كهكشان ها ستارگان یا سیارات می باشند كه برای آوردن به آزمایشگاه یا بسیار بزرگند یا در حالت طبیعی كشف شدند . تعریف جدید تحول ستاره ای تقریبا به همانند اندازه كه به تلسكوب و طیف نما وابسته است به چنین تجربه هایی بر اساس استفاده از ماشین حسابگر نیز بستگی دارد. یك تجربه ای عددی بر روی یك ستاره با مجموعه ای از قوانین یا فرمول ها نظیر قوانین نیوتون شروع میشود كه طی آن شی مورد مطالعه را توصیف میكند و بیان می دارد كه چگونه شی تحت تاثیر نیرو های طبیعی قرار میگیرد . ستاره شناس با این فرض كه ستاره توزیع كروی از ماده توسط گرانی را نگه می دارد تجربه عددی مربوط می سازد .ستاره شناس برنامه كامپیوتری را همراه با اعداد نمایش دهنده جرم ستاره مقدار ثابت جهانی گرانی میزان های اندازه گیری شده از واكنش گوناگون هسته ای به حافظه ماشین حسابگر وارد می كند. ماشین حسابگر تمام حساب لازم را خیلی سریع انجام میدهد سر انجام توصیف كاملی از ستاره شامل دما چگالی تركیب داخلی تابندگی و دمای سطحی اش را تولید میكند . چون سوختن هیدروژن منبع انرژی ستاره است لذا وقتی كه مقدار هیدروژن تغییر می كند تمام خواص ستاره نیز تغییر می كند .اساسا , شرایط در درون ستاره به علت پایین آمدن مداوم مقدار هیدروژن در هر ثانیه تغییر می كند . به هر حال در طول زندگی ستاره وقتی كه هیدروژن را میسوزاند ساختارش آنقدر آهسته تغییر می كند كه توصیف ثانیه به ثانیه آن ضروری نمی باشد دوره سوختن هیدروژن خورشید 10بیلیون سال طول می كشد . ستاره شناس به عنوان نتیجه ای از محاسبه اش , تقریبا می داند چگونه شرایط در ستاره بر آن فاصله زمانی 50 میلیون سال خاص تغییر كرده است. به این طریق او تحول ستاره را در مرحله سوختن هیدروژن از زندگی اش در طول 50 میلیون سال رد یابی مكند. · حفره های سیاه در فضا با تشخیص ارتباط بین ستارگان نوترونی, تپ اخترها و ابر نو اخترها تعدادی از ستاره شناسان احساس كردند كه آخرین صفحات داستان زندگی ستارگان را نوشته اند .اما, شواهد اخیر صورتی ایجاد كرده است كه ستاره نوترونی یا تپ اختر مرحله نهائی فشردگی ماده ستاره ای نیست تحت شرایطی خاص هسته یك ستاره ممكن است به ابعادی كمتر از 16كیلومتر كه حد ستاره نوترونی است منقبض شود این مقدار به شعاعی معادل 2/3كیلو متر میرسد. شكل گیری یك حفره سیاه بر اساس نظریه انیشتین وقتی ابعاد ستاره حدود 6/1میلیون كیلو متر (قطر) باشد ,نیروی گرانی در سطح آن برای نگه داشتن پرتوها نور فراری كافی نخواهد بود ,در نتیجه این پرتوها ستاره را با انرژی كمتری ترك می كنند. اما اگر ماده ستاره در حجم كوچكی فشرده باشد ,نیروی گرانی در سطح آن بسیار بزرگ خواهد بود .این حالت, می تواند برای هسته ستاره ای كه نتیجه انفجار ابر نو اختر است اتفاق بیافتد · خواص یك حفره سیاه نیروی گرانی یك حفره سیاه نه تنها مانع از فرار نور می شود ,بلكه از خروج كلیه اجرام فیزیكی از حفره جلوگیری می كند .و این پیش بینی دیگری از نظریه انیشتین است كه اظهار می دارد هیچ شیئی نمیتواند سریعتر از نور حركت كند .هر پرتو نوری یا شی فیزیكی كه از خارج به حفره سیاه وارد می شود نیز محبوس می گردد و هرگز نمی تواند مجددا خارج شود. داخل حفره سیاه كاملا از جهان خارج جدا شده است یعنی می تواند اجرام و تابش را بگیرد ولی نمی تواند چیزی را پس بدهد.
