فناوري اطلاعات

مدن هاي گوناگون در پيشرفت علم نجوم سهيم بوده اند. در اين مقاله دستاوردهاي تمدن هاي گوناگون مانند بابِل، يونان و اسلام را در اخترشناسي با هم ورق مي زنيم و همچنين با چگونگي گذر علم نجوم از مرحله زمين مركزي به مرحله خورشيد مركزي آشنا شده و افراد تاثيرگذار در نجوم را نيز بيشتر مي شناسيم. با تكرا همراه باشيد.

هنگامي كه انسان غارنشين به آسمان بالاي سر خود نگاه مي كرد، تغييرات منظرره آسمان، شب و روز و تغييرات سيماي ماه برايش پرسش برانگيز و شگفتي ساز بود. شايد بتوان پيدايش دانش اخترشناسي را از آن هنگام دانست. اين كنجكاوي هاي موجب داستان سرايي و اسطوره سازي درباره پديده هاي نجومي مي شد. براي مثال، ابداع صورت هاي فلكي و اسطوره هاي آن ها از نمودهاي بارز اين مطلب است. اين مسير تا به آن جا ادامه يافت كه منجمان باستان تا قرن ها از روي حركت و موقعيت ستاره ها و سيارات به طالع بيني يا پيشگويي درباره حوادث آينده مي پرداختند.

از سوي ديگر، نظم تكرار برخي از پديده ها مانند شب و روز، حركت ظاهري خورشيد، اهله ماه و … انسان را به اين فكر واداشت كه اين پديده ها را به صورت شاخص براي آغاز يا پايان فعاليت هاي روزمره اش مانند كشاورزي، شكار و دريانوردي قرار دهد و به نوعي، كارهايش را براساس زمان سنج هاي سالانه يا ماهانه انجام دهد. براي مثال، در يونان باستان با پديدار شدن خوشه پروين در آسمان صبحگاهي در فصل بهار در نيمكره شمالي، فعاليت هاي دريانوردي آن ها آغاز مي شد. در طول تاريخ، تمدن هاي مختلف در اخترشناسي تحول آفرين بوده اند. مسير تحول تاريخي نجوم از انسان هاي بدوي آغاز مي شود و تمدن هاي بابل، مصر، يونان، اسلام و … هر كدام به نوعي در پيشرفت آن نقش داشته اند؛ تا اين كه در قرن شانزدهم ميلادي، انقلابي در اخترشناسي روي داد و پايه هاي اخترشناسي جديد بنيان گذاري شد. در اين ميان، شخصيت هاي گوناگوني در اين تحولات نقش داشته اند كه نام آن ها در تاريخ ماندگار شده است؛ افرادي مانند بطلميوس، بيروني، كپرنيك، گاليله و … كه نه تنها به پيشرفت نجوم كمك كردند، بلكه در جهان علم نيز شاخص و ممتاز بودند.
بناهاي نجومي پيش از تاريخ

امروزه بررسي نجوم پيش از تاريخ بر اساس بناها و سنگ نوشته هاي به جا مانده صورت مي گيرد. در سال ۱۹۶۵ ميلادي، جرالد هاكينز با انتشار كتابي، علم باستان شناسي نجومي را مورد توجه عموم قرار داد. او در كتابش گفته بود: “بناي استونهنج (Stonehenge) در جنوب انگلستان، رصد خانه اي پيش تاريخي بوده است.”

امروزه بررسي نجوم پيش از تاريخ بر اساس بناها و سنگ نوشته هاي به جا مانده صورت مي گيرد. در سال ۱۹۶۵ ميلادي، جرالد هاكينز با انتشار كتابي، علم باستان شناسي نجومي را مورد توجه عموم قرار داد. او در كتابش گفته بود: “بناي استونهنج (Stonehenge) در جنوب انگلستان، رصد خانه اي پيش تاريخي بوده است.” استونهنج بنايي است كه از آرايش چندين سنگ بزرگ ايستاده تشكيل شده است. احتمالا اين بنا در سال هاي بين ۲۸۰۰ تا ۱۰۷۵ قبل از ميلاد (ق.م) ساخته شده است.

استونهنج بنايي است كه از آرايش چندين سنگ بزرگ ايستاده تشكيل شده است. احتمالا اين بنا در سال هاي بين ۲۸۰۰ تا ۱۰۷۵ قبل از ميلاد (ق.م) ساخته شده است. پژوهش ها نشان مي دهند كه اگر در جهت هاي خاصي نسبت به سنگ هاي اين بنا بايستيم، با استفاده از موقعيت سنگ ها مي توان موقعيت طلوع خورشيد را در روز اول تابستان در افق شمال شرقي و همچنين بعضي پديده هاي نجومي ديگر را مشخص كرد. به نظر مي رسد كه مردم آن زمان، استونهنج را ساختند تا با رصد موقعيت طلوع و غروب خورشيد و ماه، تقويمي ابداع كنند تا كارهاي روزمره شان را براساس آن انجام دهند. البته برخي از اخترشناسان اعتقاد دارند كه آن ها از اين بنا براي پيش بيني ماه گرفتگي ها (خسوف) نيز استفاده مي كرده اند.

استونهنج تنها بناي سنگي نجومي نيست. تعدادي سازه هاي سنگي از اين دست در انگلستان و شما اروپا شناخته شده است. به نظر مي رسد كه برخي از اين بناها از لحاظ ساختماني، به ويژه نسبت به موقعي طلوع خورشيد در آغاز تابستان، جهت گيري هاي نجومي دارند.
اخترشناسي در تمدن هاي اوليه
چين

تصور بر اين است كه چيني ها حدود ۱۵ هزار سال ق.م نخستين بار ستاره ها ار در گروه هايي قرار دادند كه ما امروزه آن ها را صورت هاي فلكي مي ناميم. آن ها حتي پيش از سال ۱۴۰۰ ق.م نيز تقويم داشتند. منجمان چيني رصدهاي زياد و ارزشمندي انجام داده اند. براي مثال، ۳۷۲ دنباله دار را مشاهده و ثبت كرده اند. اين رصدها در خلال سال هاي ۱۶۲۱ ق.م تا ۶۱۱ ق.م انجام شده است. امروزه اخترشناسان از اين يادداشت ها براي شناسايي دنباله دارهاي تناوبي استفاده مي كنند. يكي از رصدهاي جالب توجه و معروف آن ها، ثبت انفجار ابر نواختر سال ۱۰۵۴ ميلادي در صورت فلكي ثور (گاو) بوده است. در آن زمان، ناگهان اين ستاره به درخشندگي زيادي رسيد و با چشم غير مسلح ديده شد. البته با گذشت زمان، دوباره كم نور شد. امروزه اخترشناسان، سحابي به جا مانده از آن انفجار را با تلسكوپ هاي بزرگ رصد كرده اند.
مصر

اخترشناسان در مصر قديم، كاهن بودند و فقط اجازه داشتند كه علم نجوم را ياد بگيرند. پيشينه رصدهاي مصريان شناخته شده نيست. شايد به اين دليل كه كاهنان سعي مي كردند كتاب هاي نجومي را ميان خودشان حفظ كنند.

اخترشناسان مصري دوره تناوب حركت سيارات را با رصد تعيين كردند. برخي از پژوهشگران اعتقاد داند كه ساعت هاي آبي، عقربه اي و آفتابي نخستين بار پيش از قرن هفتم ق.م در مصر توسعه يافتند. همچنين آن ها براي زاويه سنجي در آسمان ابزارهاي قابل حملي را ساخته بودند. به نظر مي رسد كه رصدهاي منجمان مصري چندان دقيق نبوده و دانسته هاي رياضي آن ها اندك بوده است. از اين ر در مواردي كه به رياضيات پيشرفته نياز بوده است، به ساده سازي متوسل مي شدند.
بابِل

بابلي ها يكي از تمدن هاي پيشرفته در بين النهرين را داشتند. آن ها براي محاسبه حركت ماه و سيارات روش هايي را ابداع كردند. رياضيات بابلي هاي پيشرفته تر بود. آن ها ۶۰ را مبناي عددي قرار دادند. اكنون ما يك دايره را به ۳۶۰ درجه، يك درجه را به ۶۰ دقيقه و يك دقيقه را به ۶۰ ثانيه تقسيم مي كنيم و اين روش از آن ها اقتباس شده است. اخترشناسان بابلي رصدكنندگان ماهري بودند. در كتيبه هاي به جا مانده از آن ها، گزارش هاي دقيقي از رصد خورشيد گرفتگي ها به چشم مي خورد. آن ها متوجه شدند كه خورشيد گرفتگي ها در دوره اي منظم به نام ساروس كه معادل ۱۸ سال و ۱۱ روز است، تكرار مي شوند. منشا دايره البروج و تعدادي از صورت هاي فلكي كه امروزه كاربرد دارند، به تمدن بابل باز مي گردد.
يونان

نجوم در يونان بر پايه نجوم بابلي ها و مصريان شكل گرفت؛ اما نجوم در يونان بسيار پيشرفت كرد و راه هاي تحليلي جديدي براي تعبير پديده هاي نجومي ابداع شد. اين گرايش علمي به كيهان احتمالا در آغاز به دليل تفكرات دو فيلسوف يوناني يعني طالس و فيثاغورس بود. اخترشناسان يونان به پژوهش ها و رصدهاي خود صورت رياضي و هندسي دادند. اين، كاري بود كه در تمدن ها پيشتر مانند بابل تا اين حد انجام نشده بود. افلاطون (۴۲۸ – ۳۴۷ ق.م) استدلال مي كرد كه كامل ترين شكل هندسي، دايره است. بنابراين، هر حركتي در عالم، دايره اي و يا تركيبي از دايره است. پس از آن، اخترشناسان، همه حركت هاي اجرام آسماني را بر اساس قانون “حركت دايره اي يكنواخت” تحليل كردند.

امروزه مي دانيم كه حركت ظاهري ستاره ها و سيارات در آسمان در مدت يك شبانه روز، ناشي از حركت وضعي زمين است. اما منجمان آن روزگار، تصور مي كردند كه زمين ثابت است و اجرام آسماني به دور زمين مي گردند. مخالفان حركت زمين مي گفتند: “اگر زمين مي چرخد، چرا اشيا به طور قائم سقوط مي كنند؟ چرا بر اثر چرخش زمين، گردبادهاي مداوم وجود ندارد؟”

آگاهي نداشتن از برخي قوانين فيزيك، چنين پرسش هايي را ايجاد مي كرد. فيثاغورس نخستين كسي بود كه زمين را كروي دانست. او اعتقاد داشت كه ستاره ها، خورشيد، ماه و پنج سياره (شناخته شده در آن روزگار) همگي بر كره اي قرار دارند كه آن ها را حمل مي كند. اقليدوس سيندوسي (۴۰۹ – ۳۵۶ ق.م) كه شاگرد افلاطون بود، نظر فيثاغورس را گسترش داد. او عقيده داشت كه ستاره ها روي كره اي ثابت و سيارات، خورشيد و ماه روي كره هاي متحدالمركز حمل مي شوند. او براي هر حركت، مانند گردش روزانه، حركت سالانه ستاره ها و … يك كره جداگانه در نظر مي گرفت.

ارسطو (۳۸۴ – ۳۲۲ ق.م) نيز يكي از مشهورترين فيلسوفان يونان باستان بود كه اخترشناسان براي دو هزار سال، مدل عالم را بر مبناي نظرياتش پذيرفتند. او عقيده داشت كه عالم به دو بخش تقسيم مي شود:

يكي، زمين كه تغيير پذير است؛ و ديگري، آسمان كه ثابتت و تغيير ناپذير است. ارسطو زمين را در مركز عالم قرار داد. به همين دليل مدل او را زمين مركزي مي نامند. او تعداد كره هايي را كه اقليدوس پيشنهاد كرده بود، به ۵۶ رساند. اين فرض را هم مطرح كرد كه ممكن است حركت روزانه ظاهري آسمان به دليل گردش زمين به دور خودش باشد؛ اما به دليل نامعلومي او اين فرض را رد كرد. ارسطو با دو دليل مهم اثبات كرد كه شكل زمين كروي است؛ اول اين كه در هنگام ماه گرفتگي، شكل سايه زمين كه روي ماه مي افتد، دايره است و جسم كروي، سايه اي دايره اي ايجاد مي كند.

دومين استدلال اين بود كه اگر شخصي بر سطح زمين از شمال به جنوب يا برعكس حركت كند، در افق ديد او ستاره هايي ناپديد و ستاره هاي جديدي پديدار مي شوند. تنها توجيه اين مساله اين است كه شخص بايد در سطح كروي حركت كرده باشد.

حدود يك قرن پس از ارسطو در اسكندريه، اخترشناس معروفي به نام اَريستارخوس ساموسي (۳۱۰ – ۲۳۰ ق.م) زندگي مي كرد. او عقيده داشت كه خورشيد و ستاره ها ثابت اند و خورشيد در مركز كره آسمان قرار دارد. اريستارخوس، زمين را كره اي مي دانست كه به دور خودش و به دور خورشيد مي گردد. احتمالا او نخستين كسي بوده كه فرضيه خورشيد مركزي را مطرح كرده است. اما بيشتر نوشته هاي او از بين رفته است. اريستارخوس فاصله ماه و خورشيد را نسبت به قطر زمين اندازه گرفت؛ اما به دليل فرض هاي نامناسب نتيجه محاسبات او دور از واقعيت است.

اخترشناسان يوناني بعدي، فرضيه خورشيد مركزي را رد كردند؛ چون استدلال مي كردند كه اگر زمين به دور خورشيد بگردد، در زمان هاي مختلف سال به دليل پديده اختلاف منظر (يكي از مهم ترين و دقيق ترين روش هاي اندازه گير فاصله ستاره ها تا زمين)، موقعيت ستاره ها در آسمان بايد جابه جا شود. البته امروزه مي دانيم كه فاصله ستاره ها از ما بسيار زياد است. از اين رو، زاويه اختلاف منظر حتي براي نزديك ترين ستاره ها نيز بسيار بسيار كوچك است. در نتيجه، اندازه گيري آن با ابزارهاي اخترشناسان يونان در آن زمان ممكن نبود.اِراتوستن (۲۷۰ – ۱۹۶ ق.م) در اسكندريه، رئيس كتابخانه بود. شهرت او به اين دليل است كه با روش هوشمندانه اي محيط زمين را محاسبه كرد.يكي از برزگ ترين اخترشناسان پيش از ميلاد، اَبَرخُس (۱۹۰ – ۱۲۰ ق.م) بوده است. كارهاي او بسيار چشمگير و جالب توجه بوده است. ابرخس، رصدخانه اي در جزيره رُدِز ساخت و فهرستي از مشخصات و موقعيت ۸۵۰ ستاره تهيه كرد. او ستاره ها را بر اساس درخشندگي ظاهري شان در شش گروه يا قدر رده بندي كرد. امروزه مقياس قدر ظاهري او با تغييراتي همچنان كاربرد دارد (وقتي به ستاره هاي مي نگريم، بازرترين تفاوت آن ها را اختلاف درخشندگي ظاهرشان مي بينيم. درخشندگي ظاهري ستاره ها را براي ناظر زميني قدر ظاهري مي گويند). شايد جالب توجه ترين كشف او، توجه به تغيير مكان قطب شمال آسماني باشد. ابرخس با بررسي رصدهايي كه در خلال يك قرن و نيم پيش از او انجام شده بود، دريافت كه محور گردش زمين مي گردد و جهت فضايي آن تغيير مي كند. امروزه اين را حركت تقديمي مي نامند. يك دور گردش فضايي محور زمين ۲۶ هزار سال طول مي كشد. ابرخس، اسطرلاب را اختراع يا تكميل كرد (شكل زير. با اسطرلاب مي توان ارتفاع ستاره ها، ماه و خورشيد را تعيين كرد. همچنين اسطرلاب، نمودارها و صفحه هايي دارد كه تعيين مكان ستاره ها نسبت به افق، تعيين مكان خورشيد و ماه و سيارات را نسبت به ستاره هاي ثابت و تعيين زمان را ممكن مي كند. اخترشناسان قديم با استفاده از اسطرلاب، زمان طلوع و غروب ستاره ها، خورشيد و ماه و سيارات را تعيين مي كردند. از اسطرلاب در اندازه گيري هاي زميني هم مي توان استفاده كرد. مثلا مي توان فواصل اجسام، ارتفاع كوه و عمق چاه را اندازه گرفت). اين ابزار تا قرن ها پس از او، مهم ترين ابزار اخترشناسان در تمدن ها گوناگون بود.

ابرخس، اسطرلاب را اختراع يا تكميل كرد. با اسطرلاب مي توان ارتفاع ستاره ها، ماه و خورشيد را تعيين كرد. همچنين اسطرلاب، نمودارها و صفحه هايي دارد كه تعيين مكان ستاره ها نسبت به افق، تعيين مكان خورشيد و ماه و سيارات را نسبت به ستاره هاي ثابت و تعيين زمان را ممكن مي كند. اخترشناسان قديم با استفاده از اسطرلاب، زمان طلوع و غروب ستاره ها، خورشيد و ماه و سيارات را تعيين مي كردند. از اسطرلاب در اندازه گيري هاي زميني هم مي توان استفاده كرد. مثلا مي توان فواصل اجسام، ارتفاع كوه و عمق چاه را اندازه گرفت

آخرين اخترشناس و رياضيدان دوران باستان، بطلميوس نام دارد. زمان و مكان تولد او مشخص نيست. اما او در حدود سال ۱۴۰ ميلادي در اسكندريه زندگي مي كرده است. بطلميوس به مدل ارسطويي عالم صورت رياضي داد و مدل زمين مركزي ارسطو را كامل كرد. همان طور كه گفتيم، اخترشناسان يونان اعتقاد داشتند كه اجرام آسماني در مسيرهاي دايره اي يكنواخت به دور زمين مي گردند؛ اما با فرض مسيرهاي دايره اي ساده، حركت هاي بازگشتي (رجوعي) سيارات قابل توجيه نبود. بطلميوس براي توجيه حركت بازگشتي سيارات، حركت آن ها را در دو مسير دايره اي توضيح داد. او حركت سيارات را به اين شكل نشان داد كه آن ها روي يك دايره ران (فلك تدوير) به طور يكنواخت روي دايره اي بزرگ تر به نام فلك حامل دور مي زنند. البته در مدل او، زمين كمي دورتر از مركز قرار داشت. بطلميوس بر اساس اين طرح، حركت سيارات را با دقت مناسبي محاسبه كرد.بطلميوس براي توجيه حركت بازگشتي سيارات، حركت آن ها را در دو مسير دايره اي توضيح داد. او حركت سيارات را به اين شكل نشان داد كه آن ها روي يك دايره ران (فلك تدوير) به طور يكنواخت روي دايره اي بزرگ تر به نام فلك حامل دور مي زنند. البته در مدل او، زمين كمي دورتر از مركز قرار داشت. بطلميوس بر اساس اين طرح، حركت سيارات را با دقت مناسبي محاسبه كرد.حدود سال ۱۴۰ ميلادي بطلميوس نتيجه كارهاي خود و ديگر اخترشناسان يونان را در كتابي به نام “مَجِسطي” عرضه كرد. البته نام اصل اين كتاب چيز ديگري بود؛ اما بعدها اخترشناسان مسلمان، اين كتاب را “مجسطي” ناميدند كه امروزه نيز به همين نام است. كتاب مجسطي تا حدود ۱۵۰۰ سال بعد معتبرترين كتاب اخترشناسي و مدل زمين مركزي بطلميوس هم معتبرترين نظر درباره توجيه حركت سيارات به حساب مي آمد.مدرسه اسكندريه تا پنج قرن بعد نيز پابرجا بود. اما پس از بطلميوس، پيشرفت نجوم عملا در يونان متوقف شد.
تمدن اسلام

تا حدود هزار سال بعد هم نجوم در ميان اخترشناسان مسلمان رواج داشت و در واقع نجوم عمدتاً از يونان به كشورهاي اسلامي انتقال يافت. بسياري از كتاب هاي اخترشناسي از يوناني به عربي ترجمه شدند؛ از جمله “مجسطي” كه مهم ترين كتاب نجومي در ميان اخترشناسان مسلمان به شمار مي رفت. يكي از دلايل گرايش مسلمانان به نجوم، نزديكي كانون نجوم يونان به سرزمين هاي اسلامي بود. ديگر اين كه بسياري از فريضه هاي ديني اسلام با پديده هاي نجوي ارتباط دارد. همان طور كه مي دانيد، اداي فريضه نماز، با پديده هاي نجومي مانند طلوع و غروب خورشيد، سپيده صبح و … ارتباط دارد.

منجمان مسلمان براي تعيين جهت قبله و محاسبه زمان دقيق نمازها، به مثلثات كروي نياز داشتند. البته مثلثات كروي در ديگر محاسبات نجومي نيز كاربرد داشته است و دارد. بطلميوس براي محاسبات مربوط به مثلثات كروي از شيوه نادقيقي استفاده مي كرد. به نظر مي رسد كه از شش رابطه جديد مثلثاتي (يعني سينوس، كسينوس، تانژانت، كتانژانت، سكانت و كسكانت)، پنج مورد از آن ها در رياضيات و نجوم دوره اسلامي ريشه دارند و فقط سينوس خاستگاه هندي دارد.ابوريحان بيروني منجم مشهور ايراني در قرن چهارم هجري براي نخستين بار مثلثات كروي را به صورت علمي مستقل ارائه داد.در تقويم مسلمانان، آغاز ماه هاي قمري به رويت هلال در آغاز هر ماه بستگي دارد. البته در مورد پديده هايي مانند طلوع و غروب، روش هاي محاسباتي منجمان يونان در دسترس مسلمانان بود، اما در مورد رويت هلال، در نجوم يونان كاري انجام نشده بود. منجمان مسلمان با رصدهايي به ضابطه هاي گوناگوني در زمينه رويت هلال دست يافتند.يكي از مهم ترين كارهاي منجمان مسلمان، نامگذاري ستاره ها بود. بسياري از نام هاي امروزي ستاره هاي نيز مستقيما عربي است، و يا به نوعي تغيير شكل يافته از عربي، همچنان كاربرد دارند. اين نام ها در كتاب “صورالكواكب” از عبدارحمن صوفي، منجم بزرگ ايراني قرن چهارم هجري قمري آمده است. او در اين كتاب، موقعيت ستاره ها را مشخص كرده و از صورت هاي فلكي نقاشي هايي كشيده است.يكي از مهم ترين كارهاي منجمان مسلمان، نامگذاري ستاره ها بود. بسياري از نام هاي امروزي ستاره هاي نيز مستقيما عربي است، و يا به نوعي تغيير شكل يافته از عربي، همچنان كاربرد دارند. اين نام ها در كتاب “صورالكواكب” از عبدارحمن صوفي، منجم بزرگ ايراني قرن چهارم هجري قمري آمده است. او در اين كتاب، موقعيت ستاره ها را مشخص كرده و از صورت هاي فلكي نقاشي هايي كشيده است.از ديدگاه كلي، منجمان مسلمان بيشتر پيرو منجمان يونان بودند. آن ها فرضيه زمين مركزي بطلميوس را پذيرفتند؛ اما با گذشت زمان و طي قرن ها، خطاهاي مدل بطلميوسي در پيش بيني موقعيت سيارات جمع و زياد شد. آن ها كوشش مي كردند با تغييراتي، مدل بطلميوس را براي عصر خود تصحيح كنند. به اين ترتيب، نقدها و مدل هاي جديدي از هيات بطلميوسي عرضه شدند كه البته همه آن ها، زمين مركزي بودند.منجمان مسلمان نتيجه رصدهاي نجومي را كه انجام مي دادند، در جدول هايي وارد مي كردند. آن ها مجموع اين جدول هاي و روش هاي محاسباتي را در كتاب هايي به نام “زيج” جمع آوري مي كردند. برخي از مهم ترين زيج هاي دوره اسلامي عبارتند از: “زيج صابي” ازبتاني حدود ۲۹۰ هجري قمري (ه.ق)، “زيج جامع كوشيار” از كوشيار گيلاني حدود ۳۹۰ ه.ق، “زيج ايلخاني” از خواجه نصيرالدين طوسي حدود ۶۴۰ ه.ق، “زيج خاقاني” از غياث الدين جمشيد كاشاين حدود ۸۲۰ ه.ق و “زيج الغ بيك” حدود ۸۴۰ ه.ق.
انقلاب كپرنيك در اخترشناسي

نيكولاس كوپرنيك، اخترشناس لهستاني در قرن شانزدهم، تحولي بنيادي در اخترشناسي پديد آورد. فرضيه زمين مركزي از بطلميوس براي حدود ۱۵۰۰ سال تنها نظر معتبر درباره توصيف عالم بود و كليسا به شدت از آن دفاع مي كرد. هركس در نظرات ارسطو و بطلميوس ترديد مي كرد، مورد اذيت و آزار قرار مي گرفت.كپرنيك در زمان تحصيل در كالج به اخترشناسي علاقه مند شد. در آن سال ها، او نظرات بطلميوس را مورد ترديد قرار داد و اين عقيده را مطرح كرد كه “خورشيد در مركز عالم قرار دارد و سيارات به دور آن مي گردند”. البته او هم مانند اخترشناسان يوناني تصور مي كد كه “ستاره هاي بر كره اي ثابت و بدون حركت قرار دارند؛ اما به دليل حركت وضعي زمين به نظر مي رسد كه به دور زمين مي گردند”. بر اين اساس، نظريه “خورشيد مركزي” او صحيح بود؛ اما تصور كلي او از عالم درست نبود.كپرنيك با كليسا ارتباط نزديكي داشت و براي اين كه از آزار كليسا در امان بماند، نظراتش را فقط به صورت دست نوشته هايي در ميان دوستان نزديكش توزيع كرده بود. او چند سال از وقت خود را براي نوشتن كتابي به نام “گردش اجرام آسماني” صرف كرد. كپرنيك ويراستاري نهايي محاسبات رياضي كتاب را در پايان عمر و در هنگام بيماري انجام داد. متاسفانه او صورت نهايي كتاب چاپ شده را نديد و از دنيا رفت.كپرنيك در كتابش، نادرست بودن نظريه بطلميوس را ثابت نكرد؛ چون در آن زمان، شواهدي براي رد آن شناخته نشده بود. نكته جالب توجه اين بود كه روش محاسبه كپرنيك و بطلميوس براي موقعيت سيارات، هر دو به اندازه دو درجه خطا داشتند. تفاوت در اين بود كه كپرنيك، خورشيد را در مركز منظومه شمسي مي دانست و عقيده داشت كه سيارات در مداهايي به دور آن مي گردند. كپرنيك به اين نكته پي برد كه اگر سيارات نزديك تر به خورشيد، سريع تر و سيارات دورتر آهسته تر به دور خورشيد بگردند، مي توان حركت بازگشتي (رجوعي) سيارات دورتر از زمين (مانند مريخ) را بدون در نظر گرفتن فلك تدوير توضيح داد. در آن زمان، برتري نظريه خورشيد مركزي كپرنيك نسبت به نظريه بطلميوس فق صورت ساده تر و زيباتر آن بود.

گاليله، مدافع كپرنيك

گاليلئو گاليله در سال ۱۵۶۴ ميلادي در پيزاي ايتاليا متولد شد. او در آغاز ورود به دانشگاه در رشته پزشكي تحصيل مي كرد، اما علاقه واقعي او به رياضيات، مكانيك و نجوم بود. ترديدي نيست كه گاليله در رياضيات با استعداد بوده است؛ چون چهار سال پس از رها كردن رشته پزشكي، به درجه استادي رياضيات در دانشگاه پيزا رسيد. در سال ۱۶۰۹ ميلادي او با استفاده از چند عدسي، يك تلسكوپ ساخت؛ البته او نخستين سازنده تلسكوپ نبود؛ اما او نسختين كسي بود كه با تلسكوپ به مشاهده اجرام آسماني پرداخت. كشف هايي كه او با تلسكوپ انجام داد، بسيار جالب توجه بودند و مسير دانش اخترشناسي را تغيير داد. گاليله، ماه را رصد كرد و متوجه شد كه سطح ماه، صاف و هموار نيست. او حتي ارتفاع كوه هاي ماه را از روي سايه آن ها محاسبه كرد. از مهم ترين كشف هاي گاليله با تلكسوپ، مشاهده شكل هاي هلالي زهره (شبيه شكل هاي هلالي ماه) بود. اين كشف چند نتيجه داشت؛ اول اين كه نشان داد سيارات از خود نوري ندارند. ديگر اين كه براساس نظر بطلميوس، زهره در ميان زمين و خورشيد قرار دارد و به دور زمين مي گردد. اگر اين نظر درست بود، شكل هاي هلالي زهره همواره نازك ديده مي شدند. اما گاليله شكل هاي هلالي نيمه (تربيع) و نزديك به كامل از زهره مشاهده كرد. به اين ترتيب نتيجه گرفت كه زهره در مسيري ميان زمين و خورشيد، به دور خورشيد مي گردد. اين، يكي از شواهدي بود كه پيروزي نظريه خورشيد مركزي كپرنيك را بر نظريه زمين مركزي بطلميوس نشان داد.اما گاليله شكل هاي هلالي نيمه (تربيع) و نزديك به كامل از زهره مشاهده كرد. به اين ترتيب نتيجه گرفت كه زهره در مسيري ميان زمين و خورشيد، به دور خورشيد مي گردد. اين، يكي از شواهدي بود كه پيروزي نظريه خورشيد مركزي كپرنيك را بر نظريه زمين مركزي بطلميوس نشان داد.

افزون بر اين، گاليله با تلسكوپ، قمرهاي مشتري را رصد كرد. او پس از چند شب رصد، متوجه شد كه آن ها به دور مشتري مي گردند. اين كشف نيز اهميت زيادي داشت. چون برخي از مخالفان نظريه كپرنيك اعتقاد داشتند كه “اگر زمين به دور خورشيد بگردد، ماه از زمين جدا مي ماند!”. اين كشف نشان داد كه ممكن است در حين حركت جسم، اجرامي نيز به دور آن بگردند.

گاليله لكه هاي خورشيد را نيز رصد كرد و متوجه شد كه آن ها در سطح خورشيد پديدار و ناپديد مي شوند. او با اين كشف، نظر ارسطو را مبني بر اين كه اجرام آسماني ثابت و بي تغييرند، رد كرد.

گاليله در سال ۱۶۰۱ ميلادي كتابي را با عنوان “پيك آسماني” منتشر كرد. او در آن كتاب، اجرامي را كه با تلسكوپ مشاهده كرده بود، توصيف كرد و نشان داد كه رصدهايش نظريه خورشيد مركزي كپرنيك را تاييد مي كنند. پس از اين، كتاب ديگري را با عنوان “گفت و گويي درباره دو مجموعه اصلي جهان” منتشر كرد. اين كتاب گفت و گويي ميان سه دوست درباره نظريه بطلميوس و كپرنيك بود. گاليله در سال ۱۶۳۳ ميلادي به دليل نظراتش از سوي دستگاه تفتيش عقايد كليسا مورد بازجويي قرار گرفت. آن ها گاليله را مجبور كردند كه خود را گناهكار بداند و عقيده اش را انكار كند. براي مجازات، گاليله را به وطنش تبعيد كردند و او ده سال پايان عمرش را در آنجا گذراند.

مدت زمان ميان مرگ كپرنيك و گاليله ۹۹ سال است كه آن را مي توان مرحله گذر از نظريه بطلميوس به كپرنيكي دانست. در اين دوره، نجوم جديد پايه گذاري شد.
تيكو براهه

سه سال پس از انتشار كتاب كپرنيك، اخترشناس مشهور دانماركي به نام تيكو بِراهِه (۱۵۴۶ – ۱۶۰۱ ميلادي) به دنيا آمد. تيكو رصدگر دقيقي بود. او پي برد كه موقعيت هاي واقعي سيارات با موقعيت هاي محاسبه شده آن ها در جدول ها، بسيار متفاوت است و براي نظريه پردازي درباره حركات سيارات، به رصدهاي طولاني تر و دقيق تر نياز است. فردريك دوم، پادشاه دانمارك از تيكو حمايت كرد و او توانست رصدخانه بزرگي را در جزيره هاوِن بنا كند. تيكو ۲۰ سال در اين جزيره به رصد پرداخت. مشاهدات رصدي او تا ده بار دقيق تر از رصدهاي پيشين بود. او نظريه خورشيد مركزي كپرنيك را رد كرد و عقيده داشت كه سيارات به دور خورشيد مي گردند؛ اما خورشيد به همراه سيارات و ماه، همگي به دور زمين مي گردند. البته محاسبات موقعيت سيارات در روش تيكو و كپرنيك شبيه به هم است.
يوهانس كپلر

يوهانس كپلر (۱۵۷۱ – ۱۶۳۰ ميلادي) در آلمان متولد شد. كپلر با گاليله هم عصر بود و با وي مكاتباتي هم داشت. كپلر از طرفداران نظريه كپرنيك بود. او يك سال پيش از مرگ تيكو به صورت دستيار با او همكاري مي كرد. پس از مرگ تيكو در سال ۱۶۰۱ ميلادي، او جانشين تيكو شد و در طول ۲۵ سال بعد، مشاهدات تيكو را تحليل كرد. بررسي ويژه او درباره مريخ بود. چون تيكو قبلا رصدهاي زيادي در اين باره انجام داده بود، كپلر به مدت يك دهه كوشش كرد كه حركت اين سياره را با مدارهاي دايره توجيه كند، اما نتيجه نگرفت. سرانجام متوجه شد كه با مدارهاي بيضي شكل مي توان حركت مريخ (و ديگر سيارات) را به خوبي توصيف كرد. كپلر با تحليل رصدهاي تيكو، سه قانون مهم را درباره حركت سيارات كشف كرد.

در سال ۱۶۲۸ ميلادي جدول هاي نجومي كه نتيجه رصدهاي تيكو و تحليل هاي بعدي كپلر بود، منتشر شدند. اين جدول ها را به احترام امپراتور رادولف، “جدول هاي رادولفي” ناميدند. جدول هاي رادولفي بر مبناي نظريه خورشيد مركزي كپرنيك و طرح مدارهاي سياره اي بيضي شكل كپلر تهيه شدند. كپلر با استفاده از اين جدول ها توانست عبور سيارات عطارد و زهره را از مقابل قرص خورشيد در سال ۱۶۳۱ ميلادي پيش بيني كند.
ايزاك نيوتون

ايزاك نيوتون (۱۶۴۳ – ۱۷۲۷ ميلادي) حدود يك سال پس از مرگ گاليله در انگلستان متولد شد. او در سال ۱۶۶۵ ميلادي از كالج ترينيتي كمبريج درجه ليسانس علوم انساني را اخد كرد. در سال ۱۶۶۵ بيماري طاعون در لندن فراگير شد و به همين دليل نيوتون به شهر زادگاهش بازگشت و در خلال چند سال درباره رياضيات، نور و مكانيك مطالعه و پژوهش كرد؛ اما او نتايج كارهايش را منتشر نكرد. اخترشناس معرف، ادموند هالي از كساني بود كه نيوتون را تشويق كرد تا نتايج تحقيقاتش را منتشر كند.

نيوتون در سال ۱۶۸۷ ميلادي كتابي به نام “فلسفه طبيعي اصول رياضيات” منتشر كرد. او در اين كتبا براي نخستين بار نشان داد كه برخي از قوانين اساسي حركت، جهاني هستند. نيوتون سه قانون را درباره حركت به شرح زير مطرح كرد:

۱. اگر نيرويي از خارج وارد نشود، اندازه حركت يك دستگاه ثابت مي ماند.

۲. اگر نيرويي بر جسمي وارد شود، جسم در جهت نيرو شتاب مي گيرد و اندازه حركت آن جسم به نسبتي تغيير مي كند كه از نظر عددي با آن نيرو برابر است.

۳. نيروها هميشه متقابل هستند. بنابراين اگر نيرويي بر جسم وارد شود، آن جسم با نيرويي مساوي و مخالف با آن نيرو واكنش نشان مي دهد.

نيوتون ثابت كرد كه سه قانون كپلر، روابطي هستند كه آن ها را براساس قانون گرانش مي توان تعريف كرد. او صورت كاملتري از قانون سوم كپلر مطرح كرد. كار جالب نيوتون در زمينه نورشناسي، اختراع تلسكوپ بازتابي (آينه اي) در سال ۱۶۶۸ ميلادي بود. امروزه، بزرگ ترين تلسكوپ هاي جهان از گونه بازتابي هستند. نيوتون را مي توان پايه گذار فيزيك جديد دانست و او بود كه كاربردهاي اين علم را در اخترشناسي نشان داد.