***** انجمن نجوم آماتوری ایران نوروز ایرانی و فرا رسیدن بهار پر طراوت را به ایرانیان اندیشمند، در هر جای این کره کوچک خاکی هستند شادباش گفته؛ رویش جوانه های امید و شادی را در سرای پر مهرتان همراه با سلامتی و موفقیت برای همه پارسی زبانان دنیا آرزومند است. روابط عمومی *****    
جمعه 10 فروردین 1403 | 19 رمضان 1445 | 29 مارس 2024
»
»
»
از ارسطو تا تئوری مهبانگ- قسمت اول

از ارسطو تا تئوری مهبانگ- قسمت اول
دوشنبه 29 شهریور 1389 - 02:30 | شاخه : | 3167 بازدید | 0 دیدگاه
علیرضا اسنجانی- گروه علمی انجمن نجوم آماتوری ایران
به نام خدا
 
از دیر باز تا کنون این گنبد گیتی پهناور در ذهن این موجود خاکی سوالات بسیار فراوانی گماشته که یک پارچه اورا در صدد بدست آوردن جوابهای این معماها در آورده است. درخشش ستارگان در آسمان بی همتا، نور و رنگشان و وجه آرایششان در آسمان ...
اگر در یک شب تاریک در یک مکان به دور از هر گونه آلودگی نوری نگاه خود را به سمت آسمان بیندازیم ستارگان بی شماری را در این گنبد هزاران ستار ای می بینیم که بی شک نگاه هر بیننده را به سمت خود جلب می کند. نوار نهر مانند روشنی در مرکز آسمان به نام راه شیری (milky way) را می بینیم که متشکل از 20میلیارد ستاره است که بی شک میدان دید را از هر آدمی می رباید. نقاطی نورانی که طرحی تماثیلی را به رخ می کشد.
این آسمان از بدو آفرینش بشر بوده و از همان زمان نگاه ها را به سوی خود مجذوب می ساخته. درابتدا و در اولین دوران آغاز مطالعات علمی و آکادمیک بر روی آسمان به دلیل فقدان وسایل رصدی ، بشر تنها و تنها به دیده های خود متکی بود. آسمانی که همه روزه اجرام درآن از سمت شرق طلوع کرده و در نهایت پس از طی مسافتی از غرب غروب می کردند. پروسه ای روتین وار بدون ایجاد اختلال درحرکت. خورشید در روز و ستارگان در شب و تعدادی نقاط نورانی با حرکات نا منظم که به عبارت دیگر و به بیان ارسطویی اجرام سرگردان ( سیاره ) نامیده می شدند.
در آن زمان مردم فکر می کردند که زمین مسطح است و به گونه ای انتهایی دارد. اگر در یک خط مستقیم به حرکت خود ادامه دهیم در نهایت به انتهای جهان رسیده و در مقابل خود پرتگاهی عمیق که به قلب آسمان رفته خواهید رسید. این صفحه تخت و بر روی لاکپشت های بی شمار و عظیمی سوار است و آن لاک پشتها تا انتها به پایین رفته است.
تا زمانی که قاره امریکا توسط کریستف کلمپ (Christopher Columbus)  کشف گردید اندکی تغییر در این نگرش ایجاد گشت. اما با این همه حال هنوز بسیاری از مردم بر این عقیده پا بر جا بودند. اما یونانیها با توجه به مطالعات خود به نتیجه ای در این زمینه که زمین گرد و کروی است دست یافته بودند. از نمونه این فهالیت ها می توان به چاپ کتاب (( در باره افلاک )) در34سال قبل از میلاد مسیح توسط دانشمند بزرگ و نام دار تاریخ یونان ارسطو(Aristotle) که اولین گام اساسی را در ثبت رسمی این نگرش انجام داد اشاره کرد. تا آن زمان تلاشهای بسیار و جسته و گریخته ای در زمینه شناخت آسمان صورت گرفته بود. این تلاشها در تمامی نقاط دنیا الاالخصوص ایران بزرگ در جریان بود اما ثبت رسمی در تاریخ به یونانی ها باز می گردد.
ارسطو یافته های خود را بر این استدلال ها گماشته بود که اول اگر زمین مسطح بود انتظار داشتید وقتی یک کشتی در دریا از افق به ما نزدیک می شود ابتدا به صورت نقطه ای محو و نا معلوم دیده شده و کم کم با نزدیک شدن ، جزییات بیشتری از آن معلوم گردد. اما اتفاقی که می افتد آن است که ابتدا نوک دکل های کشتی دیده شده و کم کم ارتفاعات پایین تر سطح کشتی نمایان می شود. با توجه به این که دکل های کشتی بلند ترین نقطه در کشتی هستند و اتفاق مشاهده شده اولین دلیل بر کروی بودن زمین بود. دوم آنکه آنها متوجه شدند که ماه گرفتگی به دلیل افتادن سایه زمین بر روی سطح ماه است و زمانی که ماه گرفتگی آغاز می گردد سایه زمین به صورت گروی در سطح ماه پیش روی می کند که تنها زمانی امکان پذیر خواهد بود که زمین خود کروی باشد، و دلیل دیگر او گرد و کروی بودن ماه ، خورشید و دیگر اجرام در فضا بود. اما اشکال نظریه او این بود که او بر این عقیده بود که زمین در مرکز عالم است و تمامی اجرام در فضا به دور آن در گردش بودند. بر اساس این ایده زمین در مرکز و 5 سرگردان ها(planet) به همراه ماه(moon) و خورشید(sun) در دایره های تو در تو و کاملا مجزا به دور زمین در حال گردش هستند. در انتهایی ترین صفحه تمامی ستارگان در یک صفحه قرار گرفته و به دور زمین در حال گردش هستند. دلیل آنکه برای سیارات و ماه و خورشید صفحه هایی مجزا و برای تمامی ستارگان یک صفحه غائل شد آن بود که وضعیت چرخش ستارگان در آسمان ثابت و سیارات هر کدام مسیر حرکت خود را داشتند. همچنین او بر این نظریه اعتقاد داشت که جهان از چهار عنصر آب ، هوا ، خاک و آتش تشکیل شده که این نظریه را امپلودکس(emplodex )  نامید. سال ها بعد در 20سال قبل از میلاد دانشمند یونانی دیگر با نام بطلمیوس(Ptolemy) نظریه ارسطو را بهبود بخشید و به صورت نظریه ای علمی به جامعه بشری معرفی ساخت. او   می توانست تمامی وقایع و حالات چرخش را با توجه به این نظریه پیشگویی کند. تمامی مشاهدات با این نظریه هم خوان بود، چون او بر این عقیده بود که دایره کاملترین حالت چرخش است اما او از این نقص نظریه آگاه بود که نمی تواند نزدیک و دور شدن ماه به سمت زمین را توجیه کند.
این نظریه قریب به 170سال پا بر جا بود تا آنکه در سال 1514 یک کشیش لهستانی با نام نیکلا کپرنیک(nicolaus Copernicus) این نظریه را اعلام داشت که زمین نمی تواند در مرکز عالم باشد و همه اجرام به دور آن گردش کنند. او اعلام داشت که زمین و دیگر سیارات به دور خورشید در گردش هستند. اما او این نظریه را برای اولین بار بی نام منتشر ساخت، چرا که یقینا از جانب کلیسای او کفر محض تلقی
می شد. این نظریه اصلا برای کلیسا مناسب نبود چرا که آنان می توانستند در نظریه قبلی فضای بیرون دایره انتهایی را برای توجیه بهشت و جهنم به کار گیرند و با ظهور این نظریه دیگر آنان نمی توانستند این ایده را بیش از این گسترش دهند. در عنان همان سال ها دو دانشمند دیگر با نام یوهانس کپلر        (Johannes kepler) و گالیلئو گالیله(Galileo galilei) حمایت های خود را از این نظریه اعلام داشتند. آنها فعالیت ها و مطالعات بسیاری در این زمینه انجام دادند. چند سال بعد با اختراع اولین تلسکوپ و رصد  قمر های مشتری توسط گالیله این نظریه به اثبات رسید. اینکه همه اجرام به دور خورشید می گردند و خورشید نیز خود مانند میلیاردها ستاره دیگر ستاره ای بسیار ساده و معمولی است. در همان سال مطالعات کپلر به وضع 3 قانون مهم در زمینه نجوم مبدل گشت که اکنون با نام قوانین کپلر معروف هستند.
سال ها بعد در سال 1687 سر ایزاک نیوتون(sir Isaac Newton) در اثر حادثه افتادن سیب از درخت و داستان معروفش به نیروی گرانی (gravity)پی برد . او در این زمینه مطالعات جامع و کاملی انجام داد و آزمایشهای فراوانی را نیز در این زمینه به انجام رساند. او با آزمایشهای خو موفق شد چگونگی حرکت اجرام را در فضا را فرمول بندی کند. فرمول های ریاضی او در قبال گرانش و حرکت در کتاب ( اصول ریاضی ، فلسفه طبیعی ) تمام نظریات بطلمیوس را از بین برد و دریچه جدیدی از علم را گشود. 3 قانون انقلابی او که تا کنون نیز کماکان از آن جهت پیش برد امر آموزش استفاده می شود به گونه ای که با نظریه نسبیت خاص انشتین تنها در چند بخش تفاوت دارد که جلوتر به آن اشاره خواهد شد.
سال ها قبل از ظهور قوانبن نیوتون بحث در قبال ماهیت نور ، سرعت و واکنش هایش به میان بود. تا آن زمان تفکر بر این بود که نور در فضا با سرعت         بی نهایت در حرکت است. اما این واقعیت که نور با سرعت محدود اما بسیار بالا در حرکت است برای نخستین بار در سال 1676 توسط اول کریستنسن رومر (ole Christensen romer) دانمارکی با مشاهده قمر های مشتری ، بازه چرخششان و زمان اختفا آنها به اثبات رسید. او حتی سرعت حرکت نور را اندازه گیری کرد اما با اندازه واقعی آن که سال ها بعد اندازه گیری شد تفاوت داشت. اما این تفاوت به هیچ وجه از ارزش فعالیت های او نمی کاهد. در آن زمان مشخص شد که نور سرعتی ثابت دارد اما هنوز مسئله ماهیت نور و جرمش حل نگشته بود.
آزمایشاتی از جانب دانشمندان دیگر بر روی امواج الکتریکی و مغناطیسی نیزصورت گرفت و با کشف این واقعیت عجیب که سرعت آنان دقیقا همان سرعت نور بود جنجالی بسیار در این زمینه ایجاد کرد.  تا آن زمان تفکر بر این بود که نور هیچ جرمی ندارد. طبق نظریه نیوتون میدان گرانش بر اجسامی که دارای جرم هستند تاثیر گزار خواهد بود و مسیر حرکتشان را با توجه به میزان میدان گرانش تغییر خواهد داد. از برجسته ترین این فعالیت ها در قبال نور می توان به فعالیت های جیمز کلرک ماکسول(james clerk Maxwell)  در سال 1865 اشاره کرد که او بعد ها به دلیل یکی بودن جنس امواج الکتریکی و مغناطیسی آن دو را یک موج واحد با نام الکترومغناطیس و میدان حامل آن را میدان الکترومغناطیس نامید. در سال 1919 در یک واقعه خورشید گرفتگی این واقعیت که نور نیز مانند موج الکترو مغناطیس دارای جرم است آزمایش شد و به اثبات رسید. در این آزمایش که به دلیل جنگ جهانی سال ها به تعویق افتاده بود ستاره ای در یک صورت فلکی مشاهده شد که در پشت خورشید مقداری نزدیک به ستاره درونی مجاور خود است و ثابت گشت که نور به دلیل میدان گرانش خورشید اندکی به داخل خمیده شده است. در سال های بعد و در قرن  2با گسترش میزان مطالعات و دانش بیشتر نسبت به امواج الکترومغناطیس، نور توسط دانشمندان یکی از طول موجهای امواج الکترومغناطیس شناخته شد.
اما در همان سال هایی که بحث در مورد ماهیت نور در جریان بود ( 1887 ) قوانین نیوتون و قانون نسبیت سرعت آن، جنجالی در زمینه سرعت حرکت نور در فضا ایجاد کرده بود. نور اگر سرعت ثابتی دارد باید با توجه به قوانین نسبیت نیوتون ، نسبت به یک جسم خاص سرعت آن یکسان باشد و سنجیده شود. آزمایش های ماکسول و مورلی از برجسته ترین این آزمایشات در این زمینه بود که برای توجیه این قانون اعلام داشتند که نور در فضا و در محیطی به نام اتر(ether)  در حرکت است و سرعت نور نسبت به آن سنجیده می شود. اما این ایده یک مشکل بسیار بزرگ داشت. بر طبق این ایده اگر ما در اتر با سرعتی خاص به سمت منبع نور در حرکت باشیم سرعت ما با سرعت حرکت نور جمع شده و ناظر باید سرعتی را بیش از سرعت نور بسنجد و همان گونه در جهت عکس. یعنی زمانی که از منبع دور می شویم باید سرعتی را کمتر از سرعت نور اندازه بگیریم. اما طبق آزمایشات ماکسول و مورلی خلاف این نظریه به اثبات رسید. سرعت نور در هر دو جهت و حتی در حرکت عمود بر منبع نور نیز سرعت یکسان بود و مقدار ثابتی اندازه گیری شد.
همچنین در آن زمان بحث در مورد نیروها و مواد منتقله آنها به میان بود. طبق این سنت، گرانشی که در قوانین نیوتون از آن بحث شد باید مانند نور که در اتر حرکت می کند یا امواج صوت که برای انتشار به هوا نیاز داشتند گرانش نیز باید در یک محیط مادی به اجرام تحت گرانش قرار گرفته برسد. در آن زمان این ایده که گرانش توسط ماده ای به نام گراویتون ها ( graviton)  به اجرام دیگر منتقل می شود به میان آورد و این خود بحث جدیدی در زمینه گرانش ایجاد کرد.
هیچ جوابی برای این مشاهدات وجود نداشت تا آنکه در سال 1905 یک کارمند شرکت ثبت اختراعات سوئیس با نام آلبرت انشتین(albert einshtein) نظریه نسبیت نیوتون را این گونه اصلاح کرد که باید زمان مطلق را کنار گزاشته و قوانین باید برای تمام ناظرانی که آزادانه حرکت می کنند یکسان باشد. با این ایده نظریه اتر می توانست نا دیده گرفته شود. این نظریه در همان سال با نام نظریه نسبیت خاص اعلام گشت که انقلابی بزرگ در زمینه علم فیزیک و نجوم بود. به گونه ای دیگر نمونه کامل شده نظریات نیوتون بود که تمامی جهات در این جهان را در بر می گرفت. ادامه دارد... 
منابع :
تاریخچه زمان
نجوم به زبان ساده
سیاه چاله ها
انفجار بزرگ

اینترنت



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://www.instagram.com/iranastronomy/
هم اکنون