یک نمایش باشکوه

تاریخچه پدیده گذر «ناهید» و نقش آن در محاسبه های اخترشناسی

فردا می‌توان پس از هشت‌سال، یک‌بار دیگر گذر «ناهید» از مقابل خورشید را مشاهده کرد. در این پدیده، طی یک دوره چندساعته سیاره ناهید به آرامی از مقابل چهره خورشید عبور می‌کند. گذرها در شکل‌گیری درک ما از کل جهان نقش مهمی برعهده داشتند. این پدیده، پیش از این هشت سال قبل و ۱۳۰ سال قبل روی داده بود. به بیان دیگر هیچ فرد زنده‌ای، بیش از یک‌بار شاهد این پدیده نبوده است و اگر فرصت امروز را از دست بدهید تا ۱۰۶ سال دیگر چنین پدیده‌ای روی نمی‌دهد، پس بهتر است قدرش را بدانید. این رویداد نجومی، علاوه بر زیبایی، بسیار نادر و طی‌هزار سال، فقط ۱۵بار روی داده است. در کل، این پدیده از زمان اختراع تلسکوپ تاکنون فقط شش‌بار رخ داده و این هفتمین گذر پس از ابداع تلسکوپ است. یکی از مهم‌ترین‌گذرهای ناهید از مقابل خورشید، گذر آن در تاریخ ششم دسامبر ۱۸۸۲ بود که توانست تغییری اساسی در دیدگاه ما نسبت به ساختار منظومه خورشیدی پدید آورد. در آن رویداد، پروفسور «سایمون نیوکمب» (S.Newcamb) گروهی را برای مشاهده این پدیده رهسپار آفریقای‌جنوبی کرد.

وی گروهش را در یک مدرسه مذهبی دخترانه در ویلینگتون آفریقای‌جنوبی مستقر کرد (و آن طور که گفته می‌شود) گروهی از معلمان آن مدرسه شامل خانم‌ها «فرگوسن»، «کامینگز» و «براون» توانستند رصدهای دقیقی انجام دهند و بهتر از حرفه‌ای‌ها عمل کنند. گذر ناهید طی قرن‌ها، کاشفان و اخترشناسان چهارگوشه جهان را به سوی خود جلب کرده است که می‌توان دلیل آن را به حساب شخص برجسته و جامع‌الاطرافی چون «ادموند هالی» (E.Halley) گذاشت. «هالی» در نوامبر ۱۶۷۷ گذر سیاره دوردست تیر را در جزیره متروک سنت هلن در جنوب اقیانوس آرام رصد کرد.

افکارش باعث شد که وی محل سکونتش را ترک کند؛ زیرا وی دریافت، گذر این سیاره از مقابل صفحه خورشید در عرض‌های جغرافیایی مختلف یکسان نیست. گروه‌های نجومی می‌توانند با اندازه‌گیری زمان گذر سیاره از دو مکانی که بسیار دور از یکدیگر هستند، اختلاف‌منظر را به دست آورند و به وسیله آن مهم‌ترین کمیت اخترشناسی یعنی فاصله زمین تا خورشید را محاسبه کنند. «هالی» می‌دانست که این فاصله (یعنی «واحد نجومی» یا AU) یکی از بنیادی‌ترین کمیت‌ها در اخترشناسی است. «یوهان کپلر» (J.kepler) در ابتدای قرن هفدهم نشان داده بود که فاصله سیارات تا خورشید، تعیین‌کننده سرعت مداری آنان است که به آسانی قابل اندازه‌گیری بود، اما هیچ‌کس راهی برای یافتن فاصله دقیق سیارات از خورشید ارایه نکرده بود. هدف اصلی اندازه‌گیری واحد نجومی بود؛ پس از آن با دانستن سرعت حرکت‌های مداری تمام سیاراتی که حول خورشید در گردشند، نوبت اندازه‌گیری مقیاس منظومه شمسی فرا می‌رسد.

با این همه «هالی» این نکته را نیز دریافت که سیاره تیر آنچنان دور است که اندازه‌گیری اختلاف‌منظر آن بسیار مشکل است. اما در مورد ناهید چه می‌توان گفت؟ از آنجایی که ناهید به زمین نزدیک‌تر است، اختلاف‌منظر آن نسبت به تیر نیز باید بیشتر باشد. «هالی» دریافت فاصله زمین تا خورشید را می‌توان با رصد ناهید با دقت یک در پانصد محاسبه کرد. اما مشکل دیگری وجود داشت. گذر ناهید خلاف گذر تیر بسیار به‌ندرت اتفاق می‌افتد. این پدیده تقریبا دوبار در هر ۱۲۰سال اتفاق می‌افتد. گذشته از این وی پیش‌بینی کرد که ناهید باید در سال ۱۷۶۱ و ۱۷۶۹ از مقابل چهره خورشید عبور کند. البته وی در سال ۱۷۴۲ درگذشت و نتوانست هیچ کدام از این دو پدیده را مشاهده کند.

● در تعقیب گذر ناهید

اولین اخترشناس نامداری که پدیده گذر ناهید را ثبت کرد، کشیشی لانکستری به نام «یرمیا هوراکس» (J.Horrocks) بود که مدت‌ها پیش از «هالی» این کار را انجام داد. «هوراکس» در سوم ژانویه ۱۶۴۱ در ۲۲‌سالگی درگذشت اما چندسال پیش از درگذشتش، محاسبه کرد که گذر ناهید در چهارم دسامبر ۱۶۳۹ روی می‌دهد. وی و همکار بزازش به نام «جوزف کربتری» (J.Crabtree) این پدیده را از مکان‌های متفاوتی رصد کردند. «کربتری» در منچستر و «هوراکس» در «روستایی دورافتاده... تقریبا در ۱۵ مایلی شمال لیورپول» به رصد این پدیده پرداختند. هردوی آنها با هوای تقریبا ابری مواجه شدند، اگرچه بعدا آسمان همکاری کرد و ۳۵ دقیقه پیش از آنکه گذر به پایان برسد، هوا صاف شد. «هوراکس» در یادداشت‌های خود نوشت: «با این همه من توانستم به حول و قوه‌الهی تمام رصدهایی را که در آن مدت کوتاه امکان‌پذیر بود، به انجام برسانم و این رصد را چنان کامل و موثر انجام دهم که مشکل بتوان گفت نیازمند زمان بیشتری بودم.»

«هوراکس» و «کربتری» توانستند با اندازه‌گیری‌های خود اندازه زاویه‌ای ناهید را به دست آورند. هیچ شکی نیست که اگر «هوراکس» بیشتر زنده می‌ماند، بزرگ‌ترین اخترشناس انگلیسی زمانه خود می‌شد. در آن زمان کسی به فکر اندازه‌گیری اختلاف‌منظر ناهید نبود. اما در گذری که در ششم ژوئن ۱۷۶۱ روی داد، وضعیت تغییر کرد. در این زمان گروه‌های مختلفی از اخترشناسان انگلیسی و فرانسوی با الهام‌گرفتن از روش «هالی» برای مشخص‌کردن اندازه منظومه شمسی، به مکان‌های مختلفی از جمله هند، سیبری، سنت هلنا و سوماترا اعزام شدند. اما اوضاع بر وفق مراد نبود، زیرا انگلستان و فرانسه در حال جنگ بودند. کسی که بیش از همه سزاوار همدردی است، شخصی است به نام «لوژانتی». وی که یک سال پیش از موعد به موریس سفر کرده بود، دریافت که نمی‌تواند کارش را انجام دهد، چراکه نیروهای انگلیسی محل رصدش را در پوندیچری (Pondicherry) محاصره کرده‌اند. وی که سوار بر یک کشتی جنگی فرانسوی از معرکه گریخت، حین عبور از اقیانوس هند، شاهد یک گذر بسیار شگفت‌انگیز بود، اما تکان‌های شدید و تغییر مسیرهای زیاد کشتی مانع از آن شد که وی بتواند رصدهای دقیقی انجام دهد. «لوژانتی» که سر نترسی داشت، به تبعیدی خودخواسته رفت و در جنوب استوا اقامت کرد و منتظر گذر بعدی در ۳ ژوئن ۱۷۶۹ ماند.

وی پیش از آنکه برای رصد این پدیده رهسپار فیلیپین شود، خود را با پژوهش در مورد فلور و فون و فرهنگ مردم موریس و ماداگاسکار سرگرم ساخت. از قضای روزگار، وی که حدود ۵۰‌هزار کیلومتر سفر کرده بود، در آخرین لحظه با هوای ابری مواجه شد: «بیش از دو هفته به انزوا و افسردگی دچار شدم و نمی‌توانستم دست به قلم ببرم تا یادداشت‌های روزانه‌ام را کامل کنم.» ولی در نهایت به فرانسه بازگشت و با زنی ثروتمند که ارث زیادی برایش باقی مانده بود، ازدواج کرد.

گذر سال ۱۷۶۹ نیز از این لحاظ مشهور است که «جیمز کوک» و همراهانش که در نیمه راه سفر خود به دور دنیا بودند، در تاهیتی این پدیده را مشاهده کردند و به همین مناسبت قلعه ناهید (FORT VENUS) را در ماتاوی‌بی ساختند.

● اندازه‌گیری‌های متوالی

در حالی که اخترشناسان اندازه‌گیری‌های اولیه زمان گذر را تا آنجا که تجهیزاتشان امکان می‌داد، با دقت انجام می‌دادند، اندازه‌گیری‌ها تحت اثر«قطره سیاه» با مشکل مواجه می‌شد. وقتی که ناهید مقابل صفحه خورشید قرار می‌گرفت، به صورت یک قطره سیاه در می‌آمد و دیگر دایره‌ای شکل نبود، به همین دلیل اندازه‌گیری زمان با مشکل مواجه می‌شد. این اثر به دلیل پدیده تفرق نور روی می‌دهد.

مشکل دوم آن بود که وقتی ناهید در مقابل صفحه خورشید قرار می‌گیرد، یک هاله نور تشکیل می‌دهد. این اثر به اخترشناسان نشان داد که ناهید جو رقیقی دارد و هاله از شکست نور در جو این سیاره به وجود می‌آید. هر دو این پدیده‌ها بیانگر این بود که محاسبه دقیق زمان غیرممکن است. اما اخترشناسان سخت تلاش کردند تا بتوانند نتایج حاصل از این اعزام‌ها را تجزیه و تحلیل کنند. «یوهان فرانتز هنگه» (J.F.ENCKE) مدیر رصدخانه برلین، در نهایت توانست براساس تمامی اندازه‌گیری‌های اختلاف‌منظر، مقدار ۱۵۳میلیون و ۳۴۰هزار کیلومتر را برای واحد نجومی به‌دست آورد. با توجه به تجهیزات و امکانات آن زمان، مقدار به‌دست آمده به مقدار پذیرفته شده فعلی یعنی ۱۴۹میلیون و ۵۹۷هزار و ۸۷۰کیلومتر که با استفاده از رادار به دست آمد، نزدیک است. امروزه اندازه‌گیری فاصله‌ها با استفاده از رادار جایگزین گذر یا سایر پدیده‌های نجومی دیگر شده، چراکه دقت این روش بسیار بیشتر است. امروز واحد نجومی مقیاسی برای اندازه‌گیری کیهان است و مبنایی برای نحوه سنجش جهان محسوب می‌شود. با دانستن مقدار واحد نجومی، می‌توان روش اختلاف‌منظر را گسترش داد و از آن برای اندازه‌گیری فاصله ستاره‌های دور دست استفاده کرد.

برای مثال وقتی که در فروردین (که زمین در نقطه مشخصی در مدار خود قرار دارد) به ستاره‌ای نگاه می‌کنیم، مکان آن متفاوت از زمانی است که شش‌ماه بعد یعنی ماه مهر آن را می‌بینیم. با دانستن پهنای مدار زمین و میزان اختلاف‌منظر می‌توان به فاصله آن ستاره پی برد. گذر ناهید که امروز صورت می‌گیرد، بیش از آنکه یک رویداد علمی مهم باشد، یک نمایش با‌شکوه اخترشناسی است. با این همه، چنین گذرهایی راه را برای آنچه که ممکن است یکی از حیاتی‌ترین کشف‌های گیتی باشد هموار کند، یعنی یافتن سیاره‌های هم‌اندازه زمین که پیرامون ستارگان دیگر درگردشند. ناسا در سال ۲۰۰۹ کاوشگری به نام کپلر را به فضا پرتاب کرد. این کاوشگر درخشندگی ستاره‌های شبه‌خورشید را بررسی و مشخص می‌کند آیا گذر سیاره‌های کوچکی همانند ناهید یا زمین در مقابل آنها روی می‌دهد یا خیر. این تلسکوپ تاکنون به این روش، سیاره‌های فراخورشیدی بسیاری را کشف کرده است. بدون شک «یوهان کپلر» (۱۶۳۰-۱۵۷۱) اخترشناس نامدار لهستانی، اولین کسی که هندسه و ساختار منظومه‌شمسی را رسم کرده است، از این‌گونه فعالیت‌ها خرسند می‌شود.

سلیمان فرهادیان