پیدایش علم ستاره شناسی

پیدایش علم ستاره شناسی

ستاره شناسی را کهن ترین دانش نامیده اند و به درستی هم همین طور است. از آغاز ظهور تمدن، انسان‌ها‌ در تلاش بوده اند تا معنایی برای حرکت پیچیده اجرام آسمانی بیابند و از علت این گردش‌ها و جا به جایی‌ها آگاه شوند. تعداد بی شمار بناهای باستانی و آثار هنری باقی مانده از زمان‌های دور هم نمایان گر شیفتگی و کنجکاوی فطری بشر به دنیای معلقی است که در بالای سر خود نظاره می‌کند.
ستاره شناسی در بابل ـ یادمان دوران پیش از تاریخ «استون هنج» (Stonehenge) در کشور انگلستان و اهرام ثلاثه در مصر که هر دو متعلق به حدود ۲۵۰۰ سال پیش از میلاد هستند. این بناها بیان گر تنظیمات زمانی و معیارهایی هستند که از لحاظ ستاره شناسی اهمیت بسیار زیادی دارند، چرا که بر اساس دانسته‌های انسان‌ها از آسمان، سیارات و ستارگان به ثبت رسیده‌اند.
‌ولی باید گفت که محل تولد دانش ستاره شناسی در اصل، خاور میانه است.
دو لوح گلی پخته شده که بابلی‌ها در حدود ۷۰۰ سال پیش از میلاد مسیح در عراق کنونی از خود به یادگار گذاشته اند، اطلاعاتی درباره حرکت ستارگان و سیاره‌ها را به طور خلاصه شرح می دهند. فهرست ستارگان و صورت‌های فلکی که بابلی‌ها کشف کردند خود سند روشنی از پیشینه طولانی مدت رصد آسمان در آن زمان است. برخی صورت‌های فلکی مانند شیر و کژدم به واقع بدون هیچ تغییری به زمان ما رسیده اند.
‌بابلی‌ها پیشکش دیگری نیز به دانش ستاره شناسی هدیه کردند: آن‌ها با اندازه گیری طول یک سال که تقریباً ۳۶۰ روز بود دایره آسمان را به ۳۶۰ درجه تقسیم بندی و هر درجه را نیز به ۶۰ بخش تفکیک کردند. بدین ترتیب آن‌ها ۲۴ ساعت شبانه روز را تعیین کردند که برای هر ساعت ۶۰ جزء قائل شدند.
نگرش یونانی‌ها به اجرام آسمانی ـ دانش ستاره شناسی بابلی‌ها در حدود ۵۰۰ سال پیش از میلاد مسیح به یونان انتشار پیدا کرد. بر خلاف بابلی‌ها که اساساً در تلاش برای استنباط نشانه‌های اجرام آسمانی و پیشگویی بودند (آن چه که ما به آن طالع‌بینی
می‌گوییم)، یونانی‌ها در جستجوی درک کردن اصول فیزیکی بودند که جهان بر پایه آن‌ها استوار است. بنابراین جدایی علم از خرافه از همان جا آغاز شد. «اودوکسوس»، ستاره شناس یونانی قرن چهارم پیش از میلاد نقشه ای از ۲۷ گوی کریستالی که در هم پیچیده اند ترسیم کرد.
هر کدام از آن‌ها روی محور متفاوت و با سرعت متفاوتی از یکدیگر می چرخیدند. این محورها در واقع اجرام آسمانی را که در اطراف زمین کروی شکل در چرخش بودند نگه می داشتند. بعدها، یونانی‌ها این سیستم را تغییر دادند، ولی اصول چرخش‌های کامل مدور و جهانی که زمین مرکز آن بود ( geocentric) تا قرن ۱۷ میلادی هم چنان در تفکرات ستاره شناختی پابرجا ماندند.
بزرگ ترین ستاره شناس رصدگر یونان «هیپارخوس» (Hipparchus) بود که نخستین کاتالوگ دقیق ستاره‌های قابل مشاهده با چشم
غیر‌مسلح را در قرن دوم پیش از میلاد گردآوری کرد. او علاوه بر اندازه گیری محل قرارگیری ستارگان، آن‌ها را از لحاظ میزان درخشندگی به شش گروه طبقه بندی کرد. او با این کار تعیین قدر ظاهری ستارگان را که اکنون به کار می بریم پایه ریزی کرد.
در قرن دوم پس از میلاد، «بطلمیوس» خلاصه‌ای
‌از دانش ستاره شناسی در یونان را در اثری که معمولاً با نام «المجسطی» (Almagest)شناخته می‌شود و به معنانی «بزرگ ترین» است ارائه داد. شارحان عرب بعدی این نام را برای متمایز ساختن این اثر از آثار کم اهمیت تر برای آن انتخاب کردند. این کتاب شامل نسخه به روز شده کاتالوگ هیپارخوس بود که بطلمیوس تعداد ستارگان آن را از ۸۵۰ ستاره به ۱۰۰۰ ستاره افزایش داد و ۴۸ صورت فلکی در آن تنظیم کرد که این همان پایه سیستم صورت‌های فلکی امروزی است.
بطلمیوس همچنین مدل جدیدی برای حرکات اجرام آسمانی عرضه کرد که به آن «مدل زمین مرکزی بطلمیوسی» گفته می شود. طبق این مدل، محور بنیادی هر جرم آسمانی شامل یک دایره بزرگ بود که نقطه مرکزی جا به جایی آن از زمین آغاز می شد. هر جرم آسمانی با حرکت خود در امتداد دایره بزرگ، اثری از یک دایره کوچک تر که به آن «فلک تدویر» (epicycle)می گویند به جا می گذاشت.
ستاره شناسی در ایران ـ پس از سقوط تمدن‌های یونانی و رومی، مرکز مطالعات ستاره شناختی به سوی شرق، یعنی به بغداد کشیده شد. در این شهر اثر بطلمیوس به عربی ترجمه شد. کمی پیش از سال ۱۰۰۰ پس از میلاد، یک ستاره شناس ایرانی به نام «عبدالرحمن صوفی» نسخه اصلاح شده کاتالوگ ستاره‌های بطلمیوس را با نام «کتاب ستارگان ثابت» (صور الکواکب الثابته) تألیف کرد. لازم به ذکر است که صوفی در شهر ری به دنیا آمد و در شیراز در گذشت. اگر چه او در ایران زندگی می کرد اما ناچار بود کتاب خود را به زبان عربی بنویسد، چون در آن زمان برای حفظ هر اثر علمی باید آن را به زبان عربی می نوشتند. این کتاب بعدها توسط «خواجه نصیرالدین طوسی» (سازنده رصدخانه مراغه در
۷۵۰ سال پیش) به فارسی ترجمه شد.
«کارلو الفونسو نالینو» شرق شناس و پژوهشگر ایتالیایی در کتاب «تاریخ نجوم اسلامی» عنوان کرده است که منظور از اعراب تمامی کسانی هستند که در سرزمین‌های اسلامی به زبان عربی کتاب می نوشتند و صحبت می کردند. بنابراین طبق این تعریف عرب‌ها، ایرانی‌ها، اندلسی‌ها (بخشی از اسپانیا) چه مسلمان بودند و چه مسیحی همگی عرب و عربی زبان به شمار می آمدند.
کتاب صوفی علاوه بر کاتالوگ ستارگان، شامل طرح‌های ترسیم شده ای از هر صورت فلکی بود. این اثر که به طور وسیعی به همراه تصاویر متنوع انتشار مجدد یافت، به یکی از معروف ترین کتاب‌های عربی در زمینه ستاره شناسی تبدیل شد.

«نیکلاس کوپرنیک» (۱۵۴۳-۱۴۷۳)، کشیش و ستاره شناس لهستانی در قرن ۱۶ میلادی ستاره شناسی اروپایی را که دوران رکود خود را سپری می‌کرد دوباره احیا کرد. او تئوری مرکزیت خورشید را که یک فیلسوف و ریاضی دان یونانی به نام «آریستارخوس» در قرن سوم پیش از میلاد ارائه کرده بود را دوباره رواج داد. آریستارخوس نخستین دانشمند شناخته شده ای است که به قرارگیری خورشید در مرکز و گردش زمین و سیاره‌های دیگر به دور آن اعتقاد داشت. این مدل به خوبی توجیه می‌کرد که چرا سیاره‌های عطارد و ناهید هرگز از نزدیک خورشید منحرف نمی‌شدند، چون مدارهایشان به خورشید نزدیک تر از مدار زمین بود. این الگو همچنین روشن می‌کرد که چرا سیاره‌های مریخ، مشتری و زحل هر از چند گاهی در حرکت خود عقب می‌ماندند یا حلقه‌های پس رونده ای در آسمان ایجاد می‌کردند. علت این بود که زمین در مدار کوچک تر و سریع تر خود از آن‌ها سبقت می‌گرفت.
کوپرنیک تئوری خود از جهان را در همان سالی که در گذشت، یعنی سال ۱۵۴۳ در کتابی تحت عنوان «درباره گردش افلاک آسمانی» منتشر کرد. او در این کتاب استدلال کرد که زمین مرکز جهان نیست، در صورتی که از زمان یونان باستان تا زمان او چنین تصور می‌شد. او بیان کرد که این خورشید است که در مرکز قرار دارد و زمین سیاره ای است که به دور آن در گردش است. تئوری او یک اشکال عمده داشت؛ هنوز هم عنوان می‌کرد که مدارهای سیاره‌ها مجموعه ای از «دوایر و افلاک تدویر» (epicycles)هستند. کتاب کوپرنیک علی رغم اهمیتی که در تاریخ اندیشه‌های بشری داشت، تعداد کمی‌از آن به فروش رسید، به طوری که عبارت “کتابی که هیچ کس نخواند” را به آن لقب دادند.
«تیکو براهه»، ستاره شناس دانمارکی (۱۶۰۱-۱۵۴۶) به این مطلب پی برد که برای مقابله با قضاوت‌های‌ نادرستی که درباره تئوری‌های مربوط به حرکت‌های‌ سیاره ای اظهار می‌شدند، می‌بایستی رصدهای دقیق تر و تازه تری انجام می‌شد. او بین سال‌های ۱۵۷۶ و ۱۵۸۶ دو رصدخانه به نام‌های Uraniborgو Stjerneborgدر جزیره Hvenدایر کرد که بین دانمارک و سوئد واقع شده بود. او در این رصدخانه‌ها مشاهداتی دقیق و متمرکز از حرکت سیاره‌ها انجام داد. تیکو هرگز نمی‌توانست خود را در قبول نظریه «خوشید محوری» قانع کند. در عوض، او بر نظریه مبتکرانه خود مبنی بر این که زمین در مرکز بدون حرکت قرار دارد و ماه و خورشید به دور آن می‌چرخند، در حالی که دیگر سیاره‌ها به دور خورشیدی که خود در گردش است می‌گردند اصرار می‌ورزید. تیکو براهه رصدخانه اش را مجهز به ابزار ارتقاء یافته ای کرد که قادر بودند موقعیت سیاره‌ها و ستارگان را با دقتی ده برابر نسبت به گذشته محاسبه کنند.
قوانین حرکت سیاره ای ـتیکو مشاهدات خود را برای دستیارش، «یوهانس کپلر» (۱۶۳۰-۱۵۷۱) که یک ریاضی دان موفق آلمانی بود به ارث گذاشت. کپلر پس از این که سال‌های طولانی عمر خود را سخت به محاسبات دقیق و مطالعه پرداخت، کشف کرد که حق با کوپرنیک بود و در حقیقت این سیاره‌ها هستند که به دور خورشید می‌چرخند، ولی این گردش به صورت ترکیبی پیچیده از دایره‌ها و فلک‌های تدویر نیست. به عقیده او مدارهای سیاره ای بیضی شکل هستند و دوره گردش هر سیاره از لحاظ ریاضیاتی با فاصله متوسط آن از خورشید ارتباط دارد.
کشفیات گالیله
در حین این که کپلر مشغول پایه ریزی درک تازه ای از کیهان بود، انقلاب دیگری در رصدهای ستاره شناسی در حال رخ دادن بود. با نشانه گرفتن نخستین تلسکوپ‌ها به سوی آسمان بیکران، شگفتی‌های غیر قابل تصوری در مقابل چشمان دانشمندان آن زمان جلوه گر می‌شدند. بزرگ ترین پیشگام در ستاره شناسی تلسکوپی، دانشمند و مخترع مشهور ایتالیایی «گالیلئو گالیله» (۱۶۴۲-۱۵۶۴) بود. گالیله به هر سوی آسمان که نگاه می‌کرد ستاره‌های کم نور بی شماری را می‌دید که با چشم غیر مسلح دیده نمی‌شدند. کهکشان راه شیری به طور خاص از درون تلسکوپ، ظاهر توده ای از ستاره‌های کم نور را داشت. در حالی که می‌شد سیاره‌ها را تا مشاهده دیسک آن‌ها بزرگ نمایی کرد، از ستاره‌ها به جز نقطه‌هایی نورانی چیز بیشتری دیده نمی‌شد. این خود مؤید این حقیقت بود که جهان بسیار گسترده تر از آن چه تصور می‌شد بود. گالیله مشاهده کرد که سطح ماه نه فقط گویی صیقلی و صاف نیست، بلکه کوه‌ها و دهانه‌های برخوردی بسیاری آن را خراش داده اند. قابل توجه تر از همه این بود که چهار ماه یا قمر به دور سیاره مشتری در گردش بودند که امروزه به آن‌ها «قمرهای گالیله ای» گفته می‌شود. او همچنین کشف کرد که سیاره ناهید دارای فازهایی است و این ثابت می‌کرد که به دور خورشید می‌چرخد. علاوه بر این، حلقه‌های زحل را هم به طور آنی می‌دید، ولی نمی‌دانست که چه هستند. این نگاه تازه به آسمان‌ها نظریه قدیمی‌مرکزیت زمین را برای همیشه برکنار و منسوخ کرد. ولی هنوز یک مشکل اساسی تر باقی بود: چه نیرویی سبب گردش سیاره‌ها به دور خورشید می‌شد؟
آزمایش‌های گالیله به پایه ریزی علم فیزیک مدرن کمک کردند. او اشیایی با وزن‌های مختلف را از بالای یک برج بلند به پایین می‌انداخت که همان برج کج مشهور پیزا بود و به این نتیجه رسید که همه آن‌ها در یک زمان مشخص به زمین برخورد می‌کنند. این در حالی است که دانشمندان یونانی از جمله ارسطو به شاگردان خود می‌گفتند که اشیاء سنگین، پس از سقوط سریع تر به زمین می‌رسند. درباره کشفیات گالیله مطلب دیگر این است که او به این نتیجه رسید که سرعت یک شی ء در حال سقوط در هر ۸/۹ متر از سقوط دو برابر می‌شود. این عدد ثابتی است که بعدها با نام «شتاب ناشی از جاذبه» شناخته شد.
کلیسای کاتولیک روم در سال ۱۶۳۳ گالیله را به دلیل این که اعلام کرده بود زمین به دور خورشید می‌چرخد محکوم کرد. به دنبال این محکومیت، او مابقی عمر خود را در حبس خانگی به سر برد.
نیوتن و جاذبه
نیم قرن بعد، یک دانشمند انگلیسی به نام «ایزاک نیوتن» (۱۷۲۷-۱۶۴۲) با مشاهده سیبی که از درختی در باغش واقع در «لینکلن شر» در حال افتادن بود به نیروی جاذبه اندیشید. او متوجه شد که همان نیرویی که سبب افتادن سیب روی زمین می‌شد باید همان عاملی باشد که ماه را در مدارش به دور زمین نگه می‌دارد. نیوتن با درک این مطلب قانون جاذبه خود را استنباط کرد و آن را در سال ۱۶۸۷ در کتاب «مبادی ریاضی فلسفة طبیعی» ( Mathematical Principles of Natural Philosophy ) منتشر کرد. طبق قانون نیوتن، کشش ناشی از جاذبه در یک شی ء بستگی به جرم آن، یعنی مقدار ماده ای که از آن تشکیل شده است دارد. به دلیل وجود جاذبه، جسمی‌که در نزدیک زمین قرار می‌گیرد، به سمت سطح این سیاره سقوط می‌کند. جسمی‌که در سطح زمین است نیز نیرویی به سمت پایین را به دلیل وجود جاذبه تجربه می‌کند. این قانون همچنین برای نخستین بار توضیح می‌دهد که چرا سیاره‌ها به دور خورشید می‌چرخند و چرا ماه سبب بالا آمدن امواج در اقیانوس‌ها می‌شود.«ادموند‌هالی»، ستاره شناس، فیزیک دان و ریاضی دان انگلیسی (۱۷۴۲-۱۶۵۶) با استفاده از تئوری جاذبه نیوتن چنین برآورد کرد که ستاره‌های دنباله دار در مدارهای به شدت بیضی شکل به دور خورشید در حرکت هستند. او پس از این که قانع شد ستاره‌های دنباله داری که در سال‌های ۱۵۳۱، ۱۶۰۷ و ۱۶۸۲ مشاهده شده بودند در واقع یک ستاره بودند و پیش‌بینی کرد که این ستاره دنباله دار حدوداً در سال ۱۷۵۸ دوباره برمی‌گردد. هنگامی‌که طبق پیش بینی‌هالی، این ستاره ۱۶ سال بعد از مرگ او دوباره ظاهر شد، آن را به نام این دانشمند «ستاره دنباله دار‌هالی» نام گذاری کردند.
هالی به درستی محاسبه کرد که یک بار گردش بیضی شکل ستاره دنباله دار حدود ۷۶ سال طول می‌کشد. سند تأیید این ادعا، پرده نقش داری است که از قرن یازدهم میلادی به جا مانده است و تاریخ ظاهر شدن این ستاره را در سال ۱۰۶۶ ثبت کرده است، اندکی پیش از این که «شاه‌هارولد» انگلستان در «نبرد هیستینگز» شکست خورد.
*رزیتا ابراهیمی اطلاعات شماره ۲۶۹۱۵

تمام حقوق این سایت برای © 2022 آئین فرزانگی. محفوظ است.
پشتيباني توسط سايت آئین فرزانگی