چهار اکتشاف شگفت‌انگیز نجومی یونان باستان

 گذشتگان برخی از اکتشافات ناگهانی را بدون فناوری مدرن انجام دادند. به عنوان مثال، اندازه ماه.

زمین و ماه همانطور که توسط فضاپیمای گالیله مشاهده ی‌شود. تصویر از  ناسا

“تاریخچه”های هرودوت (484 B.C. to 425 B.C.) یک پنجره به سوی جهان اواسط قرن پنجم B.C را به ما ارائه می‌دهد، جهانی که برای یونانیان باستان آن زمان شناخته شده بود. تقریباً به همان اندازه آنچه که آنها می‌دانستند جالب است، چیزهایی هم که نمی‌دانستند نیز جالب می‌باشد. این امر صرفاً با اتکا به آنچه می‌توانستند با نگاه خود مشاهده کنند، زمینه‌ای را برای پیشرفتهای چشمگیر در فهم آنها طی چند قرن آینده تعیین می‌کند.

هرودوت ادعا كرد كه آفریقا تقریباً به طور كامل توسط دریا احاطه شده است. چگونه او این را می‌دانست؟ وی داستان دریانوردان فنیقی را بازگو می‌کند که توسط پادشاه نکو دوم مصر (حدود 600 سال قبل از میلاد) اعزام شده بودند تا در قاره آفریقا قایقرانی کنند و در جهت عقربه‌های ساعت کار خود را از دریای سرخ شروع کنند. این داستان اگر درست باشد، نخستین دورنمای شناخته شده آفریقا را بازگو می‌کند، اما همچنین بینش جالبی حکایت از دانش نجومی جهان باستان دارد.

این سفر چندین سال به طول انجامید. با عبور از نوک جنوبی آفریقا و پیمایش یک مسیر خطرناک، ملوانان خورشید را در سمت راست خود، بالاتر از افق شمالی، مشاهده کردند. این مشاهده در آن زمان به سادگی منطقی نبود، زیرا آنها هنوز نمی‌دانستند که زمین شکل کروی دارد و نیمکره جنوبی هم وجود دارد.

1. سیارات به دور خورشید می‌چرخند.

 چند قرن بعد، پیشرفت‌های زیادی صورت گرفته است. آریستارخوس ساموسی (B.C310-230) استدلال می‌کند که خورشید “آتش اصلی” کیهان است و او تمام سیارات شناخته شده آن زمان را به ترتیب صحیح فاصله خود در اطراف آن قرار داد. این نخستین تئوری شناخته شده خورشیدمرکزی منظومه شمسی است.

متأسفانه متن اصلی که او این استدلال را مطرح می‌کند، گم شده است. بنابراین نمی‌توانیم به طور مشخص بدانیم که او چگونه این کار را انجام داده است. آریستارخوس می‌دانست که خورشید بسیار بزرگتر از زمین یا ماه است و شاید او شگفت زده شد که باید موقعیت مرکزی را در منظومه شمسی داشته باشد.

با این حال، این یک یافته فکری است، به ویژه وقتی فکر می‌کنید که خورشیدمرکزی تا قرن شانزدهم توسط نیکولاوس کپرنیک کشف نشده است، که حتی در زمان توسعه کار خودش، آریستارخوس را تصدیق کرده است.

2. اندازه ماه

یكی از كتاب‌های آریستارخوس كه باقی مانده است در مورد اندازه و مسافت خورشید و ماه است. در این رساله شناخته شده، اریستارخوس اولین محاسبات شناخته شده اندازه‌ و مسافتهای نسبی تا خورشید و ماه را ارائه داد.

از مدتها پیش مشاهده شده بود که خورشید و ماه به یک اندازه ظاهری در آسمان به نظر می‌رسند و خورشید از آن دورتر است. آنها این مسئله را از گرفتهای خورشیدی، ناشی از عبور ماه در مقابل خورشید در فاصله مشخصی از زمین فهمیدند.

همچنین، در لحظه‌ای که ماه در سه ربع اول یا سوم قرار دارد، آریستارخوس استدلال می‌کند که خورشید، زمین و ماه یک مثلث با زاویه راست را تشکیل می‌دهند.

بازتولید یک نمودار از قرن 10 توسط آریستارخوس که هندسه مورد استفاده در محاسبات خود را نشان می‌دهد. تصویر از ویکی‌پدیا.

همانطور که فیثاغورث دو قرن قبل تعیین کرده بود که طول دو طرف مثلث چگونه به هم مرتبط هستند، آریستارخوس از مثلث استفاده کرد تا تخمین بزند که فاصله از خورشید بین 18 تا 20 برابر فاصله از ماه است. او همچنین بر اساس زمان دقیق گرفت ماه، تخمین زد که اندازه ماه تقریباً یک سوم زمین است.

در حالی که فاصله تخمین زده شده زمین از خورشید، به دلیل عدم دقت تلسکوپی موجود در آن زمان خیلی کم بود (نسبت واقعی آن 390 است)، مقدار نسبت اندازه زمین به ماه به طرز شگفت‌آوری دقیق است (قطرماه 0.27 برابر زمین است).

امروزه ما با وسایل مختلفی از جمله تلسکوپهای دقیق، مشاهدات راداری و بازتابنده‌های لیزری که توسط فضانوردان آپولو روی سطح ماه قرار گرفته‌اند، اندازه و مسافت ماه را به طور دقیق می‌دانیم.

3. محیط زمین

اراتوستن (B.C276-195) کتابدار ارشد در کتابخانه بزرگ اسکندریه و یک آزمایشگر مشتاق بود. در میان بسیاری از دستاوردهای او، اولین محاسبه شناخته شده وی محاسبه محیط  زمین بود. فیثاغورث معمولاً به عنوان اولین حامی زمین کروی در نظر گرفته می‌شود ولی محیط زمین را اندازه نگرفته بود. روش معروف و در عین حال ساده اراتوستن، متکی به اندازه‌گیری طول‌های مختلف سایه توسط قطبهای چسبیده به صورت عمودی در زمین، در ظهر تابستان، در عرضهای مختلف است.

همانطور که قبلاً توسط آریستارخوس نشان داده شده بود، خورشید به اندازه کافی دور است که هر جا که پرتوهای آن به زمین برسد، کاملاً موازی هستند. بنابراین تفاوت سایه‌ها نشان داد که سطح زمین منحنی است. اراتوستن از این کار برای تخمین محیط زمین به اندازه تقریباً 25000 مایل (40000 کیلومتر) استفاده کرد. این عدد همانطور که توسط ژئودزی مدرن (علم شکل کره زمین) مشخص شده است، درحدود دو درصد از اندازه واقعی، متفاوت است.

بعدها دانشمند دیگری به نام پوزیدونیوس (135 B.C. به 51 B.C.) از روش کمی متفاوت استفاده کرد و دقیقا به همان جواب رسید. پوزیدونیوس  بیشتر زندگی خود را در جزیره رودس زندگی کرد. او در آنجا مشاهده کرد که ستاره درخشان سهیل Canopus بسیار نزدیک افق می‌باشد. با این حال، هنگامی که در اسکندریه، در مصر، بود او دید که ستاره سهیل در حدود 7.5 درجه از افق بالاتر می‌رود.

با توجه به اینکه 7.5 درجه، 48 درجه یک دایره است، فاصله او از رودس تا اسکندریه را به 48 ضرب کرد و به ارزش تقریبی 25000 مایل (40000 کیلومتر) رسید.

4- اولین ماشین حساب نجومی

قدیمی‌ترین ماشین حساب مکانیکی بازمانده در جهان، ساز و کار آنتیکیترا است. این وسیله شگفت‌انگیز در یک کشتی باستانی در جزیره یونانی Antikythera در سال 1900 کشف شد.

این دستگاه اکنون با گذشت زمان تکه تکه شده است، اما وقتی دست نخورده باشد به عنوان جعبه‌ای ظاهر می‌شود که دارای ده‌ها چرخ دنده برنزی ریز پردازش شده است. هنگامی که به صورت دستی توسط یک دسته چرخانده شود، چرخ‌دنده‌ها روی قسمت بیرونی می‌چرخند که نشانگر فازهای ماه، زمان گرفت ماه و موقعیت‌های پنج سیاره است که بعداً شناخته شده‌اند (عطارد، زهره، مریخ، مشتری و زحل) در نقاط مختلف اوقات سال می‌باشد. این ماشین‌حساب حتی حرکت رجوعی آنها را نیز به حساب می‌آورد (حرکت رجوعی یا جنبشِ پسرو(Retrograde Motion) حرکتی است که به علت سرعت زاویه‌ای زیادتر حرکت زمین نسبت به یک سیاره خارجی مانند مشتری و مریخ رخ می‌دهد.برای مریخ این حرکت در انتها به شکل یک گره و برای مشتری در انتها به شکل حرف S می‌شود.)

ما نمی‌دانیم چه کسی آن را ساخته است، اما بین سده‌های سوم و اول قبل از میلاد به برخی از زمان‌ها برمی‌گردد و حتی ممکن است کار ارشمیدس باشد. فناوری دنده با پیچیدگی مکانیسم Antikythera دوباره به مدت هزار سال دیده نشد.

متأسفانه، اکثریت قریب به اتفاق این آثار در تاریخ گم شدند و بیداری علمی ما با هزاره به تأخیر افتاد. به عنوان ابزاری برای معرفی اندازه‌گیری علمی‌، تکنیک‌های اراتوستن نسبتاً آسان انجام می‌شوند و نیازی به تجهیزات خاصی ندارند، و فرد علاقه‌مند به علم، می‌تواند با انجام آزمایش و در نهایت پیروی از برخی از اولین دانشمندان آن را درک کنند.

اگر این علم باستانی بدون استفاده باقی می‌ماند، می‌توان حدس زد که اکنون تمدن ما کجا بود؟

ترجمه: سارا سیدحاتمی

منبع:

4 amazing astronomical discoveries from ancient Greece

Posted by EarthSky Voices in ASTRONOMY ESSENTIALS | HUMAN WORLD | SPACE | May 5, 2020

https://earthsky.org/space/4-amazing-astronomical-discoveries-ancient-greece