Hamshahri corpus document

DOC ID : H-811119-60028S1

Date of Document: 2003-02-08

كسوفي كه جهان را روشن ساخت پيتر كولس ترجمه: سليمان فرهاديان اگر واقعا فضاتحت تاثير نيروي گرانش خميده باشد نوري كه از اين فضاي خميده مي گذرد مسير منحني به حركت در آيد نيز بايد در يك چگونه يك دانشمند انگليسي با استفاده از كسوف به شاهدي براي اثبات صحت تئوري نسبيت عام اينشتين دست يافت. *** لحظه كسوف كامل لحظه بسيار سحرانگيزي است: طي چند دقيقه كوتاه ذهن ما به سمت مهم ترين اسرار گيتي معطوف صفحه مي شود سياهي قرص رخشان ماه را مي پوشاند و تاريكي همه جا را فرامي گيرد، تجربه اي هول انگيز كه هرگاه اتفاق افتد صدها ميليون نفر را در سرتاسر جهان مجذوب خود خواهد كرد. اما يك كسوف ويژه كه هشتاد و اندي سال پيش رخ داد، نه تنها هيجانات فراواني را در افراد برانگيخت، بلكه مهم تر از آن درك ما را از جهان تغيير داد. طي دو قرن دانشمندان ديدگاه سر ايزاك نيوتن در مورد جهان را باور داشتند. اكنون يك دانشمندان جوان آلماني _ سوئيسي به نام آلبرت اينشتين ديدگاه هاي وي را به چالش طلبيده است 29 روز مه 1919 كه خورشيدگرفتگي كلي روي مي دهد زمان رويارويي نهايي اين دو _ نيوتن در مقابل اينشتين _ است. عقايد نيوتن در اثر جاودان وي با نام Mathematica Principia Naturalis Philosophiae _ اصول رياضي فلسفه طبيعي _ كه در سال به 1687 چاپ رسيده است تشريح شد. كتاب اصول _ اثر مشهور نيوتن معمولا به اختصار اصول ناميده مي شود _ در حقيقت مجموعه اي است از قوانين رياضي كه تمام انواع حركت هاي موجود در جهان را تشريح مي كند. اين قوانين همان طور كه براي تشريح حركت اجسام معمولي همانند حركت سيبي كه از درخت فرو مي افتد به كار رفته است براي تفسير نحوه حركت سيارات به دور خورشيد نيز مورد استفاده واقع شده است. ديدگاه هاي نيوتن در مورد فضا و زمان در مركز مفاهيمي كه وي براي جهان ارائه داده است، قرار دارد. فضا انعطاف ناپذير محسوب مي شد، درست به همان شيوه اي كه در قواعد هندسي وضع شده توسط اقليدس رياضيدان يونان باستان اين گونه اظهار شده به بود نظر نيوتن فضا بي تحرك و بسيار انعطاف ناپذير بود كه اجسام مي توانند در آن به حركت در آيند. زمان نيز مطلق فرض شده و بي وقفه به راه خود ادامه مي داد و سرعت آن نيز براي همه افراد جهان يكسان بود. بيش از دويست سال دانشمندان از دريچه ديدگاه هاي نيوتن به جهان مي نگريستند. جهان همانند ماشين كوكي عظيمي تصور مي شد كه توسط قواعد از پيش تعيين شده و طي دوره هاي معيني شكل گرفته اين است عمارت سال ها بر تفكر علمي حكم مي راند تا آنكه آلبرت اينشتين اين عقايد را به چالش طلبيد اگر چه وي در آلمان به دنيا آمده بود اما در آن هنگام به عنوان كارمند اداره ثبت اختراعات در برن سوئيس به كار مشغول بود. وي عقايد جديد خود را در مورد حركت، فضا و زمان تحت عنوان تئوري نسبيت خاص مطرح كرد. اينشتين ده سال ديگر از وقتش را صرف اين كرد كه تبعات كامل ايده هاي خود، از جمله گرانش را از آن استخراج كند. تئوري نسبيت عام كه براي اولين بار در سال 1915 مطرح شد همانند تئوري هايي كه پيش از وي توسط نيوتن و در كتاب اصول تشريح شده بود مي توانست تفسير كاملي از حركت اجسام را ارائه دهد. اما بيان اينشتين از گرانش نيازمند آن بود كه فضا خميده باشد، هر چه قدر كه فضا براي نيوتن زمينه اي انعطاف ناپذير محسوب مي شد، به نظر اينشتين فضا بايد در اطراف اجرام سنگين خم شده و انحنا برمي داشت. در حقيقت، انحناي فضا عاملي بود كه اجرامي همانند سيارات را در مدار حركتشان هدايت مي كرد. اينشتين مدت ها روي تئوري نسبيت عام خود كار كرد، و در همين ايام به آلمان برگشت و در برلين مشغول به كار شد. اما يك نسخه از تئوري نسبيت عام وي به سرعت و به طور پنهاني اروپاي مجروح از جنگ را طي كرده و به كمبريج رسيد. در كمبريج آرتور استنلي ادينگتون يكي از بزرگ ترين اختر فيزيكدانان بريتانيا مقاله اينشتين را مطالعه كرد. ادينگتون دريافت تئوري اينشتين را مي توان مورد آزمايش قرار داد. اگر واقعا فضا تحت تاثير نيروي گرانش خميده باشد، نوري كه از اين فضاي خميده مي گذرد نيز نبايد به خط مستقيم سير كند بلكه بايد در يك مسير منحني به حركت در آيد. هر چه قدر كه نيروي گرانش قوي تر باشد، ميزان انحناي نور نيز بايد بيشتر باشد، ميزان اين انحنا نيز هنگامي كه نور از كنار يك جسم بسيار بزرگ همانند خورشيد مي گذرد به بيشترين مقدار خود مي رسد. متاسفانه سنگين ترين اجرامي كه براي اخترشناسان آن زمان شناخته شده بود بسيار درخشان هم بودند. اين مطلب مربوط به زماني است كه سياهچاله ها هنوز دقيقا شناسايي نشده بودند و ستاره ها قوي ترين ميدان گرانشي شناخته شده را اعمال مي كردند. در اين مورد به خصوص خورشيد بسيار مناسب است چرا كه ستاره اي است كه كاملا در دسترس ما قرار دارد. اما غيرممكن است بتوانيم نحوه خم شدن احتمالي نور ستاره هاي عظيم دوردست را تحت تاثير گرانش خورشيد مشاهده كنيم، چرا كه نور خورشيد چنان درخشان است كه نور ضعيف ساير ستارگان دوردست در نور خورشيد محو مي شود. ادينگتون براي اين مسئله راه حلي پيشنهاد كرد: با رصد كردن ستارگان طي يك خورشيدگرفتگي كلي، هنگامي كه نور خورشيد به مدت چند دقيقه محو مي شودمي توان ستارگاني كه در آسمان كاملا نزديك به خورشيد به نظر مي رسندرامشاهده كرد. اگر تئوري اينشتين درست باشد گرانش خورشيد بايد موقعيت اين ستارگان را نسبت به موقعيت شان در شب و در اوقات ديگر سال كه خورشيد دور از آنها قرار دارد به ميزان بسيار كمي تغيير داده و آنها را جابه جا كند. هرچه قدر كه ستاره طي كسوف كلي به خورشيد نزديك تر باشد ميزان جابه جايي مشاهده شده نيز بيشتر است. ادينگتون سعي كرد با اعمال فشار بر موسسات علمي، آنها را وادار كند تا مقدمات انجام يك آزمايش علمي را فراهم سازند. سر فرانك واتسون ديسون اخترشناس سلطنتي وقت دريافت خورشيدگرفتگي سال 1919 بهترين فرصت اين است خورشيدگرفتگي كلي نه تنها به طور غيرمعمولي طولاني است (حدود شش دقيقه، اين زمان را با زمان دو دقيقه اي كسوفي كه ما در سال 1999 مشاهده كرديم مقايسه كنيد ) بلكه علاوه بر آن طي اين كسوف خورشيد درست در كنار دبران (Hydes) يكي، از خوشه هاي ستاره اي درخشان قرار مي گيرد. اما در اينجا داستان كمي بغرنج مي شود. ادينگتون كواكر ( Quakerعضو، فرقه اي مسيحي به نام انجمن دوستان ) و بنابراين صلح طلب بود. در سال 1917 پس از تلفات فاجعه آميز جنگ Somme دولت طرح سربازگيري را به نيروهاي مسلح ارائه ادينگتون داد از شركت در اين طرح سرباز زد و در نتيجه به تحمل حبس تهديد شد. در پايان نيز ديسون مداخله كرده و دولت را متقاعد كرد كه جرم اش در گذشته و وي را عفو كنند طرح سربازي او فقط با اين شرط به تعويق افتاده كه وي تعهد كند اگر جنگ پيش از 1919 به اتمام رسيد شخصا سرپرستي يك هيات تحقيقاتي را براي اندازه گيري ميزان انحناي نور توسط خورشيد برعهده بگيرد. و اما ماجراي اندازه گيري انحراف نور: مسير حركت خورشيدگرفتگي سال 1919 از شمال برزيل شروع شده، از اقيانوس اطلس گذشته و به غرب آفريقا مي رسيد. به دلايل بسيار و از جمله بدي آب و هوا قرار بر اين شد كه دو گروه تحقيقاتي مختلف تشكيل شود: يك گروه به سوبرال در برزيل و ديگري به جزيره پرينسيپ در خليج گينه درست كنار ساحل غربي آفريقا مستقر شوند. خود ادينگتون نيز به پرينسيپ رفت و سرپرستي هيات اعزامي به سوبرال را اندرو كراملين از رصدخانه سلطنتي گرينويچ برعهده گرفت. در نهايت نيز كارهاي گروه هاي تحقيقاتي دقيقا مطابق طرح پيش نرفت. هنگامي كه روز خورشيدگرفتگي ( مه ) 29 در پرينسيپ فرارسيد ادينگتون با طوفان شديد و باران هاي سيل آسا مواجه شد. حوالي بعدازظهر آسمان كمي صاف شد و وي توانست از وراي ابرها چند عكس تهيه كند. از طرف ديگر كراملين كه در جزيره يرينسيپ مستقر بود از شرايط آب و هوايي بهتري برخوردار بود، اما متاسفانه وي در نصب تجهيزات مورد نياز براي اندازه گيري انحناي نور خطاي فاحشي را مرتكب شد. وي تلسكوپ اصلي خود را شب قبل از كسوف تنظيم كرد، اما تصحيحات لازم براي اختلالي را كه به دليل افزايش دما در روز به وجود مي آيد منظور نكرد. اما خوشبختانه وي همراه خود يك تلسكوپ كمكي هم داشت و در نهايت اين تلسكوپ كمكي بود كه توانست بهترين نتايج را ثبت كند. پس از كسوف ادينگتون شخصا و با دقت هر چه تمام تر موقعيت ستارگاني كه به نظر مي رسيد در تصوير كسوف درست كنار خورشيد واقع شده اند را اندازه گيري براي كرد اين كار روي هم از تصاوير تهيه شده از سوبرال و هم تصاوير تهيه شده از پرينسيپ استفاده كرد. در مرحله بعد وي اين تصاوير را با موقعيت هاي اوليه و اصلي هيداس مقايسه موقعيت كرد اصلي هيداس شب هنگام زماني كه اين ستاره ها در آسمان كاملا قابل رويت بودند به دست آمد. اين اندازه گيري ها بايستي با دقتي فوق العاده انجام مي شد. يك دليل اين دقت فوق العاده اين است كه انحناي مورد انتظار بسيار ناچيز بود. دليل ديگر آنكه تصوير ستارگان بسيار محو و نامشخص بود و اين خود از مشكلات ساختاري تلسكوپ ها و اين نكته كه ستارگان از وراي جو درخشان خورشيد يا هاله خورشيدي رويت مي شدند، نشات مي گرفت. كمي بعد نتايج اين رصدها آماده شد. معتبرترين موسسه علمي بريتانيا يعني انجمن سلطنتي پيشنهاد كرد جلسه فوق العاده اي در 6 نوامبر در لندن برگزار شود. ديسون به عنوان اخترشناس انجمن سلطنتي به جايگاه رفت و اذعان كرد كه اندازه گيري ها تئوري گرانشي ديرپاي نيوتن را تاييد نمي كند. اما در مقابل اندازه گيري ها با پيش بيني هاي تئوري جديد اينشتين هماهنگي كامل دارد. واكنش رسانه ها بسيار غيرمترقبه بود. نام و تصوير اينشتين فورا در صفحه اول روزنامه هاي جهان پديدار شد و مي توان ادعا كرد اينشتين يك شبه مشهور و نامدار شد. علت اين اقبال شايان توجه مردم به اينشتين را بايد در چيزي فراتر از محتواي علمي اين نظريه جست وجو كرد. پس از سال ها جنگ و ويراني مردم اين فرصت را كه بشريت توانسته است از ترس و وحشت جنگ فراغت حاصل كرده و به چنان مرتبه والايي برسد كه توانسته است پرده از بزرگ ترين اسرار گيتي بردارد، غنيمت شمردند. به ويژه دو صلح طلب برجسته (ادينگتون بريتانيايي و اينشتين آلماني ) نيز از آشتي و صلح بين ملت هايشان كه از دستاوردهاي اين همكاري بود بسيار خشنود شدند. اما استنباطهاي مردم از دستاوردهاي كسوف بسيار متفاوت بود و به انتظارات آنان از نقش موسسات علمي بستگي فيزيكدانان داشت در اين زمينه بسيار محتاط بودند كه البته تا حدودي نيز توجيه پذير است. ادينگتون درصدد بود به دليل مشكلات فني كار در بعضي از اندازه گيري ها، تصحيحات اساسي انجام دهد، در نهايت نيز به اين نتيجه رسيد كه بايد بعضي از اطلاعات به دست آمده از رصد سوبرال را در محاسبه نهايي خود حذف كند. بسياري از دانشمندان نسبت به وي بدگمان بودند و فكر مي كردند وي از پيش خود حسابسازي مي كند. هر چند دانشمنداني كه از اقصا نقاط جهان كه به صحت نتايج به دست آمده ظنين بودند تا سال ها در پذيرفتن آن تعلل مي كردند، اما در پايان هنگامي كه صحت اين نتايج پس از رصد كسوف هاي متعدد و با دقت بسيار زياد تاييد شد، ناچار به پذيرش آن شدند. امروزه اخترشناسان آن چنان به تئوري اينشتين در مورد انحناي مسير نور توسط گرانش اطمينان دارند كه با استفاده از اين ايده تلسكوپ هايي به بزرگي جهان اگر ساخته اند همه شرايط مهيا باشد، گرانش مي تواند موقعيت اجرام را به ميزان بسيار جزيي تغيير دهد. بهترين شرايط نيز وقتي مهيا مي شود كه ما به اعماق فضا بنگريم و در كانون نگاه ما نه يك ستاره مشخص مثل خورشيد بلكه خوشه اي متشكل از صدها كهكشان _ كه جرم آن ها شايد 100 ميليون ميليون برابر خورشيد است _ قرار داشته باشد، انحناي فضايي كه از اين عدسي گرانشي ناشي مي شود، مي تواند نور منتشر شده توسط اجرام دورتر را جمع آوري كرده و آن ها را به صورت كمان هاي درخشاني در آسمان شب به نمايش در آورد. دانشمندان مي توانند با محاسبه اندازه اين كمان ها، خوشه هاي كهكشاني را توزين كنند. اينشتين چندان زنده نماند كه بتواند جهان را از وراي عدسي گرانشي مشاهده كند، اما اگر در بين ما بود و اين دستاوردها را مي ديد بسيار خرسند مي شد. Science First