عندما فقدت السماء الكمال

لقد كسر وصول التلسكوبات المثل العليا لسماءنا الليلية

لدي في يدي كتاب صغير ، The Starry Herald (في الأصل باللغة اللاتينية ، Sidereus Nuncius ) ، كتبه عالم الرياضيات الإيطالي والعالم جاليليو جاليلي في عام 1610. طُبعت الطبعة الأولى في 550 نسخة ، بقي منها مائة وخمسون حتى يومنا هذا. قبل بضع سنوات في مزاد كريستي ، تم تسعير الإصدارات الأولى من الكتاب ما بين 600 ألف دولار و 800 ألف دولار. كلفتني النسخة الورقية المطبوعة عام 1989 12 دولارًا.

وعلى الرغم من أن تاريخ العلم لم يتوج فيستنيك بنفس الغار السخي مثل مبادئ نيوتن الرياضية للفلسفة الطبيعية أو أصل الأنواع لداروين ، أعتقد أن هذا كان أحد أكثر الكتب العلمية تأثيرًا على الإطلاق. في هذا الكتاب الصغير ، يتحدث غاليليو عما شاهده عندما حول تلسكوبه الجديد نحو السماء: دليل واضح على أن الأجرام السماوية تتكون من مواد عادية ، مثل الجليد الشتوي على الجزر. تسببت النتيجة في ثورة في العقول تفصل بين السماء والأرض ، وتسببت في توسع مذهل في أراضي العالم المادي وتحدى المطلق . تشير المادية النجمية ، مقترنة بقانون الحفاظ على الطاقة ، إلى أن النجوم محكوم عليها بالانقراض. ستنتهي النجوم في السماء ، وهي أكثر رموز الخلود والثبات اللافتة للنظر ، يومًا ما وتموت.


تلسكوب غاليليو ، الذي استخدمه لمراقبة السماء عام 1610. الآن هو في متحف غاليليو في فلورنسا.

ولد جاليليو في بيزا وترعرع في فلورنسا. منذ عام 1592 ، قام بتدريس الرياضيات في جامعة بادوفا. كونه غير قادر على التعامل مع ديونه براتب واحد فقط - كان بحاجة إلى دفع استحقاقات الأخوات ، وكذلك دعم أطفال عشيقته الثلاثة - فقد استأجر مسكنًا وتاجر في أدوات علمية. في أواخر 1580s ، أجرى تجربته الشهيرة مع الحركة وسقوط الأجسام. في عام 1609 ، في سن 45 ، سمع عن جهاز تكبير جديد تم اختراعه مؤخرًا في هولندا. حتى دون رؤية هذه المعجزة ، طور بسرعة وصنع التلسكوب من تلقاء نفسه ، وكان أقوى عدة مرات من الهولنديين. على ما يبدو ، أصبح أول إنسان يرسل مثل هذا الشيء إلى السماء. تم استدعاء التلسكوبات في هولندا "نظارات التجسس" المنظار. لدينا "spyglass" / تقريبا. perev. ] ، مما يثير بعض الشكوك حول استخدامها).

قام جاليليو بتلميع وصقل العدسات بمفرده. قامت أداته الأولى بتكبير الأشياء بحوالي 12 مرة. ونتيجة لذلك ، كان قادرًا على إنشاء مقاريب بزيادة ثلاثين مرة ، وبدت الأشياء الموجودة فيها أقرب ألف مرة مما كانت عليه في الواقع. يمكن رؤية تلسكوباته الباقية في متحف الجليل نادرًا في فلورنسا. كان طول تلسكوبه الأول 93 سم وعرضه 4 ، وكان أنبوبًا مصنوعًا من الخشب والجلد ، مع عدسة محدبة على جانب واحد وعدسة مقعرة من جهة أخرى. درست مؤخرا نسخة طبق الأصل. أولاً ، فوجئت بمجال الرؤية الصغير ، والذي كان بحجم عملة معدنية ، تقع على طول الذراع. وبهتان. ومع ذلك ، مع القليل من الحول ، يمكنني عمل صور باهتة في هذه العملة الخفيفة المعتمة. ومن خلال توجيه تلسكوب بدائي إلى مبنى يبعد مائة متر ، تمكنت من تمييز الطوب غير المرئي بالعين المجردة.

من الصعب أن نتخيل إثارة وعجب غاليليو ، الذي ربما عانى منه عندما نظر لأول مرة بأجهزته إلى "الأجرام السماوية" - التي وُصفت لقرون بأنها المجالات الدوارة للقمر والشمس والكواكب. وخلفهم كانت تدور كرات كريستالية تحمل النجوم ، وأبعد كرة ، Primum Mobile ، استدارها الله بنفسه بإصبعه. وكل هذا يجب أن يتألف من الأثير ، العنصر الخامس لأرسطو ، الذي لا تشوبه شائبة ومثالي من حيث الشكل والتكوين ، الذي وصفه ميلتون في قصيدة " الفردوس المفقود " ، على أنه "الجاذبية العابرة للسماء". وكل هذا كان في وحدة مع وعي الله. في الواقع ، رأى جاليليو من خلال فوهات أنبوبه الصغيرة على القمر والبقع الداكنة على الشمس.

قبل قرون ، نجح توماس الأكويني في تزويج علم الكونيات لأرسطو بعقيدة مسيحية ، بما في ذلك الطبيعة سريعة الزوال للأجرام السماوية وفكرة الشنق الثابت في وسط الكون. في واحد فقط ، غادر توماس عن أرسطو: كانت حياة الكون ، بلا حدود وفقًا لأرسطو ، محدودة وفقًا للعقيدة المسيحية. شكلت عيوب الأجرام السماوية التي اكتشفها غاليليو تحديًا خطيرًا للكنيسة. لكن التلسكوب نفسه كان يمثل تحديًا. كان أنبوب غاليليو المتر من أوائل الأدوات التي تعزز مشاعر الشخص ، لتظهر عالماً غير مرئي بالعيون والأذنين الطبيعيين. لم يكن هناك شيء من هذا النوع قبل ظهور هذه الأداة. كان العديد من الناس يشككون فيه ، ويشككون في حقيقة هذا الجهاز وتقييم اكتشافاته. اعتبر البعض أن الأنبوب الغريب هو سحري ، وهو شيء ليس من هذا العالم ، كما لو كان شخصًا قد رأى هاتفًا ذكيًا في القرن التاسع عشر. لم يفهم جاليليو نفسه ، حتى كعالم ، تمامًا كيف يعمل هذا الشيء.

يجب أن نتذكر أن الإيمان بالسحر والشعوذة والسحر الأسود في أوروبا كان واسع الانتشار في القرنين السادس عشر والسابع عشر. في هذين القرنين فقط ، تم حرق 40.000 شخص ، معظمهم من النساء المشتبه في أنهم من السحر ، على المحك ، أو تعليقهم على حبل المشنقة أو قطع رأسهم. في عام 1597 ، اشتكى الملك جيمس السادس من اسكتلندا ، الذي أصبح في عام 1603 جيمس الأول ملك إنجلترا ، من "العدد الرهيب لهؤلاء العبيد الشرير والسحرة والسحرة" الذين كانوا في ذلك الوقت وفي هذا البلد. كان يعتقد أن السحرة يمكن أن يلعنوا ، مما يؤدي إلى إتلاف خصلة شعر أو مسمار الضحية. هل كان جهاز السحر الرياضي الإيطالي؟

وأشار آخرون إلى اكتشافات جاليليو التي تم إجراؤها باستخدام تلسكوب بشك ليس بسبب شم رائحة السحر الأسود أو تناقض العقيدة اللاهوتية ، ولكن لأنهم تحدوا وجهات النظر الشخصية للعالم والمفاهيم الفلسفية. رفض سيزار كريمونيني ، أستاذ الفلسفة الأرسطية في جامعة بادوا وزميل جاليليو ، ادعاءاته بأن الحفر على القمر والبقع على الشمس ، لكنه رفض بنفسه النظر في الأنبوب. بعد ذلك ، نُقل عن كلمات كريمونيني قولها: "لا أريد أن أؤيد عبارات لا أعرف شيئًا عنها وأشياء لم أرها ... والملاحظات من خلال هذه النظارات تسبب لي صداعًا. كفى! لا أريد أن أسمع أي شيء آخر عن هذا ". كما رفض جاليو ليبري ، أستاذ الفلسفة الأرسطية في بيزا ، النظر في الأنبوب. رد غاليليو على هذا الرفض في رسالة إلى زميله ، العالم يوهانس كيبلر :

عزيزي كيبلر ، أود أن نضحك على هذا الغباء المذهل للناس العاديين. ما الذي يمكن أن تقوله عن الفلاسفة البارزين في هذه الأكاديمية ، المليئين بعناد الحمير ، وعدم الرغبة في النظر إلى الكواكب أو القمر من خلال التلسكوب ، على الرغم من أنني عرضت عليهم طواعية وبالتحديد مثل هذه الفرصة ألف مرة؟ في الواقع ، مثلما يضغط الحمار على أذنيه ، يغلق هؤلاء الفلاسفة أعينهم على ضوء الحقيقة.

تم تخصيص كتاب صغير من Galileo إلى Cosimo II the Medici ، Grand Duke of Tuscany. يقول في صفحة العنوان: "STAR BULLETIN ، يكشف عن مناظر رائعة ورائعة ، ويظهر للجميع ، وخاصة الفلاسفة والفلكيين ، الأشياء التي شاهدها GALILEO GALILEI ، وهو أرستقراطي من فلورنسا وأستاذ الرياضيات من جامعة بادوفا ، مؤخرًا باستخدام تلسكوبه ، تم تطويره ... "في الكتاب ، يوضح غاليليو رسوماته الخاصة للقمر ، والتي يمكن رؤيتها من خلال تلسكوبه ، والتي تظهر أقسامها المظلمة والخفيفة ، والوديان والتلال ، والحفر ، والجبال وسلاسل الجبال. حتى أنه يقدر ارتفاع الجبال القمرية بطول ظلها.

عندما نظر إلى الخط الذي يفصل بين الأجزاء المضيئة والمظلمة من القمر ، ما يسمى المنهي ، اتضح أنه ليس منحنى سلسًا ، يمكن توقعه من المجال المثالي من التلفيقات اللاهوتية ، ولكنه منحني وغير متساوٍ. يكتب غاليليو: "سيكون الجميع قادرين على الفهم عندئذ ، مع شعور مؤكد بأن القمر ليس له سطح أملس ومصقول بأي حال من الأحوال ، ولكنه قاسي وغير متساوٍ ، ومثل وجه الأرض نفسها ، منتشر في كل مكان مع حواف ضخمة ، وتشققات عميقة وانحناءات" . كما أفاد عن مراقبة الأقمار في المشتري ، والتي أعطت فرضية مقنعة حول تشابه الكواكب الأخرى مع الأرض. وبعبارة أخرى ، لم تعد الأرض خاصة. وكل هذا يؤكد افتراض كوبرنيكوس ، الذي قدم منذ 67 عامًا ، أن الشمس ، وليس الأرض ، هي في مركز النظام الكوكبي. بالنسبة لمثل هذا الكتاب الصغير ، كان هناك الكثير من الأفكار. وبدون أي اعتذار لأرسطو أو الكنيسة.

بعد شهرين من نشر Sidereus Nuncius ، أصبح غاليليو معروفًا في جميع أنحاء أوروبا - على وجه الخصوص ، لأن التلسكوب ، إلى جانب التلسكوب العلمي ، له قيمة عسكرية وتجارية. كما كتب غاليليو لصديق ، "من أعلى الأبراج الجرس في البندقية ، يمكنك مراقبة الأشرعة والسفن البعيدة حتى أنهم كانوا بحاجة إلى ساعتين أو أكثر للوصول إلى الميناء في إبحار كامل ، عندما يمكن رؤيتهم بالفعل دون تلسكوبي." تم توزيع شائعة الاختراع كتابيا وشفويا.

كان إعلان جاليليو عن وجود بقع داكنة في الشمس تحديًا أكبر للكمال الإلهي للسماء. الآن نعلم أن هذه البقع ناتجة عن التركيز المؤقت للطاقة المغناطيسية في الطبقات الخارجية للشمس. نظرًا لأنها مؤقتة ، تظهر هذه البقع وتختفي. في عام 1611 ، أخذ كريستوفر شاينر ، عالم الرياضيات اليسوعي الرائد في Swabia (جنوب غرب ألمانيا) ، أحد هذه الأجهزة لنفسه وأكد ملاحظات غاليليو لتحريك البقع الداكنة أمام الشمس. ومع ذلك ، اتخذ شاينر أساسًا افتراض أرسطو الذي لا جدال فيه حول مثالية الشمس ، لذلك بدأ في طرح العديد من الحجج المريبة التي تسببت بموجبها هذه الظاهرة في الكواكب أو الأقمار الأخرى التي تدور حول الشمس ، ولم تكن متأصلة في النور نفسه.

كما هو موضح في صفحة عنوان كتابه ، كان جاليليو عالم رياضيات. كان يُعتقد عمومًا أن الرياضيات موجودة في عالم تجريدي ومنطقي. ساعد علماء الرياضيات العلماء على حساب "العالم الحقيقي" والتنبؤ به ، لكن الرياضيات كانت مختلفة عن هذا العالم. على وجه الخصوص ، تم استخدام أنظمة الأجرام السماوية التي تتعارض مع النماذج اللاهوتية ببساطة كأجهزة عد ملائمة تصف الرؤية بدلاً من الواقع. لذلك ، يمكن مساواة النظام الكوكبي لأرسطو وبطليموس مع الأرض في المركز ونظام كوبرنيكوس مع وجود الشمس في المركز مع بعضها البعض كطرق مختلفة للحساب ، حيث قدم كلاهما نتائج دقيقة إلى حد ما لموقع الكواكب. لكن الأول يتوافق مع المعتقدات اللاهوتية والفلسفية ، لذلك كان يعتقد أنه يعكس الواقع.

عندما أصبحت ملاحظات جاليليو معروفة ، تفاعل ممثلو الكنيسة مع الشك. في 19 مارس 1611 ، كتب الكاردينال روبرتو بيلارمين ، رئيس الكلية الرومانية ، إلى إخوته اليسوعيين والرياضيين:

أعلم أن القس الخاص بك قد سمع عن ملاحظات فلكية جديدة من قبل عالم رياضيات بارز. أريد أن أعرف ، لأنني سمعت آراء مختلفة ، وأنتم ، أيها الآباء الموقرون ، من ذوي الخبرة في العلوم الرياضية ، يمكن أن تخبروني بسهولة عما إذا كانت هذه الاكتشافات الجديدة لها ما يبررها ، أم أنها كلها مظهر لا علاقة له بالواقع.

على الرغم من أن علماء الكنيسة جادلوا في تفاصيل اكتشافات جاليليو ، إلا أنهم قبلوا بالإجماع حقيقة هذه الملاحظات. ومع ذلك ، فإن الاكتشافات التي قام بها غاليليو باستخدام التلسكوب ، ودعمه لنموذج مركزية الشمس لكوبرنيكوس ، اعتبرت هجومًا لا يغتفر على العقائد اللاهوتية. لهذا السبب ، حكمت محاكم التفتيش على غاليليو ، وهو كاثوليكي بار صالح كان يفكر بجدية في إمكانية أن يصبح كاهنًا ، مما أجبره على التخلي عن معظم تصريحاته الفلكية ، وقضى السنوات الأخيرة من حياته تحت الإقامة الجبرية.

أود الآن ألا أركز على الموقع غير الصحيح للأرض في وسط الكون ، ولكن على المفهوم الجديد لمادة السماء. كان هذا التجسيد ، انتهاك ما يسمى الأجرام السماوية ، هو الذي انتهك الطبيعة المطلقة للنجوم. وبدأ التدمير بمراقبة فوهات وحفر القمر. بعد عام 1610 ، بدأ العديد من المفكرين والكتاب في النظر إلى القمر مع أماكن الكواكب حيث توجد التربة والهواء والماء ، ومناسبة للإنسان ، وإن كان غير عادي ، السكان. في عام 1630 ، أنهى يوهانس كيبلر ، الذي كتبه جاليليو عن "غباء الناس العاديين" ، العمل على الخيال الخيالي الشهير Somnium (Dream) ، حيث يذهب الصبي ووالدته في رحلة فضائية إلى القمر تسمى ليفانيا. في ليفانيا ، كل شيء يفوق نظرائه الدنيويين. ترتفع الجبال أعلى بكثير من الأرض ، وتقع السهول أسفلها. في المنطقة الساخنة من ليفانيا ، هناك مخلوقات حية كبيرة الحجم تعيش في يوم من الأيام. هذه الحيوانات ، العائمة ، والطيران والزحف ، لا تعيش طويلا بما يكفي لبناء المدن أو الحكومات ، ولكنها قادرة على الحفاظ على الحياة. منذ أن كان كبلر عالماً بارزاً ، أخذ العالم العلمي هذه القصة على محمل الجد في القرنين السابع عشر والثامن عشر وحتى التاسع عشر.



كان هناك العديد من الأوهام الأخرى المماثلة. في قصيدة الفيل على القمر ، رأى صامويل بتلر ، وهو عالم هاوٍ يشاهد القمر من خلال التلسكوب ، معركة عسكرية مستمرة هناك ، قفز خلالها الفيل القمري من سطر من الجنود إلى آخر في بضع ثوانٍ فقط (ربما بسبب انخفاض جاذبية القمر). في عام 1698 ، كتب عالم الرياضيات والعالم الهولندي كريستيان هيجنز كتاب Cosmoteoros: عوالم سماوية مفتوحة ، أو فرضيات تتعلق بسكان ونباتات وحياة العوالم والكواكب. تمت كتابة هذه الكتب والقصائد للناس العاديين. لقد أعطوا فكرة عن كيف بدأ الناس في القرن السابع عشر في اعتبار الكواكب مكونة من مادة عادية. الأفيال لا تقفز على العوالم الإلهية للجوهر العابر.

لكن التأثير الأكبر ربما كان له اكتشافات غاليليو للطبيعة للنجوم. تم اقتراح فكرة أن النجوم يمكن أن تكون شموس من قبل الفيلسوف والكاتب الإيطالي جيوردانو برونو . في كتابه "على اللانهاية والكون والعوالم" الذي نشر عام 1584 ، كتب برونو أنه "يمكن أن يكون هناك عدد لا نهائي من العوالم (الأراضي) الأخرى ذات الظروف المماثلة ، وعدد لا نهائي من الشموس أو الأضواء ذات الطبيعة المماثلة". لهذه الافتراضات الفلكية وحرمان العقائد الكاثوليكية الأخرى ، أحرق برونو على المحك في عام 1600.

بحلول بداية القرن السابع عشر ، كان العديد من المفكرين يفكرون في فكرة أن النجوم يمكن أن تكون شموسًا. لذلك ، عندما أبلغ جاليليو عن بقع على الشمس ، أثرت اكتشافاته بشكل كبير على طبيعة جميع النجوم. لم يعد من الممكن اعتبار النجوم أجسامًا مثالية ، تتكون من بعض المواد الأبدية غير القابلة للتدمير ، على عكس جميع الأشياء الأرضية. بدت الشمس والقمر مثل الأشياء المادية الأخرى على الأرض. في القرن التاسع عشر ، بدأ علماء الفلك في تحليل التركيب الكيميائي للنجوم ، وتقسيم الضوء إلى أطوال موجية مختلفة باستخدام المنشور. يمكن ربط الألوان المختلفة بالعناصر الكيميائية المختلفة التي تنبعث منها الضوء. واتضح أن النجوم تحتوي على الهيدروجين والهليوم والأكسجين والسيليكون والعديد من العناصر الأرضية المشتركة الأخرى. كانت النجوم مجرد مادة - ذرات.

بمجرد أن أعلن غاليليو وآخرون النجوم كمواد بسيطة ، تم ترقيم أيامهم - لأن جميع الأشياء المادية تخضع لقانون الحفاظ على الطاقة. هذا القانون هو نموذج لجميع قوانين الطبيعة ، سواء في المجال الفخم للتطبيق وفي التركيبات الكمية والمنطقية. في الواقع ، يقول القانون أنه لا يمكن إنشاء الطاقة أو تدميرها. يمكن أن تنتقل الطاقة من شكل إلى آخر ، على سبيل المثال ، عندما تتحول الطاقة الكيميائية للمباراة إلى حرارة وضوء لهبها. لكن الطاقة الإجمالية في نظام مغلق لا تزال ثابتة.

النجم يشبه مباراة عملاقة. يتم تخزين كمية محدودة من الطاقة فيه - فقط في النجم هذه الطاقة ليست كيميائية ، ولكنها نووية. يتم إطلاق هذه الطاقة النووية عندما تخضع الذرات للتوليف وتخلق ذرات أثقل. لكن احتياطيات الطاقة النووية في النجم محدودة ، تمامًا مثل احتياطيات الطاقة الكيميائية في المباراة. وفي عملية "حرق" الوقود النووي بواسطة نجم ، تنبعث الطاقة إلى الفضاء ، بشكل رئيسي على شكل ضوء. إذا تصورنا أننا وضعنا نجمة في صندوق عملاق ، فإن الطاقة الإجمالية في هذا الصندوق ستظل ثابتة ، لكنها ستتدفق تدريجيًا من النجم إلى الضوء في الصندوق وإلى الطاقة الحرارية والكيميائية المتزايدة لكل شيء يمتص هذا الضوء.

النجوم ، بالطبع ، ليست في صناديق عملاقة. لكن المبدأ يبقى. النجوم ، التي تتكون من مواد فيزيائية ، وفقًا لبرونو وجاليليو ، والعلماء اللاحقين ، لديها إمدادات محدودة من الطاقة. تشع النجوم الطاقة في الفضاء ، وتنفق إمداداتها النهائية للطاقة النووية. ونتيجة لذلك ، سيتم استهلاك هذا المنتج النفيس الثمين ، وبعد ذلك تحترق النجوم وتصبح مظلمة. كما سيحدث مع شمسنا في حوالي 5 مليار سنة. بعد حوالي 1000 مليار سنة ، ستصبح جميع النجوم في السماء باردة.

وبعد ذلك ، ستكون السماء مظلمة تمامًا. وستكون سماء النهار مظلمة. عدد لا يحصى من النجوم في السماء ، والذي كان يعتبر في السابق مكان الراحة الأخير للفراعنة ، وتجسيد الدوام ، والخلود ، وخصائص أخرى للمطلق ، سيتحول في النهاية إلى جمر بارد يطفو في الفضاء.

آلان لايتمان فيزيائي وكاتب ، أستاذ العلوم الإنسانية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. مقتطفات من الكتاب: البحث عن النجوم في جزيرة مان (ج) 2018 (البحث عن النجوم في جزيرة في مين)