داستان دنباله داران

تصور گذشتگان با آنچه امروز از دنباله دارها می دانیم بسیار تفاوت داشته است با تحولی كه تیكو براهه اواخر قرن شانزدهم در شناخت ما از نادرستی عالم ارسطویی پدید آورد, دانشمندان دیگری مانند كپلر, گالیله, و دكارت نیز به ارائه نظریه های تازه دربارهِ دنباله دارها پرداختند

تصور گذشتگان با آنچه امروز از دنباله‌دارها می‌دانیم بسیار تفاوت داشته است. با تحولی كه تیكو براهه اواخر قرن شانزدهم در شناخت ما از نادرستی عالم ارسطویی پدید آورد، دانشمندان دیگری مانند كپلر، گالیله، و دكارت نیز به ارائه نظریه‌های تازه دربارهِ دنباله‌دارها پرداختند.

دنباله‌دارها مناظر باشكوهی در آسمان شب‌اند و ماهیت آنها همواره موضوعی چالش‌برانگیز در تاریخ نجوم بوده است. امروز می‌دانیم این كوه‌های یخ سرگردان در فضای منظومه شمسی خاستگاهی در دوردست‌های منظومه دارند و با نزدیك شدن به خورشید دُمی بلند از ذرات از آنها شكل می‌گیرد اما زمانی نه‌چندان دور آنها پدیده‌هایی جوّی تصور می‌شدند.

در بخش نخست این مقاله، در شماره ۱۵۸/۱۵۷ نجوم، دیدیم كه چگونه تیكو بِراهه با تخمین فاصلهِ دنباله‌داران از زمین، تغییر بنیادی در شناخت این اجرام پدید آورد و نشان داد كه آنها متعلق به جوّ نیستند و در فاصله بسیار دورتری از زمین قرار دارند. در عین‌حال، بِراهه مسئله‌ای بزرگ در پیشِ روی اخترشناسان و فلاسفه قرار داد: این اجرام غیرعادی در كجای آسمان و در زُمرهِ كدام انواع آسمانی باید قرار می‌گرفتند؛ وقتی در جهانِ ارسطویی، تعداد، نوع، و حركت همهِ اجرام آسمانی معلوم بود؛ دنباله‌داران را -‌كه اجرامی غیرمتعارف بودند و نه تعداد، نه نوع، و نه حركت آنها دانسته بود- چگونه می‌شد در جای مناسب خودشان قرار داد.

بِراهه در نخستین سال قرن هفدهم میلادی درگذشت؛ قرنی كه طی آن برخی از بزرگ‌ترین اختراعات و اكتشافات تاریخ اخترشناسی روی داد: تلسكوپ اختراع شد، قمرهای جدید كشف شدند، حلقه‌های زحل و لكه‌های خورشید رصد شدند، كِپلر قانون‌های گردش سیارات را كشف كرد، حسابان اختراع شد، نیوتن بنیاد مكانیك سماوی را پِی‌ریخت، و سرانجام دقت اندازه‌گیری زاویه‌ای به ۱۵ ثانیهِ قوس رسید كه نسبت به‌پایان قرن شانزدهم چهار برابر شده بود. نظریه‌پردازی دربارهِ دنباله‌داران هم از همهِ اینها تأثیر پذیرفت، تا این كه نیوتن، در اواخر قرن هفدهم، نقطهِ عطف دیگری در تاریخ نظریهِ دنباله‌داران پدید آورد.

تقریباً در سراسر قرن هفدهم حركت و ماهیت دنباله‌داران دو روی یك سكّه تلقی می‌شدند: اگر دنباله‌دار حركتی مُستَدیر داشت جزء اجرام پایندهِ سماوی بود و اگر حركتش مستقیم بود در زُمرهِ اجرام ناپایداری قرار می‌گرفت كه دفعتاً در فضای اَثیری پدید می‌آمدند و به‌همان صورت از بین می‌رفتند. به‌همین سبب بود كه یافتن چگونگی حركت دنباله‌داران اولویت اِنكارناپذیری داشت و برای برآوردن این نیاز مسابقه‌ای ناخواسته بین اخترشناسان رصدگر، ریاضیدانان، و سازندگان ابزارهای رصد در جریان بود.

بعد از بِراهه نخستین اخترشناسانی، كه آوازه‌شان در اروپا پیچید، گالیله و كپلر بودند. گالیله كه یكی از بنیانگذاران انقلاب علمی در قرن هفدهم شمرده می‌شود نظریه‌ای كاملاً ارسطویی در مورد دنباله‌داران داشت. او گرچه نمی‌توانست مُنكِر اندازه‌گیری‌هایی باشد كه دنباله‌داران را در خارج از جوّ زمین قرار می‌داد، به‌سماوی بودن آنها اعتقاد نداشت. به‌عقیدهِ گالیله، بخار و دُخانِ برخاسته از زمین مستقیم به‌آسمان و حتی به‌ فضای میان­‌سیاره‌ای صعود می‌كرد. سپس نور خورشید بعد از برخورد به‌این توده بازتابیده می‌شد اما، چون نور بازتابیده از جوّ زمین عبور می‌كرد، ناخالصی‌های جوّ سبب می‌شد كه این نور بازتابیده دچار شكست شود. این شكست نور به‌صورت دنبالهِ دنباله‌دار دیده می‌شد.

گالیله در نظریهِ خود تلاش كرد همهِ پدیده‌های مربوط به‌دنباله‌داران را توجیه كند: ظهور ناگهانی دنباله‌داران با رقیق شدن تصادفی بخارات و صعود آنها توجیه شد، پاد-‌خورشیدی بودن دنباله با تابش خورشید، زَوال تدریجی دنباله داران با دورتر شدن آنها، و غیر‌تَناوبی بودن دنباله‌داران با حركت مستقیم‌الخط‌شان ربط داده شد.

كپلر، اما، نظریه‌ای كاملاً متفاوت داشت. به‌عقیدهِ او دنباله‌داران اجرامی سماوی بودند اما مانند سیارات و ستارگان حركت مستدیر نداشتند بلكه در مسیرهای مستقیم حركت می‌كردند. به‌همین سبب در تمام نوشته‌های كپلر، در مورد قوانین حركت سیارات، اثری از دنباله‌داران به‌چشم نمی‌خورَد. نظر كپلر در مورد ماهیت دنباله‌دارها طی سالیان تغییر كرد. او در سال‌های آغازین قرن هفدهم فكر می‌كرد كه جسم دنباله‌داران مانند گویی شیشه‌ای است كه نور خورشید را می‌شكند و پرتوهای شكسته به‌صورت دنباله‌دار دیده می‌شوند. اما بعد در مقابل این سؤال قرار گرفت كه پرتوهای شكسته باید بازتابیده شوند تا قابل روِیت گردند. اگر شكست نور از بدنهِ دنباله‌داران در میان اِتِر (ماده‌ای كه تصور می‌شد فضا از آن تشكیل شده است) صورت می‌گیرد چگونه اِترِ خالص نورِ شكسته را به‌ناظر زمینی باز می‌تاباند؟ بعدتر، در دهه دوم قرن هفدهم، كپلر نظریه‌ای را پَروَراند كه بخشی از آن بی‌شباهت به‌نظریهِ امروزین دنباله‌داران نیست. به‌اعتقاد او دنباله‌داران بر اثر تجمع ناخالصی‌های اِتِر پدید می‌آیند. مادهِ دنباله‌دار نه آن‌قدر سخت است كه نور از آن نگذرد و نه آن‌قدر شفاف كه نور به‌راحتی در آن سِیر كند. وقتی پرتوهای خورشید به‌مادهِ دنباله‌دار برخورد می‌كنند ذراتی از آن را در فضای اِترِی آسمان می‌پَراكَنند. سپس نور بازتابیده از این ذرات به‌صورت دنباله جِلوه می‌كند و به‌همین سبب دنباله همواره در خلاف جهت خورشید گسترش می‌یابد.

كپلر معتقد بود به‌‌تعداد ماهیان اقیانوس‌ها دنباله‌دار در آسمان وجود دارد، و هدف خالِق از پدید آوردن آنها، باز-توزیع ناخالصی‌های اِتِر است. اگر این ناخالصی‌ها انباشته می‌شدند رفته‌رفته لایه‌ای تشكیل می‌دادند كه مانع رسیدن نور خورشید و ستارگان می‌شد. اما دنباله‌داران، كه از تجمع چنین ناخالصی‌هایی پدید می‌آیند، حركت می‌كنند و به‌تدریج ناخالصی‌ها را در همه جا می‌پراكنند.

زمانی كه كپلر صورت نهایی نظریهِ دنباله‌داران خود را تنظیم می‌كرد، فیلسوفی دیگر نه‌تنها طرحی برای ساز‌وكار دنباله‌داران، بلكه نظریه‌ای برای كاركرد كل عالم پِی می‌ریخت. در نظر رِنه دِكارت (۱۶۵۰-۱۵۹۶)، فیلسوف فرانسوی، دنباله‌داران همان سرگذشتی را داشتند كه كوتوله‌های سفید در نجوم امروز دارند.

توفیق حیدرزاده