التاريخ الشعبي لعلم الفلك خطأ

الحكاية القديمة لعداء العلم والكنيسة بعيدة عن الواقع

في بداية القرن السابع عشر ، جادل يوهانس كيبلر بأنه يوجد في الكون آلاف الأجسام الضخمة ، كبيرة جدًا لدرجة أنها يمكن أن تكون نفسها أكوانًا. إن حضور هذه الأجسام العملاقة ، كما قال كيبلر ، يشهد لصالح قوة لا تصدق ، وكذلك الإدمان الشخصي ، الخالق القدير لله. كانت الأجسام العملاقة في نظره هي النجوم التي تراكمت حول الشمس ، الجسم المركزي للكون بحجم صغير نسبيًا ، حوله تحرك حاشية حتى الكواكب الأصغر في المدارات.

هذه النظرة الغريبة للكون التي يحملها كبلر ، وهو مبتكر فلكي وضع المسرح لإسحاق نيوتن وظهور الفيزياء الحديثة ، وأنقذ علم الفلك من الدوائر المثالية لأرسطو وحساب الطبيعة الإهليلجية للحركة المدارية ، كما تم دعمه من قبل العديد من الأتباع الأوائل لنيكولاي كوبرنيكوس ومركزه الشمسي ( النظرية التي تتمحور حول الشمس "). أصر العلم على نظرية كبلر - ملاحظات النجوم ذات التكرار العالي والتحليل الرياضي الشامل للبيانات التي تم الحصول عليها نتيجة لهذه الملاحظات. وكان كعب أخيل لنظرية كوبرنيكوس. تحدث علماء الفلك الذين اعتبروا الأرض بلا حراك في وسط الكون عن سخافة النجوم العملاقة التي اخترعها مؤيدو كوبرنيكان فقط بحيث تتزامن نظريتهم المفضلة مع البيانات. تم نسيان قصة "النجوم العملاقة" التي تصف الكون.


توضح هذه الرسوم التوضيحية تأثير كوريوليس ، وهي قوة تعمل على جميع الأجسام المتحركة تقريبًا على سطح الكرة الدوارة. رسمها اليسوعي كلود فرانسيس ميجلير ديشال في القرن السابع عشر ، واستخدمها كحجة ضد حركة الأرض. يُظهر الرسم التوضيحي الموجود على اليسار الكرة F المتساقطة من البرج. إذا لم تتحرك الأرض ، فإن الكرة تسقط ببساطة من النقطة F إلى النقطة G. إذا تحركت الأرض ، فعندما يكون الجزء العلوي من البرج بعيدًا عن مركز الأرض عن القاعدة ، فإن الجزء العلوي يتحرك بشكل أسرع أثناء سقوط الكرة من الأسفل: الجزء العلوي عند النقطة H ، والجزء السفلي - عند النقطة الأولى. لذلك ، يجب أن تهبط الكرة التي تتحرك بسرعة الجزء العلوي من البرج في اللحظة التي يتم إطلاقها فيها ليس في أنا ، ولكن في L [على ما يبدو ، هذا خطأ ، ويعني "ليس في G ، ولكن في أنا "/ تقريبًا. ترجم.]. على الأرض الدوارة ، لن تسقط الكرة بشكل مستقيم. يوضح الرسم التوضيحي الموجود على اليمين نفس الفكرة ، فقط للقذيفة. تطلق البندقية النار على هدف يقع في الشمال. إذا لم تدور الأرض ، فإن الذباب يطير مباشرة ويصيب الهدف الذي تستهدفه البندقية. إذا كانت الأرض تدور ، فإن المدفع ، الذي يكون أقرب إلى خط الاستواء من الهدف ، سينتقل إلى اليمين بشكل أسرع من الهدف عندما يطير النواة منه. لذلك ، فإن القلب لن يصيب الهدف ، ولكنه سيذهب إلى اليمين. في كلتا الحالتين ، يجب أن يكون من الممكن الكشف عن دوران الأرض. وكان معارضو كوبرنيكان على حق. كان اكتشاف هذه الآثار أكثر صعوبة مما كان يعتقد آنذاك.

ومن المؤسف للغاية. توضح قصة كيبلر والنجوم العملاقة الديناميكية المتأصلة في العلم منذ ولادتها. إنه يتناقض مع القصص المعتادة التي تخبرنا عن أصل العلم ، القصص التي تصف الخلافات حول نظرية كوبرنيكوس ، مثل تلك الحالات التي تم فيها قمع العلم من قبل مؤسسة قوية ومتجذرة بعمق. القصص حول قمع العلم ، وليس ديناميكيته ، لم تقدم خدمة جيدة للعلم. وستكون قصة النجوم العملاقة مفيدة لها.

حدد يوهانس كيبلر أفكاره حول النجوم العملاقة في كتاب كتبه عام 1606 ، ودعا De Stella Nova ، أو About the New Star. تحدث الكتاب عن نجم جديد ظهر للتو لبعض الوقت من العدم في السماء عام 1604. وفقا لكيبلر ، طغى النجم الجديد على الجميع ، حتى سيريوس ، ألمع النجوم ، التي تظهر بانتظام في سماء الليل. في الكتاب ، انعكس كيبلر على حجم النجم الجديد ، وخلص إلى أن مقاسه يتجاوز بشكل كبير حجم مدار زحل (أكبر كوكب معروف في ذلك الوقت). كان من المفترض أن يكون سيريوس ضخمًا تقريبًا ، وحتى أصغر النجوم ، في رأيه ، كان يجب أن يكون أكبر من مدار الأرض.

كانت نجومه بشكل عام بحجم الكون. اقترح رئيس تايبل السابق ، تايكو براهي ، نظرية الكون ، مستعارة من كوبرنيكوس ، والتي بموجبها كانت الأرض بلا حراك في وسط الكون. قبل وفاته بقليل في عام 1601 ، جسد براغا "العلم العظيم" في أيامه - كان لديه مرصد ضخم ، وأفضل الأدوات ، والعديد من المساعدين الممتازين (مثل كيبلر) ، ونشر كتابه الخاص ، والكثير من المال. في نموذج مركزية الأرض ("المتمركز حول الأرض" من Brahe ، والشمس ، والقمر ، والنجوم تدور حول الأرض التي لا تتحرك ، وتدور الكواكب حول الشمس. كانت النجوم تقع خلف كوكب زحل مباشرة ، مما يشير إلى حافة الكون المرئي. تجاوزت الأحجام التي حددها كيبلر للنجم الجديد وسيريوس الكون براهي بأكمله ، وأحجام النجوم المتبقية كانت مماثلة لهذا الكون.

لماذا قال كبلر أن حجم النجوم يضاهي الكون؟ كما تحدثت البيانات عن هذا ، على الأقل إذا كانت نظريته حول مركزية الشمس صحيحة. وفقًا لهذه النظرية ، تحركت الأرض حول الشمس في دائرة ، مما أدى إلى ثورة في السنة. لذلك ، إذا تحركت في وقت واحد من السنة نحو نجمة معينة ، فبعد ستة أشهر انتقلت من هذا النجم. يتوقع المرء أن تحترق بعض النجوم في الربيع عندما تقترب منها الأرض ، ثم تصبح باهتة في الخريف. يسمى تأثير مماثل اختلاف المنظر. ولكن لم يلاحظ أحد أي اختلاف. شرح كوبرنيكوس بهذه الطريقة: سيبدو مدار الأرض نقطة صغيرة مقارنةً بالمسافة إلى النجوم. كان مدار الأرض لا يكاد يذكر بالنسبة للنجوم ، ويمكن إهمال حركة الأرض. كما كتب كوبرنيكوس نفسه ، "حقيقة عدم وجود مثل هذا المنظر بين النجوم الثابتة تشير إلى أنها على ارتفاع هائل ، وفي وجهه تختفي دائرة الحركة السنوية للأرض."

المشكلة تكمن في الحجم الضئيل والمسافة الضخمة. الأشخاص ذوو البصيرة الجيدة ، ينظرون إلى السماء ، سيرون النجوم على شكل نقاط مستديرة صغيرة ، بحجم مرئي صغير ولكن قابل للقياس. قرر الفلكيون ، حتى خلال زمن بطليموس في القرن الثاني الميلادي ، أن ألمع النجوم هي من عُشر إلى واحد عشر من قطر القمر. في كتاب "على نجم جديد" ، كتب كيبلر أن النجوم الساطعة أصغر عشر مرات من قطر القمر ، وسيريوس أكبر قليلاً منها. المشكلة هي أن النجم الذي يبلغ حجمه الظاهري عُشر حجم القمر يمكن أن يكون أصغر بعشر مرات من الحجم المادي للقمر بقطر فقط إذا كان على نفس المسافة من القمر. لكن النجوم أبعد منا. إذا كان النجم أبعد بعشر مرات من القمر ، فإن حجمه الفعلي سيتزامن مع القمر - وسيظهر أصغر بعشر مرات من القمر فقط بسبب المسافة إليه. إذا كان النجم أبعد 100 مرة ، فإن قطره الحقيقي سيكون أكبر 100 مرة من القمر. إذا كان أبعد 1000 مرة من القمر ، فسيكون حجمه الحقيقي أكبر 1000 مرة [ ربما ، يعني 10 مرات و 100 مرة على التوالي / تقريبًا. ].

ولكن ماذا لو كان هذا النجم ، الذي يكون حجمه الظاهري أصغر بعشر مرات من القمر ، سيكون على مسافة تتطلبها نظرية كوبرنيكوس حتى لا نلاحظ اختلاف المنظر؟ زعم كيبلر أن هذا النجم سيكون بحجم مدار زحل. وبالتأكيد فإن جميع النجوم المرئية في السماء ستكون أقل من مدار الأرض. حتى أصغر النجوم ستكون عدة أضعاف حجمها أكبر من الشمس. اليوم قد يبدو هذا البيان غريبًا بالنسبة لنا ، نظرًا لأننا نعرف بالفعل أن النجوم ذات أحجام مختلفة ، وإذا كان عدد قليل من النجوم أكبر من مدار الأرض ( Betelgeuse من كوكبة Orion سيكون مثالًا لافتًا) ، فإن معظم النجوم هي أقزام حمراء ، أصغر بكثير من الشمس. ومع ذلك ، في وقت كيبلر ، كان السؤال مجرد ملاحظة وقياس ورياضيات بسيطة - مسائل علمية عادية. كان على عالم الفلك في ذلك الوقت ، الذي آمن بكوبرنيكوس ، والقياسات والرياضيات ، أن يعتقد أن جميع النجوم كانت ضخمة (بعد ذلك بقليل سنناقش ما كانوا مخطئين بشأنه).

كانت الحجة لصالح النجوم الضخمة مقنعة للغاية لدرجة أن تفاصيل قياسها لا تهم. يلخص يوهان جورج لوهر ومستشاره كريستوفر شاينر بشكل جميل مشكلة النجوم العملاقة في كتاب الفلك 1614 Disquisitiones Mathematicae أو المسوحات الرياضية. كتبوا أنه وفقًا لنظرية كوبرنيكوس ، فإن مدار الأرض يشبه نقطة في عالم مليء بالنجوم. لكن النجوم ، ذات الأحجام القابلة للقياس ، هي أكثر من نقاط ؛ لذلك ، في الكون الكوبرنيكي ، يجب أن يكون كل نجم أكبر من مدار الأرض ، وبطبيعة الحال ، أكبر من الشمس.

بسبب النجوم العملاقة ، رفض لوشر وشاينر نظرية كوبرنيكوس ودعموا نظرية براهي. تزامنت هذه النظرية مع أحدث الاكتشافات التي تم إجراؤها باستخدام التلسكوب ، على سبيل المثال ، مع مراحل فينوس ، مما يؤكد أنها تتحرك حول الشمس. وفقًا لنظرية براهي ، لم تكن النجوم موجودة حتى الآن - خلف زحل مباشرةً. عالم الفلك في زمن كيبلر ، الذي آمن ببراغا ، والقياسات والرياضيات ، لم يكن مجبرًا على الاعتقاد بأن النجوم ضخمة. (حسب براهي أن أحجامها اختلفت من الكواكب الكبيرة إلى الشمس). لم يكن لوهر وشاينر وحدهما - بالنسبة للعديد من علماء الفلك ، بما في ذلك براهي نفسه ، الذين درسوا هذه المشكلة ، كانت نظرية النجوم العملاقة شيئًا غير عادي.

لكن كبلر لم يكن لديه مشاكل مع النجوم العملاقة. كانوا بالنسبة له جزءًا من الهيكل العام للكون ؛ وكيبلر ، الذي رأى القطع الناقص في المدارات والمضلعات العادية في تنظيم حركة الكواكب ، كان يبحث دائمًا عن الهيكل بأكمله. بالنسبة له ، كانت النجوم العملاقة مثالاً على قوة الله ورغبته في خلق كون شامل. عند مناقشة أجزاء من الكون - النجوم ، والنظام الشمسي (نظام "المنقولات" ، كما أسماها كيبلر) ، والأرض - أصبح نص كتاب "على نجم جديد" شاعريًا تقريبًا ، حتى في الترجمة.

شارك أتباع كوبرنيكوس الآخرون آراء كبلر. تحدث أشخاص مثل توماس ديجز ، وكريستوف روثمان ، وفيليب لانسبيرج عن النجوم العملاقة كمثال على القوة الإلهية ، أو قصر الله ، أو قصر الملائكة ، أو حتى محاربين لله. ذكر كوبرنيكوس نفسه قوة الله ، وناقش المسافات الشاسعة إلى النجوم ، مشيراً إلى "مدى دقة العمل الإلهي لأعظم وأفضل الفنانين".

لكن معارضي كوبرنيكوس لم يفقدوا وجهة نظرهم. وأشار لوهير وشاينر إلى أن "التسلل" الكوبرنيكي لم ينكر حقيقة أن النجوم في الكون الكوبرنيكي يجب أن تكون عملاقة. وكتب هذان الفلكيان "بدلاً من ذلك ، يتحدثان عن كيف ، على هذا الأساس ، يمكن لأي شخص أن يشعر بشكل أفضل بعظمة الخالق" ، ويصفون هذه الفكرة بأنها "سخيفة". أحد معارضي كوبرنيكوس ، الفلكي جيوفاني باتيستا ريتشولي ، كتب أن الدعوة إلى القوة الإلهية لدعم النظرية "لا يمكن أن ترضي أشخاصًا أكثر ذكاءً". وعلق آخر ، بيتر كروجر ، على حجم النجوم على النحو التالي: "أنا لا أفهم كيف يمكن أن يعيش نظام فيثاغورس أو كوبرنيكوس للكون".

معارضو كوبرنيكوس لم ينكروا نظريته فقط. وأفاد لوهير وشاينر عن اكتشافاتهما. ودعوا علماء الفلك إلى إجراء ملاحظات منهجية باستخدام التلسكوبات من أجل استخدام كسوف أقمار المشتري لقياس المسافة إلى المشتري ، و "مصاحبة" زحل (ثم لم يفهموا أن هذه كانت حلقات) - لدراسة حركتها. لقد عملوا على شرح كيف يمكن للأرض أن تتحرك حول الشمس: تسقط باستمرار عليها ، تمامًا كما يمكن أن يسقط قلب الحديد باستمرار على الأرض. (جاءت هذه الفكرة قبل عدة عقود من ولادة نيوتن ، الذي يمكن أن يقدم لنا شرحًا حديثًا لكيفية كون المدار نوعًا من السقوط وتوضيح المدارات بمثال إطلاق بندقية من جبل). كما درسوا كيف يمكن أن يؤثر دوران الأرض على مسارات الأجسام والقذائف المتساقطة. على مدار القرن السابع عشر ، عمل خصم كوبرنيكوس مثل Riccioli على هذه الفكرة ، وطرح نظرية التأثير التي نسميها اليوم "قوة كوريوليس" (سميت على اسم العالم الذي وصفها في القرن التاسع عشر) وجادل بأن غياب مثل هذا التأثير يخدم أيضًا دليل واحد على أن الأرض لا تتحرك.

عندما درسنا ثورة كوبرنيكان في المدرسة ، لم نسمع شيئًا عن الحجج المتعلقة بحجم النجوم وتأثير كوريوليس. قيل لنا قصة أقل ديناميكية علمياً حاول فيها علماء مثل كيبلر هزيمة المؤسسة القادرة والمتجذرة والمتمردة بأفكار صحيحة علمياً. اليوم ، على الرغم من تقدم التكنولوجيا والمعرفة ، يرفض الناس العلم ، مدعين أنه يعاني من خدع وتآمر ونقص في البيانات التي تسببها مؤسسة قوية.

لكن تاريخ ثورة كوبرنيكوس يوضح أن العلم منذ البداية كان عملية ديناميكية ، حيث كانت هناك لحظات ناجحة وغير ناجحة ، علاوة على ذلك ، على جانبي المناقشة. بعد عقود قليلة من ظهور "النجم الجديد" ل Kepler و "الاستطلاعات الرياضية" بواسطة Loher and Scheiner ، بدأ علماء الفلك في العثور على أدلة على أن أحجام النجوم التي قاموا بقياسها ، سواء بالعين أو عبر التلسكوبات ، كانت مبالغًا فيها من خلال التأثير البصري ، وأن النجوم لم يكن من الضروري أن يكون عالم كوبرنيكوس ضخمًا جدًا.

إذا كانت الاكتشافات الواضحة تعارض التأسيس القاهر في التاريخ المألوف لثورة كوبرنيكوس ، فليس من المستغرب أن يتوقع بعض الناس إجابات واكتشافات سريعة وواضحة من العلم ، ويرون يد القوى المؤثرة المؤثرة في الغموض العلمي. سيكون لدينا جميعًا توقعات أكثر واقعية من العلم إذا علمنا بدلاً من ذلك أن ثورة كوبرنيكوس احتوت على تنازلات متبادلة ديناميكية ، وأن هناك أشخاصًا عقلانيين على جانبي هذه العملية ، وأن الاكتشافات والتقدم كانت متفاوتة ، مع عوائق ، و تؤدي في بعض الأحيان إلى طريق مسدود - مثل نجوم كيبلر العملاقة. عندما نفهم أن السؤال البسيط حول ما إذا كانت الأرض تتحرك كانت مشكلة علمية صعبة للغاية لبعض الوقت ، فسوف نفهم أن الأسئلة العلمية اليوم يمكن أن تعطينا إجابات معقدة ، وذلك فقط مع مرور الوقت.