علم نجوم در قرون اولیه 
   علم نجوم چین 
   علم نجوم هند 
   علم نجوم عرب 

علم نجوم از رنسانس تا انقلاب علمی 

علم نجوم در قرن نوزدهم 

علم نجوم در قرن بیستم

 

 

علم نجوم چین

این فکر که آسمانها همه تحت تاثیر رفتار انسان یا بلکه رفتار فرمانروایان و دستگاه اداری آنان است جزء لاینکفی از درک چینی ها از عالم به مثابه موجودی جاندار بود . خوشی یا ناخوشی یک عضو بر دیگر اعضاء اثر می گذاشت . همین به دستگاه اداری انگیزه می داد که رصدخانه های نجومی بر پا دارد و اخترشناسی رسمی برای ارصاد آسمانها و ثبت مشاهداتشان بگمارد . ولی نیاز دستگاه اداری به کمک نجومی دلیل دیگری هم داشت و آن این بود که تنظیم درست تقویم را امکانپذیر می ساخت .

 ماتئوریچی و همکارانش در حدود سال 1600 م ، اخترشناسی چینی را روی هم رفته دانشی بی مایه و بارها پست تر از اختر شناسی غربی ، گزارش دادند . اما این ناشی از چند سوء تعبیر بود گذشته از این که اصلاً توضیح موضع اجرام آسمانی در چین متفاوت از روش اخترشناسان غربی بود . ظاهراً به ذهن یسوعیان خطور نکرد که آن شیوه نیز می تواند به اندازه این روش معتبر باشد . خنده دار اینکه همان نظام غربی که به نظر ریچی تنها نظام درست بود ، مدتهاست که دور افکنده شده است اما نظام چینی مقبولیت عام یافته است . البته باید افزود نه از این رو که روش چینی به غرب صادر شد – که نشد – بلکه از این رو که در غرب نیز مستقلاً کشف شد و نشان داد که برای ارصادات دقیق به مراتب بهتر است .

 چینی ها مانند دیگر تمدنهای اولیه تقویم قمری نیز داشتند ، ولی برای تعیین فصول از تقویم شمسی استفاده می کردند . به هر حال چینی ها از تقویم شمسی – قمری کارایی ، بهره مند بودند . حرکت سیارات از خیلی زود در چین مشاهده شد ومورد توجه قرار گرفت . سیارات عطارد،زهره،مریخ،مشتری و زحل به عناصر پنجگانه منسوب شد ، ولی چینی ها برخلاف یونانیان هرگز نظریه ای پیرامون حرکت سیارات تنظیم نکردند .

 چینی ها علاوه بر ارصاد سیارات ، انواع بسیاری از پدیده های نجومی را مشاهده و ثبت کردند . مشاهدات آنان امروزه مورداستفاده فراوان اختر شناسانی است که نیاز دارند رد وقایع ادواری مانند خسوف و کسوف ، ظهور دنباله دارها یا حتی وقایع نادرتری مثل انفجار ستارگان را درگذشته بگیرند . خورشید گرفتگی از روزگاران قدیم ، درچین واجد اهمیت فراوان تلقی می شد.چینی ها لکه های سطح خورشید را مشاهده و ثبت کردند ، ولی لین کار در اروپا به علت اعتقاد به کمال اجرام آسمانی تا قرن هفدهم اجازه نگرفت . 

مثال دیگر بی معنی چینی ها در مشاهده در مقایسه با غرب مورد نواها و سوپرنواهاست . اکنون ما می دانیم که این ها ستارگانی هستند که منفجر می شوند و توده های بزرگی از گاز سوزان و درخشان تولید می کنند . ازاین رو شاید در نقطه ای ظاهر شوند که قبلاً هیچ ستاره ای رویت نگشته است و البته به این دلیل که قبلاً کم نورتر از آن بوده اند که به چشم آیند، نام آنها نوا به معنی جدید نیز ازهمین روست .

 

علم نجوم هند

در دوره ودایی هندیها که از قرن پانزدهم پیش از میلاد تا قرن یازدهم میلادی ادامه داشت ، آسمان رصد شد و عالم به سه اقلیم مجزا تقسیم گشت : زمین،فلک کواکب و بهشت . سپس هر یک از اینها دوباره تقسیم بر سه شد . مسیر خورشید احتمالاً به روش چینی ها ارصاد شد یعنی با توجه به اینکه کدام ستارگان در نیمه شب در جنوب قرار دارد و بنابراین در آسمان روبروی خورشید است. ماه نیز رصد شد و تقویم هایی براساس حرکات دوجرمی فلکی تنظیم گشت . ظاهراً دو راه برای شناساییماه تقویمی وجود داشته است ، یکی شمارش از ماه نو تا ماه نو و دیگری از ماه تمام تا ماه تمام . سیارات ظاهراً توجه زیادی برنیانگیخته اند ، اما یک نکته عجیب در مورد آنها وجود دارد . با چشم غیر مسلح ، پنج سیاره درخشان قابل رویت است . ولی هندوها تصور می کردند که دو جسم دیگر به نام های راهو و کتو وجود دارد که مسئول خورشیدگرفتگی هاست . 

اخترشناسان هند باستان گویا به خود ستارگان نیز علاقه ای نداشتند . آنان برخلاف یونانیان و چینی ها فهرست هایی از ستارگان تهیه نکردند و ظاهراً به آنها فقط به عنوان راهنمای حرکت خورشید و ماه نگریستند که البته برای تنظیم تقویم به آن احتیاج داشتند و از این رو ستارگان مورد توجه آنان آنهایی بودند که که در امتداد دایره البروج قرارداشتند . این ستارگان را آن ها به 28 ناکساتراس تقسیم کردند که هر یک 13 درجه طول داشت . با این حال به رغم این برخورد سودمندگرایانه آنها چند گروه بندی نجومی را تشخیص دادند و پاره ای اختران درخشان تر را نام نهادند . برای مثال خوشه پروین ،جوزا،دل عقرب،نسرواقع و سماک اعزل . مبادا تصور شود همه اخترشناسی باستانی هند چنین مبهم و بی دقت و همه فکر و ذکر اخترشناسان آن ها محاسبه تقویم بوده است .

 همین جا باید تاکید کرد که آنان به کاربرد روش ها و سنجش های عددی در محاسبات فلکی علاقه مند بودند . ابزارهای ارصادی مورد علاقه اخترشناسان هندو همانهایی بود که در سراسر دنیای عتیق به کار می رفت : تیغه ها ، دایره ها و نیم دایره هایی برای یافتن فاصله اجرام فلکی بالای افق و در امتداد دایره البروج ،ذات الحق و ساعت آبی . همچنین آنها از اسطرلاب و ادوات سنگی غول پیکر استفاده می کردند که بعدها از اخترشناسان مسلمان به ارث برده بودند . پس در تکنیک ساخت ادوات ارصاد ، نوابغ بزرگی نبودند . رصدخانه های زیبا و پرآوازه دهلی و جایپور با آلات سنگی که تحت نظارت جای سینگ در قرن 18 ساخته شد فی الواقع از اشتباهات تاریخی بود .

 آن ها به اندازه گیری نجومی اروپاییان که با استفاده از تلسکوپ انجام شده بود وقعی ننهادند ، حال آنکه اندازه گیری با تلسکوپ به مراتب دقیق تر از اندازه گیری با ادوات سنگی هرچند بزرگ بود .

 

علم نجوم عرب 

با تاسیس بیت الحکمه و رصدخانه هایی چند توسط مامون و با ورود متون نجومی یونان زمینه برای رشد جدی اخترشناسی اصیل اسلامی که پیوند تنگاتنگی با ترقیات مسلمانان در ریاضیات داشت آماده شد . در واقع به محض تاسیس بیت الحکمه اخترشناسان دست به کار شدند .

 یکی از مهمترین اخترشناسان قرن نهم ابوجعفرمحمدبن موسی خوارزمی بود . او مجموعه ای زیج (جدول نجومی ) از مواضع آتی سیارات و ثوابت فراهم آورد ، این جدول ها که رد اصل جدول های بطلمیوس در آن ها به چشم می خورد نخستین اثر نجومی اسلامی است که تقریباً به تمام باقی مانده است . 

یکی دیگر از نخستین اخترشناسان بغداد ، ابوالعباس فرغانی بود که او نیز درباره اسطرلاب نوشت، ولی این بار کتابی اساسی که برتر از نوشته خوارزمی است . همتای فرغانی که بیشتر کارنظریمی کرد تا مشاهده عملی ، اخترشناس و ریاضیدان دیگری بود به نام ثابت بن قره . او در بغداد علاوه بر اینکه مطلبی درباره ساعت آفتابی نوشت ، مطالعه دقیقی در حرکت ظاهری خورشید در آسمان انجام داد و همچنین حرکت ماه در برابر ستارگان را مطالعه کرد و از سوی دیگر به این نتیجه رسید که مسیر خورشید حرکتی دارد که پیش از آن ناشناخته بوده است . این حرکت هم در حرکت تقدیمی اعتدالین تاثیر داشت و هم در زاویه بین مسیر خورشید (دایره البروج)  و خط استوای فلکی . ازاین رو به نظر می رسد که دایره البروج می لرزد، به همین دلیل بود که این تاثیر لرزش نام گرفت . تازه دراواخر قرن 16 که ارصاد تازه و دقیق تری به وسیله تیکو براهه در دانمارک انجام گرفت ، کاشف به عمل آمد که لرزشی که ابن قره به دایره البروج نسبت داده بود فقط یک توهم است ...

 از میان نخستین اخترشناسان عرب ، بزرگترین آنها ابو عبدالله بتانی بود . او خسوف و کسوف و پدیده های آسمانی دیگری را رصد کرد ، اما شهرت او فی الواقع درگرو کتاب الزیج ( جدول های نجومی ) اوست . انگیزه او برای تالیف آن ، خطاها و اختلافاتی بود که در زیج های دیگر یافته بود . عربستان در قرن نهم علاوه بر اخترشناسی ناب شاهد کاری جدی در زمینه ستاره خوانی نیز بود . در واقع در همین زمان بود که بزرگ ترین عرب مبلغ آن ابو معشر بلخی در بغداد کار می کرد . ابوالمعشر به یک فلک خارجی ( نورالهی ) و هشت فلک اثیری ( آسمان ) و یک فلک تحت القمر در مرکز ( فلک نهم یا فلک خود ما ) باور داشت . اما دلبستگی اصلی ابومعشربه ستاره خوانی بود که تصور او از کیهان نیز در آن نقش داشت. او گفت که همه معارف منشا الهی دارد و هر علم محتوی اندکی وحی است ، و این که سه حوزه نفوذ- الهی ، اثیری و تحت القمری ، تحت تاثیر و عمل یکدیگرند و ستاره خوانی را علمی واقعی می سازند. او خود طالع نماهایی فراهم آورد و شهرتی فراوان یافت ، هم در روزگار خود و هم در اعصار بعد . او را "مدرس اثرات ستارگان به مسلمانان " خوانده اند .

 آخرین نماینده بزرگ مکتب نجومی و ریاضی که پس از پی ریزی بغداد در اوایل قرن نهم پدید آمده بود ، دانشمندی ایرانی بود به نام ابوالوفای بوزجانی . او که در درجه اول ریاضیدان بود با نوشتن کتاب کاملی در اخترشناسی از دیدگاه ریاضی از سنت پیروی کرد . ریاضیات او به حل مسائل نجومیش ظرافت و صراحت خاصی داده بود .

 ایرانی دیگری که بین سالهای 970 و 1000 میلادی در بغداد می زیست ابو سهل کوهی بود . او ارصاد انقلابات تابستانه و زمستانه را در شیراز انجام داد و حرکات ماه و سیارات را نیز رصد کرد . شهرت کوهی ظاهراً به دلیل مهارت وی در ارصاد بوده است ، زیرا بیشترین دقت ممکن در پایان قرن دهم در کار او به چشم می خورد . تقریباً در همین زمان بود که استفاده نبوغ آسای بطلمیوس از معدل مسیر برای توضیح حرکت نامنظم سیارات در مراحل منظم مورد تردید ابن هیثم فیزیکدان بزرگ اسلامی قرار گرفت .

 ابن هیثم معتقد بود که یک نکته مهم در حرکت سیارات از چشم بطلمیوس پوشیده مانده است ، و به زعم خود ثابت کرد که نظریه بطلمیوس در مورد حرکت ماه از لحاظ عملی نمی تواند منطبق بر واقعیت باشد . ستاره خوان دیگر دراین عصر ابوریحان بیرونی بود .توجه بیرونی بیشتر به جغرافیای نجومی بود . او از خسوف و کسوف استفاده می کرد و طول جغرافیایی نقاط زمین را به دست آورد ، یا رصدهای نجومی انجام می داد و بعد یک درجه نصف النهار را تعیی می کرد . او که می گویند مسلمانی ثابت قدم بوده است ابزاری نیز برای تعیین اوقات نماز اختراع کرد . در اسلام قرن دوازده در دمشق ریاضیدان و اختر شناسی به نام شرف الدین طوسی شکوفا شد .طوسی امروزه بیشتر به خاطر اختراع " اسطرلای خطی " به یاد می آید که وسیله ساده ای بود،مرکب از یک میل چوبی مدرج با یک شاقول ویک سیمان مضاعف. این وسیله که برای اندازه گیری زوایا به کار می رفت ، اساساً همانند خط نصف النهار روی اسطرلاب عمل می کرد . طوسی خود می گفت که حتی یک تازه کار نیز می تواند آن را در عرض نیم ساعت بسازد و استفاده از آن فوق العاده آسان است .او خود با آن ارتفاع ستارگان را اندازه می گرفت و جهت مکه و قبا را مشخص می کرد . شخصیتی اعجاب انگیزتر ابن رشد بود که در اروپای قرون وسطی به " شارح " شهرت داشت . او در مقام اخترشناسی هم رصد می کرد و هم نظر می داد و از طریق تالیفات خود تاثیری چشمگیر بر اختر شناسی به ویژه در غرب گذاشت . او با شناسایی سه نوع حرکت برای سیارات نظر خود را بر جنبه نظری متمرکز ساخت . او به حرکتی منظم و یکنواخت برای همه اجرام فلکی متحرک معتقد بود و می اندیشید فیزیک چنین اقتضاء می کند . بطروجی نیز که معاصر ابن رشد بود ارسطو باور بزرگی بود .

او تعابیر بطلمیوس برای حرکت سیارات را چیزی بیش از ساختارهای ریاضی نمی دانست و مطمئن بود نمی توانند فیزیکی باشد وگرنه با فیزیک ارسطو در تعارض قرار می گیرند.بنابراین او همان پارامترهایی را که بطلمیوس برای اجرام فلکی متحرک مطرح ساخته بود برگرفت و نظریه افلاک متحدالمرکز را به گونه ای جرح و تعدیل کرد که هم پدیده لرزش و هم همه چیزهای دیگر را پاسخگو شد . یکی از نتایج نسبتاً غیرعادی آن حرکتی مارپیچی برای ستارگان بود با این حال مقبول کسان بسیاری افتاد که ارسطو را بیش از بطلمیوس می پسندیدند . در قرون 13 و 14 دیگر از قله اخترشناسی عرب گذشته و در سراشیب آنیم که سرانجام در دهه 1440 میلادی به فرجام خود رسید . درواقع قرن 13و14 به افت میان دو موج می ماند . در هیچ یک از این دو قرن ، چهره برجسته ای در اختر شناسی عرب پدید نیامد . فقط در پایان سده 14 و نخستین نیمه سده 15 بود که فعالیت نجومی ، تنها برای مدت کوناهی از سرگرفته شد ، این بار در نزدیکی سمرقند و حول شخصیت فرمانروای بزرگی به نام الغ بیگ . الغ بیگ در سال 1420 اقدام به تاسیس موسسه ای برای تحصیلات عالی کرد که مدرسه نام گرفت و اختر شناسی را در راس دروس خود قرار داد . چهارسال بعد او یک رصدخانه ای ساخت با سدس غول آسایی که بزرگ ترین آلت نجومی در نوع خود در جهان بود .سدس برای ارصاد عبور نصف النهاری خورشید و ماه و سیاراتی به کار می رفت که تغییر مواضعشان ، همچنین طول دقیق سال و کمیت های نجومی مهمی مانند زاویه بین مسیر خورشید و استوای فلکی را رصدخانه باید ثبت می کرد . رصدخانه البته ابزارهای دیگری نیزداشت ازجمله یک ذات الحق و یک اسطرلاب . رصدخانه برای خود زیجی نیز فراهم کرد که گاهی زیج الغ بیگ نامیده می شد و گاهی زیج گورکانی ( گورکان عنوانی بود که الغ بیگ به کار می برد . ) مدیر رصدخانه الغ بیگ غیاث الدین کاشانی بود . و شاید کار او بود که باعث شد زیج گورکانی دارای جدول هایی چنان عالی گردد . رصدخانه در قرن 16 به دست متعصبان مذهبی با خاک یکسان شد و تا روزگار ما از جهانیان پنهان ماند .

 

علم نجوم از رنسانس تا انقلاب علمی 

تقریباً به یقین مهم ترین تغییری که علم در عصر رنسانس به خود دید در زمینه نظرات مربوط به عالم بود. نظری که در پایان قرن 16 بر نظرات دیگر چیره بود نشان از انقلابی داشت که در بینش ها رخ داده بود. این انقلاب نه تنها در اخترشناسی کارگر افتاده بود ، بلکه فلسفه و مذهب را نیز در وقت خود عمیقاً تکان می داد. اما این انقلاب در نیمه دوم قرن 16 رخ داد .پیش از آن اخترشناسی به کندی پالوده می شد و انسجام می یافت.ولی فکر تازه ای مطرح نبود.هر چند در قرن 15 نیکولاس نظراتی نسبتاً انقلابی مطرح ساخت. او معتقد بود که زمین حرکت دارد و لی حرکت آن ظاهری و فاقد مدار است .درعین حال نیکولاس به طور جدی مطرح ساخت که زمین ، تنها مکان مسکون در عالم نیست . استدلالهای او برای به کرسی نشاندن نظراتش فلسفی بودند و به زبان مذهب بیان می شدند ، با این حال نفوذ خود را داشتند .

 تعابیر خیالی نیکولاس طبعاً مورد پذیرش اکثریت اختر شناسان قرار نگرفت . یکی از معاصران جوان تر نیکولاس ، گیورک پوئرباخ بود . او نجوم مجسطی را پیراسته تر کرد ، جدول هایی برای خسوف و کسوف و حرکت خورشید فراهم آورد و کتابی درسی پیرلمون اخترشناسی بطلمیوس تالیف کرد . وی در کار نجومیش پیرو سنت بود . ولی تکرر کار پوئر باخ به معنی بی ارزش بودن آن نبود . نارسایی های نظریات بطلمیوس در مورد حرکت سیارات را فقط از این راه می شد تشخیص داد و رفع کرد . ولی مرگ پوئرباخ در 38 سالگی کار او را نابهنگام پایان داد و اگر به همت شاگردش مولر(رجیومونتانوس) نبود بازبینی تمام عیار هیئت بطلمیوس نیمه کاره می ماند . ورود کاردینال بساریون نماینده پاپ به وین آن دو را به مطالعه عمیق مجسطی برانگیخت زیرا بساریون کوشش داشت مولفان کهن یونان را در معرض توجه جامعه روشنفکران قرار دهد.رجیومونتانوس در رکاب بساریون ماند . هم تدریس کرد، هم برمتون نجومی کهن دیگر شرح نوشت و هم درباره پاره ای مسائل فنی محاسبه مواضع آتی سیارات قلم زد .او دنباله دار هالی را رصد کرده بود .

 نقد کار بطلمیوس در مورد ماه در چکیده بیش از پیش عیان ساخت که جایی از نظریه بطلمیوس می لنگد . از این رو نقش مهمی در هموار کردن راه برای انقلاب بزرگ قرن 16 در اختر شناسی بازی کرد ، انقلابی که پیوتندی نا گسستنی با نام کپرنیک داشت او به اختر شناسی علاقه پیدا کرد مسئله نجومی که او در کار بررسیش بود بر اساس نظریات هندسی مطروحه در مجسطی درباره حرکت اجرام می شد مواضع آتی آنها را محاسبه کرد ، ولی با رصد های انجام گرفته در طول قرون آشکار شده بود که اصل نظریه بطلمیوس به اصلاحاتی نیاز دارد . کپرنیک می دانست که برخی از فلاسفه یونان ادعا کرده بودند زمین حرکت می کند و به نظرش می رسید که نظر درست تر ، با احتساب حرکت مطلق ، می تواند این باشد که خورشید در مرکز عالم و زمین سیاره ای همانند سیاره های دیگر در مدار خورشید است انگیزه کپرنیک در اتخاذ این نظر انقلابی اساساً علمی بود .

 کپرنیک در کتاب خویش حرکت انتقالی کرات آسمانی می نویسد:" آرمیده در میان همه چیز ، خورشید است . زیرا در این زیباترین معبد ، کیست که این چراغ را در نقطه ای دیگر یا بهتری قرار دهد که از آن نقطه بتواند همه چیز را همزمان روشنی بخشد ؟ زیرا نابجا نیست که خورشید را کسانی فانوس عالم می خوانند ، کسانی مغز آن ،و کسانی دیگر فرمانروای آن .کپرنیک  نخست نظراتش را در متنی با عنوان گفتار کوتاه به طور خصوصی در معرض توجه دوستانش قرار داد . این نوشته ها چنان با استقبال روبرو شد که به صورت یک سخنرانی در باغ واتیکان به سمع پاپ و گروهی از کاردینال هایش رسید محرک برانگیزنده تر در بهار سال 1539 در شخص رتیکوس فراهم آمد که استاد ریاضیات در دانشگاه ویتنبرگ بود . کپرنیک و رتیکوس با هم نظریه جدید را مطالعه کردند و در عرض چند ماه ، رتیکوس آنقدر از آن دستگیرش شد که بتواند رساله کوتاهش ناراتیوپریما را در سال 1540 به رشته تحریر درآورد این رساله فقط به حرکت زمین می پرداخت رتیکوس کار را به دوست ناشرش جان پتریوس در نورمبرگ محول کرد که خود نیز به چاپ آن علاقه مند بود . او نظارت فنی بر کار را به یک روحانی لوتری به نام آندریاس ازیاندر واگذار کرد و این عواقب غیر منتظره ای داشت . ازیاندر پیرو نظری بود که ژان بوریدان ، دو قرن پیش بیان داشته بود: "برای منجمان کافی است راهی برای نجات پدیده ها بیابند ، چه واقعیت داشته باشد چه نه ." ازیاندر برخود فرض دید که این باور را در پیشگفتاری بی امضاء بیان دارد . او به نویسنده نیز چیزی نگفت . چنین بود که خوانندگان حرکت انتقالی کرات آسمانی اندیشیدند آنچه می خواند تصویر واقعی از عالم نیست بلکه محاسبه ای موافق مشاهدات است .

 بسیاری گمان کردند این نظر کپرنیک است ، گرچه ظاهراً گروهی نیز پنداشتند نویسنده فقط برای پیشگیری از مخالفت مذهبی آن را درج کرده است . از بسیاری جهات لوتر حق داشت . نظریه کپرنیک نجوم را وارونه کرد ، اما از جهتی ،این باید مدت ها پیش تر رخ می داد ،چنانکه در قرن 17 آشکار می شد . ولی نگرانی لوتر مسئله دیگری را نیز به ذهن آورد که جدی تر از مسئله تعبیر تحت اللفظی کتاب مقدس بود : به زیر افتادن انسان و زمین از مرکز عالم به جایی که هیچ اهمیت خاصی نداشت . دیگر انسان در مکانی نبود که برازنده سرشت یگانه اش به منزله صورت خدا باشد ودر مرکز همه چیز به سر برد . اینک انسان به سیاره ای مثل سیارات دیگر تبعید شده بود . اینها در وقت خود بیشترین تاٌثیر را بر برداشت انسان از خویشتن و جایگاهش در خلقت می نهادند .نظریه کپرنیک فرآورده نمونه تفکر عصر رنسانس و شاید رفیع ترین قله آن بود. این نظریه نشان می داد که چگونه با دل بریدن از نظرات پیش ساخته و تعالیم پذیرفته ، می توان به ترکیب جدیدی دست یافت و شناخت کاملاً تازه ای از طبیعت پیدا کرد. 

تغییر مسیر کپرنیک ، مانند تغییر مسیر وسالیوس که ساختمان بدن انسان او در همان سالی بیرون آمد که حرکت انتقالی انتشار یافت ، شناخت انسان از خویشتن را دگرگون کرد . افزون بر این ،نحوه پیگیری علم توسط انسان را نیز دگرگون کرد . دیگر او هیچ مرجعی را برتر از مشاهده نمی نهاد . خود می شکافت و جلو می رفت و هر فرضیه جدیدی را با سنگ تجربه محک می زد . این روشی بود که نتایجی شگفت انگیز به بار می آورد ، چنان که قرون بعد نشان می داد.

 

علم نجوم در قرن نوزدهم 

در قرن نوزدهم ،سیمای اختر شناسی یکسره دگر گون شد. علمی که بیشتر در اندیشه سیارات و حرکات آنها بود ، علمی که بیشتر دینامیکی بود ، به علمی بدل شد که اساساً در فکر عالم ثوابت و فیزیک اجسام درون آن بود . این تا حدی ناشی از پیشرفتهای حاصله در ساخت تلسکوپ بود و تا اندازه ای تحت نفوذ ویلیام هرشل ، مردی که ظاهراً خستگی نا پذیر ترین راصد تاریخ بوده است حدود بیست سال پس از مرگ هرشل ، ویلیام پارسنز ،ارل سوم راس ،گام در راه نهاد . او در سال 1845 ساخت تلسکوپ انعکاسی غول پیکری با دهنه ای به قطر 72 اینچ را در ملک خود در ایر پایان داد ،ولی این نیز نتوانست پرسش را به تمامی پاسخ گوید . راس مشاهده کرد که بعضی سحابی ها هسته مرکزی درخشان و ساختمان مارپیچی دارند ، اما ماهیت دقیق آن ها هنوز بر او و معاصرانش پوشیده بود . 

تلسکوپ راس آخرین تلسکوپ بزرگی بود که با آینه فلزی ساخته شد یا بدون بهره از فنون مهندسی سوار شد در دهه های 1850 و 1860 جورج اری ،اختر شناس سلطنتی انگلیس ، و جیمز نزمیت ،کارخانه دار و مخترع چکش بخار ،شروع به استفاده از روش های ساخت کشتی بخار و لوکوموتیو در سوار کردن تلسکوپ کردند .  با این حال تلسکوپ هایی که در اواخر  قرن نوزدهم در لیک و یرکیز در ایالات متحده ساخته شد انکساری بود . این از آن رو انتخاب شد که در اوایل قرن پیشرفت هایی در نور شناسی تلسکوپ ها حاصل شده بود . در واقع وسیله ای برای اندازه گیری آسانتر و دقیق تر قطر ظاهری خورشید بود . این تلسکوپ به رصد خانه کنیگزبرگ حمل شد مدل رصد خانه فرید ریش ویلهلم بسل بود وی  پس از مدتی کار بازرگانی به اختر شناسی روی آورده بود او نخستین بار با محاسبه مسیر دنباله دار ها  شهرتی به هم رسانده بود بسل  خورشید سنج را برای سنجش موضع ستارگان عالی یافت .ازاین رو شروع به اندازه گیری اختلاف منظر ستارگان کرد. نخست ستاره" 61سیگنی" را انتخاب  کرد ، زیرا به نظر می رسید که در برابر ستارگان زمینه اش دارای حرکت نسبتاً زیادی است و او این را به معنی نزدیک بودن آن گرفت . در سال 1838 او اعلام کرد که موفق شده است که فاصله ستاره را اندازه بگیرد .

کشف اورانوس به وسیله هرشل بر این امکان تاًکید کرد که شاید کرات دیگری نیز در منظومه شمسی باشد که هنوز کشف نشده است هنگامی که اورانوس کشف شد و در این توالی جا گرفت ، جستجو برای یافتن سیاره ای بین مدار های مریخ و مشتری آغاز شد .

مطالعه سیارات و جزئیات آنها در طول قرن ادامه داشت اما در دهه 1840 اختر شناسان دریافتند که اورانوس آن طور که باید رفتار نمی کند مگر اینکه نظریه جاذبه نیوتن درست نباشد . تا این زمان نظریه نیوتن چنان جای پا استوار کرده بود که ظاهراً تنها توضیح رضایت بخش برای اختلاف رفتار اورانوس می توانست این باشد که سیاره ای باز دورتر از خورشید وجود داشته باشد که جاذبه اش بر اورانوس اثر بگذارد مسئله محاسبه وجود یک چنین سیاره فرضی را اکثر اختر شناسان غیر قابل حل می دانستند . با این حال دو نفر با آن پنجه در افکندند : جان کوچ ادمز و اور بن لووریه . لووریه از راه ریاضی به مقابله مسئله رفت و راه حل را پیدا کرد ، ولی راه حل او نیز در فرانسه با ناباوری روبرو شد.  یوهان گاله مدیر رصد خانه برلین بود که لووریه توانست به جستجو ترغیبش کند از بخت خوب ، رصد خانه به تازگی نقشه برداری از همان منطقه آسمان را پایان داده بود که سیاره مفروض طبق محاسبات لووریه باید در آن می بود . محاسبات لووریه درست از کار درآمد ولی چون محاسبات ادمز نیز همین منطقه از آسمان را نشان می داد تا مدتی بر سر تقدم بحث بود . هر اینک مشخص بود که هر دو مرد در این پیروزی نظریه جاذبه نیوتن سهیم بودند. سیاره جدید طبق توافق بین المللی نپتون نام گرفت . گام بلند بعدی که در اختر شناسی قرن نوزدهم برداشته  شد در زمینه مطالعاتی بود که در مورد طیف ستارگان انجام گرفت . عمده کار نجومی پیشگامانه در این زمینه را اختر شناسی آماتور به نام ویلیام هاگینز انجام داد . در سال 1900 هاگینز رئیس "جامعه سلطنتی " شد . این خاصه به افتخار کار او در زمینه طیف نمایی بود که شالوده چیزی شد که اکنون "فیزیک نجومی " نام دارد . هاگینز با ویلیام میلر دوست شد اما هاگینز شیفته امکان مشاهده و عکس برداری از طیف اجرام آسمانی بود . آنها با هم طیف نمایی ساختند که نه تنها طیف ها را نشان می داد بلکه اجازه می داد که طیف ها مستقیماً با طیفی که در آزمایشگاه تولید می شد مقایسه گردد.  این برای شناسایی درست خطوط طیف اجرام آسمانی بسیار ضرورت داشت .اولی در سال 1864 در مقاله ای مشترک با میلر اعلان شد . هاگینز یک سحابی سیاره ای را رصد کرده اما طیف آن را خلاف انتظار یافته بود به جای خطوط سیاه در زمینه رنگی ، طیفی با خطوط روشن دیده بود . آن دو در مقاله خود نوشتند "معمای سحابی ها حل شد پاسخی که از خود نور دستگیر ما شد ، چنین خوانده می شود : نه اجتماع ستارگان بلکه گازی درخشان " پس لابد توده ابرهایی از گاز در فضا وجود داشت ، هالی و هرشل هر دو حق داشتند . با این همه ، رصد "سحابی های مارپیچی " راس به کمک طیف نما هنوز نشان می داد که آن ها اجتماعی از ستارگانند . ولی شناخت ماهیت واقعی اجرام مارپیچی ،زودتر از قرن بیستم دست نمی داد. 

به نام کریستال دپلر در سال 1842 انجام داد . دپلر پی برد که چه در مورد امواج صوتی (لاپلاس در قرن هجدهم ثابت کرده بود که صوت ، یک اختلال موجی است ) و چه در مورد امواج نور ، طول موج مشهود در حالتی باشد که منبع ساکن است . برای مثال ، اگر منبع رو به سوی ما در حرکت باشد امواج جمع خواهند شد –در واقع با بسامد بیشتری به ما خواهد رسید – و طول موج آن ها کوتاه تر به نظر خواهد رسید . در حالی که اگر منبع در حال دورتر شدن باشد ، طول موج بلند تر به نظر می رسد . این اثر امروزه در صدای آژیر وسیله نقلیه متحرک ، پدیده ای عادی است . اما در مورد نور ، دپلر حدس زد که ستارگانی که به سوی ما حرکت می کنند باید آبی تر به نظر بیایند و آن ها یی که از  ما دور می شوند باید قرمز تر جلوه کنند . شش سال بعد ایپوفیزو که با فوکو روش های آزمایشگاهی دقیقی برای اندازه گیری سرعت نور ابداع کرده بود اظهار داشت که چنین تغییری به هیچ رو مشاهده نمی گردد. حقیقت آنچه که رخ می دهد این است که خطوط طیف تغییر موضع می دهند . اگر منبع به سوی ناظر در حرکت باشد انتقالی به سمت انتهای آبی طیف رخ می دهد . اگر در حال دور شدن باشد ، انتقالی به سمت قرمز صورت می گیرد . این انتقال دوپلر به سختی قابل مشاهده بود اما هاگینز عزم جزم کرد و در سال 1868 با دستگاهی بهتر توانست انتقال رو به قرمز شعرای یمانی،  درخشان ترین ستاره در آسمان شمال ، را اندازه بگیرد ، او سرعت آنرا نزذیک به 48 کیلومتر بر ثانیه یافت ، اما رصد های اتی نشان داد که این رقم زیاد است و مقدار درست تر آن 32 کیلومتر در ثانیه است . به این ترتیب فن ارصادی جدیدی پدید آمد . چون پیش از آن نمی شد سرعت نزدیک شدن یا دور شدن ستارگان نسبت به ناظر را تشخیص داد چه رسد به اندازه گیری آن . زیرا ستارگان آنقدر دورند که حتی در تلسکوپ نقطه ای بیش به نظر نمی رسد. ولی این تکنیک بیش از این مفید افتاد زیرا بعد ها به نتایجی دست داد  که در قرن 20 به رویش بینش کاملاً تازه ای در مورد عالم می انجامید. 

    

علم نجوم درقرن بیستم 

اخترشناسی در این قرن قدم های بلندی برداشته است ، به ویژه در حوزه اخترشناسی ستاره ای هرچند به تازگی سفاین فضایی نگاهی تازه به منظومه شمسی را امکان پذیر ساخته اند . درعین حال برخوردی واقعاً علمی با کیهان شناسی سرانجام امکان پذیر گشته است . برخی از این پیشرفت ها تماماً در گرو تجهیزات و تکنیک های تازه ای بوده است که به زودی ذکرشان خواهد رفت . درآغاز بهتر است عمده پیشرفت های اخترشناسی ستاره ای را ملحوظ داریم که در نیمه نخست قرن حاضر به ویژه با نام اخترشناسانی چون آینار هرتسپرونگ ، هنری نوریس راسل و آرتر ادینگتن قرین بوده است . کار اینان بر بنیادهایی که هاگینز و طیف خوانان نجومی دیگر نهاده بودند استوار بود . دو مسئله وجود داشت یکی به اثبات رساندن این که خطوط طیف واقعاً نشانه همان عناصر آشنای زمینی است و دیگری که مهم تر بود طبقه بندی کردن طیف های نجومی به گونه ای که به انواع بسیار ستارگانی که مشاهده می شد و از روشنایی و رنگ متفاوتی برخوردار بودند معنا می بخشید . هرتسپرونگ بیشتر به اندازه گیری فواصل نجومی علاقه مند بود ، زیرا نشان می دهد که ستارگان آبی ذاتاً درخشان تر از ستارگان قرمزند و او با قراردادن درخشش ذاتی ستارگان در مقابل طیفشان می تواند نموداری رسم کند که به وسیله آن با دانستن طیف ستارگان دیگر بتوان میزان درخشش واقعی آن ها را به دست آورد . بعد وقتی درخشش ذاتی مشخص می شد او می توانست آن را با درخشش ظاهری آن ها در آسمان مقایسه کند و فاصله آن ها را محاسبه نماید ، چون هر چه فاصله بیشتر باشد ، ستاره ای که درخشش ذاتی معینی دارد کم سوء تر به نظر می رسد. هدف راسل شناخت خود ستارگان بود . وی نیز به طور کاملاً مستقل و با هدف دیگری در ذهن شروع به قراردادن درخشش ذاتی در مقابل طبقه طیفی و ترسیم نمودار کرد . کار هرتسپرونگ و راسل مبتنی بر شواهد اصلاح شده ای بود و نموداری که آن دو فراهم آوردند ( نمودار H-R) مثمر همه گونه ثمرات اختر فیزیکی شد . 

نظرات داروین در اوایل قرن 20 هنوز تاثیر نیرومندی داشت زیرا نمودار نشان می داد که بیشتر ستارگان ولی نه همه آن ها ، در طیفی از ستارگان آبی روشن تا ستارگان قرمز تیره قرار می گیرند . راسل باور داشت که این توالی اصلی ستارگان حاکی از آن است که هر ستاره در طول عمرش ، همچنانکه انرژی خود را مصرف می کند ، از جسمی آبی و داغ به جسمی قرمز و خنک تبدیل می یابد . با مسئله تکامل ستارگان ، مسئله منبع انرژی ستارگان نیز مطرح بود . در اواخر قرن 19 کلوین مدعی شده بود که انرژی خورشید ناشی از حرارت حاصل از انقباض آن است . بی شک از مدت ها پیش دانسته بود که هیچ فعل و انفعال شیمیایی نمی تواند انرژی لازم را تولید کند .ولی هنگامی که اینیشتن فرمول E=MC2 خود را منتشر کرده بود جای شک باقی نمانده بود که اینک این فرآیند می تواند انرژی موردنیاز را تا هر زمان که لازم است حتی برای دوره های بسیار طولانی موردنیاز تکامل داروینی ، تولید کند . در سال 1919 راسل نظراتی حاکی از حبس انرژی در اتم های ستارگان ارائه داد ، ولی مردی که موضع گیریش کفه ترازو را تکان داد ادینگتن بود که در سال 1920 قویاً از این نظر حمایت کرد که منبع نیرو همانا انرژی اتمی است . تقریباً 8 ماهی از مرگ وی گذشته بود که نخستین بمب اتم بر هیروشیما افکنده شد . 

پژوهش های بعدی نشان داده است که انرژی هسته ای به راستی منبع نیروی خورشید و همه ستارگان دیگر است . درک تمامی فرآیند انتقال انرژی در درون ستارگان و دریافت این نکته که جزء متشکله اصلی آنها گاز هیدروژن است ، حاصل این کار پیشگامانه در دهه های 1920و 1930 است . پژوهش های نجومی همیشه توسط ابزار ارصادی موجود محدود شده است ولی از انقلاب علمی به این سو ، این وابستگی به مراتب بیش از ادوار باستان اهمیت یافته است . مهم ترین تغییر پیدایش تلسکوپ بود. تلسکوپ به اختر شناسی بعد تازه ای داد . ازاخترشناسان این دوره می توان به هیل اشاره کرد وی به فیزیک خورشید علاقه فراوان پیدا کرد و تلسکوپ های مخصوصی برای رصد خورشید ساخت . ولی بیشترین کمک هیل ریختن طرح های عظیمی برای ساخت تلسکوپ های بزرگی با قدرت رخنه زیاد در فضا بود . در روزگاری که اخترشناسی هنوز علمی با تعداد نسبتاً معدودی پژوهشگر بود . نخستین موفق قابل توجه او تاسیس رصدخانه یرکیز با تلسکوپی بود که با دهانه ای به قطر 40 اینچ هنوز بزرگ ترین تلسکوپ انکساری جهان است . ولی چیزی از ساخت آن نگذشته بود که او به فکر ساختن تلسکوپ باز هم بزرگتری افتاد . در سال 1908 یک تلسکوپی انعکاسی 60 اینچی در سال 1917 یک تلسکوپی انعکاسی 100 اینچی و سپس در سال 1948 یک تلسکوپ انعکاسی 200 اینچی در پالومار ساخته شد . کاری که با آنها انجام شد ستون فقرات اخترشناسی در قرن 20 بوده است . اگر بدانیم که با دو برابر کردن دهانه تلسکوپ ، قدرت نفوذ آن در فضا چهار برابر می شود ، اهمیت تبلیغ ساخت تلسکوپ های بزرگ تر و بهتر توسط هیل برایمان آشکار می گردد . 

ارزش تلسکوپ 100 اینچی بزرگ هیل در سال های 1920 با کشف وجود کهکشانها معلوم شد . در آغاز قرن بیستم به نظر می رسید که طرح کلی عالم مشخص است : در راستای خطوط عریضی که ویلیام هرشل یک قرن پیش از آن تشخیص داده بود . ستارگان و سحابی ها ساکنان جزیره بشقابی شکل بزرگی در فضا گمان می شدند . ولی تفاوت هایی در جزئیات وجود داشت ، زیرا عکاسی به اخترشناسان امکان داده بود که اجسام بسیار کم نوری را که حتی با تلسکوپ های بسیار بزرگ قابل رویت نبود مشاهده کنند و اینک می شد فواصل نجومی را از راه های بسیاری علاوه بر روشی که بسل در سال 1839 اختیار کرده بود به دست آورد . پیشقدم اثبات نهایی این که عالم مرکب از انبوهی جزایر ستاره ای یا کهکشان خود ماست ، که یا فقط از تعدادی ستاره تشکیل شده اند یا از ستاره و گاز و غبار ، اخترشناس آمریکایی به نام ادوین هابل بود . او علاوه بر اثبات وجود عالمی از کهکشانها به کشف مهم دیگری نایل شد . با تجزیه طیف این کهکشانهای دور دست هابل نشان داد که آن ها تقریباً بدون استثناء از انتقال به منتها الیه قرمز طیف حکایت دارند . به عبارت دیگر معلوم شد که همه آن ها در حال دور شدن از ما هستند و به علاوه با سرعتی که هر چه دورتر می شوند فزونی می گیرد . پس عالم کهکشانها عالمی رو به گسترش از کار در آمد .ولی رصد بصری با تلسکوپ های بزرگ تنها راه وارسی عالم نیست . یکی از مهم ترین ترقیات اختر شناسی درک این حقیقت و یافتن طرق تازه ای برای آشکارسازی تشعشع های صادر از منابع سماوی بوده است .

کارل یانسکی ، یک مهندس رادیو که در ایالات متحده کار می کرد هنگام تجزیه و تحلیل استاتیک رادیو متوجه شد که بعضی از منابع این استاتیک ظاهراً در جهت راه شیری قرار دارد . البته از زمان کشف امواج رادیویی توسط هرتس در سال 1888 کوشش هایی برای تشخیص امواج رادیویی خورشید به عمل آمده بود ، ولی همه به دلایل فنی مختلف شکست خورده بود. تشخیص امواج رادیویی از فضای خارج زمین توسط یانسکی نخستین موفقیت بود . تکنیک نوین اخترشناسی رادیویی ، تازه پس از جنگ جهانی دوم ظهور کرد و آن هم به طور عمده در استرالیا و انگلستان شاید به این دلیل که این کشورها تلسکوپ های نوری بزرگی نداشتند که اخترشناسان راصدشان را به خود مشغول کند . به زودی آشکار شد که اختر شناسی رادیویی باید با مشکلی جدی دست و پنجه نرم کند و آن توان تفکیک جزییات توسط تلسکوپ رادیویی بود . تلسکوپ های نوری می توانستند اجسام را به راحتی از هم تفکیک  کنند و جزییاتی به کوچکی چند هزارم درجه را ببینند ، حال آنکه حتی یک تلسکوپ رادیویی بزرگ 50 بار کم تر قوه تشخیص داشت ، صرفاً به این دلیل که امواج رادیویی حدود 10 هزار بار بلندتر از امواج نورند . برای آنکه این نقیصه تا حدی رفع شود تعدادی تلسکوپ رادیویی بزرگ برای مقاصد خاص ساخته شده است . اما مسئله قوه تشخیص جزییات به تازگی با استفاده از دو یا چند رادیوتلسکوپ با هم حل شده است ، زیرا با تخلیط امواج رادیویی که هر یک دریافت می دارد جزئیات بیشتری قابل تشخیص است . اختر شناسی رادیوئی پیروزیهای چشمگیر زیادی داشته است.از تشخیص گازهایی در فضاکه قبلا غیرقابل مشاهده بودتاکشف اجسامی که از چشم اخترشناسان نوری پنهان مانده بود.شایدجالب توجه ترین پیشرفتهای اخترشناسی در قرن بیستم آنهایی باشد که با اکتشاف علمی درفضا به دست آمده است.سفربه ماه وسیارات همیشه رویای انسان بوده است .تکنولوژی فضایی پیش رفته واطلاعات بسیاری از جزئیات منظومه شمسی به ارمغان آورده که از هیچ راه دیگری قابل حصول نبوده است.درسال1959برای نخستین بار درتاریخ بشر،انسان موفق به دیدن روی دیگر ماه شد(که همواره از زمین پنهان است).درژوئیه سال1969،اوجای پایی نیز درسطح ماه به دست آورد.افزون براین اکنون می توان زمین را از فضا تحت نظر گرفت واطلاعات بیشتری از خصوصیات آن به عنوان یک سیاره و یک محیط فیزیکی به دست آورد.ژئوفیزیک خود یکی از پیشرفتهای چشمگیر علم در قرن بیستم است.پس اخترشناسی قرن بیستم از عالمی به مراتب وسیع تر و فعال تر و پیچیده تر از آن که در قرون پیشین تصور می شد خبر آورده است.همچنین دقتی تاکنون دور از دسترس،ارزانی موضوعی کرده است که آدمیان را از اعصار اولیه مجذوب خود ساخته است: ًٌمسئله آغاز و پایان عالم.این جنبه از کیهان شناسی،پیشتر،چیزی بیش از نظربافی محض نبود.درسال1775که اخترشناسی هنوز به طور عمده با منظومه شمسی سروکار داشت،ایمانوئل کانت فیلسوف آلمانی عنوان نمود که خورشید وسیارات،حاصل تراکم یک سحاب بشقابی شکلند.اما این چیزی بیش از یک فکر جالب نبود.درسال1900دواخترشناس امریکایی از دانشگاه شیکاگو به نامهای تامس چمبرلین و فارست مولتن این نظر را مطرح کردند که ستاره دیگری به خورشید نزدیک شده و موادی را که سیارات را تشکیل داده انداز آن جدا کرده است.امروزه با شواهدارصادی جدیدتر ،این فرضیه از همه محتمل تر به نظر می رسد.اما خود عالم چه؟

عالم درحال گسترشی که هابل مشاهده کرد و از آن پس با شواهد بیشتری مورد تایید قرارگرفت،این تصور را پدید می آورد که پیدایش عالم به مدتها پیش-رقمی حدود بیست میلیارد سال در زمان نگارش این سطور محاسبه شده است-و به حالتی بسیار متراکم بر می گردد.پیامد این را می توان با نسبیت عمومی و نظریه کوانتوم به دست آورد.اکنون ما مانده ایم و نظریه مهبانگ داغ،که همچنان میداندار است.ولی این بدان معنا نیست که همیشه این چنین خواهد ماند.یکی از درسهای بدیهی که از تاریخ دستاوردهای علمی باید آموخت این است که هیچ نظریه ای تا ابد دوام نمی آورد.غالبا وقتی همه چیز در جای خود مستقر به نظر می رسد،مشاهدات جدید و نظرات تازه از راه می رسد و مفاهیمی نو را جانشین آنها می کند.ولی مگر نه اینکه این جزئی از ماجرایی است که علم نام دارد؛جزئی از غلبه تدریجی بر معمایی که جهان طبیعت است؛و جزئی از آنچه که الفرد نویز آن را،چنان زیبا،(جنگ دراز برسرنور)خواند؛جنگی که بشر از نخستین روزهای پیدایش نخستین تمدنش درگیر آن بوده است.  

   

منابع :

1.تاریخ علم کمبریج ،نویسنده کالین ا.رنان ، ترجمه حسن افشار

2.تاریخ علم ، علم قدیم تا پایان دوره طلایی یونان ، تالیف جورج سارتون ، ترجمه احمد آرام

گردآورنده : لادن کارده