ثورة كوبرنيكوس ورؤية غاليليو بالصور

اسكتشات غاليليو للقمر توضح مراحلها. صورة عبرويكيميديا.

مايكل جي آي براونوجامعة موناش

ليس من المبالغة القول بأن الثورة الكوبرنيكية قد غيرت بشكل جذري الطريقة التي نفكر بها بشأن مكانتنا في الكون. اعتقد الناس في العصور القديمة أن الأرض كانت مركز النظام الشمسي والكون ، بينما نعلم الآن أننا على واحد فقط من العديد من الكواكب التي تدور حول الشمس.

لكن هذا التحول في الرؤية لم يحدث بين عشية وضحاها. بدلاً من ذلك ، استغرق الأمر قرنًا تقريبًا من النظرية الجديدة والملاحظات الدقيقة ، غالبًا باستخدام الرياضيات البسيطة والأدوات البدائية ، للكشف عن مكانتنا الحقيقية في السماء.

يمكننا الحصول على رؤى حول كيفية حدوث هذا التحول العميق من خلال النظر في الملاحظات الفعلية التي تركها علماء الفلك الذين ساهموا في ذلك. تعطينا هذه الملاحظات دليلًا على العمل والرؤى والعبقرية التي قادت الثورة الكوبرنيكية.

تجول النجوم

تخيل أنك عالم فلك من العصور القديمة ، تستكشف سماء الليل بدون مساعدة من التلسكوب. في البداية ، لا تميز الكواكب نفسها حقًا عن النجوم. إنها أكثر سطوعًا قليلاً من معظم النجوم وميض أقل ، لكنها تبدو مثل النجوم.



في العصور القديمة ، كان ما يميز الكواكب عن النجوم حقًا هو حركتها في السماء. من الليل إلى الليل ، كانت الكواكب تتحرك تدريجيًا بالنسبة إلى النجوم. في الواقع ، تم اشتقاق كلمة 'كوكب' من الكلمة اليونانية القديمة والتي تعني 'النجم المتجول'.


حركة المريخ على مدى عدة أسابيع.

وحركة الكواكب ليست بسيطة. يبدو أن الكواكب تتسارع وتتباطأ عندما تعبر السماء. حتى أن الكواكب تعكس اتجاهها مؤقتًا ، وتعرض 'حركة رجعية. ' كيف يمكن تفسير هذا؟

أفلاك بطليموس

صفحة من نسخة عربية من كتاب بطليموسالمجسطىيوضح النموذج البطلمي لكوكب يدور حول الأرض. الصورة من مكتبة قطر الوطنية.

أنتج علماء الفلك اليونانيون القدماء نماذج مركزية الأرض (متمركزة حول الأرض) للنظام الشمسي ، والتي وصلت إلى ذروتها مع عملبطليموس. هذا النموذج من نسخة عربية لكتاب بطليموسالمجسطى، موضح أعلاه.

شرح بطليموس حركة الكواكب باستخدام تراكب حركتين دائريتين ، كبير 'محترم'مجتمعة مع'فلك التدوير'الدائرة.

علاوة على ذلك ، يمكن تعويض كل كوكب محترم من موضع الأرض ويمكن تحديد الحركة الثابتة (الزاوية) حول المؤجل باستخدام موضع يعرف باسمإيكوانت، بدلاً من موقع الأرض أو مركز المؤجل. تلقيت ذلك؟

إنه معقد نوعًا ما. ولكن يُحسب له الفضل في أن نموذج بطليموس تنبأ بمواقع الكواكب في سماء الليل بدقة بضع درجات (أفضل أحيانًا). وبذلك أصبحت الوسيلة الأساسية لشرح حركة الكواكب لأكثر من ألف عام.

تحول كوبرنيكوس

وضعت الثورة الكوبرنيكية الشمس في مركز نظامنا الشمسي. الصورة عبر مكتبة الكونغرس.

في عام 1543 ، عام وفاته ،نيكولاس كوبرنيكوسبدأ ثورته التي تحمل اسمه مع نشركوبرنيكوس(حول ثورات الكرات السماوية). نموذج كوبرنيكوس للنظام الشمسي هو مركزية الشمس ، حيث تدور الكواكب حول الشمس بدلاً من الأرض.

ربما تكون القطعة الأكثر أناقة في النموذج الكوبرنيكي هي تفسيره الطبيعي للحركة الظاهرة المتغيرة للكواكب. إن الحركة التراجعية للكواكب مثل المريخ هي مجردوهم، بسبب 'تجاوز' الأرض للمريخ أثناء دورانهما حول الشمس.

الأمتعة البطلمية

يتشابه النموذج الكوبرنيكي الأصلي مع النماذج البطلمية ، بما في ذلك الحركات الدائرية والمفالك. الصورة عبر مكتبة الكونغرس.

لسوء الحظ ، تم تحميل النموذج الكوبرنيكي الأصلي بأمتعة بطلمية. لا تزال الكواكب الكوبرنيكية تتحرك حول النظام الشمسي باستخدام الحركات الموصوفة في تراكب الحركات الدائرية. تخلص كوبرنيكوس من الإيكوانت ، وهومحتقر، لكنها استبدلت بالملحمة المكافئة رياضياً.

عالم فلك مؤرخأوين جينجيرشقام وزملاؤه بحساب إحداثيات الكواكب باستخدام نماذج بطليموس وكوبرنيكوس للعصر ، ووجدوا ذلككلاهما لديه أخطاء قابلة للمقارنة. في بعض الحالات ، يكون موقع المريخ خاطئًا بمقدار درجتين أو أكثر (أكبر بكثير من قطر القمر). علاوة على ذلك ، لم يكن النموذج الكوبرنيكي الأصلي أبسط من النموذج البطلمي السابق.

نظرًا لعدم تمكن علماء الفلك في القرن السادس عشر من الوصول إلى التلسكوبات والفيزياء النيوتونية والإحصاءات ، لم يكن واضحًا لهم أن النموذج الكوبرنيكي كان متفوقًا على النموذج البطلمي ، على الرغم من أنه وضع الشمس بشكل صحيح في مركز النظام الشمسي.

بجانب جاليليو

أظهرت ملاحظات جاليليو التلسكوبية للكواكب ، بما في ذلك مراحل كوكب الزهرة ، أن الكواكب تتحرك حول الشمس. الصورة عبر وكالة ناسا.

منذ عام 1609 ، استخدم جاليليو جاليلي التلسكوب الذي تم اختراعه مؤخرًا لمراقبة الشمس والقمر والكواكب. رأىالجبال والحفرللقمر ، ولأول مرة كشفوا أن الكواكب عوالم في حد ذاتها. قدم جاليليو أيضًا دليلًا قويًا على الملاحظة على أن الكواكب تدور حول الشمس.

كانت ملاحظات جاليليو عن كوكب الزهرة مقنعة بشكل خاص. في النماذج البطلمية ، تظل الزهرة بين الأرض والشمس في جميع الأوقات ، لذلك يجب أن ننظر في الغالب إلى الجانب الليلي من كوكب الزهرة. لكن جاليليو كان قادرًا على مراقبة جانب كوكب الزهرة المضاء بالنهار ، مما يشير إلى أن الزهرة يمكن أن تكون على الجانب الآخر من الشمس من الأرض.

حرب كبلر مع المريخ

قام يوهانس كبلر بتثليث موقع المريخ باستخدام ملاحظات المريخ عندما عاد إلى نفس الموقع في مداره. الصورة عبر جامعة سيدني.

أدت الحركات الدائرية للنماذج البطلمية والكوبرنيكية إلى أخطاء كبيرة ، خاصة بالنسبة للمريخ ، الذي يمكن أن يكون موقعه المتوقع خاطئًا بعدة درجات.يوهانس كبلركرس سنوات من حياته لفهم حركة المريخ ، وحل هذه المشكلة بأحدث سلاح.

تكرر الكواكب (تقريبًا) نفس المسار أثناء دورانها حول الشمس ، لذلك تعود إلى نفس الموضع في الفضاء مرة واحدة في كل فترة مدارية. على سبيل المثال ، يعود المريخ إلى نفس الموضع في مداره كل 687 يومًا.

نظرًا لأن كبلر كان يعرف التواريخ التي يكون فيها الكوكب في نفس الموقع في الفضاء ، فيمكنه استخدام المواضع المختلفة للأرض على طول مداره لتثليث مواقع الكواكب ، كما هو موضح أعلاه. كبلر ، باستخدام عالم الفلكتايكو براهي ملاحظات ما قبل التلسكوبية، كان قادرًا على تتبع المسارات الإهليلجية للكواكب أثناء دورانها حول الشمس.

سمح هذا لكبلر بصياغةثلاثة قوانين لحركة الكواكبوتوقع مواقع الكواكب معدقة أكبر بكثيرمما كان ممكنا في السابق. وهكذا وضع الأساس للفيزياء النيوتونية في أواخر القرن السابع عشر ، والعلوم الرائعة التي تلت ذلك.

كبلر نفسهأسرالنظرة الجديدة للعالم وأهميتها الأوسع في عام 1609علم الفلك الجديد(علم الفلك الجديد):

بالنسبة لي ، لكن الحقيقة هي أكثر تقوى ، (مع كل الاحترام الواجب لأطباء الكنيسة) أثبت فلسفيًا ليس فقط أن الأرض كروية ، وليس فقط أنها مأهولة على طول الطريق في الأضداد ، وليس فقط هذا هو صغير بشكل مزعج ، لكنه أيضًا يتم حمله بين النجوم.

مايكل جي آي براون، أستاذ مشارك،جامعة موناش

تم نشر هذه المقالة في الأصل فيالمحادثة. إقرأ الالمقالة الأصلية.

الخلاصة: نظرة ثاقبة لثورة كوبرنيكوس ورؤية غاليليو من ملاحظات ورسومات الفلكيين.