نموذج مركزية الشمس لحقائق النظام الشمسي

إذا نظرت إلى السماء ونسيت كل ما تعلمته ، بشكل سلبي ونشط ، عن الكون خارج كوكبنا ، فسيكون من السهل وضع عدد من الافتراضات الخاطئة بشكل كبير. تخيل ما يراه طفل صغير ، ساذج في علم الفلك ، عند الفجر: تظهر الشمس في أحد الأفق ، تصعد إلى القمة وهي تعبر السماء ، وتغادر عندما تقابل الأفق الآخر. في سماء الليل ، يقوم القمر والنجوم بنفس الشيء الأساسي. بكل المظاهر ، العالم من حولنا ساكن ، وكل شيء في السماء يدور حوله.

هذا ، في الواقع ، هو ما اعتقده معظم المفكرين الجادين في آلاف السنين الماضية. كان الإجماع على أن الأرض المسطحة ربما كانت في مركز الكون بأكمله ، وأن كل شيء آخر في السماء ، من الشمس والقمر إلى النجوم والكواكب ، يدور حول الأرض. ما يبدو اليوم فكرة غريبة ومضحكة لم يكن شائعًا في العصور القديمة فحسب ، بل كان يمكن الدفاع عنه.

عند استكشاف نموذج مركزية الشمس للنظام الشمسي ، تعتبر نظرة عامة على المحتويات الأساسية للنظام الشمسي نقطة انطلاق جيدة. كلمة "شمسي" تعني "المتعلقة بالشمس" (الكلمة اللاتينية التي تعني "سول") ، و شمس، وهو مجرد نجم يكون قريبًا نسبيًا من الأرض ، فهو الجسم الأكثر كتلة في النظام وكذلك الجسم الوحيد من نوعه. بسبب قوة الجاذبية التي تمارسها كتلة الشمس الهائلة ، فإن كل شيء آخر في النظام الشمسي يدور حوله ، بشكل مباشر أو كجزء من نظام آخر.

ال كوكب هو النوع الثاني من أجسام النظام الشمسي. هناك ثمانية من هؤلاء ، تتراوح في الحجم من عطارد ، الأصغر ، إلى كوكب المشتري ، الأكبر. كان بلوتو يُعتبر سابقًا كوكبًا وكان أبعد الكواكب عن الشمس ، ولكن تم "خفض رتبته" مبكرًا في القرن الحادي والعشرين لكوكب قزم ، وبالتالي فهو الآن كائن صغير في النظام الشمسي (المزيد حول هذا قريبًا).

أقمار، أو الأقمار الصناعية الطبيعية ، هي النوع الثالث من الأجسام في النظام الشمسي. تدور هذه الأجسام حول الكواكب ، ولكن نظرًا لأن الكواكب تدور حول الشمس ، تظل الشمس في المركز الحقيقي لمسار كل قمر. تمتلك الأرض قمرًا طبيعيًا واحدًا يبلغ قطره حوالي ربع قطر الأرض ؛ معظم الكواكب "الغازية" الأكبر لديها عشرات الأقمار.

النوع الرابع من أجسام النظام الشمسي الأشياء الصغيرة (أو أجسام صغيرة). وتشمل هذه المذنبات ، والكويكبات ، والمناطق الجليدية المسماة سحابة أورت وحزام كايبر ، والنظام المصغر لبلوتو. وقمريه الصناعيين (أو أقماره ، إذا كنت تفضل ذلك ، على الرغم من أن هذا القمر صعب نظرًا لأن بلوتو لم يعد يعتبر كوكب؛ لا يزال وضعها مثيرًا للجدل مع بعض المنظمات التي تدعو إلى إعادته إلى كوكب كامل).

بحتة ، مركزية الأرض هي فكرة أن الأرض هي مركز نظام مرجعي ما (عادةً "كل شيء") ، بينما مركزية الشمس هو الاعتقاد بأن الشمس هي مركز نظام مرجعي ما (في الاستخدام الحديث ، النظام الشمسي).

كما تم اقتراحه سابقًا ، فإن مركزية الأرض هي الفكرة التي عفا عليها الزمن والتي تم دحضها بوضوح بأن الأرض تكمن في مركز الخلق نفسه ، مع الكائنات الأخرى المرصودة في السماء التي تدور حول الأرض في مختلف المسافات. نشأت هذه الفكرة مع العالمين اليونانيين أرسطو وبطليموس منذ أكثر من 2000 عام ، وقد تبناها المسيحيون الأوائل والكاثوليك. الكنيسة ، وبدأت فقط في طرح سؤال جاد في القرن السادس عشر ، بدءًا من عمل عالم الفلك البولندي نيكولاس كوبرنيكوس (1473-1543). لم يكن كوبرنيكوس أول من لاحظ أن الكواكب المرئية بالعين المجردة - عطارد والزهرة والمريخ والمشتري وزحل - تباينت في السطوع على مر السنين. كما أنه لم يكن أول من لاحظ أنهم عرضوا حركة رجعية، فيما يتعلق بالنجوم الخلفية. يصف هذا المصطلح الطريقة التي تعكس بها الكواكب أحيانًا اتجاه رحلتها البطيئة لفترة وجيزة مقابل نجوم الخلفية قبل استئناف الحركة في الاتجاه المعتاد. كان لدى دعاة مركزية الأرض تفسيرات جيدة الصياغة لهذه الظواهر ، لكن كوبرنيكوس فهم أن نموذج مركزية الشمس يفسرها بشكل أفضل. لسوء الحظ ، لم يشعر بالراحة في نشر أفكاره حتى كان على فراش الموت ، خوفًا من انتقام الكنيسة التي كان لها نفوذ عنيف في بعض الأحيان على معظم أوروبا في ذلك الوقت.

ربما يكون من السهل الآن إلقاء نظرة على رسم تخطيطي للنظام الشمسي كما هو مفهوم تمامًا ومعرفة مكان كوبرنيكوس - الذي تمكن حتى من وضع جميع الكواكب الستة المعروفة في وقت ما قبل التلسكوب بترتيبها الصحيح من الأقرب إلى الشمس إلى الأبعد ، بما في ذلك الأرض - حصل على الأفكار. الأمر الأكثر صعوبة في تقديره هو الذكاء الذي ألهم هذه الأفكار ، لا سيما التفكير فيها أنه كان يتحدى فكرة طويلة الأمد ذات تداعيات هائلة ، علمية وعلمية سياسي.

يُعتبر كوبرنيكوس على نطاق واسع الشخصية الأساسية في نظرية مركزية الشمس ، حيث يُشار عادةً إلى جاليليو جاليلي ببساطة باسم جاليليو ، وغالبًا ما يُمنح دورًا مشابهًا. ولكن حتى قبل كوبرنيكوس ، بدأ عدد من الشخصيات التاريخية في إرساء أسس الأرض لتزاحم عن النقطة المركزية الفلسفية في الكون.

بالعودة إلى عصور ما قبل المسيحية ، توصل علماء الرياضيات اليونانيون إلى الكثير من المعادلات في الهندسة التي تحكم حركة الكواكب والأجسام التي تدور في مدار بشكل عام. في ذلك الوقت ، كان هذا يعني القليل من حيث علم الفلك ، لكن كوبرنيكوس اعتمد على الكثير من هذا في صياغة نظرية مركزية ثابتة حول الشمس. وفي عام 200 قبل الميلاد ، افترض يوناني يُدعى Aristarchus دوران الأرض ، لكن فكرته قوبلت بالرفض لأن آخرين أكدوا أنه إذا كان هذا صحيحًا ، فإن الأشخاص والأشياء سوف يطيرون ببساطة من على السطح إلى الفضاء. (كان مفهوم الجاذبية بعيدًا جدًا عن كونه "شيئًا" في تلك الأيام).

في القرنين العاشر والحادي عشر ، أنتج الهيثم (التي تهجى كثيرًا باسم الهيثم) ، مما يُعرف الآن بالعراق ، بضع أفكار بارزة. كان أحد هذه العناصر هو "ذراع" مجرة ​​درب التبانة التي يمكن رؤيتها في سماء الليل ، وهي المجموعة الضخمة ذات الشكل الحلزوني النجوم التي يُعرف الآن أن النظام الشمسي يقيم فيها ، كانت في الواقع بعيدة جدًا عن الأرض مما كان متوقعًا في زمن. والآخر هو أن عمق الغلاف الجوي للأرض من السطح إلى الحدود غير الرسمية لـ "الفضاء الخارجي" كان 32 ميلاً ، والذي تبين أنه دقيق في حدود 5 في المائة بشكل مذهل. كان الهيثم بشكل عام من أوائل المؤيدين للطرق العلمية وتقريباً طور بمفرده مجال البصريات ، ولكن تم نسيانه إلى حد كبير في الكتب المدرسية والعلوم الحديثة مناقشات.

بصرف النظر عن تناقض الموضع النسبي للأجسام في النظام الشمسي وما وراءه ، كانت نظرية مركزية الشمس مبنية على تحدي الافتراضات الأخرى طويلة الأمد في علم الفلك. أحد هذه الأشياء هو أن الأجرام السماوية تسير في مدارات دائرية. يسافرون بالفعل في مدارات بيضاوية الشكل أو بيضاوية الشكل. على الرغم من أن بعضها قريب جدًا من الشكل الدائري في لمحة ، إلا أن الاختلاف الذي تم إدخاله في الحسابات المتعلقة بالجاذبية والمتغيرات الأخرى كبير جدًا. بالإضافة إلى ذلك ، افترض العلماء القدماء أن كل شيء في الكون ، مهما كان نطاقه المادي ، يتكون من نفس "الأشياء" الأساسية. في حين أنه من الصحيح أن كل شيء في يتكون الكون من عناصر كيميائية معروفة من الجدول الدوري اليوم ، أي شخص ادعى اليوم أن النجوم والكواكب لها تركيبة مماثلة سوف ترفع أكثر من بضعة الحاجبين.

قد لا يكون هناك تعريف واحد لنظرية مركزية الشمس ، لكن فكر في الأمر على أنه مجموعة من المعرفة التي تطورت على مدى قرون عديدة ولا تحمل سوى الفاكهة العلمية عندما كان ثقل الأدلة التي تؤيدها أكبر من أن يتمكن حتى أشد المعارضين في العالم الديني دحض. كما سترون ، كان هذا الصراع في الواقع دراماتيكيًا وخطيرًا للعديد من مؤيدي حقائق مركزية الشمس.

يختلف نموذج مركزية الشمس عن نظرية مركزية الشمس في أنه يسمح للعلماء بإنشاء إطار تنظيمي رسمي الذي يدمج الشمس والكواكب واللاعبين الصغار الآخرين في النظام الشمسي ، ويضعهم جسديًا في وضع متوقع المواقف. بعبارة أخرى ، بدلاً من مجرد افتراض أن الشمس في مركز النظام الشمسي ، فإنها تتضمن فرضيات قابلة للاختبار يتم إنشاؤها حول هذه الفكرة المركزية.

بعد رحيل كوبرنيكوس ، تولى علماء آخرون عباءة مركزية الشمس ، أو على الأقل تعديلات مركزية الأرض. قام عالم الفلك الهولندي تايكو براهي (1546-1601) ، المولود بعد وفاة كوبرنيكوس بثلاث سنوات ، بملاحظات حول السماوات التي كانت مرهقة ودقيقة بقدر الإمكان أن التلسكوبات لم تكن بعد في علم الجنس البشري ترسانة. لم يسلم براهي بأن الأرض كانت في مركز الكون ، لكنه افترض أن الكواكب الأخرى تدور حول الشمس بينما الشمس نفسها تدور حول الأرض. (ملاحظة جانبية للمصطلحات: تعني كلمة "تدور" عادةً "مدارًا على مسافة" ، بينما "تدوير" تعني "تدور حول محور" ، مثل القمة. تقوم معظم الأجرام الفلكية بمزيج من الاثنين معًا.) كانت هذه خطوة في الاتجاه الصحيح ، خطوة لم تضع براهي في صراع قادة الكنيسة.

معاصر براهي ، جاليليو (1564-1642) ، كان الرجل الذي أدى عمله في النهاية إلى زوال مركزية الأرض العلمية. في عام 1610 ، بعد أن اخترع تلسكوبًا بدائيًا ولكنه مفيد ، اكتشف أقمارًا تدور حول المشتري. إذا كان أرسطو محقًا بشأن كل الأشياء التي تدور حول الأرض ، فسيكون هذا الموقف مستحيلًا. استخدم جاليليو أيضًا تلسكوبه لمراقبة الجبال والبراكين على القمر والبقع الشمسية والنجوم الفردية داخل ذراع درب التبانة والمراحل الشبيهة بالقمر لكوكب الزهرة. كان هذا الأخير لافتًا للنظر بشكل خاص. إذا تخيل المرء كونًا يكون فيه الزهرة دائمًا بين الشمس والأرض ، فلن يظهر أبدًا مضاءً بالكامل بفضل الهندسة الأساسية. سيبدو دائمًا مثل هلال من نوع ما ؛ سيواجه جانبه المضاء بالكامل دائمًا بعيدًا عن الأرض ونحو الشمس البعيدة. أظهر جاليليو بوضوح أن الأمر لم يكن كذلك.

بسبب مشكلته ، تم وضعه قيد الإقامة الجبرية من قبل مسؤولي الكنيسة في السنوات الأخيرة من حياته. في حين أن هذا يبدو وكأنه عقوبة مضللة إلى حد ما لشخص كانت "جريمته" تقدم بشكل كبير حالة البحث العلمي والمعرفة البشرية ، فقد نجا على الأقل من الموت عقوبة الهرطقة التي تم توزيعها على المعارضين الآخرين لمركزية الأرض ، ولا سيما العالم الإيطالي جيوردانو برونو ، الذي تم حرقه على المحك لدفاعه عن كوبرنيكوس. الأفكار.

من الواضح أنه إذا استمرت البشرية في العمل كما لو أن الأرض تقع في مركز الكون ، فلا معنى لذلك كان من الممكن إحراز تقدم فعلي في أي مجال يعتمد على معرفة التفاصيل الإجمالية للحديث الفلك. إرسال المركبات الفضائية نحو كواكب مثل المريخ (التي هبط البشر على سطحها) وكذلك كوكب المشتري وزحل ونبتون وبلوتو (وكلها استضافت قريبًا مركبة فضائية تحلق بالقرب) باستخدام نموذج مركزية الأرض هو تمرين فكري يحد من العبث ، مثل تصوير شخص يبحر من لوس أنجلوس إلى سيدني باستخدام خريطة مكتوبة على عجل كاليفورنيا.

إن معرفة أن الأنظمة تخضع لقوانين الجاذبية الأساسية قد سمح لعلماء الفلك بدراسة أجسام بعيدة جدًا ، مثل المجرات والمستعرات الأعظمية ، لتركيز جهودهم بشكل أفضل وتقديم تنبؤات أكثر دقة حول الحركة السماوية جثث.