تبلیغات
دنیای فیزیك از دریچه پارس فیزیک

یوهان كپلر - پدر نجوم جدید






هادى صمدى

چهارصد و سى و سه سال پیش پدر نجوم جدید در كشور آلمان متولد شد. او كشف كرد كه مسیر حركت زمین و دیگر سیارات منظومه شمسى به دور خورشید مسیرى بیضوى است. وى سه قانون مهم براى حركت اجرام سماوى كشف كرد كه امروزه به نام خود او قوانین كپلر نامیده مى شوند. كپلر قوانین اول و دوم خود را در سن 38 سالگى و قانون سوم را 9 سال بعد از آن ارائه كرد. مطابق قانون اول كپلر تمام سیارات منظومه شمسى در مسیرى بیضوى به دور خورشید در حال حركتند و خورشید در یكى از كانون هاى بیضى قرار دارد. داستان كشف این قانون داستانى جذاب از تاریخ علم است كه 16 سال پیش نكته جالبى درباره آن روشن شد.

شروع داستان مانند بسیارى دیگر از جریان هاى تاریخ علم به عهد باستان باز مى گردد. بطلمیوس منجم مصرى، 140 سال بعد از میلاد مسیح، آراى بسیارى از پیشینیان خود را در كتاب سترگى به نام المجسطى جمع آورى كرد. دو پیش فرض مهم كتاب عبارتند از: 1- زمین مركز عالم است. 2- حركت اجرام سماوى حركتى مستدیر (دایره اى شكل) است، زیرا دایره كامل ترین و بهترین شكل هندسى است. این دیدگاه نزدیك به هزار و سیصد سال بر جهان غرب استیلا داشت. كپرنیك پیش فرض نخست را به چالش كشید و كپلر دومى را.كپرنیك یك قرن قبل از كپلر در لهستان متولد شد. او خورشید را مركز منظومه شمسى قرار داد و زمین را سیاره ساده اى همانند دیگر سیاره هاى منظومه شمسى قلمداد كرد. اما كپرنیك كماكان به حركت دایره اى شكل سیارات معتقد بود.

پس مطابق راى كپرنیك زمین و دیگر سیارات حركتى مستدیر به دور خورشید ثابت داشتند. تقریباً همزمان با مرگ كپرنیك، تیكو براهه در دانمارك به دنیا آمد. ریاضیات كپرنیك بهتر از رصد گرى او بود اما عكس قضیه براى تیكو براهه صادق بود.

بى شك تیكو براهه رصد گرى بى همتا بود. تیكو براهه دانمارك را به مقصد پراگ ترك كرد تا بتواند به مطالعه حركت اجرام سماوى بپردازد. مشاهدات او جامع ترین مطالعات درباره منظومه شمسى بود. وى مكان هفتصد و هفتاد و هفت ستاره ثابت را در آسمان مشخص كرد. براهه به سمت ریاضیدان دربار امپراتورى روم برگزیده شد. تیكو براهه سعى نمود میان نظام بطلمیوسى و نظام كپرنیكى آشتى برقرار سازد بنابراین نظامى بینا بینى پیشنهاد كرد: زمین مركز عالم است ولى دیگر سیارات به دور خورشید مى چرخند و خود خورشید به همراه سیارات دورش به گرد زمین مى چرخد. برخلاف انتظار تیكو براهه طرفداران هیچ كدام از دو نظام بطلمیوسى و كپرنیكى از نظام او استقبالى نكردند.



كپلر نجوم را تحت راهنمایى مایكل ماستلین آغاز كرد. ماستلین از معدود اساتید نجوم بود كه به نظام خورشید مركزى كپرنیك اعتقاد پیدا كرده بود و به تبع استاد شاگرد نیز چنین گشت. كپلر نسخه اى از اولین كار هایش را براى تیكو براهه فرستاد. تیكو براهه به رغم مردود دانستن نظریه خورشید مركزى كپرنیك شدیداً مجذوب ریاضیات موجود در كار كپلر شد و از كپلر دعوت كرد تا به رصد خانه او در خارج از شهر پراگ بیاید. كپلر 29 ساله در سال 1600 دعوت تیكو براهه را پذیرفت و دستیار او شد.تیكو براهه از كپلر خواست تا برروى مسیر حركت مریخ (بهرام) كار كند. سال بعد تیكو براهه درگذشت و كپلر به جداول مشاهدات با ارزش براهه دست یافت.

كپلر جانشین تیكو براهه شد. براى كپلرى كه از ضعف بینایى رنج مى برد رصد هاى دقیق تیكو براهه حكم آب را براى تشنه داشت. كپلر سمت ریاضیدان دربار امپراتورى روم را نیز كسب كرد و به این ترتیب همه چیز براى فعالیت هاى او مهیا شد. او كار برروى مسیر مریخ را ادامه داد اما هرچه سعى كرد نتوانست داده هاى براهه را با مسیر دایره اى شكل جور درآورد. بالاخره به این واقعیت پى برد كه مسیر حركت نبایستى دایره اى شكل باشد. او مسیر هاى تخم مرغى شكل و چند شكل هندسى دیگر را آزمود تا بالاخره به مسیر بیضوى رسید.

او سپس این یافته خود را به سایر سیارات نیز تعمیم داد و با استفاده از جدول هاى تیكو براهه مسیر حركت سایر سیارات را نیز مشخص كرد. هشت سال بعد یعنى در سال 1906 او خلاصه اى از یافته هاى خود درباره مسیر مریخ را به همراه دو قانون اولش در كتابى به نام نجوم جدید چاپ كرد.

تا اینجاى داستان تقریباً با همین مضمون در بیشتر كتاب هاى تاریخ علم روایت شده بود تا اینكه 400 سال بعد یعنى در سال 1988 ویلیام دوناهو كتاب نجوم جدید را از لاتین به انگلیسى ترجمه كرد. او در حین ترجمه به نكته عجیبى برخورد. وى دریافت كه بسیارى از محاسبات كپلر با گزارش هایى كه در كتابش از آن محاسبات ارائه شده همخوانى ندارد. دوناهو نتیجه گرفت همه نتایجى كه كپلر در جدول خود گزارش كرده براساس مشاهدات تیكو براهه نبوده است.

زیرا اگر كپلر مى خواست صرفاً بر مشاهدات دقیق تیكو براهه تكیه كند قاعدتاً بایستى نتیجه مى گرفت كه مسیر حركت مریخ بیضوى نیست.كپلر به این نتیجه رسیده بود كه اگر بخواهد صرفاً بر مشاهدات و اعداد مندرج در جداول تكیه كند به هیچ نظریه اى نخواهد رسید. در سال 1990 مقاله اى در نیویورك تایمز چاپ شد مبنى بر اینكه كپلر مسیر بیضوى حركت سیارات را از مشاهدات نجومى استخراج نكرده بلكه درست برعكس، او مسیر حركت بیضوى را براى سیارات در نظر داشته است و محاسبات خود را چنان تغییر داده تا با آنها جور درآید.

به نقل از  هوپا
انجمن فیزیك پیام نور خرم آباد                                                                  parsphysics@yahoo.com




ادامه مطلب...