قضية كوبرنيكوس / دينيس دانيلسون وكريستوفر م. جورني

ومن المعروف أن كوبرنيكوس ادعى أن الأرض تدور حول الشمس. لكن معارضة هذه الفكرة الثورية لم تأت فقط من السلطات الدينية. كان هناك أيضًا دليل يدعم علم الكونيات المختلف.

في عام 2011، أرسل فريق من الباحثين من CERN شعاعًا من جزيئات النيوترينو في رحلة طولها 730 كيلومترًا إلى مختبرات غران ساسو الوطنية في مدينة لاكويل الإيطالية. وعندما قام الباحثون بقياس مدة هذه الرحلة، تبين أن جزيئات النيوترينو تتحرك بسرعة أكبر قليلا من سرعة الضوء في الفراغ. كيف كان رد فعل المجتمع العلمي على هذه النتيجة المفاجئة؟

وفضل جميعهم تقريبًا عدم التخلي عن نظرية ألبرت أينشتاين الراسخة، التي ادعى أنه لا يوجد شيء يمكن أن يتحرك بسرعة أكبر من سرعة الضوء، وبدلاً من ذلك زعموا أن قياسات الباحثين كانت خاطئة بشكل أساسي (كما تبين في النهاية). .

والآن تخيل نفسك في المستقبل، بعد أربعمائة عام من الآن، مستقبل تم فيه دحض أفكار أينشتاين؛ منذ زمن طويل، أثبت العلماء من خلال التجارب أن جزيئات النيوترينو يمكنها بالفعل التحرك بسرعة أكبر من سرعة الضوء. في هذه المرحلة من الزمن، عندما ننظر إلى علماء الفيزياء في عصرنا، كيف نفسر مقاومتهم لقبول هذا الدليل؟ هل نستنتج أن الفيزيائيين في القرن الحادي والعشرين كانوا يفتقرون إلى المرونة العقلية؟ لم تكن منفتحة على الأفكار الجديدة؟ وربما كانت دوافعهم لاعتبارات غير علمية، أو مجرد عصابة من "آينشتاين" ضيقي الأفق الذين انحازوا إلى الخط الذي تمليه التقاليد والسلطة؟

دعونا نأمل أن يتم التعامل مع العلماء الرافضين في الوقت الحاضر بشكل أكثر إنصافًا. إن رفضهم التخلي عن الاستنتاجات التي تبدو منطقية، على الرغم من ثبوت عدم صحة هذه الاستنتاجات في نهاية المطاف (في السيناريو الخاص بنا)، هو أمر مقبول علميا وليس علامة على التحيز.

مثل هذه القصص ليست غير شائعة في تاريخ العلم. علماء الفلك في القرن التاسع عشر، الذين افترضوا أن مجرة ​​درب التبانة هي الكون بأكمله، فحصوا الصور الأولى لمجرة المرأة المسلسلة واعتقدوا، بحق، أنهم كانوا ينظرون إلى نجم واحد محاط بنظام شمسي ناشئ، وليس، كما نعرف اليوم، مجموعة بعيدة تبلغ حوالي تريليون نجم. وبالمثل، كان أينشتاين متأكدًا من أن الكون ثابت، لذلك أدخل ثابتًا كونيًا في معادلاته لإبقائه على هذا النحو. كلا الافتراضين منطقيان. كلاهما كانا مخطئين. وكما أوضح ديفيد كايزر من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) وأنجيلا إن إتش كريجر من جامعة برينستون أعلى هذه الصفحات في عدد أكتوبر 19، فمن الممكن أن نرتكب أخطاء ونظل ذات فائدة عظيمة. ويبدو كل شيء دائمًا أكثر وضوحًا عند الرجوع إلى الماضي.

وفي ما يتعلق بجسيمات النيوترينو السريعة، لدينا بالفعل نظرة من المستقبل إلى الماضي. قصة أخرى مشهورة، والتي نعرف تراثها بالفعل، هي قصة نيكولاس كوبرنيكوس ونظريته حول مركزية الشمس. وزعم أن الأرض تدور حول محورها دورة نهارية وتدور حول الشمس كل عام، وهي نظرية نقبلها جميعًا اليوم. وتحدى النظام الكوبرنيكي الاعتقاد القديم الذي صاغه بطليموس في القرن الثاني الميلادي في كتابه "المجسطي الكبير" القائل بأن الشمس والقمر والنجوم تدور حول الأرض الثابتة في مكانها في مركز الأرض. الكون.

طرح كوبرنيكوس أفكاره الثورية في كتابه "في حركة الأجرام السماوية" الذي قرأه العديد من العلماء في ذلك الوقت وأعجبوا به وعلقوا عليه واستخدموه لتحسين تنبؤاتهم الفلكية. ومع ذلك، حتى بحلول عام ١٦٠٠، أي بعد ٥٧ عامًا، لم يتخل أكثر من اثني عشر من علماء الفلك الجادين عن الاعتقاد بأن الأرض ثابتة في مكانها. استمر معظم العلماء في تفضيل نظرية مركزية الأرض، والتي تناسب المنطق السليم. وحتى اليوم، عندما نتحدث عن شروق الشمس وغروبها، فإننا نبدو وكأننا من يؤيد ذلك.

في بعض الأحيان يتم تقديم هذا "الكواكب" الكونية على أنه تحيز ويقال إن جاليليو دحضه في عام 1609، عندما قام ببناء تلسكوب وبدأ استخدامه لمراقبة النجوم والقمر والكواكب. كلا الأمرين غير صحيح. وبعد فترة طويلة من عام 1609، كان لا يزال لدى علماء الفلك أسباب علمية مقنعة للتشكيك في ادعاءات كوبرنيكوس. وهذا عرض مثير للإعجاب للأسباب الوجيهة لمقاومة العلماء للأفكار الثورية - حتى الأفكار التي يتبين أنها صحيحة بشكل مذهل.

علم الكونيات الجديد لبراهي

لقد تفضل عالم الفلك الدنماركي تايكو براهي بخلق مصدر قوي للشك. وفي عام 1588 اقترح نوعًا جديدًا من النظام الهندسي [انظر الشكل الموجود على اليمين]. كان لعلم الكون الذي يعتمد على "مركزية الأرض والشمس" ميزتان تدعمانه: فهو يناسب البديهيات العميقة حول الطريقة التي يبدو أن العالم يتصرف بها ويتناسب مع المعلومات المتاحة في ذلك الوقت، كما أنه فعل ذلك بشكل أفضل من النظام الكوبرنيكي.

براها كان رجلاً فوق مستواه. لقد أدار برنامجًا بحثيًا في مرصد يشبه القلعة، وأدار ميزانية بحثية بحجم ميزانية أبحاث ناسا، وكان مجهزًا بأفضل الأدوات وأفضل مساعدي الأبحاث الذين يمكن شراءهم بالمال. والمعلومات التي حصل عليها براهي عن المريخ هي التي استخدمها يوهانس كيبلر، أحد مساعديه الباحثين، عندما اكتشف الشكل الإهليلجي لحركة الكواكب. غالبًا ما يوضح إيفان جينجريتش، وهو مؤرخ في جامعة هارفارد، أهمية براهي من خلال جمع جميع المعلومات الفلكية منذ العصور القديمة التي جمعها وحررها ألبرت كورتيوس في القرن السابع عشر: معظم المعلومات الفلكية التي يرجع تاريخها إلى ألفي عام جاءت من براهي.

هذا العالم الفلكي صاحب الإنجازات الفائقة، كان معجبًا جدًا بأناقة النظام الكوبرنيكي. لكن جوانب معينة منه أزعجته. كان أحد الأسباب هو عدم وجود تفسير مادي لحركة الأرض. (لقد عاش براه قبل أكثر من قرن من اختراع الفيزياء النيوتونية، وقدم هذا التفسير على وجه التحديد). وكانت أبعاد الأرض معروفة إلى حد معقول، ومن الواضح أن وزن كرة مصنوعة من الصخور والتراب يبلغ قطرها آلاف الكيلومترات كان هائلاً. ما الذي يمكن أن يحرك مثل هذا الجسم حول الشمس؟ بعد كل شيء، حتى سحب عربة محملة في الشارع أمر صعب للغاية.

وفي المقابل، من السهل تفسير حركة الأجرام السماوية مثل النجوم والكواكب. منذ زمن أرسطو، افترض علماء الفلك أن الأجرام السماوية مكونة من مادة أثيرية لا توجد على الأرض. وهذه المادة لها ميل طبيعي للتحرك بحركة دائرية سريعة، كما أن العربة لها ميل طبيعي للتوقف إذا لم يتم سحبها بقوة. وقال برها إن النظام الكوبرنيكي "يتجاوز بمهارة وبشكل كامل كل ما هو غير ضروري ومتناقض في نظام بطليموس.. ومع ذلك ينسب إلى الأرض، هذا الجسم الأخرق والكسول الذي لا يصلح للحركة، الحركة بسرعة مثل الحركة السماوية". المشاعل." وفي هذا الصدد، كان لدى علماء الفلك القدماء شيء مشترك مع علماء الفلك المعاصرين، وهو أنه من أجل تفسير ما يرونه، يفترضون اليوم أن معظم الكون يتكون من "المادة المظلمة" أو "الطاقة المظلمة" التي لا تشبه أي شيء نعرفه. .

الشيء الآخر الذي أزعج براهي هو النجوم في النظام الكوبرنيكي. قال بطليموس إن عدد النجوم "كبير إلى ما لا نهاية" لأننا لا نستطيع تمييز التحول اليومي (اختلاف المنظر)، أي أنه من المستحيل تمييز الاختلاف في مواقعها أو مظهرها بسبب التغيرات في زوايا الرؤية أو المسافات مراقب على الأرض أثناء انتقال النجوم من أفق إلى السماء وإلى الأفق الآخر. والخلاصة من هذه الملاحظة أن قطر الأرض لا شيء مقارنة ببعد النجوم؛ كتب بطليموس أن الأرض "مثل النقطة".

ومع ذلك، عرف كوبرنيكوس أننا لن نتمكن حتى من ملاحظة هذا التحول سنوي: التغيرات في المواقع النسبية للنجوم الناتجة عن حركة الأرض في مدارها حول الشمس. فإذا كانت الأرض تدور حول الشمس، فإن عدم حدوث انزياح سنوي يعني أن قطر مدارها (أطلق عليه كوبرنيكوس باللاتينية مدار ماغنوس(المدار الكبير) نفسه صفر "كنقطة" مقارنة بالمسافات بين النجوم. أبعاد الكون تصبح شيئا يصعب تصديقه، "كبيرة بلا حدود".

علاوة على ذلك، كما كان براهي يعلم جيدًا، كان لاقتراح كوبرنيكوس آثار بعيدة المدى ليس فقط فيما يتعلق بأبعاد الكون. لكن أيضا فيما يتعلق بأبعاد كل نجم. عندما ننظر إلى السماء ليلاً، يبدو أن لكل نجم قطرًا ثابتًا. وقد تم قياس هذه الأقطار بواسطة كل من بطليموس وبراها. نحن نعلم الآن أن النجوم البعيدة هي عمليا نقاط ضوئية، وقياسات قطرها الظاهري هي خطأ ناتج عن مرور موجات الضوء من خلال فتحة دائرية، مثل فتحة التلسكوب أو حدقة العين. .

لكن في ذلك الوقت لم يكن علماء الفلك يعرفون شيئًا عن الطبيعة الموجية للضوء. استخدم براهي هندسة بسيطة لحساب أقطار النجوم. وفقًا لهذا الحساب، إذا كانت النجوم على مسافات كوبرنيكية، فسيكون قطرها في حدود المسار الكبير. أصغر نجم سوف يقزم حتى الشمس، كما تقزم ثمرة الجريب فروت الفترة الموجودة في نهاية هذه الجملة. حتى تصديق ذلك كان أمرًا صعبًا للغاية، وقال براها إن مثل هذه النجوم الضخمة أمر سخيف. بحسب المؤرخ ألبرت فان هيلدن، "كان منطق براه خاليًا من أي عيب؛ وكانت قياساته مثالية. وكان على كل كوبرنيكي أن يقبل ادعاءاته".

وعندما واجهت النظرية الكوبرنيكية أدلة مادية تبدو غير قابلة للدحض، فضلوا عدم التنازل عنها واضطروا إلى اللجوء إلى الله تعالى. "لا يمكن القول بأن هذه الأشياء، التي يراها النوع الجماعي سخيفة للوهلة الأولى، هي في الواقع سخيفة، لأن العقل السماوي والجلال يفوقان فهمهم." هكذا كتب الكوبرنيكي كريستوف روثمان في رسالة إلى براهي. "كن اتساع الكون وأبعاد النجوم عظيمة كما تريد، فإنها لن تضاهي الخالق اللامتناهي. ولكن من المنطقي أنه كلما كان الملك أكبر، كلما كان القصر أكبر وأكبر لجلالته. فما هو حجم القصر الذي تعتقد أنه مناسب لله؟"

ولم يقتنع براهي بهذا الاستدلال، فاقترح نظامه: الشمس والقمر والنجوم تدور حول الأرض، وهي لا تتحرك كما في نظام بطليموس، بينما الكواكب تدور حول الشمس كما في النظام الكوبرنيكي. [انظر الإطار في الصفحة ٧٥]. حافظ نظام بريها على مزايا مركزية الأرض. فالأرض لا تتحرك في هذا النظام، وبالتالي تجنب الحاجة إلى تفسير حركة هذا الجسم الأخرق والكسول. كما يتم تجنب عيب التحول السنوي الذي يتطلب تفسيره وجود نجوم ضخمة وبعيدة. النجوم في نظام براهي تقع خلف الكواكب مباشرةً، وكانت ذات حجم معقول. ومع ذلك، فيما يتعلق بالكواكب، كان نظام براهي ونظام كوبرنيكوس متطابقين رياضيًا. وهكذا حافظ نظام براهي أيضًا على الأناقة الرياضية للنظام الكوبرنيكي، والذي تجاوز في رأي براهي كل ما هو غير ضروري أو متناقض في نظام بطليموس.

عندما بدأ جاليليو بمراقبة السماء باستخدام تلسكوبه، توصل إلى بعض النتائج التي تتناقض بشكل مباشر مع علم الكونيات القديم لبطليموس. ورأى أن للمشتري أقمارًا، مما أثبت أن الكون يمكن أن يحمل داخله أكثر من مركز واحد للحركة. كما لاحظ ظهور كوكب الزهرة وأظهر أن هذا الكوكب يدور حول الشمس. ومع ذلك، فإن هذه النتائج لم تؤد إلى فهم أن الأرض تدور حول الشمس، لأنها كانت متسقة مع نظام برها.

نزاع دام 200 عام

في منتصف القرن السابع عشر، وبعد فترة طويلة من وفاة رواد مثل كوبرنيكوس وبراهي وجاليليو، نشر عالم فلك إيطالي يُدعى جيوفاني باتيستا ريتشولي تقييمًا موسوعيًا للاحتمالات الكونية أطلق عليه (في أعقاب عمل بطليموس العظيم) المجسطي الجديد. نظر ريشيولي في العديد من الحجج المؤيدة والمعارضة للنظام الكوبرنيكي، والتي تناولت القضايا الفلكية والمادية والدينية. لكنه ذكر أن حجتين قلبتا الميزان ضد كوبرنيكوس. وكلاهما مبني على اعتراضات علمية. كلاهما نابع من أفكار بريها. ولم يتلق أي منهم إجابة قريبة من نشره، ولكن بعد بضع مئات من السنين فقط.

استندت إحدى الحجج إلى عدم القدرة على ملاحظة ظواهر معينة مثل الكوكب الدوار، في رأي ريتشيولي يجب أن خلق في تأثيره على المقذوفات والأجسام المتساقطة. اعتقد براهي أن الأرض الدوارة يجب أن تحرف المقذوف عن مسار خط مستقيم. لم تتم ملاحظة مثل هذه المجموعات حتى القرن التاسع عشر، عندما طور العالم الفرنسي غاسبار غوستاف دي كوريوليس وصفًا رياضيًا كاملاً لمثل هذه التأثيرات.

الحجة الأخرى كانت تلك التي صاغها براهي فيما يتعلق بأبعاد النجم وقام ريتشيولي بتحديثها من خلال الملاحظات التلسكوبية. (عمل براهي بدون تلسكوب). وبعد ابتكار العملية الرهيبة لقياس أقطار النجوم، وجد أن النجوم تبدو أصغر من تقديرات براهي. ومع ذلك، زاد التلسكوب من حساسيته للتحول السنوي، الذي لم يتمكنوا بعد من اكتشافه، مما يعني ضمنًا أن مسافات النجوم يجب أن تكون أكبر بكثير من افتراضات براهي. ومن هنا لا بد أن تكون النجوم ذات أبعاد ضخمة، كما زعم برها.

واشتكى ريتشولي من أن كوبرنيكوس ناشد الله تعالى أن يتحايل على هذه المشكلة العلمية. ولم يستطع ريتشيولي، الذي كان كاهنًا يسوعيًا، أن ينكر قوة الله. لكنه رفض هذا التوجه قائلاً: "حتى لو لم يكن من الممكن دحض هذا الاحتيال، فإنه لا يمكن أن يرضي... الشخص الحذر".

تأخر قبول النظام الكوبرنيكي بسبب عدم وجود أدلة علمية قاطعة تدعم الادعاءات التي لا تصدق تقريبًا حول أبعاد الكون وحجم النجوم. في عام 1674، اعترف روبرت هوك، أمين التجارب في الجمعية الملكية البريطانية، بأنه "سواء تحركت الأرض أو توقفت، فهي مشكلة مارست عقول وعقل أفضل علماء الفلك والفلاسفة المعاصرين منذ أن أحياها كوبرنيكوس. ومع ذلك، لم يجد أحد منهم دليلاً واضحاً بطريقة أو بأخرى".

في زمن هوك، قبلت أغلبية متزايدة من العلماء النظرية الكوبرنيكية، على الرغم من أنهم فعلوا ذلك إلى حد ما في مواجهة الصعوبات العلمية. لم يكن أحد قد أبلغ بشكل مقنع عن تحول نجمي سنوي حتى فريدريش بيسل في عام 1838. وفي نفس الوقت تقريبًا، ابتكر جورج إيري لأول مرة التفسير النظري الكامل لحقيقة أن أقطار النجوم تبدو أكبر من الواقع، واستطاع فرديناند رايش أن يلاحظ لأول مرة التحول الناتج عن سقوط الأجسام بسبب الدوران من الارض. وبالطبع، فإن فيزياء إسحاق نيوتن، التي لم تتناسب مع نظام براهي، قدمت منذ فترة طويلة تفسيرًا لقدرة أرض براهي "الخرقاء والكسولة" على الحركة.

ومع ذلك، في الأيام الأولى لجاليليو وريتشيولي، كان هناك علم رصدي محترم ومتماسك إلى حد ما إلى جانب معارضي الكوبرنيكية. وفي النهاية ثبت خطأهم، لكن هذا لا يعني أنهم كانوا علماء سيئين. في الواقع، كان التفنيد الصارم للحجج القوية، ولا يزال، جزءًا من التحدي والمتعة في ممارسة العلم.

______________________________________________________________________________

باختصار

أصبحت نظرية كوبرنيكوس الثورية التي تقول بأن الأرض تدور حول الشمس، بمثابة كنز من الحكمة العلمية والدينية التي تم جمعها على مدى أكثر من ألف عام.

لقد رفض معظم العلماء لعقود من الزمن قبول هذه النظرية، حتى بعد المراقبة التلسكوبية التاريخية لجاليليو.

ولم تكن اعتراضاتهم دينية فحسب. دعمت الأدلة الرصدية علم الكونيات المتنافس لمركزية الأرض الشمسية لتيكو براهي.

عن المؤلفين

دينيس دانيلسون هو أستاذ اللغة الإنجليزية في جامعة كولومبيا البريطانية والذي يدرس الأهمية الثقافية للثورة الكوبرنيكية. وقد عمل مؤخرًا كزميل زائر في قسم تاريخ العلوم بجامعة لودفيغ ماكسيميليان في ميونيخ.

كريستوفر إم جراني هو أستاذ الفيزياء وعلم الفلك في كلية لويزفيل التقنية المجتمعية بولاية كنتاكي. يقوم هو وزوجته كريستينا بترجمة الكتابات الفلكية من اللاتينية.

المزيد عن هذا الموضوع

قياس الكون: الأبعاد الكونية من أرسطرخوس إلى هالي. ألبرت فان هيلدن. مطبعة جامعة شيكاغو، 1985.

التلسكوب ضد كوبرنيكوس: ملاحظات النجوم التي كتبها ريتشيولي تدعم كون مركزية الأرض. كريستوفر م. جراني في مجلة تاريخ علم الفلك، المجلد. 41، لا. 4، الصفحات 453-467؛ نوفمبر 2010.

أسلاف أبولو. دينيس دانيلسون في عالم أمريكي، المجلد. 99، لا. 1، الصفحات 136-143؛ مارس-أبريل 2011.

النجوم كجيوش الله: دمج لانسبيرجين لحجة تايكو براهي حول حجم النجم في النظرية الكوبرنيكية. كريستوفر م. جراني في مجلة تاريخ علم الفلك، المجلد. 44، لا. 2، الصفحات 165-172؛ مايو 2013.

تم نشر المقال بإذن من مجلة ساينتفيك أمريكان إسرائيل