نگاهی به فعالیت های علمی کریستوفر رن

سر كریستوفر رن معماری شناخته شده و مشهور است. وی طراح بیش از پنجاه كلیسای شهر لندن است كه از جمله آنها می توان به كلیسای جامع سنت پل اشاره كرد. در میان ساختمان های غیرمذهبی مهمی كه وی ساخته است می توان از رصدخانه سلطنتی گرینویچ یاد كرد. به هر حال با توجه به آشنایی ما با رن در حیطه معماری، دستاوردهای وی در زمینه ستاره شناسی كمتر مورد توجه قرار گرفته است. در اینجا به برخی از دستاوردهای وی اشاره خواهیم كرد كه شامل رصدهای ارزشمندی از ماه، زحل و ستارگان دنباله دار است، همچنین مواردی از تلاش های «رن» در راستای بهبود و اصلاح تلسكوپ را ذكر خواهیم كرد.
• • •كریستوفر رن در بیستم اكتبر سال ۱۶۳۲ در «ایست كیول» واقع در «وایت شایر» دیده به جهان گشود. هنگامی كه وی دو سال بیشتر نداشت، پدرش كه نام او نیز كریستوفر بود به عنوان پیشكار خاندان ویندزور (Windsor)برگزیده شد.خانواده رن زندگی خود را در دربار چارلز اول ادامه داد تا اینكه در سال ۱۶۴۲ جنگ داخلی انگلستان به وقوع پیوست. در این اوضاع، پدر رن به شهر بریستول كه مقر سلطنت طلبان بود گریخت و بعدها نیز در آكسفورد مستقر شد.رن در همان دوران وارد مدرسه وست مینیستر شد و در آنجا مشغول به تحصیل شد. در سن پانزده سالگی به طرز فزاینده ای به ستاره شناسی علاقه مند شد و با تشویقات چارلز اسكاربرگ (Charles Scarburgh)مقاله ای درباره شاخص های آفتابی (Sundial)را به زبان لاتین ترجمه كرد. وی همچنین چندین شاخص آفتابی ساخت و مدلی كوچك را طراحی كرد كه حركات منظومه شمسی را نشان می داد.
• رن و افق های روبه گسترش
كریستوفر رن در سال ۱۶۴۹ به وادام كالج آكسفورد وارد شد و در آنجا موفق شد بزرگترین دانشمندان تجربی آن دوران را ملاقات كند كه از آن جمله می توان به عالیجناب دكتر جان ویلكینز و همین طور استاد برجسته ستاره شناسی دكتر ست وارد اشاره كرد. این افراد تاثیر شگرفی بر «رن» گذاشتند و وی در طول پنج سال پس از ورود از دانشجویی كه به طور تفننی ستاره شناسی را دنبال می كرد به فردی بدل شد كه تمام وقت خود را وقف نجوم می كرد. وی به همراه دكتر ست وارد به ساخت و تجهیز یك رصدخانه متحرك بر برج كالج وادام همت گماشت.نخستین مشاهدات جدی وی از سال ۱۶۵۴ و هنگامی آغاز شد كه تلسكوپ را به سوی زحل نشانه رفت. همان گونه كه در میان ستاره شناسان آن دوران معمول بود، رن نیز مجذوب منطقه ای از این سیاره شد كه آن را این گونه توصیف كرد: «قسمتی از زحل كه از سایر بخش های آن تاریكتر است و اندكی باریكتر از كمربندهای مشتری است.» همچنین این طور به نظر می رسید كه این محدوده به طور متناوب آشكار و پنهان می شود.رن تا سال ۱۶۵۹ با استفاده از یك تلسكوپ شكستی ۳۶ فوتی (۱۲ متری) مستقر در آكسفورد رصدهای بسیاری از زحل انجام داد.رن در ادامه كار خود به همكاری با یكی از دوستانش به نام سر پاول نیل پرداخت. وی منجم آماتوری بسیار متمول و صاحب رصدخانه ای شخصی در وایت والتام واقع در بركشایر بود. رن چندان علاقه ای به ثبت رصدهای خود نداشت اما ترجیح می داد از آنچه كه می بیند تصویری دقیق ترسیم كند. در همین راستا مدل هایی مقوایی، مومی و مسی از زحل ساخت.سرانجام مدل مسی كه رن ساخته بود بر فراز ستونی در كالج گرشام لندن قرار گرفت و مدتی بعد یعنی در سال ۱۶۵۷ خود رن به سمت استاد ستاره شناسی آن كالج انتخاب و در همان جا مشغول به كار شد.در همین كالج بود كه رن سرانجام نظریه خود را در رابطه با زحل ارائه كرد. وی از مجموعه رصدهای خود چنین نتیجه گرفت كه سیاره زحل را «هاله»ای بیضی شكل احاطه كرده است. البته رن بر آن بود تا با ادامه رصدهای خود و انجام مشاهدات تكمیلی مسئله مذكور را به طور كامل تحلیل كند. اما رن در این مسیر مغلوب نظریه كریستین هویگنس شد. نظریه هویگنس به درستی بیان می كرد كه «زحل به وسیله یك حلقه نازك و تخت احاطه شده است كه در هیچ نقطه ای با سیاره تماس ندارد.» رن بعدها با فروتنی ویژه ای چنین می نگارد كه «یافته ها و دستاوردهای هویگنس را از یافته های خودم بیشتر دوست می دارم.»
هویگنس در سال ۱۶۵۵ نیز موفق به كشف قمر تیتان شد كه رن آن را به اشتباه یك ستاره تصور كرده بود.
• رن و تحقیق بر روی ماه
كریستوفر رن بر این امر واقف بود كه تنها با تكمیل و اصلاح تلسكوپ ها است كه می توان به پیشرفت های بزرگی در ستاره شناسی نائل آمد.لازم بود كه تلسكوپ به وسیله ای بدل شود كه نه تنها برای رصد و مشاهده از آن استفاده می شود بلكه بتوان از آن برای انجام محاسبه دقیق اجرام آسمانی بهره برد.ایده مذكور در بررسی هایی كه رن بر روی ماه انجام داده، كاملاً مشهود است. رن در سال ۱۶۵۵ به همراه دكتر جان ویلكینز با ارائه طرح ساخت یك تلسكوپ شكستی به طول هشتاد فوت (۲۷ متر) پروژه ای بلندپروازانه را طراحی كردند. البته لازم به ذكر است كه در مرحله اجرا آنان تصمیم به ساخت تلسكوپ كوچكتری گرفتند كه ۲۴ فوت (۸ متر) طول داشت.رن با استفاده از تلسكوپ مذكور یك برنامه ماه نگاری را به انجام رساند كه خودش معتقد بود از كار یوهانس هولیوس دقیق تر است، كما اینكه خود رن چنین می نویسد: «من تمام كارها را براساس قاعده و با بهره گیری از ترسیمات انجام دادم، لكن كار یوهانس هولیوس بر پایه حدس و گمان استوار بود.»البته هنگامی كه می بینیم وی با استفاده از یك میكرومتر درصدد اندازه گیری دقیق ارتفاع كوه های ماه و طراحی نقشه ای از اجزای ماه بوده است پی می بریم كه سخن گزافی بر زبان نرانده است. البته درست است كه حدود ۱۵ سال پیشتر، میكرومتر به وسیله ویلیام گاسكوین اختراع شده بود اما این رن بود كه در تحقیقات خود بر روی ماه، بهره ای كامل و موثر از آن برد.رن هنگامی كه در سال ۱۶۶۱ به سمت استاد ستاره شناسی آكسفورد برگزیده شد به فردی شناخته شده در حیطه نجوم مبدل شد. رن در همان سال از طرف مجمع سلطنتی دستور ساخت یك مدل از كره ماه را برای چارلز دوم صادر كرد.كره ماه حاصل قطری معادل ۱۰ اینچ (۲۴ سانتی متر) داشت و از مقوا ساخته شده بود و طرح های برجسته ای همراه با رنگ آمیزی هایی بر آن نقش بسته بود. مدل مذكور را رن شخصاً به پادشاه تقدیم كرد و همان گونه كه بعدها پسرش می نویسد «فرمانروا با رضامندی خاصی آن را پذیرفت».•فعالیت های رن در زمینه دنباله دارها
یكی از مهمترین فعالیت های رن در زمینه ستاره شناسی در قالب رصدها و تحلیل هایش در رابطه با دنباله دارها انجام شد. این بار هم رن با همكاری فرد دیگری گام در این راه نهاد و آن همكار، فردی بود به نام رابرت هوك.نخستین ملاقات رن با هوك خوش ذوق و مستعد برای اولین بار در كالج «وادام» انجام شد و همین دیدار بود كه موجبات دوستی و همكاری آن دو را فراهم ساخت. با امكاناتی كه هوك به عنوان نقشه بردار شهری در دست داشت، رن آرشیتكت این موقعیت را پیدا كرد كه در بازسازی شهر لندن پس از آتش سوزی مهیب سال ۱۶۶۶ نقش مهمی ایفا كند. اندكی پیش از اینها یعنی در دسامبر سال ۱۶۶۴ هر دوی این افراد در جلسه مجمع سلطنتی شركت داشتند. در این جلسه مسئله مشاهده یك دنباله دار درخشان مطرح شد و از رن و هوك خواستند تا رصدهای خود را در رابطه با این دنباله دار با یكدیگر مطابقت دهند، ضمناً در آن شرایط هر نتیجه گیری ای كه این دو نفر در رابطه با ساختار مدار دنباله دارها ارائه می دادند، پذیرفته می شد. در ابتدا هر دو به سمت حركت مستقیم الخط گرایش داشتند و حتی رن تلاش می كرد تا روشی را برای تعیین محل دنباله دارها ابداع كند كه مبین حركت بر خط مستقیم باشد.به هر حال با گذشت اندك زمانی، رن پروژه را به هوك محول كرد.كنجكاوی رن با ظاهر شدن دنباله دار درخشان دیگری در مارس سال ۱۶۶۵ دوباره تحریك شد. رن در هفته های نخستین ماه آوریل به رصد دنباله دار پرداخت و كار بر روی فرضیه ای را آغاز كرد كه می توانست حركت دنباله دارها را توضیح دهد. وی در نامه ای كه به رابرت هوك می نویسد اشاره می كند كه در شرف دستیابی به یك نظریه صحیح است و چنین می گوید كه «هنگامی كه نظریه ام توسط رصدهایت تائید شد آن را برایت می فرستم.» هوك در پاسخ خود بر این امر تاكید می كند كه در حال حاضر، هم او و هم رن، بر سر این مطلب كه دنباله دارها بر مسیری دایره ای یا بیضوی حركت می كنند توافق دارند و در حالی كه سخنانش را جمع بندی می كرد افزود: «امیدوارم كه بتوان این دنباله دار را تا ظهور دوباره اش دنبال كرد.» هوك در ادامه سخنان خود درباره ساختار دنباله دارها به این مطلب اشاره می كند كه «دوام و قوام یك دنباله دار بیش از یك ماه و یك سال است و امكان تخمین زمانی خاص برای آن میسر نیست.»متاسفانه رن چندان تمایلی به چاپ و انتشار كارهایش نداشت و به رغم تشویق ها و ترغیب های جامعه سلطنتی نظریاتش هرگز منتشر نشد.
• دیگر دستاوردهای رن
رن اغلب اوقات طی ملاقات هایی غیررسمی و خصوصی با دیگر دانشمندان زمان خود به بحث در رابطه با مسائل علمی روز می پرداخت. پس از یكی از كنفرانس های رن در كالج گرشام كه در نوامبر سال ۱۶۶۰ انجام شد تصمیم گرفتند كالج مذكور تبدیل به مجمع شایسته برای پیشرفت آموزش فیزیك و ریاضیات كاربردی شود.در همین راستا از چارلز دوم كمك خواستند و رن نیز شخصاً مقدمه ای بر منشور این مجمع نگاشت. رن در طول سال های ۱۶۸۰ تا ۱۶۸۲ ریاست این مجمع سلطنتی را برعهده داشت. رن در طول دوران كاری اش چندین بار اقداماتی برای بهبود وضعیت تلسكوپ ها انجام داد. شاید جالب ترین آنها تلسكوپ دوتایی (double telescope) بود كه وی آن را در سال ۱۶۶۵ ساخت. تلسكوپ مذكور قابلیت استفاده همزمان توسط دو رصدگر را داشت. با تدابیری كه در طراحی آن اتخاذ شده بود، زوایای موردنیاز (زوایای بین ستارگان و سیارات) از روی مقیاسی كه در بین دو رصدگر قرار داشت قابل خواندن بود.دو سال پیش از آن، وی در یك كنفرانس در همان مجمعی كه پیشتر ذكر شد طی سخنانی بر اهمیت رصد با تلسكوپ و همین طور ضرورت بهبود قدرت آن تاكید كرده بود. رن طی یك سخنرانی مدلی از یك موتور ارائه كرد كه از آن برای ساییدن عدسی های هذلولی شكل استفاده می شد. وی امیدوار بود كه این مدل بتواند در راه رفع مسئله ابیراهی رنگی و كروی در تلسكوپ های شكستی، گامی موثر بردارد، اما متاسفانه نمونه كاربردی آن هرگز ساخته نشد. رن همچنین در رابطه با ایده های خود برای بهبود تلسكوپ ها به انتشار مقاله ای با عنوان «روشی برای ساخت تلسكوپ با مشكلاتی اندك، هزینه كم، طول زیاد و قابل استفاده در هر ارتفاع دلخواه» اقدام كرد حتی آن هنگام كه رن، دیگر یك منجم فعال نبود هیچ گاه از تشویق دیگران برای انجام كارهای نجومی دست نكشید.به عنوان مثال در سال ۱۶۸۴جایزه ای معادل چهل شیلینگ تعیین كرد تا به نخستین فردی تعلق گیرد كه بتواند شكل مدار سیارات را براساس قانون عكس مجذوری گرانش توضیح دهد. ابتدا رابرت هوك مدعی شد كه مسئله را حل كرده است لكن تلاش وی برای ارائه هرگونه محاسبه ای ناكام ماند. ادموند هالی و مابقی اعضای انجمن مذكور فعالیت های گسترده ای را برای حل این مسئله آغاز كردند كه هیچ كدام با موفقیت همراه نبود. هالی در كمبریج با آیزاك نیوتن ملاقات كرد و در رابطه با مسئله مطرح شده با وی مشورت كرد و جواب را از وی درخواست كرد. نیوتن چنین پاسخ داد كه با توجه به قانون گرانش قاعدتاً باید مدارات شكل بیضوی داشته باشند، وی همچنین محاسباتی را برای اثبات نظرش به انجام رسانید كه همگی مفقود شد.
هالی از نیوتن خواست كه مجدداً محاسباتش را تكرار كند و نیوتن كه توسط هالی به این مسئله ترغیب شده بود، فعالیت های خود را گسترش داد تا اینكه اقدام به انتشار كتاب مشهور خود اصول ریاضی
(Principa Mathematica)اقدام كرد البته لازم به ذكر است كه به دلیل كمبود بودجه انجمن سلطنتی، كتاب نیوتن با حمایت های هالی به چاپ رسید. از اواسط دهه ۱۶۶۰ رن به شدت به معماری تمایل پیدا كرد. معماری رشته ای بود كه از چند جهت برای وی جالب بود، یكی از آن موارد این بود كه وی می توانست تمام تجربیات خود را در قالب یك نقشه بردار به كار گیرد و به همین دلیل به فعالیت در آن زمینه پرداخت. در آن دوران وی هنوز بالنسبه جوان بود در حالی كه سهم قابل توجهی در ستاره شناسی زمان خود داشت. شاید بهتر باشد كه امروز بیشتر از كارها و خدمات او یاد كنیم.
*نویسنده مستقل كه به تاریخ نجوم و اخترشناسی علاقه مند است.
Astronomy Now, Jun. ۲۰۰۴

منبع : پارس اسکای
نویسنده : احمد آرین خو