تأملات في الكرة

1. عموميات:

تعابير (الكرة) و(السطح الكروي) و(القشرة الكروية) مترادفة. نرمز إلى الكرة بـ S².

من المعلوم أن الكرة تتقاطع مع أي مستوٍ مارٍّ من مركزها في دائرة عظمى great circle. وإذا قطعها مستوٍ دون المرور من مركزها دعَونا التقاطع دائرة صغرى small circle. وإذا مر مستقيم من مركز الكرة، فإنه يقطعها في نقطتين مختلفتين، تدعيان نقطتين متقابلتين قطريًّا antipodal. كل دائرة عظمى تعيّن نقطتين متقابلتين قطريًّا وحيدتين تنشآن عن تقاطع الكرة مع المستقيم المحور لتلك الدائرة العظمى، أي المستقيم المار من مركز الكرة عموديًّا على مستوي الدائرة العظمى، نسمي هاتين النقطتين قطبَي poles تلك الدائرة العظمى. وبالعكس، كل نقطتين من الكرة متقابلتين قطريًّا تعينان دائرة عظمى وحيدةً هي تقاطع الكرة مع المستوي المحور للقطر المحدَّد بتلك النقطتين، نسمي هذه الدائرة العظمى دائرة الاستواء equator لتلك النقطتين. فمثلًا: يعين دوران الأرض حول نفسها اختيارًا اصطلاحيًّا لقطبيها (الجغرافيَّين) الشمالي والجنوبي (اللذين يمر منهما محور دورانها) ولدائرة استوائها، وكذلك يعين حقل الأرض المغناطيسي قطبيها المغناطيسيين (هنا).

أخيرًا، كل دائرتين عظميَيْن تقسمان الكرة إلى أربعة أقسام، يدعى واحدها هلالًا lune ( هنا).

2. الكرة الأرضية:

اعتقد قدماء الإغريق منذ ما يزيد عن ألفي عام، ومما استدلوا به على ذلك تأمُّل القبة السماوية the celestial sphere، وظل الأرض المستدير الذي تلقيه على القمر أثناء الخسوف، حتى إنهم استطاعوا حساب محيطها تقريبيًّا. وبقي الاعتقاد بأن الأرض كرة تامة إلى أن قدم العالم الإنكليزي Isaac Newton توقعًا نظريًّا أُكِّد لاحقًا، أن سطح الأرض ليس تام التكوُّر. والحقيقةُ أن الكرة الأرضية أشد تسطحًا عند القطبين وأشد تفلطحًا عند دائرة الاستواء (من أسباب ذلك خضوعها للقوى الناشئة عن دورانها حول نفسها)، لكننا سنفترض خلال مناقشتنا الآتية أن سطح الأرض كرة تامة، أي إننا نقبل S² نموذجًا هندسيًّا له.

نسمي الدوائر الصغرى الموازية لدائرة الاستواء دوائر العرض parallels of latitude، ويقسم القطبان كل دائرة عظمى مارة منهما إلى نصفي دائرة؛ ندعو أنصاف الدوائر هذه خطوط الطول meridians of longitude. فيتعين موقع كل نقطة على سطح الأرض تمامًا بتقاطع دائرة عرض مع خط طول. يبدأ قياس دوائر العرض من ْ0 عند الاستواء وينتهي بـْ90 عند كلٍّ من القطبين، ويبدأ قياس خطوط الطول بدءًا من خط اصطلاحي يمر من منطقة Greenwich في مدينة London يدعى خط الطول الرئيسي ْprime meridian 0 وينتهي قياسها بـ ْ180 شرقًا وغربًا. أخيرًا، نعلم أن اليوم هو الزمن الذي تستغرقه الأرض لتُتِمَّ دورة كاملة حول نفسها، وبما أنّ اليوم مقسَّم إلى 24  جزءًا متساويًا (الساعات)، فإن الأرض تدور حول نفسها بمعدل ْ15 في الساعة. اصطُلِح على تسمية المنطقة المحصورة بين خطي طول متتابعين منطقة زمنية time zone، ويكون الفرق في التوقيت بين منطقتين زمنيتين متجاورتين ساعة واحدة، لكن هذا التقسيم يتأثر بحدود المدن والبلدان وعوامل تجارية وثقافية.

المصادر:

1- هنا

2- هنا

3- هنا