گالیلئو گالیله
گالیلئو گالیله (به ایتالیایی: Galileo Galilei) دانشمند و مخترع سرشناس ایتالیائی در سده های ۱۶ و ۱۷ میلادی بود. گالیله در فیزیک، نجوم، ریاضیات و فلسفه علم تبحر داشت و یکی از پایه گذاران تحول علمی و گذار به دوران دانش نوین بود [۱]. بخشی از شهرت وی بخاطر تائید نظریه کوپرنیک مبنی بر مرکزیت نداشتن زمین در جهان است که منجر به محاکمه وی در دادگاه تفتیش عقاید شد. گالیله با تلسکوپی که خود ساخته بود به رصد آسمانها پرداخت و توانست جزئیات سطح ماه را مشاهده کند.
زندگینامه
گالیله در ۱۵ فوریه ۱۵۶۴ در شهر پیزای ایتالیا به دنیا آمد. پدر گالیله، وینچنزو از موسیقیدانان به نام بود. گالیله دارای پنج خواهر و برادر دیگر بود [۲].
ابتدا قرار بود در کلیسا برای کشیش شدن مشغول شود اما پدرش وی را به تحصیل در رشته پزشکی در دانشگاه پیزا فرستاد. گالیله طب را نیاموخت اما به جای آن به مطالعه ریاضیات پرداخت و به آن علاقه مند شد به گونه ای که در سال ۱۵۸۹ توانست به عنوان مدرس ریاضیات در همین دانشگاه به کار مشغول شود.
سه سال بعد به دانشگاه پادوا رفت و به تدریس هندسه، مکانیک و نجوم پرداخت. وی تا سال ۱۷۱۰ آموزش و پژوهش را در این دانشگاه ادامه داد و بیشترین دستاوردهای علمی و تحقیقاتی وی مربوط به همین دوره است.
گالیله پیرو مذهب کاتولیک از دین مسیحیت بود. وی با مارینا گامبا Marina Gamba ازدواج کرد و وی دارای دو دختر و یک پسر شد.
گالیله در ۸ ژانویه ۱۶۴۲ (میلادی)|۱۶۴۲ در سن هفتاد و هفت سالگی درگذشت.
محاکمه گالیله در کلیسا
در سال ۱۶۱۰ انتشار یافته های علمی وی در تائید نظر کوپرنیک مبنی بر ثابت نبودن زمین و گردش آن به دور خورشید باعث شد تا وی از سوی کلیسا مورد بازجویی و تفتیش عقاید قرار گیرد. این نظریه مخالف نص کتاب مقدس بود و از سویی با نظریات ارسطو که کلیسا حامی آن بود همخوانی نداشت. وی مجبور به امضای توبه نامه ای با این مضمون شد:
|
در هفتادمین سال زندگی در مقابل شما به زانو درآمده ام و در حالی که کتاب مقدس را پیش چشم دارم و با دستهای خود لمس می کنم توبه می کنم و ادعای خالی از حقیقت حرکت زمین را انکار می کنم و آنرا منفور و مطرود می نمایم. [۳] |
وی شش سال بعد رسما از تدریس نظریه کوپرنیک در دانشگاه منع شد و تا سالها بعد مرتب مورد بازخواست کلیسا قرار می گرفت. سرانجام گالیله علیرغم اعتقاد درونی اش، مجبور شد اعتراف کند که نظریه ارسطو درست است و زمین مرکز جهان است.
گالیله در پیدایش شیوه علمی سنجش و بررسی نقش مهمی داشت. به باور گالیله یكی از برجسته ترین دانشمندان رنسانس در اوایل قرن ١٦ «بدون ابزار شناخت علمی نمیتوان به علم دست یافت.» او معتقد بود كه: «برای شناخت علمی بجای گمانه زنی ، باید هر چیز را اندازه گیری و سنجش كرد. آنچه را كه نمیتوان اندازه گرفت را نیز باید كوشش كرد كه قابل اندازه گیری كرد.» او همچنین نوشت كه : «قانون طبیعت با زبان مادی نوشته شده است.» روش علمی تازه نخستین گام اساسی بشر بسوی كشف یك دنیای تازه بود و راه را برای انقلاب علمی و فنی و اختراعات تازه و دگرگون ساز گشود. دوران نوزایی در حقیقت دوران آزادی انسان از قید و بند طبیعت و نیز جهل خود خواسته انسان بود. طبیعت دیگر چیزی نبود كه ماورا انسان قرار گرفته باشد و انسان تنها چیزهایی درباره اش میداند، بلكه طبیعت به موضوع كار، تجربه و كاربرد انسان تبدیل شد.
· برخی گالیله را مخترع تلسکوپ می دانند. در سال ۱۶۰۹ شایع شد که در سوئیس با ترکیب عدسی ها توانسته اند وسیله ای برای مشاهده اشیای دور دست اختراع کنند. وی در همین سال توانست اولین تلسکوپ خود را با ترکیب کردن چند عدسی بسازد که از قدرت کمی برخوردار بود اما گالیله با آن توانست مشاهدات علمی فراوانی کند.
· گالیله نخستین کسی بود که چهار ماه سیاره مریخ را رصد کرد.
· با رصد راه شیری گالیله دریافت که تعداد ستارگان این مجموعه بیشتر از آن است که قابل شمارش باشد.
· گالیله نخستین کسی بود که جزئیات سطح ماه را با تلسکوپ مشاهده و ثبت کرد. وی همچنین دریافت که نور ماه حاصل انعکاس نور خورشید است و این نور از خودش نیست [۴].
نیکلاس کوپرنیک
نیکلاس کوپرنیک ؛ ۱۹ فوریه ۱۴۷۳ (میلادی)- ۲۴ مه ۱۵۴۳ (میلادی)) ستارهشناس، ریاضیدان و اقتصاددانی لهستانی بود که نظریه خورشیدمرکزی منظومه شمسی را بسط داد و به صورت علمی درآورد. وی پس از سالها مطالعه و رصد اجرام آسمانی به این نتیجه رسید که بر خلاف تصور پیشینیان زمین در مرکز کائنات قرار ندارد بل این خورشید است که در مرکز منظومه شمسی است و سایر سیارات از جمله زمین به دور آن در حال گردشند.
نظریه انقلابی کوپرنیک یکی از درخشانترین کشفیات عصر رنسانس است که نه فقط آغازگر ستارهشناسی نوین بود، بلکه دیدگاه بشر را دربارهٔ جهان هستی دگرگون کرد.
نیکلاس کپرنیک در شهر تورون لهستان دیده به جهان گشود. پدرش تاجر مس ثروتمندی از محترمین تورون بود که در سال ۱۴۶۰ از کراکو (پایتخت آن زمان لهستان) به آن شهر مهاجرت کرده بود.
وقتی کپرنیک ده ساله بود ، پدرش درگذشت و داییش لوکاس واتزنرود – که اسقفی بود در پروس شرقی- سرپرستی او ، برادر و دو خواهرش را به عهده گرفت . واتزنرود میخواست که کپرنیک روزی به مقام کشیشی برسد؛ از این رو در ۱۴۹۱ وی را برای تحصیل علوم دینی و ریاضیات به دانشگاه جاگیلونی کراکو فرستاد. در آنجا بود که کپرنیک توسط معلمش آلبرت برودزوسکی با ستارهشناسی آشنا و به آن علاقمند شد . پس از پایان تحصیلات چهار ساله و توقفی کوتاه در تورون ، کپرنیک رهسپار ایتالیا شد تا در دانشگاههای بولونیا و پادوا حقوق و پزشکی بخواند. سپس برای ادامه تحصیل در فقه و حقوق مدنی به فرارا رفت ؛ اما پس از ملاقات با «دومنیکو نووارا دو فرارا» ستارهشناس مشهور، سر درس او حاضر و دستیارش شد. در ۱۴۹۷ واتزنرود به مقام اسقفی در وارمیا برگزیده شد و جایی نیز برای کپرنیک به عنوان کشیش عالیرتبه در کلیسای جامع فرومبورک خالی شد . ولی او با اجازه کلیسا چند سال دیگر در ایتالیا ماند و در ۱۵۰۳ در رشته فقه درجه دکتری گرفت. وی همچنین در مدت اقامتش در پادوا فرصت یافت تا با مطالعه آثار سیسرو و افلاطون از آراء گذشتگان درباره حرکات کره زمین آگاهی یابد و طرح اولیه نظریه خود را شکل دهد. در ۱۵۰۵ کپرنیک برای زندگی و کار به فرومبورک رفت و بعدها در کلیسا و حکومت مسؤولیتهای متعددی را پذیرا شد. اصلاح نظام پولی حکومت پروس و انتشار رسالاتی درباره ارزش پول از جمله خدمات او در این مدت است. در جریان جنگ میان توتونها و پادشاهی لهستان (۱۵۲۴ - ۱۵۱۹) کپرنیک فرماندهی دژ وابستگان کلیسا را در شهر مرزی آلنشتاین به عهده داشت و تا زمان اعلام آتشبس در سال بعد با موفقیت از شهر دفاع کرد.
در طول این سالها کپرنیک همچنان اوقات فراغتش را با ستارهشناسی میگذراند و از فراز رصدخانه سادهای که خو د ساخته بود حرکات اجرام آسمانی ر ا مطالعه و با جدولهای نجومی قدیمی مقایسه میکرد. مانند دیگر منجمان غربی مرجع و راهنمای کپرنیک نیز کتاب المجسطی نوشته بطلمیوس ستارهشناس معروف قرن اول اسکندریه بود. بطلمیوس در این کتاب با فرضِ قرار گرفتن زمین در مرکز عالم، موقعیت سیارات و حرکات افلاک آنها را در آسمان محاسبه کرده بود .
زمینه های فکری کپرنیک
1
- منجمین دوره ی اسلامی از زمان ابن هیثم به تناقضات فیزیکی و فلسفی موجود در مدل بطلمیوس پی برده و تلاشهای بسیاری برای حل آن از خود نشان داده بودند. خواجه نصیرالدین طوسی، قطب الدین شیرازی و مؤید الدین عُرضی از جمله کسانی بودند که در رصدخانه ی مراغه به تهیه و تنظیم مدلهای جدید غیربطلمیوسی برای حل این مشکلات پرداختند. این مدلها توسط کسانی مانند ابن شاطر دمشقی در قرون بعدی به اوج خود رسید. اگر چه تمام این مدلها همچنان زمین مرکزی بودند، ولی تناقضات مدل بطلمیوسی را حل می نمودند. کپرنیک نیز با همین انگیزه دست به کار شد تا مدلی غیر بطلمیوسی برای عالم تنظیم کند، و ما امروزه ردپای دستاوردهای منجمین مکتب مراغه را در کارهای وی می بینیم.
2- از طرف دیگر، کپرنیک شدیدا تحت تأثیر تفکرات فیثاغورثی رایج در عصر خود بود. طبق این دیدگاه طبیعت همیشه منطبق بر ساده ترین نظریه است و همیشه طبق روش هندسی و ریاضی و عددی قابل شناخت و بررسی است.
3- همچنین فیثاغورثیان باستان ارزش بسیاری برای خورشید قائل بودند و آنرا مقدس می دانستند. کپرنیک نیز با برخورداری و اعتقاد از الهیات مسیحی معتقد بود که خورشید نماد مادی خدای پدر است و بسیار بجاست که شکوه و عظمت خدای پدر در خورشید آسمان تجلی بیابد. در نتیجه، عقل نمی پسندید که خورشید با تمام قداست و شکوهش در جایی جز در مرکز عالم، قرار گیرد.
4- وی میدانست که برخی از فلاسفه یونان ادعا کرده بودند زمین حرکت میکند. به عقیده او نظر درست تر آن بود که خورشید در مرکز عالم و زمین سیارهای مانند دیگر سیارات بدور خورشید در حرکت است. نظریه او بسیار انقلابی بود زیرا هم با اصول پذیرفته شده نجوم بطلمیوسی در تعارض بود و هم با نص کتاب مقدس. در سال ۱۵۱۴ کپرنیک دست نوشته کوتاهی را بین دوستان خود توزیع کرد که در آن دیدگاههایش را درباره فرضیه خورشید مرکزی به اختصار بیان کرده بود. نوشته ی کوتاه کپرنیک با استقبال زیادی روبرو شد و او را در جمع دانشمندان اروپایی نامآور گردانید. اما کپرنیک هنوز نظریهاش را قابل عرضه در محافل علمی نمیدانست و سالهای بعد را صرف مشاهدات دقیق و جمعآوری شواهد و مدارک کرد تا به آن اعتبار بیشتری بخشد. در سال ۱۵۳۳ شهرت کپرنیک به جایی رسیده بود که آلبرت ویدمانشتات منشی پاپ کلمنت هفتم یک رشته سخنرانی درباره نظریه او برای پاپ و گروهی از کاردینالها در واتیکان ترتیب داد. در ۱۵۳۶ که تحقیقات کپرنیک به اتمام رسید دیگر در اروپا دانشمندی نبود که درباره نظریه انقلابی او چیزی نشنیده باشد و بسیاری در گوشه و کنار قاره خواستار انتشار آن بودند. او حتی در کلیسا نیز حامیان پرنفوذی داشت؛ کاردینال نیکلاس فون شونبرگ در نامهای خطاب به کپرنیک نوشت: «... ای مرد فاضل! امیدوارم که تقاضای مرا بیجا ندانی ولی مؤکداً از تو استدعا میکنم که کشف خود در باب کائنات را در معرض قضاوت دیگر نخبگان جهان قرار دهی و ضمنا در اولین فرصت ممکن شرحی از نظریه خود را همراه با جداول و هرچه که به آن مربوط است برای من ارسال داری...» این نامه تشویقآمیز اگر چه برای کپرنیک بسیار ارزشمند بود ولی کافی نبود تا او را به انتشار نظریه انقلابیاش متقاعد کند. وی همچنان به تکمیل تحقیقات خود ادامه داد تا سال ۱۵۳۹ که با ریاضیدانی به نام گئورگ یواخیم رتیکوس آشنا گردید و او را به شاگردی پذیرفت. این دو با هم نظریه جدید را مطالعه کردند. پس از دو سال رتیکوس با استفاده از اصول تئوری کپرنیک کتاب ناراتیو پریما را درباره حرکت زمین نوشت و در ۱۵۴۲ به نام کپرنیک بخشی از پژوهش او در مثلثات را منتشر کرد. در برابر اصرار شدید رتیکوس بالاخره کپرنیک پذیرفت که شرح کاملی درباره نظریه خود فراهم کند و آن را به نورنبرگ بفرستد تا با نظارت او به چاپ رسد. سرانجام کتاب در ۱۵۴۳ منتشر شد. کپرنیک اندکی پس از آن در ۲۴ مه همان سال در گذشت. می گویند اولین نسخه در زمانی به دست کپرنیک رسید که وی در بستر مرگ بود.
مهمترین وقایع زندگی
·
94 ـ 1491: در دانشگاه کراکو لهستان در رشته ریاضی و نورشناسی به تحصیل میپردازد.
· 1496: در دانشگاه بولونیای ایتالیا در رشته قوانین شریعت و ستارهشناسی مشغول تحصیل میشود.
· 1497: کشیش کلیسای فرومبورک اتریش میشود. این سمت را تا پایان عمرش حفظ میکند.
· 5 ـ 1501: در دانشگاه پادوا در ایتالیا در رشتههای حقوق، زبان یونانی و پزشکی مشغول تحصیل میشود.
· 1506: به فرومبورک باز میگردد. او بیشتر به عنوان یک پزشک و مردی روحانی شناخته میشود تا یک ستاره شناس.
· 1512 ـ 1506: به عنوان پزشک و منشی عمویش کار میکند.
· 1512: بر روی نظریه خود که خورشید را مرکز جهان فرض میکند، شروع به کار میکند.
· 1530: کارش را کامل میکند ولی منتشر نمیسازد.
· 1543: 24 ماه مه در فرومبورک از دنیا میرود. کمی قبل از مرگش یک نسخه چاپ شده از کتاب جدیدش را که عنوان آن گردش افلاک آسمانی بود دریافت میکند.
· 1616: چاپ و فروش کتاب وی از سوی کلیسای کاتولیک رم ممنوع میشود. این ممنوعیت تا سال 1835 ادامه مییابد
نظام خورشید مرکزی کوپرنیکی
نظریه کوپرنیک
نظام خورشید مرکزی کپرنیکی
اگر چه کپرنیک اولین کسی است نظریه مرکزیت خورشید را فرمولبندی دقیق ریاضی و هندسی نمود، ولی سابقه این نظریه به سدهها پیش از وی باز میگردد؛ فیلولائوس فیلسوف یونانی قرن چهارم پیش از میلاد و یکی از شاگردان فیثاغورث نخستین کسی است که قائل به حرکت وضعی زمین (چرخش زمین به دور خود) شد. پس از او هراکلیدس پونتسی فرضیه حرکت انتقالی زمین (چرخش زمین به دور یک کانون مشخص) را مطرح کرد. آریستارخوس ساموسی فیلسوف و منجم قرن سوم پیش از میلاد با ترکیب نظریههای این دو، اولین نظریه خورشید مرکزی را پیشنهاد کرد. در نظر او خورشید به طور ثابت در مرکز عالم جای میگیرد و زمین و سیارههای دیگر در مسیری کاملاً ً مدور به دور آن میچرخند. ولی نظریات خورشید مرکزی قبل از کپرنیک، بدون اینکه به محاسبات ریاضی و هندسی و طراحی مدلهای هر سیاره منجر شود، ارائه شده بود. در نتیجه پذیرش آن اصلا معقول و منطقی نبود.
آیا منجمین پیش از کپرنیک که به زمین مرکزی معتقد بودند، دانشمندان بی دقتی بودند؟
منجمین پیش از کپرنیک به زمین مرکزی معتقد بودند، دلالیل کافی و متقن برای اعتقاد خود داشتند. در واقع، از یک منجم حقیقی در دوره ی باستان چنین توقع می رود که نظریه ی خورشید مرکزی را نپذیرد، زیرا هیچ مؤید قوی و منطقی برای پذیرش آن وجود نداشت. ما امروز به هیچ وجه نباید توقع داشته باشیم که یک منجم باستانی بدون داشتن شواهد و مدارک کافی یک نظریه را پذیرفته شده اعلام کند. در واقع اگر یک منجم در آن عصر این نظریه را می پذیرفت، نشان دهنده ی عدم دقت و دوری وی از روش علمی دارد.
نظریه کپرنیک
در تصویر بطلمیوس از نظام عالم، زمین در مرکز عالم است و سیارات هر یک در دایرهای که شعاع آن فاصله سیاره تا زمین است به گرد نقاتی در نزدیکی زمین میچرخند. این نظریه پاکیزه و مرتب بود و میشد از آن برای محاسبات افلاک سیارهها استفاده کرد. ولی باید 1700 سال میگذشت تا با تغییرات نگرش و دید نجومی و فلسفی و دینی این نظریه آهسته آهسته به کنار گذاشته شو.
یک اشتباه متداول
امروزه بسیاری چنین گمان می کند که «مشاهدات رصدی، با فرضیه ی بطلمیوس قابل توجیه و بیان نبود، یا کپرنیک متوجه شد که مدل زمین مرکزی نمی تواند، مشاهدات رصدی را توضیح دهد. » در حالی که به هیچ وجه مدل زمین مرکزی با مدل خورشید مرکزی از نظر رصدی و مشاهدات، فرقی نداشت. برتری اصلی مدل خورشید مرکزی سادگی و نظم و ترتیب بیشتری بود که از خود بروز می داد. بعدها با اختراع تلسکوپ توسط گالیله بود که تأییدات رصدی نیز برای مدل کپرنیک پیدا شد، زمان آن بود که این نظریه را درست تر بدانیم. در نهایت با فعالیتهای کپلر این نظریه بسیار معقول تر و از نظر فلسفه ی فیثاغورث علمی تر به نظر رسید. پذیرش نهایی نظریه ی زمین مرکزی 100 سال پس از انتشار کتاب کپرنیک، توسط نظریه ی گرانش و قوانین حرکت نیوتن اتفاق افتاد.
اصول کلی نظریه کوپرنیک به طور خلاصه از این قرارند:
۱ - مرکز مدار تمام کرات آسمانی یکی نیست.
۲ – مرکز زمین مرکز جهان هستی نیست بلکه فقط مرکز توده زمین و مدار ماه است.
۳ - تمام سیارهها در مدارهایی به مرکزیت خورشید میچرخند.
۴ - فاصله میان زمین و خورشید در مقایسه با فاصله میان زمین و ثوابت بسیار کم است.
۵ – حرکت روزانه خورشید در آسمان، ظاهری و نتیجه چرخش زمین گرد محور خود در هر ۲۴ ساعت است.
۶ – زمین همراه با ماه همچون دیگر سیارهها به دور خورشید میگردند. پس خورشید مرکز عالم است و علت حرکات ظاهری خورشید (حرکت روزانه در آسمان و حرکت سالانه در دایرةالبروج) چیزی نیست جز اثر حرکات واقعی زمین.
۷ – تمام ویژگیهای حرکتی سیارات و تغییر موقعیت آنها در آسمان از طریق این نظریه قابل توجیه است.
موقعیت یابی سیارات
ترتیب جدیدی که کوپرنیک برای موقعیت سیارات بر پایه افزایش فاصله آنها تا خورشید در نظر گرفت – یعنی ترتیب: عطارد، زهره، زمین، ماه، مریخ، مشتری و زحل جای ترتیب قبلی در نظریه زمین مرکزی را گرفت. بنابر اصل پیشنهادی کوپرنیک چنانچه مدار گردش زمین به دور خورشید از مدارات مشتری و زحل تنگتر باشد زمین متناوبا از آنها پیش افتاده، سبب میشود آن دو در آسمان شب در حال چرخش در جهت معکوس به نظر آیند. دیگر اینکه پدیده تقدیم اعتدالین را اینک میشد با فرض تکان خوردن زمین (لرزش خفیف شبیه لرزش ژله) حین چرخش به دور محور خود توضیح داد.
اعتدالین به هنگام عبور خورشید از صفحه مدار بر استوای زمین رخ میدهند و برابری طول شب و روز در سراسر کره زمین را سبب میشوند اعتدال بهاری حوالی اول فروردین ماه و اعتدال پاییزی در حوالی آخر شهریور رخ میدهد، مشکل در آن زمان این بود که اعتدالین هر سال اندکی زودتر رخ میدادند . پیدایش فصول سال نیز اگر زمین در سال یکبار به دور خورشید میچرخید و محور آن با راستای قرار گرفتن خورشید زاویه میساخت، بهتر قابل توضیح بود.
البته تمام این پدیده ها قبل از کپرنیک به خوبی توسط بطلمیوس و منجمین دوره ی اسلامی شناخته شده و به دقت رصد شده بود. ولی کپرنیک نشان داد علت این پدیده ها افلاک تدویر بطلمیوسی نیست، بلکه چرخش زمین به دور خورشید است که این پدیده ها را بوجود می آورد.
آثار بجا مانده از کوپرنیک
کپرنیک تقریبا چهل سال برای تکمیل پژوهشهای اخترشناسی خود وقت صرف کرد و تا اواخر عمر خود از چاپ کامل نظرات خارق العاده خویش خودداری کرد و تنها در سال 1543 بود که گفتار درباره چرخش کرات سماوی او انتشار یافت. افکار موجود در کتاب کپرنیک بنیادیتر از آن بود که بتوان آنها را جدی گرفت، یک نسخه چاپ شده از آثارش درست قبل از مرگ در بستر بیماری بدست او رسید. چون او در این آزمایش بیش از 70 سال سن داشت و مفلوج و تقریبا نابینا بود، بعید به نظر میرسید که موفق به دیدن این اثر بزرگ چاپی شده باشد، اثری که او برای خلق و ایجاد آن تمام عمرش را صرف کرده بود. چند روز پس از انتشار کتابش بدون آنکه بداند چه خدمت ارزندهای به جهان بشریت کرده، دار فانی را وداع گفت. سرانجام پس از گذشت ۱۵۰ سال از مرگش دانشمندان اندیشههای او را پذیرفتند. امروزه بیش از چهار سده پس از مرگش، یکی از بزرگترینها در قلمرو دانش به شمار میرود.
کپرنیک؛ میراث دار نجوم دوره اسلامی
امروزه پس از کشف نظریات غیر بطلمیوسیِ مکتب مراغه در دهه ی 1950 توسط پروفسور کندی، تحقیقات بسیاری در زمینه ی ارتباط مدل کپرنیک با مدل های غیربطلمیوسی در مکتب مراغه انجام گرفته است. از آنجایی که بعضی از راهکارهای هندسی کپرنیک برگرفته از کتب منجمین اسلامی است، این ارتباط با قوت بیشتری مطرح می گردد: قضیه ی هندسی جفت طوسی، روش فلک تدویر ابن شاطر برای حذف معدل المسیر و... از جمله مباحثی است که از نجوم دوره ی اسلامی عینا در کارهای کپرنیک منعکس شده است. [1]
پس از کوپرنیک
واکنش کلیسا در برابر آراء کوپرنیک خشمگینانه بود. نقل است مارتین لوتر – پایهگذار مذهب پروتستان- به محض آگاه شدن از نظریه با آن به مخالفت برخاسته، گفته بود: «فقط احمقها نجوم را وارونه میکنند. طبق نص کتاب مقدس، این خورشید بود نه زمین که یوشع فرمان داد بایستد.» به باور لوتر و همفکرانش، نظریه کوپرنیک نه فقط مخالف عبارات کتاب مقدس بود، بلکه جایگاه رفیع آدمی را – که به عنوان برترین آفریدگان باید در مرکز جهان هستی قرار داشته باشد- از او میگرفت.
بر خلاف انتظار در کشورهای پیرو کلیسای کاتولیک رم تا مدتها هیچ کس به نظریه کوپرنیک اعتراض نکرد. بی تردید اهدای کتاب به پاپ پل سوم و پشتیبانی کاردینال پرنفوذی چون یوهان ویدمانشتات از آن در ساکت کردن هر ندای اعتراضی نقش داشت. با این وجود در اواخر قرن شانزدهم اوضاع به تدریج رو به تغییر گذاشت؛ راهبی انقلابی به نام جوردانو برونو که میخواست مسیحیت را با مذهب خورشید پرستی مصریان باستان درآمیزد، نظریه کوپرنیک را جالب توجه یافت و تصمیم به حمایت از آن گرفت. با محکوم شدن برونو در دادگاه مذهبی، هر چه که او در نوشتههایش مطرح کرده بود نیز مشکوک و ضد دین تلقی شد و این آغاز مخالفت گسترده کاتولیکها با نظریه کوپرنیک بود که تا زمان اثبات کامل آن در قرن هفدهم ادامه یافت.
یوهان کپلر
|
|
مقدمه
یوهان کپلر در 16 ماه مه 1571 در وایل در اشتات ورتمبرگ آلمان ، که شهری خارج از امپراتوری مقدس روم بود متولد شد. دوران کودکی کپلر با فقر و تنگدستی و بدبختی توأم بود، کپلر برای تحصیل به مدرسه طلاب پروتستان رفت و در اثر هنر و استعدادی که از خود نشان داد بوسیله استادانش دوانه دانشگاه توبینگن شد. کپلر در سال 1594 به سمت معلم ریاضیات مدرسه شبانه روزی پروتستان در گراتز انتخاب شد، وی برای افزودن به درآمد ناجیز خود تقویمهای نجومی که در میان سایر چیزها وضع هوا ، سرنوشت شاهزادهها ، خطرات وقوع جنگ و قیام ترکها را نیز پیش بینی میکرد، چاپ و منتشر مینمود.
شهرت وی در این زمینهها بزودی پخش و سرانجام طالع بین امپراتور رودلف و اعضای برجسته دیگر در بار او شد و این روش منبع درآمد کپلر شده بود. از وی نقل شده است که: طالع بینی از گدایی بهتر است. از سر زدن گهگاه او به عالم فالگیری که بگذریم، یوهان کپلر کسی است که جایگاه او در یمان غولان است. او نخستین انسانی است که با فراست رمز معماری منظومه شمسی را گشود و قوانینی برای حرکت سیارات آن فرمول بندی کرد.
کپلر در اثر مطالعات در علم نجوم با خود گفت چون به موجب هیأت کوپرنیک سیارات به دور خورشید دوایری طی میکنند، بنابراین مجموعه تمام اوضاع مریخ که بوسیله تیکو رصد شده است باید روی یک دایره فضایی قرار گیرد (تیکو براهه نشان داد که حرکت سیارات کاملاٌ با نمایش و تصویر دایرههای هم مرکز وفق نمیدهد از آنجا که تیکو براهه بیشتر به رصدهای مستقیم و اندازه گیری سرگرم بود، هیچ کوششی برای تجزیه و تحلیل نتایج خود را انجام نداد و این کار به یوهان کپلر که در سال آخر زندگی تیکو براهه دستیار وی بود محول گشت).
کشفیات
کپلر مسلح به این گنجینه معلومات و با ایمان به درستی نظریه کپرنیک کمر به کشف قوانین ریاضی حل کننده مسأله حرکت سیارات بست. اطلاعات رصدی یاد شده در نظریه بزرگ خورشید مرکزی کوپرنیک بطور کامل صدق نمیکرد و کپلر ناچار شد مدت ده سال از عمر خود را صبورانه وقف کار سخت بررسی عملی در حرکت سیارات و قوانین ریاضی حاکم بر آنان کند. او همه این کارها را به تنهایی و بدون یاری گرفتن از کسی کرد و ارزش کار او بجز از سوی چند تن ، درک نشد.
کپلر در 1609 ناگهان به نیروی الهام متوجه حقیقتی شد، سیاره مریخ روی مسیر بیرونی است. نبوغ کپلر با کشف بیضی بودن شکل حقیقی مسیر زمین به دور خورشید ظاهر شد که پیش از آن یک دایره کامل دانشته و پذیرفته شده بود. وقتی کپلر مسیر بیضی شکل ستاره را کشف کرد شروع به پیش بینی حرکت آن نمود و گفت که فلان وقت باید در فلان موضع قرار گیرد و همه جا ستاره را در رأس موعد در محل موعد مشاهده کرد. او آن نتیجه را از راه محاسبه رابطه موقعیتهای مکانی زمین و مریخ و خورشید با یکدیگر گرفت، زیرا دادههای رصدی تنها در یک مسیر بیضی صدق میکردند.
کپلر در پی انجام آن کار دست به کار انجام محاسبات مربوط به حرکت و مدار سیارات شناخته شده دیگر شد. دست آورد او در آن زمینه با در نظر گرفتن پیشرفت کم ریاضیات در آن زمان بسیار بزرگ و چشمگیر بود، وی علاوه بر کشف انطباق دقیق ارقام معلومات رصدی با بیضی بودن مدارها کشف کرد که سرعت حرکت هر سیاره به دور خورشید با فاصله آن از خورشید نسبت عکس دارد. در سال 1609 در کتاب(نجوم جدید) دو قانون که اولی نام او را ابدی ساخته ذکر نموده، این بار دیگر حرکت دایرهای که اینقدر در نظر بطلمیوس عزیز بودهاند به کلی از بین رفت و نجوم قدیم را همراه برد.
یوهانس کپلر ، ستاره شناس آلمانی ، وقتی ادعا کرد که سیارهها در مدارهای بیضوی به دور خورشید میگردند و خورشید تنها نیروی اداره کننده مدارهای سیارات است؛ مورد اعتراض سنتها و باورهایی که قرنها پایدار بود قرار گرفت. قوانین سه گانه او در مورد حرکت سیارهای ، که به قوانین کپلر معروفند تأثیری عمیق بر ستاره شناسان بعد از او بجا گذاشتند و امروزه نیز برای تجسم و درک منظومه شمسی دارای اهمیت فراوانی میباشند. او یکی از طرفداران سر سخت نظریه خورشید مرکزی منظومه شمسی بود.
قوانین کپلر
کپلر پس از چندین سال مطالعه در حرکت سیارات در سال 1618 موفق به کشف قانون سوم خود شد. کپلر بر پایه آن یافتهها قوانین سه گانه زیر را درباره حرکت سیارات بیان کرد:
1. مدار حرکت سیارات به گرد خورشید یک بیضی است که خورشید در یکی از دو کانون آن قرار دارد.
2. خط وصل کننده هر سیاره به خورشید در زمانهای مساوی مساحتهی مساوی جاروب میکند.
3. مکعب فاصله متوسط هر سیاره تا خورشید با مربع زمان یک دور کامل گردش سیاره تناسب مستقیم دارد.
قانون دوم را میتوان به صورت زیر نیز بیان کرد: زمانی که سیاره دور بیضی مسیر در حرکت است فاصله تا خورشید زیادتر و سرعت حرکت کمتر است، به تدریج که سیاره به نقاط نزدیک بیضی مسیر میرسد، سبب میشود فاصله تا خورشید کمتر و سرعت سیاره زیادتر میشود. این تغییر در سرعت سبب میشود که سیاره چه به خورشید نزدیک و چه از آن دور باشد، مساحت در نور دیدهاش در فضا در فواصل زمانی ثابت ، ثابت میماند.
قانون سوم کپلر را هم میتوان به اینگونه بیان کرد: هرگاه فاصله متوسط هر سیاره تا خورشید به توان سه و زمان کامل شدن یک دور سیاره به توان دو رسانده و نسبت اعداد حاصل تشکیل شود. این نسبت همواره ثابت و برای تمام سیارات یکی است گذشته از این ، کپلر نخستین بار اصل ماند (اصل جبر) را در مکانیک حدس زد که بعدها بوسیله گالیله صورت تحقق یافت.
کپلر در 15 نوامبر 1631 در اطاق میخانهای زندگی را بدرود گفت. کپلر به زودی پس از مرگ از خاطرها رفت و هیچ کس آثار او را مطالعه نمیکرد، ولی دوران افتخار او زمانی آغاز گردید که اسحاق نیوتن و لاپلاس شناخته شدند، او خود قبلاٌ در این خصوص چنین نوشته بود، من کتاب خود را مینویسم خواه خوانندگان آن مردان فعلی یا آیندگان باشند تفاوتی ندارد. این کتاب میتواند سالها انتظار خوانندگان واقعی خود را بکشد، مگر نه خداوند شش هزار سال انتظار کشید تا تماشاگری برای آثار او پیدا شد.
ارسطو
اَرَسطو از فیلسوفان یونان باستان بود. اوکه یکی از مهمترین فیلسوفان غربی به حساب میآید شاگرد افلاطون و آموزگار اسکندر مقدونی بود. تالیفات او در زمینهها و رشتههای گوناکون منجمله فیزیک، متافیزیک، شعر، زیست شناسی، منطق، علم بیان، سیاست، دولت و اخلاق بودهاند. ارسطو بهمراه سقراط و افلاطون از تأثیر گذارترین فیلسوفان یونان باستان بودهاست. این سه تن فلسفه غربی (آنطور که برای ما آشنا است) را بر اساس فلسفه ماقبل سقراط یونان بنیاد نمودند. ارسطو فلسفه را بهعنوان «دانش بودن» تعریف میکرد.
ارسطو در سال ۳۸۴ (قبل از میلاد) در خانوادهای ثروتمند از اهالی استاگیرا، شهری در شمال یونان، به دنیا آمد. در ۱۷ سالگی به فرهنگستانی به نام آکادمی افلاطون در آتن فرستاده شد و ۲۰ سال در آنجا درس خواند و تدریس کرد.
پس از مرگ افلاطون در سال ۳۴۷، ارسطو ناکام از به اختیار گرفتن مدیریت فرهنگستان به اسوس در آسیای کوچک رفت و با پایتیاس خواهرزادهٔ فرمانروای وقت ازدواج کرد. در ۳۴۳ به دعوت فیلیپ مقدون آموزش اسکندر مقدونی را بر عهده گرفت. پس از بازگشتش به آتن در ۳۳۵، آموزشگاهی خود را به نام لایسیوم تأسیس کرد.
در ۳۲۳ و پس از مرگ اسکندر، که آتن را ملحق شاهنشاهی خود کرده بود، آتش احساسات ضدمقدونی اوج گرفت و دامنگیر ارسطو شد. او به ناچار به چالسیس پناه برد و سال بعد (۳۲۲) در ۶۲ سالگی درگذشت.
آثار ارسطو
ارسطو را میتوان از نخستین کیهانشناسان دانست. او با در نظر گرفتن زمین در مرکز گیتی و قرار دادن فلکهای مختلف برای اجرام آسمانی (مثلاً فلک خورشید، فلک ثوابت و...) الگویی از جهان را برای همروزگاران خود ترسیم کرد. ارسطو چهار عنصر بنیادی کیهان را آب، آتش، خاک و هوا میدانست بهعلاوهٔ عنصر پنجمی به نام اثیر که معتقد بود اجرام آسمانی از آن ساخته شدهاند. آثار ارسطو بسیار متنوع و شامل جمیع معارف و علوم یونانی (جز ریاضی) است و اصولا شامل منطقیات طبیعیات الهیات و خلقیات است که از آن جمله از (فن شعر) (فن خطابه) (کتاب اخلاق) (سیاست) (ما بعد الطبیعه) باید نام برد.
منطقیات: مقولات ,جدلیات ,آنالوطیقای اول و دوم ,قضایا ,ابطال مغالات که در کل در کتاب ارغنون جمع شدهاند.
کتب علمی: طبیعیات، درباره آسمان، در کون و فساد، علم کائنات جو، تاریخ طبیعی، درباره نفس، اجزاء حیوانات، حرکات حیوانات، تولد حیوانات
کتب فلسفی:اخلاق، سیاست، ماوراءالطبیعه
فلسفه
ارسطو با انتقاد از فرضیه مثلها فلسفه خود را آغاز میکند. حقایق قابل ادراک وجود ندارند آنچه وجود دارد مثال نیست بلکه خرد و جزئی است.
وی گفتهاست «علم جز بر کلیات تعلق نمیگیرد». ما هنگامی میتوانیم درباره اشیاء قضاوت کنیم که نوع و جنس را بهتر بشناسیم. تعیین قواعدی که حافظ روابط صحیح قضایای کلی با قضایای جزئی و شخصی باشد خاص منطقی است که هیچکس بهتر از ارسطو درباره آن تحقیق نکردهاست همین منطق است که یکی از هدایای ارزنده و گرانبهای این فیلسوف بعالم بشریت به شمار میآید.
پلوتن
در سال 1894 در آریزونای آمریکا اختر شناسی به نام پرسیولا لاول رصد خانه ای به نام لاول ساخت. وی در آن رصد خانه به جستجوی سیاره ای جدید می پرداخت.او محاسبه میکرد که آن سیاره کجا باید باشد که نیروی جاذبه اش بتواند بر اورانوس و نپتون اثر بگذارد ولی او بدون آن که بتواند آن سیاره را بیابد در سال 1916 در گذشت.
جوانی به نام کلاید تومبو کار لاول را در رصد خانه ی او دنبال کرد.تومبو در شب های مختلف از بخش خاصی از آسمان عکس هایی گرفت.او وسیله ای داشت که عکس ها را یکی بعد از دیگری به سرعت نشان می داد.باید توجه داشت که ستارگان همواره ثابت اند ولی اگر سیاره ای وجود می داشت محل آن در عکس ها می بایست تغیر کند.
تومبو در 18 فوریه 1930 با مقایسه دو عکس متوجه شد که محل نقطه ای در آن ها تغیر کرده است.((نقطه متحرک)) سیاره جدیدی بود. نام آن را پلوتن نهادند.
پلوتن سیاره ای بسیار سرد
پلوتن آن قدر از خورشید دور است که منظره ی خورشید از سطح آن با خورشیدی که ما از زمین می بینیم کاملا تفاوت دارد.خورشید از پلوتن همچون ستاره ای درخشان میباشد نه به صورت خورشیدی که از آسمان آبی زمین دیده می شود.حتی هنگامی که پلوتن نزدیک ترین فاصله را با خورشید پیدا می کند نور خورشید فقط 1.900 نوری است که زمین از خورشید دریافت می کند.
با آن که خورشید از پلوتن بسیار دور است هزار برابر نور ماه در هنگام بدر است.اما به دلیل آن که جو پلوتن رقیق است نمیتواند مانند جو زمین نور خورشید را پخش کند و در نتیجه حتی در روز نیز ستارگان در آسمان دیده می شوند.
خورشید از سطح پلوتن 14 میلیون بار درخشان تر از هر ستاره دیگر در آسمان دیده می شود.ولی باید توجه داشت که حتی نزدیکترین ستاره هزار بار دور تر از خورشید تا پلوتن است.
پلوتن که دورترین سیاره ی منظومه ی شمسی است به طور متوسط 9/5 میلیارد کیلومتر از خورشید که چهل برابر فاصله ی زمین تا خورشید است فاصله دارد.
در آن فاصله ای که پلوتن قرار گرفته است نیروی جاذبه ی خورشید به قدری ضعیف است که سرعت گردش پلوتن به دور خورشید یک ششم سرعت گردش زمین به دور خورشید است.پلوتن چون دارای مداری طولانی و حرکتی کند است 248 سال طول می کشد تا یک بار دور خورشید بگردد.پلوتن تا سال 2178 به محلی که در سال 1930 دیده شده بود باز نخواهد گشت.
مدار کج پلوتن
سیارات در مداری دایره شکل به دور خورشید نمیگردند.بلکه مدار آن ها به دور خورشید تخم مرغی شکل یا بیضی است. هر سیاره هنگام گردش در مدار بیضی در یک انتهای مدار خود نسبت به انتهای دیگر کمی به خورشید نزدیک تر می شود.
پلوتن در دور ترین نقطه ی مدار خود تقریبا 4/7 میلیارد کیلومتر و در نزدیک ترین نقطه ی مدار خود در فاصله ی 4/4 میلیارد کیلومتری خورشید قرار می گیرد.پلوتن در نزدیک ترین نقطه ی مدارش کمی از نپتون به خورشید نزدبک تر می شود.
نپتون و پلوتن هیچ وقت به یکدیگر برخورد نخواهند کرد.زیرا مدار پلوتن کج است و از زیر مدار نپتون رد می شود. فاصله ی این دو سیاره در هیچ زمانی کمتر از 378 میلیون کیلومتر نمیشود.
شارون تنها قمر پلوتن
در 22 ژوئن 1978 اختر شناسی به نام جیمز کریستی در عکسی که از پلوتن گرفته بود یک بر آمدگی مشاهده کرد.به عکس هایی که قبلا از پلوتن گرفته بود مراجعه کرد و برآمدگی را در نواحی مختلف یافت.کریستی کشف کرد که پلوتن دارای قمری است که دور آن می گردد. وی این قمر را به یاد همسرش که شار نام داشت شارون نامید.ولی شارون دارای هویت دیگری نیز هست:کایرون در اساطیر یونان قایقرانی است که ارواح را به دنیای زیرین یعنی قلمرو پلوتن می برد.
قطر شارون تقریبا نصف قطر پلوتن است.هیچ سیاره ی دیگری وجود ندارد که قمرش تا این حد از لحاظ اندازه به سیاره اش نزدیک باشد.
پلوتن کوچک تر از ماه ما
هنگامی که اختر شناسان در جستجوی پلوتن بودند آن را سیاره ای نسبتا بزرگ می پنداشتند که نیروی جاذبه اش بر نپتون و اورانوس اثر می گذارد.ولی پلوتن کم نور تر از آن بوذ که تصور می شد و پس از مطالعات کافی معلوم شد که پلوتن بسیار کوچک تر از حد انتظار اختر شناسان است.در 9 ژوئن سال 1988 پلوتن از برابر ستاره ای عبور می کرد اختر شناسان با اندازه گیری مدت زمانی که ستاره پشت پلوتن پنهان بود توانستند قطر سیاره را محاسبه کنند.
قطر پلوتن 2344 کیلومتر است یعنی کمتر از قطر ماه ما.در واقع پلوتن فقط 1.5 قمر ما و شارون فقط 1.5پلوتن جرم دارند.
سطح پلوتن
در دهه ی پنجم قرن بیستم دانشمندان دریافتند که روشنایی پلوتن هر 4/6 روز یک بار اندکی و سپس اندکی زیاد می شود.از این رو به این نتیجه رسیدند که پلوتن در این مدت یک بار به دور محورش و در حین چرخش گاه بخش درخشان تر و گاه بخش تیره ترش دیده میشود.
در سال 1976 اختر شناسان پس از تجزیه نور منعکس شده از پلوتن دریافتند که سطح سیاره از متان یخ زده پوشیده شده است.آنان همچنین دریافتند که قطب های پلوتن روشن تر و استوای آن تیره تر است.
پلوتن و شارون منظومه ای بسیار کوچک
هنگامی که پلوتن نزدیک ترین فاصله را با زمین پیدا می کند شارون هر 4/6 روز یک بار در برابر و یک بار پشت پلوتن قرار می گیرد.اختر شناسان با کشف به موقع شارون توانستند این پلوتن گرفت ها و شارون گرفت ها را مورد بررسی قرار دهند.
اختر شناسان با مطالعه نور پلوتن هنگامی که شارون در پشت آن پنهان است و نیز بررسی نور پلوتن و شارون هنگامی که شارون مقابل پلوتن قرار گرفته است پی برده اند که شارون از پلوتن تیره تر است.
پلوتن به سبب بزرگی نسبی و سرمای زیاد که بین 212 – تا 234 – درجه سانتی گراد است جو رقیقی از گاز متان را در پیرامون خود حفظ می کند.شارون هن به اندازه پلوتن سرد است اما چون از پلوتن کوچک تر است نیروی جاذبه ی کمتری دارد و در نتیجه نمیتواند گاز متان خود را حفظ کند و در آن فقط آب یخ زده وجود دارد.
ولی پلوتن و شارون از لحاظ فاصله و اندازه به حدی به هم نزدیک اند که ذرات موجود در جو پلوتن خود را به شارون رسانده و ابری از متان تمامی منظومه ی پلوتن وشارون را در بر گرفته است.
نپتون
کشف نپتون
در دهه ی چهارم قرن 19 میلادی مشخص شده بود اورانوس دوترین سیاره ی شناخته شده آن زمان بود که حرکتش غیر عادی بوده و به آن صورتی که باید حرکت کند حرکت نمی کرد.
در این هنگام دو اختر شناس به نام های جان کوچ آدامز اهل انگلستان و اوربن ژان ژرزف لووریه اهل فرانسه بی خبر از هم سرگرم تحقیق در این باره بودند و هر دو به این نتیجه رسیدند که می بایست جسمی در آن سوی اورانوس قرار گرفته باشد و نیروی جاذبه اش بر حرکت اورانوس تاثیر گذارد. هر دو محل احتمالی آن جسم را بر روی نقشه تعیین کردند.
در سال 1846 دو اختر شناس آلمانی به نام های یوهان گوتفریدگال و هاینریش لودویگ دارست محلی رش که قبلا لوریه تعیین کرده بود رصد کردند و بلا فاصله سیاره ای را در نزدیکی همان محل یافتند.
رنگ آن سیاره ظاهری سبز مایل به آبی داشتو به همین دلیل آن را نپتون نامیدند که خدای دریا در اساطیر روم بود.
نپتون غولی در دور دست
در منظومه ی شمسی چهار سیاره ی غول پیکر وجود دارد نه عبارت اند از مشتری زحل اورانوس و نپتون. نپتون که دور ترین و کوچک ترین آن هاست قطری معادل 49000 کیلومتر دارد که چهار برابر قطر زمین است. فاصله ی نپتون تا خورشید حدود چهار و نیم میلیارد کیلو متر است که سی برابر فاصله ی زمین تا خورشید است. بنابراین خورشید از نپتون بسیار کوچک و کم نور به نظر می رسد و مانند یک ستاره ی پر نور است.
نپتون فقط به اندازه ی 900/1 نور و گرمایی را از خورشید میگیرد که زمین میگیرد . با این حال نور خورشید آن قدر کم نیست و به اندازه ی 450 برابری نور ماه در هنگام شب است.
مدار نپتون به دور خورشید آن قدر بزرگ است که 165 سال طول میکشد تا نپتون فقط یک بار به دور خورشید بگردد. یک روز نپتون 18 ساعت است.
اقمار نپتون
کمی پس از کشف نپتون ستاره شتا سان قمری را یافتند که به دور نپبون می چرخید.این قمر تریتون نامیده می شد که پسر پوز ئیدن رب النوع دریا در
اساطیر یونان باستان است
در سال 1949 نرئید ماه دوم نپتون کشف شد. قطر آن فقط 340 کیلومتر وفاصله آن تا نپتون بسیار دور تر از فاصله ی تریتون که بیش از 15 برابر است از
نپتون است.360 روز طول می کشد تا نرئید یک بار دور نپتون بگردد.
ویجر 2 در اوت سال 1989 از کنار نپتون گذشت و شش قمر دیگر را که به گرد نپتون میگردیدند کشف کرد.قطر آن ها تخمینا بین 50 تا 420 کیلو متر است.این قمر ها بسیار تیره اند و فقط مقدار کمی نور منعکس میکنند و این تیرگی باعث میشود که این قمر ها از زمین دیده نشوند.
حلقه های نپتون
ستاره شناسان پی برده بودند که هنگام عبور نپتون از برابر یک ستاره نپتون پیش از رسیدن به ستاره و پوشاندن آن نور ستاره کمی کاهش می یابد.اختر شناسان فکر کردند علت آن وجود حلقه های دور نپتون است ولی به نظر میرسید که حلقه ها کامل نیستند زیرا ستاره هنگام نزدیک شدن به طرف دیگر نپتون نورش کاهش نمی یافت.
ویجر 2 هنگامی که از نزدیک نپتون می گذشت کشف کرد که سه حلقه ی کامل به دور نپتون کشیده شده است. حلقه ها باریک هستند و جرم زیادی
ندارند.آن ها همچنین تکه تکه بودند .به همین دلیل حلقه ها از زمین کمانی شکل به نظر میرسند.
باد های نپتون
همان طور که خورشید باعث باعث حرکت هوا در زمین میشود در سیارات دیگر نیز گرمای خورشید باد ایجد میکند. بنا بر اطلاعات ویجر 2 در سال 1986 اورانوس که از زحل دور تر است سیاره ای کاملا آرام است. انتظار میرفت که نپتون آرامتر از اورانوس باشد .ولی ویجر 2 نشان داد که باد های نپتون به صورتی حیرت انگیز شدید هستند.سر عت این باد ها به 640 کیلومتر در ساعت میرسد.به نظر میرسد که نپتون تقریبا به اندازه ی مشتری فعال است گرچه انرژی که دریافت میکند فقط 20/1 انرژی است
که مشتری از خورشید دریافت می کند.
نپتون بعضی وقت ها دور ترین
تقریبا 165 سال طول میکشد تا نپتون یک بار دور خورشید بگردد. پلوتن که زمان حرکت انتقالی آن 250 سال است مطمئنا دورترین سیاره شناخته شده است.ولی پلوتن طی 20 سال از این 250 سال مدارش کمی از نپتون به خورشید نزدیک تر می شود و در این مدت نپتون دور ترین سیاره منظومه شمسی به شمار میرود.
لکه تیره بزرگ
لکه تیره بزرگ تقریبا در محلی همانند محل لکه قرمز بزرگ در مشتری قرار گرفته است و شکل آن نیز شبیه لکه قرمز بزرگ مشتری است. اما به نظر میرسد که لکه نپتون به رنگ آبی تیره با اندکی ته رنگ قرمز است. این لکه به دلیل کوچک تر بودن نپتون از مشتری از لکه قرمز بزرگ کوچک تر است.ولی اگر نپتون به اندازه مشتری بود لکه آن نیز برابر لکه مشتری بود.
لکه تیره نپتون نوعی طوفان غول آسای ابدی است که قطر آن به اندازه قطر زمین است.
تریتون(قمر نپتون)
تریتون قطری تقریبا برابر با 2740 کیلو متر دارد حال آن که قطر ماه ما 3480 کیلومتر است. در این صورت در میان هفت قمر بزرگ منظومه شمسی تریتون کوچک ترین آن هاست.
بیشتر قمر ها در جهت چرخشی سیاره خود به گرد آن میگردند.شش قمر از هفت قمر بزرگ منظومه شمسی به طرف راست یعنی از مغرب به مشرق حرکت میکنند.تریتون از این قاعده مستسنی است . نپتون مانند زمین از مغرب به مشرق مچرخد.ولی تریتون از مشرق به مغرب به دور نپتون میگردد.
سطح تریتون از متان و ازت یخ زده تشکیل شده است و نور خورشید را منعکس میکند بازتاب نور خورشید از سطح یخ زده تریتون آن را به رنگ صورتی در می آورد و باعث میشود تریتون در خشان تر به نظر برسد.
تریتون با دمای 240 – درجه سانتی گراد سرد ترین دنیایی است که تا کنون کشف شده است.
ویژگیها
معمولاً همه این سیاره را به رنگ آبی میشناسد و به این علت است که گاز متان حاضر درجو نپتون رنگ سرخ را جذب کرده و آبی حاصل از طیف نوری خورشید را منعکس میکند.
نپتون از نظر ساختاری بسیار شبیه به سایر سیارات گازی به خصوص اورانوس است . تفاوتی که در ساختار سیاراتی مانند اورانوس و نپتون دیده می شود، عدم حضور هیدروژن فلزی مایع است که در عوض آن به یک ساختار متراکم آب مانندی در اطراف هسته میرسیم. لایه بیرونیتر نپتون متشکل از هیدروژن ملکولی مایع و هلیوم مایع است.
اتمسفر و جو نپتون آبی رنگ است و درصد بازتابش بالائی د
اورانوس
مقدمه
اورانوس (در اسطوره های یونان، خدای آسمان و معادل ایرانی آن آهوره) هفتمین سیاره از نظر نزدیکی به خورشید وچهارمین سیاره از نظر اندازهاست . اورانوس هر ۸۴ سال و ۷ روز یک بار به دور خورشید میگردد و همچنین هر ۱۰ ساعت و ۴۸ دقیقه یک دور به دور خودش میچرخد. اورانوس دارای ۵ قمر به نامهای میریندا، آریل، آمبریل، تیتانیا و ابرون است. این سیاره را ویلیام هرشل کشف کرد. یکی از سیارات نه گانه منظومه شمسی که از لحاظ بعد فاصله اش نسبت به خورشید در ردیف هفتم پس از زحل قرار گرفتهاست. کره اورانوس دارای 5 قمر است که دور آن در گردشند و باسامی: آریل امبریل تیتانیا ابرون میراندا خوانده میشود.
کشف اورانوس
در سال 1781. در انگلستان اختر شناسی آلمانی به نام ویلیام هرشل با تلسکوپی که خود آن را ساخته بود آسمان را ساخته بود آسمان را نظاره می کرد . او نقطه ای نورانی را در جایی که آن نقطه نباید دیده می شد مشاهده کرد. ابتدا فکر کرد آن نقطه ستاره دنباله دار است ولی نقطه نورانی مزبور مانند ستارگان دنباله دار ظاهری نا مشخص نداشت. به آرامی حرکت می کرد و هر شب نسبت به شب پیش تغییر مکان می داد . هرشل به زودی دریافت که آن نقطه نورانی بسیار دور تر از زحل به دور خورشید می گردد . هرشل پی برد که سیاره جدید دور تری را کشف کرده است.
اورانوس غولی کوچک
فاصله ی اورانوس تا خورشید 2880000000 کیلو متر است. این فاصله 19برابر فاصله زمین تا خورشید است. قطر اورانوس 51000 کیلو متر است که چهار برابر قطر زمین است. جرم اورانوس تقریبا 15 برابر جرم زمین است. مشتری که بزرگ ترین سیاره است بیشتر از 20 برابر اورانوس جرم دارد.
میدان مغناطیسی
اورانوس میدان مغناطیسی شدیدی دارد. زاویه محور طولی این میدان با محور طولی سیاره زاویه 59 درجه می سازد. این میدان مغناطیسی انرژی زیادی را که بیشتر به شکل ذرات باردار الکترونها و پروتونها می باشد، به دام می اندازد. با حرکت این ذرات به عقب و جلوی قطبهای این میدان، امواج رادیویی به وجود می آید. ویجر 2 توانست این امواج را دریافت و شناسایی کند اما این امواج آنقدر قوی نیستند که از زمین نیز قابل ردیابی باشند.
اورانوس یک غول بزرگ متشکل از مواد گازی و مایع می باشد. سطح این سیاره پوشیده از ابرهای سبز-آبی، ساخته شده با کریستالهای ریز متان می باشد. کریستالها خارج از اتمسفر سیاره یخ زده اند. در اعماق این ابرهای قابل رویت، احتمالا ابرهای ضخیمی ساخته شده از آب مایع و کریستالهای یخ آمونیاک وجود دارند. در زیر این ابرها یعنی در عمق 7500 کیلومتری زیر ابرهای قابل رویت نیز، احتمال وجود اقیانوسی از آب مایع به همراه آمونیای حل شده می باشد. در مرکز این سیاره ممکن است هسته ای سنگی، تقریبا به اندازه زمین وجود داشته باشد. دانشمندان در خصوص وجود هر گونه زیستی در این سیاره تردید دارند.
پس از دوران باستان، اورانوس نخستین سیاره ای بود که انسان موفق به کشف آن شد. ستاره شناس بریتانیایی، ویلیام هرشل (William Herschel)، در سال 1781 موفق به کشف آن گردید. بیشتر دانش ما در باره این سیاره پس از پرواز سفینه آمریکایی ویجر2 (Voyager 2) در ارتفاع 80.000 کیلومتری از ابرهای سطح این سیاره، در سال 1986، به دست آمد.
حلقه اورانوس
در سال 1977 اورانوس از جلوی ستاره ای کم نور رد می شد. اختر شناسان آن را با دقت زیر نظر گرفتند. دانشمندان شگفت زده مشاهده کردند که پیش از آن که جو اورانوس به ستاره برسد ستاره مزبور چند بار خاموش و روشن شد و نیز پس از گذشتن اورانوس و جو آن از جلوی ستاره مجددا ستاره مزبور چند بار خاموش و روشن شد. آنان به این نتیجه رسیدند که اورانوس همانند زحل باید دارای چند حلقه باشد که از ماده تشکیل شده اند و دور سیاره می چرخند . حلقه های زحل بزرگ و درخشانند ولی حلقه های اورانوس بسیار نازک و تیره اند.
غولی آرام
تمام سیاراتی که از زمان قدیم شناخته شده اند درخشانند و هر شب جای آن ها تغییر می کند. ولی اورانوس بسیار دور تر است بنابراین بسیار کم نور است و آهسته تر از سیارات دیگر حرکت می کند . در سال 1690 اختر شناسی انگلیسی به نام جان فلامستید ستاره کم نوری را در صورت فلکی ثور دید. وی آن را ((تائوری 34 )) نامید و محل آن را روی نقشه خود مشخص کرد این ستاره کم نور در واقع اورانوس بود!! اگر فلامستید چند شب بعد
مسیر آن ستاره را دنبال می کرد متوجه می شد که ستاره مزبور حرکت می کند . اورانوس 91 سال پیش از آن که کشف شود دیده شده بود!!!!!
مدار و گردش
اورانوس در مداری بیضی شکل به دور خورشید در گردش است. هر دور کامل این سیاره در مدار، 30.685 روز زمینی معادل تقریبا 84 سال زمینی به طول می انجامد. اورانوس علاوه بر گردش انتقالی، گردش وضعی نیز دارد. قسمت داخلی سیاره (هسته و اقیانوس) در مدت 17 ساعت و 14 دقیقه یک دور کامل حول محور طولی گردش می کنند. البته قسمت اتمسفر سیاره بسیار سریعتر می چرخد. سریعترین بادهای سطح اورانوس که در دو سوم از ناحیه استوا تا قطب جنوب اندازه گیری شده اند با سرعت 720 کیلومتر در ساعت می وزند. بنابراین اتمسفر این منطقه در هر 14 ساعت یکبار گردش وضعی کامل دارد.
محور طولی فرضی این سیاره به حدی انحراف دارد که تقریبا به صفحه مداری چسبیده است. این انحراف زاویه در بیشتر سیارات متجاوز از 30 درجه نیست. برای مثال زاویه انحراف محور طولی زمین 5/23 درجه می باشد. اما در مورد اورانوس این زاویه انحراف معادل 98 درجه است. بسیاری از ستاره شناسان بر این باورند که برخورد جرمی تقریبا در ابعاد زمین با اورانوس، در اوایل دوران تشکیل سیاره، منجر به ایجاد چنین انحراف شدیدی شده است.
جرم اورانوس 5/14 برابر جرم زمین و یک بیستم جرم بزرگترین سیاره منظومه شمسی یعنی مشتری می باشد. میانگین چگالی اورانوس 27/1 گرم در هر سانتیمتر مکعب است. این مقدار معادل 25/1 چگالی آب می باشد. نیروی گرانش این سیاره 90 درصد نیروی گرانش زمین است. به این معنا که اگر جسمی در زمین 100 گرم وزن داشته باشد در اورانوس 90 گرم وزن خواهد داشت.
جو این سیاره ترکیبی از 83% هیدروژن، 15% هلیوم، 2% متان و مقدار کمی اتان و دیگر گازها می باشد. فشار اتمسفر در زیر لایه گازهای متان حدود 130کیلوپاسکال، تقریبا 3/1 برابر فشار جوی سطح زمین است.
ابرهای قابل مشاهده سطح اورانوس که به رنگ سبز-آبی ملایم می باشند همه سطح این سیاره را پوشانده اند. تصاویری از اورانوس که توسط ویجر 2 تهیه شدند و به کمک رایانه ها پردازش شده اند، نوارهای خیلی کمرنگی را در میان ابرها و به موازات استوا نشان می دهند. این نوارها از تجمع مه که به دلیل نفوذ پرتوی خورشید به درون گازهای متان ایجاد می شود، ناشی می گردند. به علاوه تعدادی لکه کوچک بر سطح سیاره به چشم می خورد. این لکه ها احتمالا توده های به شدت در حال چرخش گاز هستند که تداعی کننده گردبادهای شدید زمین می باشند.
دمای اتمسفر 215- درجه سانتیگراد است. در درون سیاره این دما به سرعت افزایش می یابد و به 2300 درجه سانتیگراد در اقیانوس و 7000 درجه سانتیگراد در هسته سنگی می رسد. به نظر می آید که این سیاره بیشتر از دمایی که از خورشید دریافت می نماید، دفع حرارت می کند. از آنجائیکه زاویه انحراف اورانوس 98 درجه است، در طی سال قطبهای این سیاره بیش از استوای آن در معرض نور خورشید قرار دارند. با اینحال سیستم آب و هوا، گرما را در سراسر این سیاره به یک میزان توزیع می کند.
سفر ویجر به اورانوس
ویجر 2 در 24 ژانویه 1986 به نزدیک ترین فاصله خود به اورانوس رسید.
ویجر حاوی 104 کیلو گرم ابزار علمی بود برخی از این ابزار ها بسیاری از عکس های اورانوس را به زمین مخابره کرده اند.ویجر پس از عکس برداری از اورانوس به سوی نپتون حرکت کرد تا در سال 1989 این سیاره را ملا قات
کند.
نگاهی به قرن آینده
شاید سال ها و حتی یک قرن طول بکشد تا کاوشگر دیگری به اورانوس فرستاده شود .
البته تا صد سال دیگر کاوشگر های پیچیده تر و کامل تری ساخته خواهد شد که میتوانند اورانوس را با دقت بیشتری مورد بر رسی قرار دهند. شاید کاوشگر های آتی حتی انسان هایی را با خود به اورانوس ببرند.
البته
پیاده شدن بر سیاره ای گازی چون اورانوس نا ممکن است زیرا در واقع زمینی ندارد که بتوان روی آن قرار گرفت .
ریشه نام
اورانوس واژهایست یونان به معنای آسمان،و نیز خدایگان آسمان نیز در میان یونانیان به همین نام خوانده میشد. میان غربیان در بین سیارات هشگانه اورانوس تنها سیاره ای است که نام خود را از افسانه های یونانی برگرفته است. (برخلاف سایرین که نامی برگرفته از افسانه های رومی دارند. ). آریاییان در آغاز برای مفهوم الوهیت نامی نداشتند و هریک از قوا و عناصر طبیعت را به نامی که داشت ستایش و نیایش میکردند. در آغاز، آسمان، اجرام سماوی و پدیدههایی چون ماه، ستارگان، رعد و برق و باد را میپرستیدند. و چون بالاترین خدایان، خدای آسمان بود، کلمة عام برای مفهوم «خدا» در اغلب زبانهای آریایی از کلمة دیهئوس اخذ شده است، چنانچه زیوس در یونانی یو در لاتین، دیائوس در سنسکریت، خدای آسمان نام دیگر خدای آسمان نزد آریاییان کهن، وَرونه بود. این نام بیشتر به پهنة آسمان و گستردگی و فراگیری آن نظر داشت بعدها در ایران «آهوره» جای «ورونه» را گرفت نزد ایرانیان و هندیان، ورونه یا «میتره» ارتباط بسیار نزدیک داشت و غالباً نام هر دو با هم میآمد در اوستا، میثره که رابطهای نزدیک با خورشید داشت، بر چراگاههای پهناور آریایی فرمانروایی میکرد. سرچشمة دادگری بود و پاسدار پیمان و نگهبان خانه و خنواده (اومستد، 34). او خدای حافظ قانون و نگهبان پیمان بود (موله، 39).
اورانوس 21 قمر شناخته شده دارد. ستاره شناسان 5 قمر بزرگ این سیاره را در بین سالهای 1787 و 1948 کشف کردند. تصاویر تهیه شده توسط ویجر 2 در سالهای 1985 و 1986 ده قمر دیگر این سیاره را آشکار نمود. بعدها ستاره شناسان به کمک تلسکوپهای مستقر در زمین بقیه اقمار آنرا نیز کشف کردند.
قمر میراندا (Miranda) که در بین پنج قمر اصلی اورانوس از همه کوچکتر است، مناطق مشخصی در سطح خود دارد که این مناطق در کل منظومه شمسی بی نظیرند. سه منطقه عجیب که به آنها آوید (ovoids) می گویند. هر آوید بین 200 تا 300 کیلومتر عرض دارد. قسمت بیرونی هر آوید شبیه به زمین مسابقات دو میدانیست با شیارهای موازی و دره هایی نیز در مرکز هر کدام از آویدها دیده می شود. در این قسمت دره ها و شیارها یکدیگر را قطع می کنند.
|
نام |
قطر(کیلومتر) |
شعاع مدار گردش(کیلومتر) |
|
اوبرون |
۱۵۵۰ |
۵۸۰۱۶۰ |
|
تیتانا |
۱۵۸۵ |
۴۳۳۴۴۰ |
|
اومبریل |
۱۱۸۵ |
۲۶۴۸۰۰ |
|
آریل |
۱۱۶۰ |
۱۸۹۹۲۰ |
|
میراندا |
۴۸۰ |
۱۲۸۶۴۰ |
