تعريف الشمس :تعرّف الشمس بأنها نجم شديد الحرارة يتكون من الغازات المتوهجة وتقع في قلب النظام الشمسي، ويمتد تأثيرها إلى ما بعد مدارات كوكبي بلوتو ونبتون البعيدين، وتبلغ درجة الحرارة في لبها حوالي 14,999,982 درجة مئوية، كما يبلغ متوسط قطرها حوالي 1,390,473 كيلومتراً، وهو ما يعادل 109 مرة ضعف الأرض.
الخصائص الفيزيائية للشمس :
بما أن درجة حرارة الشمس عالية جداً فإنه لا وجود للمكونات الصلبة أو السائلة فيها، ومن المواد المكونة لها في الغالب: الذرات الغازية وعدد قليل من الجزيئات، ونتيجةً لهذا فإنه لا يتواجد سطح صلب للشمس، والسطح الذي تتم مشاهدته من الأرض هو الطبقة التي يصل منها معظم الإشعاع.طبقات الشمس يُقسم سطح الشمس أو الغلاف الجوي إلى ثلاث مناطق هي:
طبقة الغلاف الضوئي أو الفوتوسفير: (بالإنجليزية: photosphere) الذي يعتبر الطبقة المرئية من الشمس والطبقة الدنيا من الغلاف الجوي.
طبقة الغلاف اللوني أو الكروموسفير: (بالإنجليزية: chromosphere) تقع هذه الطبقة فوق طبقة الغلاف الضوئي. طبقة الهالة: (بالإنجليزية: corona) تقع هذه الطبقة فوق الغلاف الضوئي، وهي تبعث ضوءاً مرئياً لا تتم رؤيته إلا أثناء كسوف الشمس؛ أي عندما يمر القمر بين الأرض والشمس.
المجال المغناطيسي للشمس :تبلغ قوة المجال المغناطيسي الخاصة بالشمس ما يقارب ضعفي قوة مجال الأرض، إلا أن هذه القوة تتركز في مناطق صغيرة وبدرجات مرتفعة تصل إلى 3000 الوضع المعتاد، وتتطور هذه التقلبات في المجال المغناطيسي؛ لأن سرعة دوران الشمس أكبر عند خط الاستواء، ولأن الأجزاء الداخلية للشمس تدور بسرعة أكبر من السطح، كما تخلق هذه التقلبات معالم مختلفة في سطح الشمس وهي عبارة عن البقع الشمسية، والانفجارات الشمسية، والتدفقات الإكليلية الكتلية.
تشكل الشمس: تشكلت الشمس قبل حوالي 4.6 مليار سنة، ويُعتقد بأن الشمس وبقية النظام الشمسي قد تشكلت من سحابة عملاقة من الغاز والغبار والتي تعرف باسم السديم الشمسي، وبسبب انهياره تم سحب معظم المواد باتجاه المركز وبهذا تشكلت الشمس، كما تمتلك الشمس كمية كبيرة من الوقود النووي الذي يكفيها للبقاء لحوالي خمسة مليارات سنة أخرى
المسافة بين الشمس والأرض :
تقع الشمس على مسافة متوسطة عن الأرض تبلغ 150 مليون كيلومتر، أي أنها بعيدة جداً لدرجة أن الضوء الشمسي يستغرق ثماني دقائق للوصول للأرض كونه يسافر بسرعة 300.000 كيلومتراً في الثانية. وبما أن الأرض ذات مدار بيضاوي الشكل فإنها لا تدور حول الشمس في دائرة كاملة، ومع وجود الشمس بعيداً عن مركز المدار فهذا يعني أن المسافة بين الأرض والشمس تتغير خلال العام، وأقرب هذه المسافات هي 147.1 مليون كيلومتر، بينما أبعد هذه المسافات هي 152.1 مليون كيلومتر، وتعتبر الأرض هي الأقرب إلى الشمس خلال فصل الشتاء في نصف الكرة الشمالي .
من أول من اكتشف المسافة بين الأرض والشمس؟ يُعد العالم اليوناني أريستارخوس أول شخص يقيس المسافة بين الأرض والشمس وذلك في عام 250 ق.م، إذ اعتمد على أطوار القمر لقياس الأحجام والمسافات للشمس والقمر؛ فعندما يكون نصف القمر ظاهرًا، تُشكل الأجرام السماوية الثلاثة زاوية قائمة،وعند قياس الزاوية على الأرض بين الشمس والقمر، تمكن من تحديد أن الشمس تبعد عن الأرض حوالي 19 ضعفاً من بعدها عن القمر؛ أي أنها أكبر من القمر بـ 19 ضعفاً، ولكن الشمس في حقيقة الأمر أكبر من القمر بـ 400 ضعف. إلا أنه ووفقًا لجامعة كورنيل فقد أوقِفت قياسات أريستارخوس لأنه من الصعب تحديد المراكز لكل من الشمس والقمر ومن الصعب كذلك معرفة متى يكون القمر نصف مكتمل، وبالرغم من استنتاجات أريستارخوس البسيطة، إلا أنه تمكن من استنتاج دوران الأرض حول الشمس في ذلك الوقت.
القياسات الحديثة للمسافة بين الأرض والشمس: مع تطور التكنولوجيا والمركبات الفضائية المتطورة والرادار يمكن قياس المسافة بين الشمس والأرض بطريقة مباشرة وسهلة، وذلك لأن تطبيق الأساليب القديمة أصبحت بالية بسبب تغير قيمة الوحدة الفلكية حسب موقع المراقب في النظام الشمسي، علاوة على ذلك اعتماد القياس على كتلة الشمس وبما أن كتلة الشمس تتغير عندما تصدر الطاقة تتغير قيمة الوحدة الفلكية كذلك . ولهذا صوّت الاتحاد الفلكي الدولي في تاريخ 2012م على تغيير تعريف الوحدة الفلكية التي تقدر ب 149.598.428 كيلومتراً، والتي تستند على سرعة الضوء والمسافة الثابتة من دون مراعاة لكتلة الشمس تُعد الشمس مركز النظام الشمسي إذ تدور كل الأجرام السماوية حولها على مسافات مختلفة
ويستخدم مقياس الوحدة الفلكية لإيجاد المسافة بين الشمس والأجرام السماوية. وتقدر المسافة المتوسطة بين الشمس والأرض بحوالي 150 مليون كيلومتر، وتتحرك الأرض في مدار بيضاوي حول الشمس بحيث أن المسافة بين الأرض والشمس غير ثابتة وتتغير خلال العام. وقد حاول العديد من العلماء تحديد المسافة بين الأرض والشمس وسجلت أول محاولة للعالم اليوناني أريستارخوس عام 250 قبل الميلاد، ومع التطورات التكنولوجية الحديثة تم تحديد المسافة بين الشمس والأرض بدقة. فيديو كوكب الأرض المقلي هل فكرت يوماً بالفرضية التي تقول أن الأرض مسطحة؟ ماذا لو كانت كذلك بالفعل؟