مروری بر تاریخچه نجوم و اخترشناسی

.

مقدمه ای بر تاریخچه نجوم و اخترشناسی

تمدن های گوناگون در پیشرفت علم نجوم سهیم بوده اند. در این مقاله دستاوردهای تمدن های گوناگون مانند بابِل، یونان و اسلام را در اخترشناسی با هم ورق می زنیم و همچنین با چگونگی گذر علم نجوم از مرحله زمین مرکزی به مرحله خورشید مرکزی آشنا شده و افراد تاثیرگذار در نجوم را نیز بیشتر می شناسیم. با تکرا همراه باشید.

هنگامی که انسان غارنشین به آسمان بالای سر خود نگاه می کرد، تغییرات منظرره آسمان، شب و روز و تغییرات سیمای ماه برایش پرسش برانگیز و شگفتی ساز بود. شاید بتوان پیدایش دانش اخترشناسی را از آن هنگام دانست. این کنجکاوی های موجب داستان سرایی و اسطوره سازی درباره پدیده های نجومی می شد. برای مثال، ابداع صورت های فلکی و اسطوره های آن ها از نمودهای بارز این مطلب است. این مسیر تا به آن جا ادامه یافت که منجمان باستان تا قرن ها از روی حرکت و موقعیت ستاره ها و سیارات به طالع بینی یا پیشگویی درباره حوادث آینده می پرداختند.

از سوی دیگر، نظم تکرار برخی از پدیده ها مانند شب و روز، حرکت ظاهری خورشید، اهله ماه و … انسان را به این فکر واداشت که این پدیده ها را به صورت شاخص برای آغاز یا پایان فعالیت های روزمره اش مانند کشاورزی، شکار و دریانوردی قرار دهد و به نوعی، کارهایش را براساس زمان سنج های سالانه یا ماهانه انجام دهد. برای مثال، در یونان باستان با پدیدار شدن خوشه پروین در آسمان صبحگاهی در فصل بهار در نیمکره شمالی، فعالیت های دریانوردی آن ها آغاز می شد. در طول تاریخ، تمدن های مختلف در اخترشناسی تحول آفرین بوده اند. مسیر تحول تاریخی نجوم از انسان های بدوی آغاز می شود و تمدن های بابل، مصر، یونان، اسلام و … هر کدام به نوعی در پیشرفت آن نقش داشته اند؛ تا این که در قرن شانزدهم میلادی، انقلابی در اخترشناسی روی داد و پایه های اخترشناسی جدید بنیان گذاری شد. در این میان، شخصیت های گوناگونی در این تحولات نقش داشته اند که نام آن ها در تاریخ ماندگار شده است؛ افرادی مانند بطلمیوس، بیرونی، کپرنیک، گالیله و … که نه تنها به پیشرفت نجوم کمک کردند، بلکه در جهان علم نیز شاخص و ممتاز بودند.

.

بناهای نجومی پیش از تاریخ

امروزه بررسی نجوم پیش از تاریخ بر اساس بناها و سنگ نوشته های به جا مانده صورت می گیرد. در سال 1965 میلادی، جرالد هاکینز با انتشار کتابی، علم باستان شناسی نجومی را مورد توجه عموم قرار داد. او در کتابش گفته بود: “بنای استونهنج (Stonehenge) در جنوب انگلستان، رصد خانه ای پیش تاریخی بوده است.”

استونهنج بنایی است که از آرایش چندین سنگ بزرگ ایستاده تشکیل شده است. احتمالا این بنا در سال های بین 2800 تا 1075 قبل از میلاد (ق.م) ساخته شده است. پژوهش ها نشان می دهند که اگر در جهت های خاصی نسبت به سنگ های این بنا بایستیم، با استفاده از موقعیت سنگ ها می توان موقعیت طلوع خورشید را در روز اول تابستان در افق شمال شرقی و همچنین بعضی پدیده های نجومی دیگر را مشخص کرد. به نظر می رسد که مردم آن زمان، استونهنج را ساختند تا با رصد موقعیت طلوع و غروب خورشید و ماه، تقویمی ابداع کنند تا کارهای روزمره شان را براساس آن انجام دهند. البته برخی از اخترشناسان اعتقاد دارند که آن ها از این بنا برای پیش بینی ماه گرفتگی ها (خسوف) نیز استفاده می کرده اند.

استونهنج تنها بنای سنگی نجومی نیست. تعدادی سازه های سنگی از این دست در انگلستان و شما اروپا شناخته شده است. به نظر می رسد که برخی از این بناها از لحاظ ساختمانی، به ویژه نسبت به موقعی طلوع خورشید در آغاز تابستان، جهت گیری های نجومی دارند.

.

اخترشناسی در تمدن های اولیه

.

چین

تصور بر این است که چینی ها حدود 15 هزار سال ق.م نخستین بار ستاره ها ار در گروه هایی قرار دادند که ما امروزه آن ها را صورت های فلکی می نامیم. آن ها حتی پیش از سال 1400 ق.م نیز تقویم داشتند. منجمان چینی رصدهای زیاد و ارزشمندی انجام داده اند. برای مثال، 372 دنباله دار را مشاهده و ثبت کرده اند. این رصدها در خلال سال های 1621 ق.م تا 611 ق.م انجام شده است. امروزه اخترشناسان از این یادداشت ها برای شناسایی دنباله دارهای تناوبی استفاده می کنند. یکی از رصدهای جالب توجه و معروف آن ها، ثبت انفجار ابر نواختر سال 1054 میلادی در صورت فلکی ثور (گاو) بوده است. در آن زمان، ناگهان این ستاره به درخشندگی زیادی رسید و با چشم غیر مسلح دیده شد. البته با گذشت زمان، دوباره کم نور شد. امروزه اخترشناسان، سحابی به جا مانده از آن انفجار را با تلسکوپ های بزرگ رصد کرده اند.

.

مصر

اخترشناسان در مصر قدیم، کاهن بودند و فقط اجازه داشتند که علم نجوم را یاد بگیرند. پیشینه رصدهای مصریان شناخته شده نیست. شاید به این دلیل که کاهنان سعی می کردند کتاب های نجومی را میان خودشان حفظ کنند.

اخترشناسان مصری دوره تناوب حرکت سیارات را با رصد تعیین کردند. برخی از پژوهشگران اعتقاد داند که ساعت های آبی، عقربه ای و آفتابی نخستین بار پیش از قرن هفتم ق.م در مصر توسعه یافتند. همچنین آن ها برای زاویه سنجی در آسمان ابزارهای قابل حملی را ساخته بودند. به نظر می رسد که رصدهای منجمان مصری چندان دقیق نبوده و دانسته های ریاضی آن ها اندک بوده است. از این ر در مواردی که به ریاضیات پیشرفته نیاز بوده است، به ساده سازی متوسل می شدند.

.

بابِل

بابلی ها یکی از تمدن های پیشرفته در بین النهرین را داشتند. آن ها برای محاسبه حرکت ماه و سیارات روش هایی را ابداع کردند. ریاضیات بابلی های پیشرفته تر بود. آن ها 60 را مبنای عددی قرار دادند. اکنون ما یک دایره را به 360 درجه، یک درجه را به 60 دقیقه و یک دقیقه را به 60 ثانیه تقسیم می کنیم و این روش از آن ها اقتباس شده است. اخترشناسان بابلی رصدکنندگان ماهری بودند. در کتیبه های به جا مانده از آن ها، گزارش های دقیقی از رصد خورشید گرفتگی ها به چشم می خورد. آن ها متوجه شدند که خورشید گرفتگی ها در دوره ای منظم به نام ساروس که معادل 18 سال و 11 روز است، تکرار می شوند. منشا دایره البروج و تعدادی از صورت های فلکی که امروزه کاربرد دارند، به تمدن بابل باز می گردد.

.

یونان

نجوم در یونان بر پایه نجوم بابلی ها و مصریان شکل گرفت؛ اما نجوم در یونان بسیار پیشرفت کرد و راه های تحلیلی جدیدی برای تعبیر پدیده های نجومی ابداع شد. این گرایش علمی به کیهان احتمالا در آغاز به دلیل تفکرات دو فیلسوف یونانی یعنی طالس و فیثاغورس بود. اخترشناسان یونان به پژوهش ها و رصدهای خود صورت ریاضی و هندسی دادند. این، کاری بود که در تمدن ها پیشتر مانند بابل تا این حد انجام نشده بود. افلاطون (428 – 347 ق.م) استدلال می کرد که کامل ترین شکل هندسی، دایره است. بنابراین، هر حرکتی در عالم، دایره ای و یا ترکیبی از دایره است. پس از آن، اخترشناسان، همه حرکت های اجرام آسمانی را بر اساس قانون “حرکت دایره ای یکنواخت” تحلیل کردند.

امروزه می دانیم که حرکت ظاهری ستاره ها و سیارات در آسمان در مدت یک شبانه روز، ناشی از حرکت وضعی زمین است. اما منجمان آن روزگار، تصور می کردند که زمین ثابت است و اجرام آسمانی به دور زمین می گردند. مخالفان حرکت زمین می گفتند: “اگر زمین می چرخد، چرا اشیا به طور قائم سقوط می کنند؟ چرا بر اثر چرخش زمین، گردبادهای مداوم وجود ندارد؟”

آگاهی نداشتن از برخی قوانین فیزیک، چنین پرسش هایی را ایجاد می کرد. فیثاغورس نخستین کسی بود که زمین را کروی دانست. او اعتقاد داشت که ستاره ها، خورشید، ماه و پنج سیاره (شناخته شده در آن روزگار) همگی بر کره ای قرار دارند که آن ها را حمل می کند. اقلیدوس سیندوسی (409 – 356 ق.م) که شاگرد افلاطون بود، نظر فیثاغورس را گسترش داد. او عقیده داشت که ستاره ها روی کره ای ثابت و سیارات، خورشید و ماه روی کره های متحدالمرکز حمل می شوند. او برای هر حرکت، مانند گردش روزانه، حرکت سالانه ستاره ها و … یک کره جداگانه در نظر می گرفت.

ارسطو (384 – 322 ق.م) نیز یکی از مشهورترین فیلسوفان یونان باستان بود که اخترشناسان برای دو هزار سال، مدل عالم را بر مبنای نظریاتش پذیرفتند. او عقیده داشت که عالم به دو بخش تقسیم می شود:

یکی، زمین که تغییر پذیر است؛ و دیگری، آسمان که ثابتت و تغییر ناپذیر است. ارسطو زمین را در مرکز عالم قرار داد. به همین دلیل مدل او را زمین مرکزی می نامند. او تعداد کره هایی را که اقلیدوس پیشنهاد کرده بود، به 56 رساند. این فرض را هم مطرح کرد که ممکن است حرکت روزانه ظاهری آسمان به دلیل گردش زمین به دور خودش باشد؛ اما به دلیل نامعلومی او این فرض را رد کرد. ارسطو با دو دلیل مهم اثبات کرد که شکل زمین کروی است؛ اول این که در هنگام ماه گرفتگی، شکل سایه زمین که روی ماه می افتد، دایره است و جسم کروی، سایه ای دایره ای ایجاد می کند.

دومین استدلال این بود که اگر شخصی بر سطح زمین از شمال به جنوب یا برعکس حرکت کند، در افق دید او ستاره هایی ناپدید و ستاره های جدیدی پدیدار می شوند. تنها توجیه این مساله این است که شخص باید در سطح کروی حرکت کرده باشد.

حدود یک قرن پس از ارسطو در اسکندریه، اخترشناس معروفی به نام اَریستارخوس ساموسی (310 – 230 ق.م) زندگی می کرد. او عقیده داشت که خورشید و ستاره ها ثابت اند و خورشید در مرکز کره آسمان قرار دارد. اریستارخوس، زمین را کره ای می دانست که به دور خودش و به دور خورشید می گردد. احتمالا او نخستین کسی بوده که فرضیه خورشید مرکزی را مطرح کرده است. اما بیشتر نوشته های او از بین رفته است. اریستارخوس فاصله ماه و خورشید را نسبت به قطر زمین اندازه گرفت؛ اما به دلیل فرض های نامناسب نتیجه محاسبات او دور از واقعیت است.

اخترشناسان یونانی بعدی، فرضیه خورشید مرکزی را رد کردند؛ چون استدلال می کردند که اگر زمین به دور خورشید بگردد، در زمان های مختلف سال به دلیل پدیده اختلاف منظر (یکی از مهم ترین و دقیق ترین روش های اندازه گیر فاصله ستاره ها تا زمین)، موقعیت ستاره ها در آسمان باید جابه جا شود. البته امروزه می دانیم که فاصله ستاره ها از ما بسیار زیاد است. از این رو، زاویه اختلاف منظر حتی برای نزدیک ترین ستاره ها نیز بسیار بسیار کوچک است. در نتیجه، اندازه گیری آن با ابزارهای اخترشناسان یونان در آن زمان ممکن نبود.

اِراتوستن (270 – 196 ق.م) در اسکندریه، رئیس کتابخانه بود. شهرت او به این دلیل است که با روش هوشمندانه ای محیط زمین را محاسبه کرد.

یکی از برزگ ترین اخترشناسان پیش از میلاد، اَبَرخُس (190 – 120 ق.م) بوده است. کارهای او بسیار چشمگیر و جالب توجه بوده است. ابرخس، رصدخانه ای در جزیره رُدِز ساخت و فهرستی از مشخصات و موقعیت 850 ستاره تهیه کرد. او ستاره ها را بر اساس درخشندگی ظاهری شان در شش گروه یا قدر رده بندی کرد. امروزه مقیاس قدر ظاهری او با تغییراتی همچنان کاربرد دارد (وقتی به ستاره های می نگریم، بازرترین تفاوت آن ها را اختلاف درخشندگی ظاهرشان می بینیم. درخشندگی ظاهری ستاره ها را برای ناظر زمینی قدر ظاهری می گویند). شاید جالب توجه ترین کشف او، توجه به تغییر مکان قطب شمال آسمانی باشد. ابرخس با بررسی رصدهایی که در خلال یک قرن و نیم پیش از او انجام شده بود، دریافت که محور گردش زمین می گردد و جهت فضایی آن تغییر می کند. امروزه این را حرکت تقدیمی می نامند. یک دور گردش فضایی محور زمین 26 هزار سال طول می کشد. ابرخس، اسطرلاب را اختراع یا تکمیل کرد (شکل زیر. با اسطرلاب می توان ارتفاع ستاره ها، ماه و خورشید را تعیین کرد. همچنین اسطرلاب، نمودارها و صفحه هایی دارد که تعیین مکان ستاره ها نسبت به افق، تعیین مکان خورشید و ماه و سیارات را نسبت به ستاره های ثابت و تعیین زمان را ممکن می کند. اخترشناسان قدیم با استفاده از اسطرلاب، زمان طلوع و غروب ستاره ها، خورشید و ماه و سیارات را تعیین می کردند. از اسطرلاب در اندازه گیری های زمینی هم می توان استفاده کرد. مثلا می توان فواصل اجسام، ارتفاع کوه و عمق چاه را اندازه گرفت). این ابزار تا قرن ها پس از او، مهم ترین ابزار اخترشناسان در تمدن ها گوناگون بود.

آخرین اخترشناس و ریاضیدان دوران باستان، بطلمیوس نام دارد. زمان و مکان تولد او مشخص نیست. اما او در حدود سال 140 میلادی در اسکندریه زندگی می کرده است. بطلمیوس به مدل ارسطویی عالم صورت ریاضی داد و مدل زمین مرکزی ارسطو را کامل کرد. همان طور که گفتیم، اخترشناسان یونان اعتقاد داشتند که اجرام آسمانی در مسیرهای دایره ای یکنواخت به دور زمین می گردند؛ اما با فرض مسیرهای دایره ای ساده، حرکت های بازگشتی (رجوعی) سیارات قابل توجیه نبود. بطلمیوس برای توجیه حرکت بازگشتی سیارات، حرکت آن ها را در دو مسیر دایره ای توضیح داد. او حرکت سیارات را به این شکل نشان داد که آن ها روی یک دایره ران (فلک تدویر) به طور یکنواخت روی دایره ای بزرگ تر به نام فلک حامل دور می زنند. البته در مدل او، زمین کمی دورتر از مرکز قرار داشت. بطلمیوس بر اساس این طرح، حرکت سیارات را با دقت مناسبی محاسبه کرد.

حدود سال 140 میلادی بطلمیوس نتیجه کارهای خود و دیگر اخترشناسان یونان را در کتابی به نام “مَجِسطی” عرضه کرد. البته نام اصل این کتاب چیز دیگری بود؛ اما بعدها اخترشناسان مسلمان، این کتاب را “مجسطی” نامیدند که امروزه نیز به همین نام است. کتاب مجسطی تا حدود 1500 سال بعد معتبرترین کتاب اخترشناسی و مدل زمین مرکزی بطلمیوس هم معتبرترین نظر درباره توجیه حرکت سیارات به حساب می آمد.

مدرسه اسکندریه تا پنج قرن بعد نیز پابرجا بود. اما پس از بطلمیوس، پیشرفت نجوم عملا در یونان متوقف شد.

.

تمدن اسلام

تا حدود هزار سال بعد هم نجوم در میان اخترشناسان مسلمان رواج داشت و در واقع نجوم عمدتاً از یونان به کشورهای اسلامی انتقال یافت. بسیاری از کتاب های اخترشناسی از یونانی به عربی ترجمه شدند؛ از جمله “مجسطی” که مهم ترین کتاب نجومی در میان اخترشناسان مسلمان به شمار می رفت. یکی از دلایل گرایش مسلمانان به نجوم، نزدیکی کانون نجوم یونان به سرزمین های اسلامی بود. دیگر این که بسیاری از فریضه های دینی اسلام با پدیده های نجوی ارتباط دارد. همان طور که می دانید، ادای فریضه نماز، با پدیده های نجومی مانند طلوع و غروب خورشید، سپیده صبح و … ارتباط دارد.

منجمان مسلمان برای تعیین جهت قبله و محاسبه زمان دقیق نمازها، به مثلثات کروی نیاز داشتند. البته مثلثات کروی در دیگر محاسبات نجومی نیز کاربرد داشته است و دارد. بطلمیوس برای محاسبات مربوط به مثلثات کروی از شیوه نادقیقی استفاده می کرد. به نظر می رسد که از شش رابطه جدید مثلثاتی (یعنی سینوس، کسینوس، تانژانت، کتانژانت، سکانت و کسکانت)، پنج مورد از آن ها در ریاضیات و نجوم دوره اسلامی ریشه دارند و فقط سینوس خاستگاه هندی دارد.

ابوریحان بیرونی منجم مشهور ایرانی در قرن چهارم هجری برای نخستین بار مثلثات کروی را به صورت علمی مستقل ارائه داد.

در تقویم مسلمانان، آغاز ماه های قمری به رویت هلال در آغاز هر ماه بستگی دارد. البته در مورد پدیده هایی مانند طلوع و غروب، روش های محاسباتی منجمان یونان در دسترس مسلمانان بود، اما در مورد رویت هلال، در نجوم یونان کاری انجام نشده بود. منجمان مسلمان با رصدهایی به ضابطه های گوناگونی در زمینه رویت هلال دست یافتند.

یکی از مهم ترین کارهای منجمان مسلمان، نامگذاری ستاره ها بود. بسیاری از نام های امروزی ستاره های نیز مستقیما عربی است، و یا به نوعی تغییر شکل یافته از عربی، همچنان کاربرد دارند. این نام ها در کتاب “صورالکواکب” از عبدارحمن صوفی، منجم بزرگ ایرانی قرن چهارم هجری قمری آمده است. او در این کتاب، موقعیت ستاره ها را مشخص کرده و از صورت های فلکی نقاشی هایی کشیده است (شکل زیر).

از دیدگاه کلی، منجمان مسلمان بیشتر پیرو منجمان یونان بودند. آن ها فرضیه زمین مرکزی بطلمیوس را پذیرفتند؛ اما با گذشت زمان و طی قرن ها، خطاهای مدل بطلمیوسی در پیش بینی موقعیت سیارات جمع و زیاد شد. آن ها کوشش می کردند با تغییراتی، مدل بطلمیوس را برای عصر خود تصحیح کنند. به این ترتیب، نقدها و مدل های جدیدی از هیات بطلمیوسی عرضه شدند که البته همه آن ها، زمین مرکزی بودند.

منجمان مسلمان نتیجه رصدهای نجومی را که انجام می دادند، در جدول هایی وارد می کردند. آن ها مجموع این جدول های و روش های محاسباتی را در کتاب هایی به نام “زیج” جمع آوری می کردند. برخی از مهم ترین زیج های دوره اسلامی عبارتند از: “زیج صابی” ازبتانی حدود 290 هجری قمری (ه.ق)، “زیج جامع کوشیار” از کوشیار گیلانی حدود 390 ه.ق، “زیج ایلخانی” از خواجه نصیرالدین طوسی حدود 640 ه.ق، “زیج خاقانی” از غیاث الدین جمشید کاشاین حدود 820 ه.ق و “زیج الغ بیک” حدود 840 ه.ق.

.

انقلاب کپرنیک در اخترشناسی

نیکولاس کوپرنیک، اخترشناس لهستانی در قرن شانزدهم، تحولی بنیادی در اخترشناسی پدید آورد. فرضیه زمین مرکزی از بطلمیوس برای حدود 1500 سال تنها نظر معتبر درباره توصیف عالم بود و کلیسا به شدت از آن دفاع می کرد. هرکس در نظرات ارسطو و بطلمیوس تردید می کرد، مورد اذیت و آزار قرار می گرفت.

کپرنیک در زمان تحصیل در کالج به اخترشناسی علاقه مند شد. در آن سال ها، او نظرات بطلمیوس را مورد تردید قرار داد و این عقیده را مطرح کرد که “خورشید در مرکز عالم قرار دارد و سیارات به دور آن می گردند”. البته او هم مانند اخترشناسان یونانی تصور می کد که “ستاره های بر کره ای ثابت و بدون حرکت قرار دارند؛ اما به دلیل حرکت وضعی زمین به نظر می رسد که به دور زمین می گردند”. بر این اساس، نظریه “خورشید مرکزی” او صحیح بود؛ اما تصور کلی او از عالم درست نبود.

کپرنیک با کلیسا ارتباط نزدیکی داشت و برای این که از آزار کلیسا در امان بماند، نظراتش را فقط به صورت دست نوشته هایی در میان دوستان نزدیکش توزیع کرده بود. او چند سال از وقت خود را برای نوشتن کتابی به نام “گردش اجرام آسمانی” صرف کرد. کپرنیک ویراستاری نهایی محاسبات ریاضی کتاب را در پایان عمر و در هنگام بیماری انجام داد. متاسفانه او صورت نهایی کتاب چاپ شده را ندید و از دنیا رفت.

کپرنیک در کتابش، نادرست بودن نظریه بطلمیوس را ثابت نکرد؛ چون در آن زمان، شواهدی برای رد آن شناخته نشده بود. نکته جالب توجه این بود که روش محاسبه کپرنیک و بطلمیوس برای موقعیت سیارات، هر دو به اندازه دو درجه خطا داشتند. تفاوت در این بود که کپرنیک، خورشید را در مرکز منظومه شمسی می دانست و عقیده داشت که سیارات در مداهایی به دور آن می گردند. کپرنیک به این نکته پی برد که اگر سیارات نزدیک تر به خورشید، سریع تر و سیارات دورتر آهسته تر به دور خورشید بگردند، می توان حرکت بازگشتی (رجوعی) سیارات دورتر از زمین (مانند مریخ) را بدون در نظر گرفتن فلک تدویر توضیح داد. در آن زمان، برتری نظریه خورشید مرکزی کپرنیک نسبت به نظریه بطلمیوس فق صورت ساده تر و زیباتر آن بود.

.

گالیله، مدافع کپرنیک

گالیلئو گالیله در سال 1564 میلادی در پیزای ایتالیا متولد شد. او در آغاز ورود به دانشگاه در رشته پزشکی تحصیل می کرد، اما علاقه واقعی او به ریاضیات، مکانیک و نجوم بود. تردیدی نیست که گالیله در ریاضیات با استعداد بوده است؛ چون چهار سال پس از رها کردن رشته پزشکی، به درجه استادی ریاضیات در دانشگاه پیزا رسید. در سال 1609 میلادی او با استفاده از چند عدسی، یک تلسکوپ ساخت؛ البته او نخستین سازنده تلسکوپ نبود؛ اما او نسختین کسی بود که با تلسکوپ به مشاهده اجرام آسمانی پرداخت. کشف هایی که او با تلسکوپ انجام داد، بسیار جالب توجه بودند و مسیر دانش اخترشناسی را تغییر داد. گالیله، ماه را رصد کرد و متوجه شد که سطح ماه، صاف و هموار نیست. او حتی ارتفاع کوه های ماه را از روی سایه آن ها محاسبه کرد. از مهم ترین کشف های گالیله با تلکسوپ، مشاهده شکل های هلالی زهره (شبیه شکل های هلالی ماه) بود. این کشف چند نتیجه داشت؛ اول این که نشان داد سیارات از خود نوری ندارند. دیگر این که براساس نظر بطلمیوس، زهره در میان زمین و خورشید قرار دارد و به دور زمین می گردد. اگر این نظر درست بود، شکل های هلالی زهره همواره نازک دیده می شدند. اما گالیله شکل های هلالی نیمه (تربیع) و نزدیک به کامل از زهره مشاهده کرد. به این ترتیب نتیجه گرفت که زهره در مسیری میان زمین و خورشید، به دور خورشید می گردد. این، یکی از شواهدی بود که پیروزی نظریه خورشید مرکزی کپرنیک را بر نظریه زمین مرکزی بطلمیوس نشان داد.

افزون بر این، گالیله با تلسکوپ، قمرهای مشتری را رصد کرد. او پس از چند شب رصد، متوجه شد که آن ها به دور مشتری می گردند. این کشف نیز اهمیت زیادی داشت. چون برخی از مخالفان نظریه کپرنیک اعتقاد داشتند که “اگر زمین به دور خورشید بگردد، ماه از زمین جدا می ماند!”. این کشف نشان داد که ممکن است در حین حرکت جسم، اجرامی نیز به دور آن بگردند.

گالیله لکه های خورشید را نیز رصد کرد و متوجه شد که آن ها در سطح خورشید پدیدار و ناپدید می شوند. او با این کشف، نظر ارسطو را مبنی بر این که اجرام آسمانی ثابت و بی تغییرند، رد کرد.

گالیله در سال 1601 میلادی کتابی را با عنوان “پیک آسمانی” منتشر کرد. او در آن کتاب، اجرامی را که با تلسکوپ مشاهده کرده بود، توصیف کرد و نشان داد که رصدهایش نظریه خورشید مرکزی کپرنیک را تایید می کنند. پس از این، کتاب دیگری را با عنوان “گفت و گویی درباره دو مجموعه اصلی جهان” منتشر کرد. این کتاب گفت و گویی میان سه دوست درباره نظریه بطلمیوس و کپرنیک بود. گالیله در سال 1633 میلادی به دلیل نظراتش از سوی دستگاه تفتیش عقاید کلیسا مورد بازجویی قرار گرفت. آن ها گالیله را مجبور کردند که خود را گناهکار بداند و عقیده اش را انکار کند. برای مجازات، گالیله را به وطنش تبعید کردند و او ده سال پایان عمرش را در آنجا گذراند.

مدت زمان میان مرگ کپرنیک و گالیله 99 سال است که آن را می توان مرحله گذر از نظریه بطلمیوس به کپرنیکی دانست. در این دوره، نجوم جدید پایه گذاری شد.

.

تیکو براهه

سه سال پس از انتشار کتاب کپرنیک، اخترشناس مشهور دانمارکی به نام تیکو بِراهِه (1546 – 1601 میلادی) به دنیا آمد. تیکو رصدگر دقیقی بود. او پی برد که موقعیت های واقعی سیارات با موقعیت های محاسبه شده آن ها در جدول ها، بسیار متفاوت است و برای نظریه پردازی درباره حرکات سیارات، به رصدهای طولانی تر و دقیق تر نیاز است. فردریک دوم، پادشاه دانمارک از تیکو حمایت کرد و او توانست رصدخانه بزرگی را در جزیره هاوِن بنا کند. تیکو 20 سال در این جزیره به رصد پرداخت. مشاهدات رصدی او تا ده بار دقیق تر از رصدهای پیشین بود. او نظریه خورشید مرکزی کپرنیک را رد کرد و عقیده داشت که سیارات به دور خورشید می گردند؛ اما خورشید به همراه سیارات و ماه، همگی به دور زمین می گردند. البته محاسبات موقعیت سیارات در روش تیکو و کپرنیک شبیه به هم است.

.

یوهانس کپلر

یوهانس کپلر (1571 – 1630 میلادی) در آلمان متولد شد. کپلر با گالیله هم عصر بود و با وی مکاتباتی هم داشت. کپلر از طرفداران نظریه کپرنیک بود. او یک سال پیش از مرگ تیکو به صورت دستیار با او همکاری می کرد. پس از مرگ تیکو در سال 1601 میلادی، او جانشین تیکو شد و در طول 25 سال بعد، مشاهدات تیکو را تحلیل کرد. بررسی ویژه او درباره مریخ بود. چون تیکو قبلا رصدهای زیادی در این باره انجام داده بود، کپلر به مدت یک دهه کوشش کرد که حرکت این سیاره را با مدارهای دایره توجیه کند، اما نتیجه نگرفت. سرانجام متوجه شد که با مدارهای بیضی شکل می توان حرکت مریخ (و دیگر سیارات) را به خوبی توصیف کرد. کپلر با تحلیل رصدهای تیکو، سه قانون مهم را درباره حرکت سیارات کشف کرد.

در سال 1628 میلادی جدول های نجومی که نتیجه رصدهای تیکو و تحلیل های بعدی کپلر بود، منتشر شدند. این جدول ها را به احترام امپراتور رادولف، “جدول های رادولفی” نامیدند. جدول های رادولفی بر مبنای نظریه خورشید مرکزی کپرنیک و طرح مدارهای سیاره ای بیضی شکل کپلر تهیه شدند. کپلر با استفاده از این جدول ها توانست عبور سیارات عطارد و زهره را از مقابل قرص خورشید در سال 1631 میلادی پیش بینی کند.

.

ایزاک نیوتون

ایزاک نیوتون (1643 – 1727 میلادی) حدود یک سال پس از مرگ گالیله در انگلستان متولد شد. او در سال 1665 میلادی از کالج ترینیتی کمبریج درجه لیسانس علوم انسانی را اخد کرد. در سال 1665 بیماری طاعون در لندن فراگیر شد و به همین دلیل نیوتون به شهر زادگاهش بازگشت و در خلال چند سال درباره ریاضیات، نور و مکانیک مطالعه و پژوهش کرد؛ اما او نتایج کارهایش را منتشر نکرد. اخترشناس معرف، ادموند هالی از کسانی بود که نیوتون را تشویق کرد تا نتایج تحقیقاتش را منتشر کند.

نیوتون در سال 1687 میلادی کتابی به نام “فلسفه طبیعی اصول ریاضیات” منتشر کرد. او در این کتبا برای نخستین بار نشان داد که برخی از قوانین اساسی حرکت، جهانی هستند. نیوتون سه قانون را درباره حرکت به شرح زیر مطرح کرد:

1. اگر نیرویی از خارج وارد نشود، اندازه حرکت یک دستگاه ثابت می ماند.

2. اگر نیرویی بر جسمی وارد شود، جسم در جهت نیرو شتاب می گیرد و اندازه حرکت آن جسم به نسبتی تغییر می کند که از نظر عددی با آن نیرو برابر است.

3. نیروها همیشه متقابل هستند. بنابراین اگر نیرویی بر جسم وارد شود، آن جسم با نیرویی مساوی و مخالف با آن نیرو واکنش نشان می دهد.

نیوتون ثابت کرد که سه قانون کپلر، روابطی هستند که آن ها را براساس قانون گرانش می توان تعریف کرد. او صورت کاملتری از قانون سوم کپلر مطرح کرد. کار جالب نیوتون در زمینه نورشناسی، اختراع تلسکوپ بازتابی (آینه ای) در سال 1668 میلادی بود. امروزه، بزرگ ترین تلسکوپ های جهان از گونه بازتابی هستند. نیوتون را می توان پایه گذار فیزیک جدید دانست و او بود که کاربردهای این علم را در اخترشناسی نشان داد.

.

.

منبع: کتاب شناخت مبانی نجوم

عصر تکنولوژی، تکرا