یوهان کپلر - پدر نجوم جدید

چهارصد و سی و سه سال پیش پدر نجوم جدید در كشور آلمان متولد شد. او كشف كرد كه مسیر حركت زمین و دیگر سیارات منظومه شمسی به دور خورشید مسیری بیضوی است. وی سه قانون مهم برای حركت اجرام سماوی كشف كرد كه امروزه به نام خود او قوانین كپلر نامیده می شوند. كپلر قوانین اول و دوم خود را در سن ۳۸ سالگی و قانون سوم را ۹ سال بعد از آن ارائه كرد. مطابق قانون اول كپلر تمام سیارات منظومه شمسی در مسیری بیضوی به دور خورشید در حال حركتند و خورشید در یكی از كانون های بیضی قرار دارد. داستان كشف این قانون داستانی جذاب از تاریخ علم است كه ۱۶ سال پیش نكته جالبی درباره آن روشن شد. شروع داستان مانند بسیاری دیگر از جریان های تاریخ علم به عهد باستان باز می گردد. بطلمیوس منجم مصری، ۱۴۰ سال بعد از میلاد مسیح، آرای بسیاری از پیشینیان خود را در كتاب سترگی به نام المجسطی جمع آوری كرد. دو پیش فرض مهم كتاب عبارتند از: ۱- زمین مركز عالم است. ۲- حركت اجرام سماوی حركتی مستدیر (دایره ای شكل) است، زیرا دایره كامل ترین و بهترین شكل هندسی است. این دیدگاه نزدیك به هزار و سیصد سال بر جهان غرب استیلا داشت. كپرنیك پیش فرض نخست را به چالش كشید و كپلر دومی را.كپرنیك یك قرن قبل از كپلر در لهستان متولد شد. او خورشید را مركز منظومه شمسی قرار داد و زمین را سیاره ساده ای همانند دیگر سیاره های منظومه شمسی قلمداد كرد. اما كپرنیك كماكان به حركت دایره ای شكل سیارات معتقد بود.
پس مطابق رای كپرنیك زمین و دیگر سیارات حركتی مستدیر به دور خورشید ثابت داشتند. تقریباً همزمان با مرگ كپرنیك، تیكو براهه در دانمارك به دنیا آمد. ریاضیات كپرنیك بهتر از رصد گری او بود اما عكس قضیه برای تیكو براهه صادق بود. بی شك تیكو براهه رصد گری بی همتا بود. تیكو براهه دانمارك را به مقصد پراگ ترك كرد تا بتواند به مطالعه حركت اجرام سماوی بپردازد. مشاهدات او جامع ترین مطالعات درباره منظومه شمسی بود. وی مكان هفتصد و هفتاد و هفت ستاره ثابت را در آسمان مشخص كرد. براهه به سمت ریاضیدان دربار امپراتوری روم برگزیده شد. تیكو براهه سعی نمود میان نظام بطلمیوسی و نظام كپرنیكی آشتی برقرار سازد بنابراین نظامی بینا بینی پیشنهاد كرد: زمین مركز عالم است ولی دیگر سیارات به دور خورشید می چرخند و خود خورشید به همراه سیارات دورش به گرد زمین می چرخد. برخلاف انتظار تیكو براهه طرفداران هیچ كدام از دو نظام بطلمیوسی و كپرنیكی از نظام او استقبالی نكردند.
كپلر نجوم را تحت راهنمایی مایكل ماستلین آغاز كرد. ماستلین از معدود اساتید نجوم بود كه به نظام خورشید مركزی كپرنیك اعتقاد پیدا كرده بود و به تبع استاد شاگرد نیز چنین گشت. كپلر نسخه ای از اولین كار هایش را برای تیكو براهه فرستاد. تیكو براهه به رغم مردود دانستن نظریه خورشید مركزی 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 ۲۹ ساله در سال ۱۶۰۰ دعوت تیكو براهه را پذیرفت و دستیار او شد.تیكو براهه از كپلر خواست تا برروی 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. برای كپلری كه از ضعف بینایی رنج می برد رصد های دقیق تیكو براهه حكم آب را برای تشنه داشت. كپلر سمت ریاضیدان دربار امپراتوری روم را نیز كسب كرد و به این ترتیب همه چیز برای فعالیت های او مهیا شد. او كار برروی مسیر مریخ را ادامه داد اما هرچه سعی كرد نتوانست داده های براهه را با مسیر دایره ای شكل جور درآورد. بالاخره به این واقعیت پی برد كه مسیر حركت نبایستی دایره ای شكل باشد. او مسیر های تخم مرغی شكل و چند شكل هندسی دیگر را آزمود تا بالاخره به مسیر بیضوی رسید. او سپس این یافته خود را به سایر سیارات نیز تعمیم داد و با استفاده از جدول های تیكو براهه مسیر حركت سایر سیارات را نیز مشخص كرد. هشت سال بعد یعنی در سال ۱۹۰۶ او خلاصه ای از یافته های خود درباره مسیر مریخ را به همراه دو قانون اولش در كتابی به نام نجوم جدید چاپ كرد. تا اینجای داستان تقریباً با همین مضمون در بیشتر كتاب های تاریخ علم روایت شده بود تا اینكه ۴۰۰ سال بعد یعنی در سال ۱۹۸۸ ویلیام دوناهو كتاب نجوم جدید را از لاتین به انگلیسی ترجمه كرد. او در حین ترجمه به نكته عجیبی برخورد. وی دریافت كه بسیاری از محاسبات كپلر با گزارش هایی كه در كتابش از آن محاسبات ارائه شده همخوانی ندارد. دوناهو نتیجه گرفت همه نتایجی كه كپلر در جدول خود گزارش كرده براساس مشاهدات تیكو براهه نبوده است. زیرا اگر كپلر می خواست صرفاً بر مشاهدات دقیق تیكو براهه تكیه كند قاعدتاً بایستی نتیجه می گرفت كه مسیر حركت مریخ بیضوی نیست.كپلر به این نتیجه رسیده بود كه اگر بخواهد صرفاً بر مشاهدات و اعداد مندرج در جداول تكیه كند به هیچ نظریه ای نخواهد رسید. در سال ۱۹۹۰ مقاله ای در نیویورك تایمز چاپ شد مبنی بر اینكه كپلر مسیر بیضوی حركت سیارات را از مشاهدات نجومی استخراج نكرده بلكه درست برعكس، او مسیر حركت بیضوی را برای سیارات در نظر داشته است و محاسبات خود را چنان تغییر داده تا با آنها جور درآید.

منبع : شبکه فیزیک هوپا