نظریه خورشیدمرکزی کوپرنیک

نظریه خورشیدمرکزی کوپرنیکی یک مدل ریاضی اخترشناختی است که توسط اخترشناس رنسانس، نیکلاس کوپرنیک توسعه یافت و در سال ۱۵۴۳ منتشر شد. این مدل خورشید را در نزدیکی مرکز گیتی، بیحرکت قرار میداد و زمین و دیگر سیارهها در مسیرهای دایرهای، همراه با فلکهای تدویر و با سرعت یکنواخت به دور آن در مدار بودند. مدل کوپرنیکی نظریه زمینمرکزی بطلمیوس را که قرنها حاکم بود و زمین را در مرکز گیتی قرار میداد، به چالش کشید.
اگرچه کوپرنیک طرح کلی نظریه خود را زمانی پیش از ۱۵۱۴ میان همکارانش توزیع کرده بود، اما تا زمانی که بعداً توسط شاگردش گئورگ یواخیم رتیکوس تشویق نشد، تصمیم به انتشار آن نگرفت. مدل او جایگزینی برای مدل دیرپای بطلمیوسی بود که نقطه معدل المسیر را از اخترشناسی حذف کرد تا آرمان فلسفی مبنی بر کامل و یکنواخت بودن تمامی حرکات آسمانی را برآورده سازد و مفاهیم مکتب فیثاغوری دربارهٔ کیهان دارای نظم ریاضی را حفظ کند. مدل ایستاسسانی او چند فرض نادرست بطلمیوسی مانند مدارهای دایرهای سیارات، فلک تدویر و سرعتهای یکنواخت را حفظ کرد، اما در عین حال از ایدههای دقیقی استفاده نمود مانند:
- زمین یکی از چند سیارهای است که به ترتیبی مشخص به دور خورشیدی ثابت میچرخند.
- زمین روزانه به دور محور خود میچرخد و سالانه به دور خورشید میگردد.[Q ۱]
- حرکت برگشتی سیارات با حرکت زمین توضیح داده میشود.
- فاصله زمین تا خورشید در مقایسه با فاصله خورشید تا ستارگان بسیار کوچک است.
مدل کوپرنیکی بعداً با قوانین کپلر جایگزین شد.
پیشینه
دوران باستان
فیلولائوس (سده چهارم پیش از میلاد) یکی از نخستین کسانی بود که فرضیه «حرکت زمین» را مطرح کرد، که احتمالاً از نظریات فیثاغورس دربارهٔ کرهای متحرک الهام گرفته شده بود. در سده سوم پیش از میلاد، آریستارخوس ساموسی نخستین مدل جدی خورشیدمرکزی منظومه شمسی را پیش کشید و برخی از نظریات هراکلیدس پونتیکوس (دربارهٔ «چرخش زمین به دور محور خود» در هر ۲۴ ساعت) را توسعه داد. اگرچه متن اصلی او از دست رفته است، اما ارجاعی در کتاب مسائل حساب شن اثر ارشمیدس، اثری را توصیف میکند که آریستارخوس در آن مدل خورشیدمرکزی را پیش برده است. ارشمیدس نوشت:
تو [شاه گلون] آگاهی که «گیتی» نامی است که بیشتر اخترشناسان به کرهای میدهند که مرکز آن مرکز زمین است، در حالی که شعاع آن برابر با خط مستقیمی است که بین مرکز خورشید و مرکز زمین قرار دارد. این توصیف رایجی است که از اخترشناسان شنیدهای. اما آریستارخوس کتابی حاوی فرضیاتی خاص منتشر کرده است که در آن به نظر میرسد، به عنوان نتیجهای از فرضهای ساختهشده، گیتی بسیار بزرگتر از «گیتی» ذکرشده است. فرضیات او این است که ستارگان ثابت و خورشید بیحرکت میمانند، زمین بر روی محیط یک دایره به دور خورشید میچرخد و خورشید در میان این مسیر قرار دارد، و کره ستارگان ثابت که حول همان مرکز خورشید قرار دارد، آنقدر بزرگ است که دایرهای که او فرض میکند زمین در آن میچرخد نسبت به فاصله ستارگان ثابت، نسبتی برابر با مرکز کره به سطح آن دارد.[۱]
— مسائل حساب شن
این یک تصور نادرست رایج است که دیدگاه خورشیدمرکزی توسط همعصران آریستارخوس رد شده بود. این امر نتیجه ترجمه ژیل مناژ از متنی از پلوتارک در کتاب درباره چهره نمایان در کره ماه است. پلوتارک گزارش داد که کلئانتس (همعصر آریستارخوس و رئیس مکتب رواقیگری) به عنوان پرستشگر خورشید و مخالف مدل خورشیدمرکزی، به شوخی توسط آریستارخوس گفته شد که باید به کفر متهم شود. مناژ کمی پس از محاکمههای گالیلئو گالیله و جوردانو برونو، حالت مفعولی (شناسایی مفعول فعل) را با حالت فاعلی (فاعل جمله) عوض کرد و برعکس، به طوری که اتهام کفر بر دوش حامی خورشیدمرکزی افتاد. تصور غلط حاصل از یک آریستارخوس منزوی و آزاردیده هنوز هم منتقل میشود.[۲][۳]
دستگاه بطلمیوسی
.png)
مدل اخترشناختی رایج کیهان در اروپا در ۱۴۰۰ سال منتهی به سده شانزدهم، دستگاه بطلمیوسی بود؛ یک نظریه زمینمرکزی که توسط بطلمیوس در کتاب المجسطی در حدود سال ۱۵۰ میلادی ایجاد شد. در سراسر قرون وسطی از آن به عنوان متن معتبر در اخترشناسی یاد میشد، اگرچه نویسنده آن فردی ناشناخته باقی ماند که اغلب با یکی از پادشاهان دودمان بطلمیوسی مصر اشتباه گرفته میشد.[۴] نظریه زمینمرکزی بر پایه نظریات پیشین بسیار بنا شده بود که زمین را مرکز ثابت گیتی میدانستند. ستارگان در یک کره بیرونی بزرگ قرار داشتند که به نسبتاً سریع میچرخید، در حالی که سیارات در کرههای کوچکتر میان آن قرار داشتند—یک کره مجزا برای هر سیاره. برای توضیح ناهنجاریهای ظاهری در این دیدگاه، مانند حرکت بازگشتی سیارات، از یک سامانه فلک تدویر استفاده میشد. گفته میشد که سیاره در دایرهای کوچک (فلک تدویر) حول یک مرکز میچرخد که خود آن مرکز در دایرهای بزرگتر (فلک حامل) حول مرکزی روی زمین یا نزدیک به آن میچرخید.[۵] در کتاب انقلاب کوپرنیکی، تاریخنگار توماس کوهن کتاب المجسطی را به عنوان «نخستین رساله ریاضی سیستماتیک که توصیفی کامل، دقیق و کمی از تمام حرکات آسمانی ارائه میدهد» توصیف کرد.[۶]
یک نظریه مکمل برای نظریه بطلمیوس از کرههای هممرکز استفاده میکرد: کرههایی که سیارات در آنها میچرخیدند میتوانستند خود تا حدی بچرخند. این نظریه پیش از بطلمیوس مطرح شده بود (نخستین بار توسط اودوکسوس کنیدوسی طراحی شد؛ و در زمان کوپرنیک با ابن رشد مرتبط بود). همچنین تغییراتی مانند خروج از مرکز نزد اخترشناسان محبوب بود که به وسیله آن محور دوران جابهجا شده و کاملاً در مرکز قرار نداشت. همچنین سیارات حرکات غیرمنظمی نشان میدادند که از یک مسیر یکنواخت و دایرهای منحرف میشد. خروج از مرکز حرکات سیارات مورد تحلیل قرار گرفت تا مشخص شود که در دورههای مشاهداتی حرکات معکوس انجام دادهاند. این حرکت برگشتی پایهای برای این شد که چرا این مسیرهای خاص به عنوان فلک تدویر شناخته شدند.[۷]
سهم منحصر به فرد بطلمیوس در این نظریه، نقطه معدل المسیر بود—نقطهای که مرکز فلک تدویر یک سیاره با سرعت زاویهای یکنواخت حول آن حرکت میکرد، اما از مرکز فلک حامل خود جابهجا شده بود. این امر یکی از اصول بنیادی کیهانشناسی ارسطویی را نقض میکرد—یعنی اینکه حرکات سیارات باید بر حسب حرکت دایرهای یکنواخت توضیح داده شوند—و توسط بسیاری از اخترشناسان قرون وسطی به عنوان یک نقص جدی در نظر گرفته میشد.[۸]
آریابهاتا
در سال ۴۹۹ میلادی، اخترشناس و ریاضیدان هندی آریابهاتا، تحت تأثیر اخترشناسی یونانی،[۹] یک مدل سیارهای مطرح کرد که صریحاً حرکت وضعی زمین به دور محور خود را در بر میگرفت، که آن را به عنوان علت آنچه حرکت ظاهری رو به غرب ستارگان به نظر میرسد توضیح میدهد. او همچنین معتقد بود که مدارهای سیارات بیضی هستند.[۱۰] پیروان آریابهاتا بهویژه در جنوب هند قوی بودند، جایی که اصول او از جمله دربارهٔ چرخش روزانه زمین دنبال شد و تعدادی آثار ثانویه بر پایه آنها شکل گرفت.[۱۱]
سدههای میانه
اخترشناسان مسلمان
چندین اخترشناس در دوره اسلامی سکون ظاهری زمین[۱۲][۱۳] و مرکزیت آن در گیتی را زیر سؤال بردند.[۱۴] برخی پذیرفتند که زمین به دور محور خود میچرخد، مانند ابوسعید سجزی،[۱۵][۱۶] که نوعی اسطرلاب بر پایه باور برخی همعصرانش ساخت مبنی بر اینکه «حرکتی که ما میبینیم ناشی از حرکت زمین است و نه آسمان».[۱۶][۱۷] اینکه افرادی غیر از سجزی نیز این دیدگاه را داشتند با ارجاعی از یک اثر عربی در سده سیزدهم تأیید میشود که میگوید: «به گفته مهندسان، زمین در حرکت دایرهای مداوم است و آنچه به نظر میرسد حرکت آسمانها است، در واقع ناشی از حرکت زمین است و نه ستارگان».[۱۶]
در سده دوازدهم، نورالدین بطروجی جایگزینی کامل برای دستگاه بطلمیوسی (اگرچه نه خورشیدمرکزی) پیشنهاد کرد.[۱۸][۱۹] او دستگاه بطلمیوسی را مدلی خیالی اعلام کرد که در پیشبینی مواضع سیارهای موفق است اما واقعی یا فیزیکی نیست. سامانه جایگزین بطروجی در طول سده سیزدهم در بیشتر اروپا گسترش یافت.[۱۹] تکنیکهای ریاضی توسعهیافته در سدههای سیزدهم تا چهاردهم توسط اخترشناسان عرب و ایرانی مانند مؤیدالدین عرضی، خواجه نصیرالدین طوسی و ابن شاطر برای مدلهای زمینمرکزی حرکات سیارهای، شباهت نزدیکی به برخی از تکنیکهای بهکاررفته بعدی توسط کوپرنیک در مدلهای خورشیدمرکزی او دارد.[۲۰]
اخترشناسان اروپایی پس از بطلمیوس
مارتیانوس کاپلا (سده پنجم میلادی) این نظر را مطرح کرد که سیارات ناهید و تیر به دور زمین نمیچرخند، بلکه در عوض گرد خورشید میگردند.[۲۱] مدل کاپلا در قرون وسطای آغازین توسط مفسران گمنام مختلفی در سده نهم مورد بحث قرار گرفت[۲۲] و کوپرنیک از او به عنوان فردی مؤثر بر کار خود یاد میکند.[۲۳] ماکروبیوس (۴۲۰ میلادی) یک مدل خورشیدمرکزی را توصیف کرد.[۹] یوهانس اسکتوس اریوگنا (۸۱۵–۸۷۷ میلادی) مدلی یادآور مدل تیکو براهه پیشنهاد کرد.[۹]
از سده سیزدهم، پژوهشگران اروپایی به خوبی از مشکلات اخترشناسی بطلمیوسی آگاه بودند. این مناقشه با پذیرش بطلمیوس توسط نیکل اورسم شتاب گرفت و با بازیابی متن بطلمیوس و ترجمه آن به لاتین در اواسط سده پانزدهم دوباره احیا شد.[۲۴] اتو نویگباوئر در سال ۱۹۵۷ استدلال کرد که مناقشات در دانش لاتین در سده پانزدهم باید از انتقادهای مطرحشده علیه بطلمیوس پس از ابن رشد، توسط مکتب اخترشناسی ایرانی دوره ایلخانان (سدههای سیزدهم تا چهاردهم) وابسته به رصدخانه مراغه (بهویژه آثار عرضی، طوسی و ابن شاطر) نیز اثر پذیرفته باشد.[۲۵] استدلال شده است که کوپرنیک میتوانست مستقلانه جفت طوسی را کشف کند یا این فکره را از کتاب شرح بر کتاب اول اصول اقلیدس اثر پروکلس لیکایوس گرفته باشد،[۲۶] که کوپرنیک به آن ارجاع داده است.[۲۷] منبع احتمالی دیگری برای آگاهی کوپرنیک از این ابزار ریاضی، رساله مسائل در کره اثر نیکل اورسم است که توصیف کرد چگونه یک حرکت خطی رفتوبرگشتی در یک جرم آسمانی میتواند از ترکیب حرکات دایرهای مشابه آنچه طوسی پیشنهاد کرده بود ایجاد شود.[۲۸]
در روزگار کوپرنیک، بهروزترین نسخه از دستگاه بطلمیوسی متعلق به گئورگ فن پویرباخ (۱۴۲۳–۱۴۶۱) و شاگردش رگیومنتانوس (۱۴۳۶–۱۴۷۶) بود. وضعیت پرسشهایی که به کوپرنیک رسید در کتاب تئوریکا نووا پلانتاروم اثر پویرباخ گردآوری شده بود که از یادداشتهای تدریس رگیومنتانوس در سال ۱۴۵۴ تدوین شده، اما تا سال ۱۴۷۲ به چاپ نرسیده بود. پویرباخ تلاش کرد تا ارائهای جدید و از نظر ریاضی شکیلتر از دستگاه بطلمیوس ارائه دهد، اما به خورشیدمرکزی نرسید. رگیومنتانوس استاد دومنیکو ماریا نووارا دا فرارا بود که او نیز استاد کوپرنیک بود. این احتمال وجود دارد که رگیومنتانوس پیش از مرگش در سال ۱۴۷۶ به نظریهای دربارهٔ خورشیدمرکزی رسیده باشد، زیرا او در یکی از آثار متأخر خود توجه ویژهای به نظریه خورشیدمرکزی آریستارخوس نشان داد و در نامهای از «حرکت زمین» یاد کرد.[۲۹]
سطح دانش دربارهٔ نظریه سیارهای که به کوپرنیک رسید در کتاب تئوریکا نووا پلانتاروم اثر پویرباخ (چاپشده در ۱۴۷۲ توسط رگیومنتانوس) خلاصه شده است. تا سال ۱۴۷۰، دقت مشاهدات مکتب اخترشناسی وین، که پویرباخ و رگیومنتانوس عضو آن بودند، آنقدر بالا بود که توسعه نهایی خورشیدمرکزی را اجتنابناپذیر میکرد و در واقع این احتمال وجود دارد که رگیومنتانوس پیش از مرگش در سال ۱۴۷۶، حدود ۳۰ سال پیش از کوپرنیک، به نظریهای صریح از خورشیدمرکزی رسیده باشد.[۳۰]
دربارهٔ گردش اجرام آسمانی
اثر اصلی کوپرنیک، درباره گردش اجرام آسمانی (چاپ اول ۱۵۴۳ در نورنبرگ، چاپ دوم ۱۵۶۶ در بازل)،[۳۱] جنگی از شش کتاب بود که در سال مرگش منتشر شد. این اثر نقطه آغاز چرخش از کیهان زمینمرکز (و انسانمحوری) با زمین در مرکز آن است. کوپرنیک بر این باور بود که زمین سیاره دیگری است که سالی یک بار به دور خورشید ثابت میچرخد و روزی یک بار به دور محور خود میگردد. اما اگرچه کوپرنیک خورشید را در مرکز مدار زمین قرار داد، آن را در مرکز دقیق کیهان قرار نداد بلکه در نزدیکی آن گذاشت؛ امری که از نظر فنی مدل او را بهجای خورشیدمرکزی، به مدلی خورشیدایستاسان تبدیل میکرد.[۳۲][۳۳][۳۴]
مدل کوپرنیک همچنین نقطه معدل المسیر در مدل بطلمیوس را با فلکهای تدویر بیشتری جایگزین کرد؛ همان چیزی که بیشتر اخترشناسان سده شانزدهم با خواندن دربارهٔ گردش اجرام آسمانی آن را دستاورد اصلی او میدانستند.[۳۵] مدل او جذابیت زیباشناختی خاصی برای برخی از اخترشناسان (از جمله گالیله) داشت اما دقیقتر از مدل بطلمیوس نبود.
ویژگیهای اصلی مدل کوپرنیک عبارتند از:
- حرکات آسمانی، یکنواخت، ابدی و دایرهای هستند یا از ترکیب چند دایره (فلکهای تدویر) تشکیل شدهاند.
- مرکز کیهان در نزدیکی خورشید قرار دارد.
- به ترتیب در اطراف خورشید، تیر، ناهید، زمین و ماه، بهرام، هرمز، کیوان و ستارگان ثابت قرار دارند.
- زمین دارای سه حرکت است: چرخش روزانه، گردش سالانه و انحراف سالانه محور آن.
- حرکت برگشتی سیارات با حرکت زمین توضیح داده میشود، که بهطور خلاصه تحت تأثیر سیارات و دیگر اجرام آسمانی در اطراف زمین نیز بود.
- فاصله زمین تا خورشید در مقایسه با فاصله تا ستارگان بسیار کوچک است.
الهامبخش کوپرنیک نه از طریق مشاهده سیارات، بلکه از خواندن آثار دو نویسنده، سیسرون و پلوتارک شکل گرفت. کوپرنیک در نوشتههای سیسرون گزارشی از نظریه هیکتاس یافت. پلوتارک گزارشی از فیثاغورسیانی چون هراکلیدس پونتیکوس، فیلولائوس و اکفانتوس ارائه داده بود. این نویسندگان زمین متحرکی را پیشنهاد کرده بودند که به دور خورشید مرکزی نمیچرخید. کوپرنیک در یکی از نسخههای خطی اولیه کتابش که باقی مانده است، به آریستارخوس و فیلولائوس ارجاع داد و نوشت: «فیلولائوس به تحرک زمین باور داشت و برخی حتی میگویند آریستارخوس ساموسی نیز همین نظر را داشت».[۳۶] به دلایل نامشخص (احتمالاً به دلیل اکراه از نقل قول از منابع پیش از مسیحیت)، کوپرنیک این بخش را در نسخه انتشاراتی کتابش نگنجاند.

کوپرنیک از آنچه امروز به عنوان قضیه عرضی و جفت طوسی شناخته میشود در همان مدلهای سیارهای موجود در منابع عربی استفاده کرد.[۳۷] افزون بر این، جایگزینی دقیق نقطه معدل المسیر با دو فلک تدویر که توسط کوپرنیک در رساله کامنتاریولوس به کار رفت، در اثر قبلی ابن شاطر یافت شده بود.[۳۸] مدلهای ابن شاطر برای ماه و تیر نیز با مدلهای کوپرنیک همسان هستند.[۳۹] این موضوع برخی از پژوهشگران را بر آن داشته تا استدلال کنند که کوپرنیک باید به آثاری هنوز ناشناخته از اندیشههای آن اخترشناسان دسترسی داشته باشد.[۴۰] با این حال، هیچ نامزد محتملی برای این اثر فرضی کشف نشده است و پژوهشگران دیگر استدلال کردهاند که کوپرنیک میتوانسته این اندیشهها را مستقل از سنت متأخر اسلامی توسعه داده باشد.[۴۱] با این وجود، کوپرنیک از برخی اخترشناسان دوران اسلامی که نظریات و مشاهداتشان را در دربارهٔ گردش اجرام آسمانی استفاده کرده بود نام برد، از جمله بتانی، ثابت بن قره، ابراهیم زرقالی، ابن رشد و نورالدین بطروجی.[۴۲] پیشنهاد شده است که فکره جفت طوسی ممکن است بدون بهجای گذاشتن ردپای زیادی در نسخههای خطی به اروپا رسیده باشد، زیرا میتوانست بدون ترجمه متنی از عربی به لاتین اتفاق بیفتد. یکی از مسیرهای انتقال ممکن است از طریق دانش بیزانسی بوده باشد؛ گریگوری خیونیادس برخی از آثار طوسی را از عربی به یونانی میانه ترجمه کرد. چندین نسخه خطی یونانی بیزانسی حاوی جفت طوسی هنوز در ایتالیا موجود است.[۴۳]
هنگامی که مجموعه آثار کوپرنیک منتشر شد، حاوی پیشگفتاری بدون اجازه و گمنام از دوست کوپرنیک، الهیدان لوثری آندریاس اوسیاندر بود. این روحانی بیان کرد که کوپرنیک توصیف خود از حرکت زمین را به عنوان یک فرضیه ریاضی نوشته است، نه توصیفی که حاوی حقیقت یا حتی احتمال باشد. از آنجا که باور بر این بود فرضیه کوپرنیک با توصیف عهد عتیق از حرکت خورشید به دور زمین (کتاب یوشع ۱۰:۱۲–۱۳) تناقض دارد، این پیشگفتار ظاهراً برای کاهش واکنشهای دینی علیه کتاب نوشته شده بود. با این حال، هیچ مدرکی وجود ندارد که نشان دهد خود کوپرنیک این مدل را جدا از واقعیت و صرفاً از نظر ریاضی مناسب میدانسته است.[۴۴]
مجموعه واقعی کوپرنیک با نامهای از دوستش (که در آن زمان درگذشته بود) نیکلاوس فن شونبرگ، اسقف اعظم کاپوآ آغاز شد که کوپرنیک را به انتشار نظریهاش ترغیب میکرد.[۴۵] سپس کوپرنیک در مقدمهای طولانی، کتاب درباره گردش اجرام آسمانی را به پاپ پائولوس سوم تقدیم کرد و انگیزه ظاهری خود را در نوشتن کتاب به عدم توانایی اخترشناسان قبلی در توافق بر سر نظریهای مناسب برای سیارات مرتبط دانست و اشاره کرد که اگر سامانه او دقت پیشبینیهای اخترشناختی را افزایش دهد، به کلیسا اجازه خواهد داد تا تقویم دقیقتری توسعه دهد. در آن زمان، اصلاح گاهشماری ژولینی ضروری دانسته میشد و یکی از دلایل اصلی علاقه کلیسا به اخترشناسی بود.
خود اثر به شش کتاب تقسیم شده است:
- نخستین کتاب، دیدگاهی عمومی از نظریه خورشیدمرکزی و خلاصهای از فکره او دربارهٔ جهان است.
- دومین کتاب عمدتاً نظری است و اصول اخترشناسی کروی و فهرستی از ستارگان را ارائه میدهد (به عنوان پایهای برای استدلالهای توسعهیافته در کتابهای بعدی).
- سومین کتاب عمدتاً به حرکات ظاهری خورشید و پدیدههای مرتبط اختصاص دارد.
- چهارمین کتاب توصیفی از ماه و حرکات مداری آن است.
- پنجمین کتاب ارائهای عینی از سامانه جدید، شامل طول جغرافیایی سیارهای است.
- ششمین کتاب ارائه عینی بیشتری از سامانه جدید، شامل عرض جغرافیایی سیارهای است.
بازخورد
سده شانزدهم
دربارهٔ گردش اجرام آسمانی نسبتاً بهطور گسترده به دست مردم رسید (حدود ۵۰۰ نسخه از چاپ اول و دوم باقی مانده است که طبق استانداردهای علمی آن زمان عدد بزرگی است). اکثر اخترشناسان سده شانزدهم فکر میکردند حذف نقطه معدل المسیر دستاورد بزرگ کوپرنیک بود، زیرا اصل زیباشناختی باستانی را برآورده میساخت که حرکات آسمانی ابدی باید یکنواخت و دایرهای یا ترکیبی از اجزای یکنواخت و دایرهای باشند.[۴۶] از سوی دیگر، تعداد کمی از همعصران کوپرنیک آماده پذیرش این بودند که زمین واقعاً حرکت میکند. حتی چهل و پنج سال پس از انتشار دربارهٔ گردش اجرام آسمانی، تیکو براهه اخترشناس تا آنجا پیش رفت که کیهانشناسی دقیقاً معادل کوپرنیک را ساخت، اما با این تفاوت که زمین بهجای خورشید در مرکز کره آسمانی ثابت نگه داشته شده بود.[۴۷] تنها پس از گالیله بود که جامعهای از اخترشناسان فعال پدیدار شدند که کیهانشناسی خورشیدمرکزی را پذیرفتند.
برای همعصران او، اندیشههای ارائه شده توسط کوپرنیک کاربردی بهمراتب آسانتر از نظریه زمینمرکزی نداشتند و پیشبینیهای دقیقتری از مواضع سیارهای تولید نمیکردند. کوپرنیک از این موضوع آگاه بود و نمیتوانست هیچ «اثبات» مشاهداتی ارائه دهد و در عوض بر استدلالهایی دربارهٔ آنچه سامانهای کاملتر و شکیلتر است تکیه کرد. به نظر میرسید مدل کوپرنیکی بر خلاف عقل سلیم است و با کتاب مقدس تناقض دارد.
استدلالهای تیکو براهه علیه کوپرنیک نشاندهنده دلایل فیزیکی، الهیاتی و حتی اخترشناختی است که کیهانشناسی خورشیدمرکزی بر پایه آنها رد شد. براهه، که احتمالاً ماهرترین اخترشناس زمان خود بود، ظرافت سامانه کوپرنیکی را تحسین میکرد، اما با فکره زمین متحرک بر پایه فیزیک، اخترشناسی و دین مخالف بود. فیزیک ارسطویی آن زمان (فیزیک مدرن نیوتنی هنوز یک سده فاصله داشت) هیچ توصیف فیزیکی برای حرکت جرمی سنگین مانند زمین ارائه نمیداد، اما میتوانست حرکت اجرام آسمانی را با فرض اینکه از نوع دیگری از ماده به نام اثیر ساخته شدهاند که بهطور طبیعی حرکت میکند، توضیح دهد؛ بنابراین براهه گفت که سامانه کوپرنیکی «... با مهارت و کامل تمام آنچه را که در سامانه بطلمیوس زاید یا ناهمخوان است کنار میزند. در هیچ نقطهای به اصول ریاضیات لطمه نمیزند. با این حال به زمین، آن جرم عظیم و تنبل که برای حرکت نامناسب است، حرکتی به سرعتی مشعلهای اثیری و آن هم حرکتی سهگانه نسبت میدهد.»[۴۸]
مسئله اندازه ستارگان
یکی از استدلالهای اصلی تیکو براهه به اندازه ستارگان مربوط میشد. در حالی که ستارگان آنقدر دور هستند که اساساً نقطهای نوری باشند، برای چشم غیرمسلح دارای اندازههای قابل اندازهگیری به نظر میرسند؛ بدون آگاهی اخترشناسان سده شانزدهم، این امر ناشی از پراش بود، یک اثر نوری که از ماهیت موجی نور ناشی میشود. این امر برای زمینمرکزی مشکلی ایجاد نمیکرد؛ اخترشناسان زمینمرکز میتوانستند ستارگان را درست فراتر از مدار کیوان قرار دهند و حتی بزرگترین ستارگان نیز اندازهای قابل مقایسه با خورشید داشته باشند. اما در یک سامانه خورشیدمرکزی به دلیل عدم وجود هیچگونه اختلافمنظر ستارهای قابل کشف—تغییرات در روشنایی ظاهری و مواضع نسبی ستارگان ناشی از حرکت زمین به دور خورشید—آنها باید بسیار دورتر قرار میگرفتند. براهه استدلال کرد که اختلافمنظر ستارهای نمیتواند بهطور قابل توجهی بیشتر از یک دقیقه قوسی باشد؛ مشاهدات او به قدر کافی دقیق بود که در غیر این صورت متوجه آن میشد. در نتیجه اگر کوپرنیک درست میگفت، فاصله تا ستارگان ثابت باید بیش از ۷۰۰ برابر فاصله خورشید تا کیوان میبود. در چنین فاصلههایی حتی کوچکترین ستارگان نیز باید خورشید را تحتالشعاع قرار میدادند؛ از آنجا که تیکو براهه تعیین کرده بود یک ستاره معمولی از قدر سوم اندازهای حدود یک دقیقه قوسی دارد، یک اختلافمنظر سالانه یک دقیقه قوسی به این معنی بود که اندازه آن باید قابل مقایسه با مدار زمین باشد؛ ستارگان قدر اول حتی بزرگتر میشدند. و اگر اختلافمنظر حتی کمتر میبود، ستارگان باید بزرگتر هم میشدند. براهه چنین ستارگان عظیمی را پوچ اعلام کرد.[۴۹]
پیروان کوپرنیک، مانند کریستوف روتمان، با توسل به خدا واکنش نشان دادند؛ اگرچه چنین ستارگان غولپیکری ممکن است برای انسانها پوچ به نظر برسند، اما برای خدا چنین نخواهند بود، زیرا خدا بینهایت بزرگتر است. پیروان کوپرنیک ستارگان را با عبارات دینی توصیف میکردند، مانند حیاط جلویی کاخ خدا یا حیاط فرشتگان آسمانی، تا مفهوم آنها را درک کنند. با این حال، در حالی که مخالفان کوپرنیک اعتراف میکردند که خدا در واقع میتواند ستارگان غولپیکری بسازد، تمام چیزهای دیگر در آفرینش خدا را متناسب و هماهنگ میدانستند و استدلال میکردند که برای خدا رفتار غیرعقلانی عجیب خواهد بود. حتی معرفی تلسکوپ در سده هفدهم در ابتدا نتوانست این مشکل را حل کند. تلسکوپهای با روزنه کوچک آن زمان نتوانستند ستارگان را به عنوان نقطه تفکیک کنند، بلکه در عوض دیسکهای آیری، آثار پراش را تولید کردند؛ اینها توسط اخترشناسانی که استدلال میکردند اگر تلسکوپ اجرام فیزیکی سیارات را نشان میدهد باید همین کار را برای ستارگان انجام دهد، با اجرام فیزیکی ستارگان اشتباه گرفته شدند. اخترشناس زیمون ماریوس حتی استدلال کرده بود که قرصهای ستارگان مشاهدهشده از طریق تلسکوپ، کوپرنیک را تضعیف کرده و از تیکو پشتیبانی میکند. اندازههای زاویهای ستارگان هنگام مشاهده از طریق تلسکوپ کوچکتر بودند، اما آن ابزار حساسیت به اختلافمنظر را نیز افزایش داده بود، بنابراین خورشیدمرکزی هنوز نیاز داشت که حتی کوچکترین ستارگان نیز خورشید را تحتالشعاع قرار دهند.[۴۹]
تنها در اواخر سده هفدهم بود که نخستین اخترشناسان دریافتند اندازههای ظاهری ستارگان نادرست است؛ برای نمونه، با مشاهده ستارگانی که توسط ماه پنهان میشدند و بهجای اینکه طبق اندازه فیزیکیشان تدریجاً پوشانده شوند، بلافاصله ناپدید میشدند. تا سال ۱۷۰۱، برخی از اخترشناسان قطعاً پذیرفتند که اندازه ظاهراً بزرگ ستارگان، به تعبیر ادموند هالی، صرفاً یک «خطای نوری» است؛ بنابراین خورشیدمرکزی دیگر نیازی نداشت که حتی کوچکترین ستارگان قابل مشاهده، خورشید را تحتالشعاع قرار دهند.[۴۹]
سده هفدهم

مدل کوپرنیک اگرچه مورد استقبال گرم همعصرانش قرار نگرفت، اما تأثیر زیادی بر دانشمندان بعدی مانند گالیلئو گالیله و یوهانس کپلر داشت که آن را پذیرفتند، از آن دفاع کردند و (بهویژه در مورد کپلر) در صدد بهبود آن برآمدند.
- کپلر با استفاده از مشاهدات دقیق تیکو براهه دریافت که مدار بهرام یک بیضی است که خورشید در یکی از کانونهای آن قرار دارد و سرعت آن با فاصلهاش از خورشید تغییر میکند. این کشف در کتاب سال ۱۶۰۹ او به نام ستارهشناسی نوین همراه با این ادعا توصیف شد که همه سیارات دارای مدارهای بیضوی و حرکت غیریکنواخت هستند، و بیان داشت: «و سرانجام… خود خورشید… تمام این ابزار بطلمیوسی را مانند کره ذوب خواهد کرد».[۵۰]
- گالیله با استفاده از تلسکوپ تازه اختراع شده، در سال ۱۶۱۰ چهار قمر بزرگ مشتری (مدرکی مبنی بر اینکه منظومه شمسی حاوی اجرمی است که به دور زمین نمیچرخند)، فازهای ناهید (مدرک مشاهداتی دیگری که توسط نظریه بطلمیوس به درستی توصیف نمیشد) و چرخش خورشید حول یک محور ثابت را مشاهده کرد؛ همانطور که با تغییرات ظاهری سالانه در حرکت لکههای خورشیدی نشان داده میشد.
- با یک تلسکوپ، جووانی زوپی فازهای تیر را در سال ۱۶۳۹ دید.
- اسحاق نیوتن در سال ۱۶۸۷ قانون جهانی گرانش نیوتن و قانون معکوس مربعی جاذبه گرانشی را برای توضیح مدارهای سیارهای بیضوی کپلر پیشنهاد کرد.
دوران مدرن


از یک دیدگاه مدرن، مدل کوپرنیکی دارای چند مزیت است. کوپرنیک توصیفی روشن از علت فصلها ارائه داد: اینکه محور زمین بر صفحه مدار آن عمود نیست. افزون بر این، نظریه کوپرنیک توصیفی سادهتر برای حرکات ظاهری برگشتی سیارات ارائه داد—یعنی به عنوان تغییر مکانهای اختلافمنظر ناشی از حرکت زمین به دور خورشید—که ملاحظهای مهم در باور یوهانس کپلر مبنی بر درست بودن اساس نظریه بود.[۵۱] در مدل خورشیدمرکزی، وقوع حرکات ظاهری برگشتی سیارات در مقابله با خورشید، نتیجه طبیعی مدارهای خورشیدمرکزی آنها است. اما در مدل زمینمرکز، اینها با استفاده از فلک تدویر توضیح داده میشوند که چرخشهای آنها به طوری اسرارآمیز به چرخش خورشید گره خورده است.[۵۲]
در سده بیستم، توماس کوهن ایده یک «انقلاب کوپرنیکی» و همچنین این ایده را که مدل کوپرنیک نخستین نمونه از یک تغییر پارادایم در دانش بشری بود، همهگیر کرد. اینکه آیا گزارههای کوپرنیک «انقلابی» یا «محافظهکارانه» بودند، موضوع بحثی مداوم در تاریخ علم بوده است. در کتاب ریشههای علم مدرن، هربرت باترفیلد میگوید مدل کوپرنیک «برای دنیای امروز بیارتباط بود». آرتور کستلر در کتاب خود خوابگردها: تاریخ تغییر دیدگاه انسان دربارهٔ جهان (۱۹۵۹) انکار میکند که سامانه کوپرنیک یک «کشف» است و در عوض آن را «آخرین تلاش برای وصلهپینه کردن یک ماشین کهنه» مینامد.[۵۳] حتی کوهن اعتراف کرد که کوپرنیک تنها «برخی ویژگیها را به وظایف اخترشناختی متعدد خورشید منتقل کرد که پیشتر به زمین نسبت داده میشد».[۵۴] اتو نویگباوئر مینویسد که «نظریه خورشیدی کوپرنیک قطعاً گامی در جهت نادرست است». در نهایت، دیوید ووتون تاریخنگار علم انکار میکند که کوپرنیک کاتالیزور انقلاب فکری بعدی بوده باشد که اخترشناسی را به نخستین علم مدرن تبدیل کرد.[۵۵]
جستارهای وابسته
پیوندها
یادداشتها
- ↑ Grant (1971), p. 87: «[کوپرنیک] متقاعد شده بود که فرض حرکت روزانه و سالانه زمین نه تنها پدیدههای شناختهشده آسمانی را توضیح میدهد، بلکه نظمی کیهانی، سادهتر و در نتیجه هماهنگتر را آشکار میسازد. بر این اساس، او با شجاعت اعلام کرد که زمین واقعاً یک مدار سالانه را به دور خورشید طی میکند و روزی یک بار به دور محور خود میچرخد. حرکات روزانه و سالانه مشاهدهشده برای خورشید، صرفاً ظاهری ناشی از حرکت واقعی زمین بودند.»
منابع
- ↑ Heath (1913), p. 302.
- ↑ Lucio Russo, Silvio M. Medaglia, Sulla presunta accusa di empietà ad Aristarco di Samo, in Quaderni urbinati di cultura classica, n.s. 53 (82) (1996), pp. 113–121
- ↑ Lucio Russo, The forgotten revolution, Springer (2004)
- ↑ McCluskey (1998), p. 27
- ↑ Koestler (1989), pp. 69–72.
- ↑ Kuhn, Thomas S. (1992). The Copernican Revolution: Planetary Astronomy in the Development of Western Thought. Cambridge, Massachusetts: Harvard University Press. pp. 72–73. ISBN 978-0-674-17103-9.
... سهم بطلمیوس برجستهترین است… کتاب المجسطی او، کتابی که بزرگترین دستاوردهای اخترشناسی باستان را خلاصه میکند، نخستین رساله ریاضی سیستماتیک بود که توصیفی کامل، دقیق و کمی از تمام حرکات آسمانی ارائه میداد.
- ↑ "Ptolemaic System". Encyclopedia. Columbia University Press. Retrieved 4 December 2019.
- ↑ Gingerich (2004), p. 53
- 1 2 3 Carman, Christián C. (2017-12-23). "The first Copernican was Copernicus: the difference between Pre-Copernican and Copernican heliocentrism". Archive for History of Exact Sciences. 72 (1): 1–20. doi:10.1007/s00407-017-0198-3. hdl:11336/72174. ISSN 0003-9519.
- ↑ "Aryabhata the Elder". University of St Andrews, Scotland. Archived from the original on 2012-10-19.
آریابهاتا… معتقد بود که چرخش ظاهری آسمانها به دلیل چرخش محوری زمین است… و مدارهای سیارات بیضی هستند
- ↑ Sarma, K. V. (1997) "Astronomy in India" in Selin, Helaine (editor) Encyclopaedia of the History of Science, Technology, and Medicine in Non-Western Cultures, Kluwer Academic Publishers, شابک ۰−۷۹۲۳−۴۰۶۶−۳, p. 116
- ↑ Ragep, F. Jamil (2001a), "Tusi and Copernicus: The Earth's Motion in Context", Science in Context, vol. 14, no. 1–2, انتشارات دانشگاه کمبریج, pp. 145–163, doi:10.1017/s0269889701000060, S2CID 145372613
- ↑ Ragep, F. Jamil; Al-Qushji, Ali (2001b), "Freeing Astronomy from Philosophy: An Aspect of Islamic Influence on Science", Osiris, 2nd Series, vol. 16, no. Science in Theistic Contexts: Cognitive Dimensions, pp. 49–64 & 66–71, Bibcode:2001Osir...16...49R, doi:10.1086/649338, S2CID 142586786
- ↑ Adi Setia (2004), "Fakhr Al-Din Al-Razi on Physics and the Nature of the Physical World: A Preliminary Survey", Islam & Science, vol. 2, no. 2, archived from the original on May 2, 2005, retrieved 2010-03-02
- ↑ Alessandro Bausani (1973). "Cosmology and Religion in Islam". Scientia/Rivista di Scienza. 108 (67): 762.
- 1 2 3 Young, M. J. L., ed. (2006-11-02). Religion, Learning and Science in the 'Abbasid Period. Cambridge University Press. p. 413. ISBN 978-0-521-02887-5.
- ↑ Nasr, Seyyed Hossein (1993-01-01). An Introduction to Islamic Cosmological Doctrines. SUNY Press. p. 135. ISBN 978-1-4384-1419-5.
- ↑ Samsó, Julio (2007). "Biṭrūjī: Nūr al-Dīn Abū Isḥāq [Abū Jaʿfar] Ibrāhīm ibn Yūsuf al-Biṭrūjī". In Thomas Hockey; et al. (eds.). The Biographical Encyclopedia of Astronomers. New York: Springer. pp. 133–134. ISBN 978-0-387-31022-0.
- 1 2 Samsó, Julio (1970–1980). "Al-Bitruji Al-Ishbili, Abu Ishaq". زندگینامه علمی دانشوران. New York: Charles Scribner's Sons. ISBN 0-684-10114-9.
- ↑ Esposito (1999), p. 289
- ↑ William Stahl, trans. , Martianus Capella and the Seven Liberal Arts, vol. 2, The Marriage of Philology and Mercury, 854, 857, New York: Columbia Univ. Pr, 1977, pp. 332–333
- ↑ Eastwood, Bruce S. (2007), Ordering the Heavens: Roman Astronomy and Cosmology in the Carolingian Renaissance, Leiden: Brill, pp. 244–259, ISBN 978-9-0041-6186-3
- ↑ Eastwood, Bruce S. (1982), "Kepler as Historian of Science: Precursors of Copernican Heliocentrism according to De revolutionibus I, 10", Proceedings of the American Philosophical Society, vol. 126, pp. 367–394.
- ↑ "Averroes' criticism of Ptolemaic astronomy precipitated this debate in Europe. [...] The recovery of Ptolemy's texts and their translation from Greek into Latin in the middle of the fifteenth century stimulated further consideration of these issues." Osler (2010), p. 42
- ↑ Saliba, George (1979). "The First Non-Ptolemaic Astronomy at the Maraghah School". Isis. 70 (4): 571–576. doi:10.1086/352344. JSTOR 230725. S2CID 144332379.
- ↑ Veselovsky (1973).
- ↑ Neugebauer, Otto (1975), A History of Ancient Mathematical Astronomy, vol. 2, Berlin / Heidelberg / New York: Springer-Verlag, p. 1035, ISBN 978-0-387-06995-1
- ↑ Kren, Claudia (1971), "The Rolling Device of Naṣir al-Dīn al-Ṭūsī in the De spera of Nicole Oresme", Isis, vol. 62, no. 4, pp. 490–498, doi:10.1086/350791, S2CID 144526697.
- ↑ Koestler (1989), p. 212.
- ↑ Koestler (1989), p. 212.
- ↑ Koestler (1989), p. 194.
- ↑ خطای یادکرد: خطای یادکرد:برچسب
<ref> غیرمجاز؛ متنی برای یادکردهای با نامDreyer, J.L.E. 1953 p.343وارد نشده است. (صفحهٔ راهنما را مطالعه کنید.). - ↑ "...it was obvious to Copernicus...that the earth cannot move uniformly about a circle with the sun at the center. Thus Copernicus placed the sun not at the center of the earth's orbit, but at some distance away. The center of the solar system, and of the universe, in the system of Copernicus is thus not the sun at all, but rather a 'mean sun,' of the center of the earth's orbit. Hence, it is preferable to call the Copernican system a heliostatic system rather than a heliocentric system." Cohen, I. Bernard. The Birth of a New Physics (Revised and Updated) (W.W. Norton & Company, 1985). p.44. شابک ۰−۳۹۳−۰۱۹۹۴−۲
- ↑ خطای یادکرد: خطای یادکرد:برچسب
<ref> غیرمجاز؛ متنی برای یادکردهای با نامCopernicus 2015 p.152وارد نشده است. (صفحهٔ راهنما را مطالعه کنید.). - ↑ Gingerich, Owen (2004). The Book Nobody Read: Planetary Astronomy in the Development of Western Thought. Cambridge, Massachusetts: Walker & Company. p. 55. ISBN 0-8027-1415-3.
While [Copernicus] had eliminated all of Ptolemy's major epicycles, merging them all into the Earth's orbit, he then introduced a series of little epicycles to replace the equant, one per planet. Because this made the motion uniform in each Copernican circle, the anti-equant aesthetic was satisfied. My Copernican census eventually helped to establish that the majority of sixteenth-century astronomers thought eliminating the equant was Copernicus' big achievement, because it satisfied the ancient aesthetic principle that eternal celestial motions should be uniform and circular or compounded of uniform and circular parts.
- ↑ Gingerich, O. (1985). "Did Copernicus Owe a Debt to Aristarchus". Journal for the History of Astronomy. 16: 37–42. Bibcode:1985JHA....16...37G. doi:10.1177/002182868501600102. S2CID 118851788.
- ↑ Saliba, George (1995-07-01). A History of Arabic Astronomy: Planetary Theories During the Golden Age of Islam. NYU Press. ISBN 978-0-8147-8023-7.
- ↑ Swerdlow, Noel M. (1973-12-31). "The Derivation and First Draft of Copernicus's Planetary Theory: A Translation of the Commentariolus with Commentary". Proceedings of the American Philosophical Society. 117 (6): 424. Bibcode:1973PAPhS.117..423S. ISSN 0003-049X. JSTOR 986461.
- ↑ King, David A. (2007). "Ibn al-Shāṭir: ʿAlāʾ al-Dīn ʿAlī ibn Ibrāhīm". In Thomas Hockey; et al. (eds.). The Biographical Encyclopedia of Astronomers. New York: Springer. pp. 569–570. ISBN 978-0-387-31022-0.
- ↑ Linton (2004), pp. 124, 137–138; Saliba (2009), pp. 160–165.
- ↑ Goddu (2010), pp. 261–269, 476–486; Huff (2010), pp. 263–264; di Bono (1995); Veselovsky (1973).
- ↑ Freely, John (2015-03-30). Light from the East: How the Science of Medieval Islam Helped to Shape the Western World. I.B.Tauris. p. 179. ISBN 978-1-78453-138-6.
- ↑ George Saliba (April 27, 2006). "Islamic Science and the Making of Renaissance Europe". کتابخانه کنگره. Retrieved 2008-03-01.
- ↑ [[#Reference-Gingerich-2004|Gingerich (2004)], p. 139
- ↑ Koestler (1989), p. 196.
- ↑ " Gingerich, Owen. The Book Nobody Read (Walker & Company, 2004). pp.54-55. شابک ۰−۸۰۲۷−۱۴۱۵−۳
- ↑ Kuhn (1985), pp. 200–202
- ↑ Owen Gingerich, The eye of heaven: Ptolemy, Copernicus, Kepler, New York: American Institute of Physics, 1993, 181, شابک ۰−۸۸۳۱−۸۸۶۳−۵
- 1 2 3 Graney, Christopher M. (9 Dec 2011). "Regarding how Tycho Brahe noted the absurdity of the Copernican Theory regarding the Bigness of Stars, while the Copernicans appealed to God to answer that absurdity". ArXiv.
- ↑ Linton, C. M. (2004). From Eudoxus to Einstein. Cambridge: Cambridge University Press. p. 183. ISBN 978-0-521-82750-8.
- ↑ Linton (2004, pp.138, 169), Crowe (2001, pp. 90–92), Kuhn (1985), pp. 165–167
- ↑ Gingerich (2011), pp. 134–135
- ↑ The Sleepwalkers. The Macmillan Company. p. 205 & p. 214
- ↑ Kuhn (1985)
- ↑ The Invention of Science: A New History of the Scientific Revolution. p.145
- تاریخ اخترشناسی
- تاریخ ایدهها
- نیکلاس کوپرنیک