*** قابل توجه ثبت نام کنندگان دوره های آموزشی انجمن؛ بزودی کلاسهای ستاره شناسی مقدماتی و اخترشناسی رصدی آغاز خواهد شد. واحد آموزش***    
 جمعه 24 آذر 1396 | 26 ربيع الاول 1439 | 15 دسامبر 2017
مسير :
»
»
»
از ارسطو تا تئوري مهبانگ- قسمت اول

از ارسطو تا تئوري مهبانگ- قسمت اول
دوشنبه 29 شهريور 1389 - 02:30 | شاخه : | 1688 بازدید | 0 دیدگاه
عليرضا اسنجاني- گروه علمي انجمن نجوم آماتوري ايران
به نام خدا
 
از دير باز تا کنون اين گنبد گيتي پهناور در ذهن اين موجود خاکي سوالات بسيار فراواني گماشته که يک پارچه اورا در صدد بدست آوردن جوابهاي اين معماها در آورده است. درخشش ستارگان در آسمان بي همتا، نور و رنگشان و وجه آرايششان در آسمان ...
اگر در يک شب تاريک در يک مکان به دور از هر گونه آلودگي نوري نگاه خود را به سمت آسمان بيندازيم ستارگان بي شماري را در اين گنبد هزاران ستار اي مي بينيم که بي شک نگاه هر بيننده را به سمت خود جلب مي کند. نوار نهر مانند روشني در مرکز آسمان به نام راه شيري (milky way) را مي بينيم که متشکل از 20ميليارد ستاره است که بي شک ميدان ديد را از هر آدمي مي ربايد. نقاطي نوراني که طرحي تماثيلي را به رخ مي کشد.
اين آسمان از بدو آفرينش بشر بوده و از همان زمان نگاه ها را به سوي خود مجذوب مي ساخته. درابتدا و در اولين دوران آغاز مطالعات علمي و آکادميک بر روي آسمان به دليل فقدان وسايل رصدي ، بشر تنها و تنها به ديده هاي خود متکي بود. آسماني که همه روزه اجرام درآن از سمت شرق طلوع کرده و در نهايت پس از طي مسافتي از غرب غروب مي کردند. پروسه اي روتين وار بدون ايجاد اختلال درحرکت. خورشيد در روز و ستارگان در شب و تعدادي نقاط نوراني با حرکات نا منظم که به عبارت ديگر و به بيان ارسطويي اجرام سرگردان ( سياره ) ناميده مي شدند.
در آن زمان مردم فکر مي کردند که زمين مسطح است و به گونه اي انتهايي دارد. اگر در يک خط مستقيم به حرکت خود ادامه دهيم در نهايت به انتهاي جهان رسيده و در مقابل خود پرتگاهي عميق که به قلب آسمان رفته خواهيد رسيد. اين صفحه تخت و بر روي لاکپشت هاي بي شمار و عظيمي سوار است و آن لاک پشتها تا انتها به پايين رفته است.
تا زماني که قاره امريکا توسط کريستف کلمپ (Christopher Columbus)  کشف گرديد اندکي تغيير در اين نگرش ايجاد گشت. اما با اين همه حال هنوز بسياري از مردم بر اين عقيده پا بر جا بودند. اما يونانيها با توجه به مطالعات خود به نتيجه اي در اين زمينه که زمين گرد و کروي است دست يافته بودند. از نمونه اين فهاليت ها مي توان به چاپ کتاب (( در باره افلاک )) در34سال قبل از ميلاد مسيح توسط دانشمند بزرگ و نام دار تاريخ يونان ارسطو(Aristotle) که اولين گام اساسي را در ثبت رسمي اين نگرش انجام داد اشاره کرد. تا آن زمان تلاشهاي بسيار و جسته و گريخته اي در زمينه شناخت آسمان صورت گرفته بود. اين تلاشها در تمامي نقاط دنيا الاالخصوص ايران بزرگ در جريان بود اما ثبت رسمي در تاريخ به يوناني ها باز مي گردد.
ارسطو يافته هاي خود را بر اين استدلال ها گماشته بود که اول اگر زمين مسطح بود انتظار داشتيد وقتي يک کشتي در دريا از افق به ما نزديک مي شود ابتدا به صورت نقطه اي محو و نا معلوم ديده شده و کم کم با نزديک شدن ، جزييات بيشتري از آن معلوم گردد. اما اتفاقي که مي افتد آن است که ابتدا نوک دکل هاي کشتي ديده شده و کم کم ارتفاعات پايين تر سطح کشتي نمايان مي شود. با توجه به اين که دکل هاي کشتي بلند ترين نقطه در کشتي هستند و اتفاق مشاهده شده اولين دليل بر کروي بودن زمين بود. دوم آنکه آنها متوجه شدند که ماه گرفتگي به دليل افتادن سايه زمين بر روي سطح ماه است و زماني که ماه گرفتگي آغاز مي گردد سايه زمين به صورت گروي در سطح ماه پيش روي مي کند که تنها زماني امکان پذير خواهد بود که زمين خود کروي باشد، و دليل ديگر او گرد و کروي بودن ماه ، خورشيد و ديگر اجرام در فضا بود. اما اشکال نظريه او اين بود که او بر اين عقيده بود که زمين در مرکز عالم است و تمامي اجرام در فضا به دور آن در گردش بودند. بر اساس اين ايده زمين در مرکز و 5 سرگردان ها(planet) به همراه ماه(moon) و خورشيد(sun) در دايره هاي تو در تو و کاملا مجزا به دور زمين در حال گردش هستند. در انتهايي ترين صفحه تمامي ستارگان در يک صفحه قرار گرفته و به دور زمين در حال گردش هستند. دليل آنکه براي سيارات و ماه و خورشيد صفحه هايي مجزا و براي تمامي ستارگان يک صفحه غائل شد آن بود که وضعيت چرخش ستارگان در آسمان ثابت و سيارات هر کدام مسير حرکت خود را داشتند. همچنين او بر اين نظريه اعتقاد داشت که جهان از چهار عنصر آب ، هوا ، خاک و آتش تشکيل شده که اين نظريه را امپلودکس(emplodex )  ناميد. سال ها بعد در 20سال قبل از ميلاد دانشمند يوناني ديگر با نام بطلميوس(Ptolemy) نظريه ارسطو را بهبود بخشيد و به صورت نظريه اي علمي به جامعه بشري معرفي ساخت. او   مي توانست تمامي وقايع و حالات چرخش را با توجه به اين نظريه پيشگويي کند. تمامي مشاهدات با اين نظريه هم خوان بود، چون او بر اين عقيده بود که دايره کاملترين حالت چرخش است اما او از اين نقص نظريه آگاه بود که نمي تواند نزديک و دور شدن ماه به سمت زمين را توجيه کند.
اين نظريه قريب به 170سال پا بر جا بود تا آنکه در سال 1514 يک کشيش لهستاني با نام نيکلا کپرنيک(nicolaus Copernicus) اين نظريه را اعلام داشت که زمين نمي تواند در مرکز عالم باشد و همه اجرام به دور آن گردش کنند. او اعلام داشت که زمين و ديگر سيارات به دور خورشيد در گردش هستند. اما او اين نظريه را براي اولين بار بي نام منتشر ساخت، چرا که يقينا از جانب کليساي او کفر محض تلقي
مي شد. اين نظريه اصلا براي کليسا مناسب نبود چرا که آنان مي توانستند در نظريه قبلي فضاي بيرون دايره انتهايي را براي توجيه بهشت و جهنم به کار گيرند و با ظهور اين نظريه ديگر آنان نمي توانستند اين ايده را بيش از اين گسترش دهند. در عنان همان سال ها دو دانشمند ديگر با نام يوهانس کپلر        (Johannes kepler) و گاليلئو گاليله(Galileo galilei) حمايت هاي خود را از اين نظريه اعلام داشتند. آنها فعاليت ها و مطالعات بسياري در اين زمينه انجام دادند. چند سال بعد با اختراع اولين تلسکوپ و رصد  قمر هاي مشتري توسط گاليله اين نظريه به اثبات رسيد. اينکه همه اجرام به دور خورشيد مي گردند و خورشيد نيز خود مانند ميلياردها ستاره ديگر ستاره اي بسيار ساده و معمولي است. در همان سال مطالعات کپلر به وضع 3 قانون مهم در زمينه نجوم مبدل گشت که اکنون با نام قوانين کپلر معروف هستند.
سال ها بعد در سال 1687 سر ايزاک نيوتون(sir Isaac Newton) در اثر حادثه افتادن سيب از درخت و داستان معروفش به نيروي گراني (gravity)پي برد . او در اين زمينه مطالعات جامع و کاملي انجام داد و آزمايشهاي فراواني را نيز در اين زمينه به انجام رساند. او با آزمايشهاي خو موفق شد چگونگي حرکت اجرام را در فضا را فرمول بندي کند. فرمول هاي رياضي او در قبال گرانش و حرکت در کتاب ( اصول رياضي ، فلسفه طبيعي ) تمام نظريات بطلميوس را از بين برد و دريچه جديدي از علم را گشود. 3 قانون انقلابي او که تا کنون نيز کماکان از آن جهت پيش برد امر آموزش استفاده مي شود به گونه اي که با نظريه نسبيت خاص انشتين تنها در چند بخش تفاوت دارد که جلوتر به آن اشاره خواهد شد.
سال ها قبل از ظهور قوانبن نيوتون بحث در قبال ماهيت نور ، سرعت و واکنش هايش به ميان بود. تا آن زمان تفکر بر اين بود که نور در فضا با سرعت         بي نهايت در حرکت است. اما اين واقعيت که نور با سرعت محدود اما بسيار بالا در حرکت است براي نخستين بار در سال 1676 توسط اول کريستنسن رومر (ole Christensen romer) دانمارکي با مشاهده قمر هاي مشتري ، بازه چرخششان و زمان اختفا آنها به اثبات رسيد. او حتي سرعت حرکت نور را اندازه گيري کرد اما با اندازه واقعي آن که سال ها بعد اندازه گيري شد تفاوت داشت. اما اين تفاوت به هيچ وجه از ارزش فعاليت هاي او نمي کاهد. در آن زمان مشخص شد که نور سرعتي ثابت دارد اما هنوز مسئله ماهيت نور و جرمش حل نگشته بود.
آزمايشاتي از جانب دانشمندان ديگر بر روي امواج الکتريکي و مغناطيسي نيزصورت گرفت و با کشف اين واقعيت عجيب که سرعت آنان دقيقا همان سرعت نور بود جنجالي بسيار در اين زمينه ايجاد کرد.  تا آن زمان تفکر بر اين بود که نور هيچ جرمي ندارد. طبق نظريه نيوتون ميدان گرانش بر اجسامي که داراي جرم هستند تاثير گزار خواهد بود و مسير حرکتشان را با توجه به ميزان ميدان گرانش تغيير خواهد داد. از برجسته ترين اين فعاليت ها در قبال نور مي توان به فعاليت هاي جيمز کلرک ماکسول(james clerk Maxwell)  در سال 1865 اشاره کرد که او بعد ها به دليل يکي بودن جنس امواج الکتريکي و مغناطيسي آن دو را يک موج واحد با نام الکترومغناطيس و ميدان حامل آن را ميدان الکترومغناطيس ناميد. در سال 1919 در يک واقعه خورشيد گرفتگي اين واقعيت که نور نيز مانند موج الکترو مغناطيس داراي جرم است آزمايش شد و به اثبات رسيد. در اين آزمايش که به دليل جنگ جهاني سال ها به تعويق افتاده بود ستاره اي در يک صورت فلکي مشاهده شد که در پشت خورشيد مقداري نزديک به ستاره دروني مجاور خود است و ثابت گشت که نور به دليل ميدان گرانش خورشيد اندکي به داخل خميده شده است. در سال هاي بعد و در قرن  2با گسترش ميزان مطالعات و دانش بيشتر نسبت به امواج الکترومغناطيس، نور توسط دانشمندان يکي از طول موجهاي امواج الکترومغناطيس شناخته شد.
اما در همان سال هايي که بحث در مورد ماهيت نور در جريان بود ( 1887 ) قوانين نيوتون و قانون نسبيت سرعت آن، جنجالي در زمينه سرعت حرکت نور در فضا ايجاد کرده بود. نور اگر سرعت ثابتي دارد بايد با توجه به قوانين نسبيت نيوتون ، نسبت به يک جسم خاص سرعت آن يکسان باشد و سنجيده شود. آزمايش هاي ماکسول و مورلي از برجسته ترين اين آزمايشات در اين زمينه بود که براي توجيه اين قانون اعلام داشتند که نور در فضا و در محيطي به نام اتر(ether)  در حرکت است و سرعت نور نسبت به آن سنجيده مي شود. اما اين ايده يک مشکل بسيار بزرگ داشت. بر طبق اين ايده اگر ما در اتر با سرعتي خاص به سمت منبع نور در حرکت باشيم سرعت ما با سرعت حرکت نور جمع شده و ناظر بايد سرعتي را بيش از سرعت نور بسنجد و همان گونه در جهت عکس. يعني زماني که از منبع دور مي شويم بايد سرعتي را کمتر از سرعت نور اندازه بگيريم. اما طبق آزمايشات ماکسول و مورلي خلاف اين نظريه به اثبات رسيد. سرعت نور در هر دو جهت و حتي در حرکت عمود بر منبع نور نيز سرعت يکسان بود و مقدار ثابتي اندازه گيري شد.
همچنين در آن زمان بحث در مورد نيروها و مواد منتقله آنها به ميان بود. طبق اين سنت، گرانشي که در قوانين نيوتون از آن بحث شد بايد مانند نور که در اتر حرکت مي کند يا امواج صوت که براي انتشار به هوا نياز داشتند گرانش نيز بايد در يک محيط مادي به اجرام تحت گرانش قرار گرفته برسد. در آن زمان اين ايده که گرانش توسط ماده اي به نام گراويتون ها ( graviton)  به اجرام ديگر منتقل مي شود به ميان آورد و اين خود بحث جديدي در زمينه گرانش ايجاد کرد.
هيچ جوابي براي اين مشاهدات وجود نداشت تا آنکه در سال 1905 يک کارمند شرکت ثبت اختراعات سوئيس با نام آلبرت انشتين(albert einshtein) نظريه نسبيت نيوتون را اين گونه اصلاح کرد که بايد زمان مطلق را کنار گزاشته و قوانين بايد براي تمام ناظراني که آزادانه حرکت مي کنند يکسان باشد. با اين ايده نظريه اتر مي توانست نا ديده گرفته شود. اين نظريه در همان سال با نام نظريه نسبيت خاص اعلام گشت که انقلابي بزرگ در زمينه علم فيزيک و نجوم بود. به گونه اي ديگر نمونه کامل شده نظريات نيوتون بود که تمامي جهات در اين جهان را در بر مي گرفت. ادامه دارد... 
منابع :
تاريخچه زمان
نجوم به زبان ساده
سياه چاله ها
انفجار بزرگ

اينترنت



اشتراک گذاری در:

بیان دیدگاه

- لطفاً نام و دیدگاه‌ خود را با حروف فارسی تایپ کنید.
- سایت انجمن نجوم آماتوری ایران مجاز به ویرایش ادبی دیدگاه‌ها است.
- دیدگاه‌هایی که حاوی مطالب کذب، توهین یا بی‌احترامی و موارد مغایر با قوانین کشور باشند منتشر نخواهند شد.
- دیدگاه‌ها پس از تأیید منتشر می‌شوند.
نام:(اجباری)
رایانامه:(اجباری)
دیدگاه:

کد امنیتی:
(از چپ به راست)
https://telegram.me/iranastronomy
هم اکنون