راستی‌آزمایی؛ آیا گالیله گرد بودن زمین را کشف کرد؟

اگر از شما بپرسند گالیله را برای چه می‌شناسید یا آیا می‌دانید علت زندانی شدن گالیله چه بود؛ شاید جواب بدهید چون باور داشت زمین گرد است. این سؤال را از اطرافیان خود بپرسید. چند نفر جوابی غیر از این می‌دهند؟

گالیله که بود و چه کرد

اگر باور دارید که گالیله گرد بودن زمین را کشف کرد، باید بگویم در اشتباه هستید! گرد بودن زمین مسئله‌ای است که مدت‌ها قبل از وجود گالیله مطرح شده بود. منجمان و فیلسوفان یونانی از ۲۰۰۰ سال پیش به گرد بودن زمین پی برده بودند.

 گالیله حتماً به گرد بودن زمین باور داشت؛ اما مسئله اصلی که او به علت پافشاری روی آن مورد نقد و آزار کلیسا قرار گرفت، موضوع دیگری بود. گالیلئو گالیله ۱۵ فوریه ۱۵۴۶ در پیزای ایتالیا به دنیا آمد‌. در آن زمان بیشتر افراد تحصیل‌کرده در دنیای مسیحیت اعتقاد داشتند که زمین، مرکز جهان است و تمام اجرام آسمانی دور زمین می‌چرخد. گالیله به‌ علت مخالفت با عقیده‌ی آن دوره از مسیحیت، یعنی زمین‌مرکزی و اعتقاد بر اینکه زمین ثابت نیست و خورشید و ماه حول آن نمی‌چرخند، بلکه این زمین و ماه هستند که حول خورشید می‌گردند (ستاره‌ی مرکزی)، باعث برانگیختن خشم کلیسا شد.

در قرن اخیر منسوب دانستن افراد خاص به کشف‌های مختلف متداول شده است. حتی خورشیدمرکزی حاصل مشاهدات یک نفر نیست؛ بلکه ابتدا توسط کوپرنیک مطرح شد سپس دانشمندان مختلفی از جمله گالیله به اثبات آن پرداختند. علم فرآیندی است که برای تکامل به پرسش‌ها، ایده‌ها، مطالعات، مشاهدات و آزمایش‌ها طی دوره‌های زمانی بسیار طولانی (حتی قرن‌ها) نیاز دارد. ایده‌ی گرد بودن زمین هم از این قاعده مستثنا نیست؛ بنابراین به‌طور مستقیم نمی‌توانیم به شخص خاصی اشاره کنیم و کشف گرد بودن زمین را به او نسبت بدهیم؛ درست این است که تمام افرادی که در رشد و تکامل این موضوع دخیل هستند را به‌عنوان یک گروه مؤثر بپذیریم.

حال با درنظرگرفتن مطالب بالا وقت آن است که بدانیم چه کسانی در کشف گرد بودن زمین دخالت داشتند؟ آغازگر این ایده که بود و چه کسانی آن را تکمیل کردند؟ و نهایتاً اگر بخواهیم مؤثرترین فرد و اولین کسی که به اثبات علمی آن پرداخت را معرفی کنیم، او چه کسی خواهد بود؟

کشف گرد‌‌ بودن زمین روی دوش «غول‌ها»

ایستادن روی دوش غول، اصطلاحی قدیمی و به معنای کشف حقیقت بر پایه‌ی اکتشافات پیشین است. روند کشف گرد بودن زمین نیز با یک ایده‌ شروع شد و سپس سایر افراد با پیگیری نظرات و مشاهدات قبلی شروع به بررسی موضوع از دید خود کردند.

نیوتن: اگر فاصله دورتر را دیده‌ام، با ایستادن بر شانه‌های غول‌ها بوده است

فیثاغورس (۴۹۵-۵۷۰ ق‌.م.)

در قرن ششم پیش از میلاد، فیثاغورس ایده‌ی جهان کروی را مطرح کرد. در آن زمان عقاید متعصبانه‌ای مبنی بر مسطح بودن کره‌ی زمین وجود داشت. روال یونان باستان این بود که هر کشف را به یکی از حکمای باستان نسبت بدهند؛ از‌این‌رو ممکن است این مسئله نیز این‌طور باشد. با‌این‌حال بسیاری از منابع فیثاغورس و ارسطو را آغازگر ایده‌ی جهان کروی می‌دانند که با مشاهدات ساده توانستند ادعای اولیه‌ی گرد بودن زمین را مطرح کنند.

ارسطو (۳۲۲-۳۸۴ ق.م.)

ارسطو از شاگردان ممتاز افلاطون بود. افلاطون، فیلسوف بزرگ اهل آتن، دلیل قابل اتکایی برای کروی بودن زمین نداشت؛ اما به شاگردان خود آموخت که زمین گرد است. ارسطو مشاهده کرد که در مصر و قبرس ستاره‌هایی هستند که در مناطق شمالی دیده نمی‌شود. از آنجا که این اتفاق تنها در صورتی ممکن بود رخ بدهد که سطح زمین منحنی باشد، او نیز اعتقاد داشت زمین، کره‌ای است که اندازه‌ی بزرگی ندارد؛ در غیر این صورت تأثیر تغییر مکان جزئی به این سرعت آشکار نمی‌شد. ارسطو استدلال‌های فیزیکی و مشاهدات خود را در حمایت از کروی بودن زمین به این شکل مطرح کرد:

• هر بخش از زمین به سمت مرکز تمایل دارد تا زمانی‌که تمام بخش‌ها با فشرده‌سازی و همگرایی یک کره را تشکیل بدهند.
• مسافرانی که به سمت جنوب می‌روند صورت‌های فلکی جنوبی را بالاتر از افق می‌بینند.
• سایه‌ی زمین روی ماه هنگام ماه‌گرفتگی، گرد است.

نظریه‌ی مکان طبیعی ارسطو برای توضیح علت پایین آمدن مواد سنگین به سمت آنچه ارسطو معتقد بود مرکز جهان است و بالا رفتن موادی مانند هوا و آتش، همه بر نظریه‌ی کروی بودن زمین متکی بود. در این مدل زمین‌مرکز، ساختار جهان مجموعه‌ای از کره‌های کامل است و اعتقاد بر این است که خورشید، ماه، سیارات و ستارگان ثابت روی کره‌های آسمانی حول یک زمین ثابت حرکت می‌کنند‌. نظریه‌ی فیزیک ارسطو برای قرن‌های متمادی در جهان مسیحیت باقی ماند (و علت پذیرفته نشدن و آزار گالیله توسط کلیسا بود)؛ اما در نهایت مشخص شد که مدل خورشید‌مرکز مدل صحیح‌تری از منظومه‌ی شمسی نسبت به مدل‌ زمین‌محور، ارائه می‌کند.

ارشمیدس (۲۱۲-۲۸۷ ق.م.)

ارشمیدس در گزاره‌ای از یکی از کتاب‌های خود گفته است:

سطح هر سیال در حال استراحت، کره‌ای و مرکز آن، همان زمین است.

او در چند گزاره‌ی دیگر نیز فرض را بر این گذاشت که زمین یک کره و سطح مایع روی آن نیز کره‌ای است که روی مرکز زمین متمرکز شده .

اراتوستن (۱۹۴-۲۷۶ ق.م.)

اراتوستن رئیس کتابخانه‌ی باستانی اسکندریه بود که کمک زیادی به علم و درک جهان کرد. او متوجه شد در شهر سایین (اسوان امروزی) که در جنوب اسکندریه قرار داشت، در زمان انقلاب تابستانی (طولانی‌ترین روز سال) خورشید مستقیماً بالای سر و نه حتی یک درجه به جنوب، شمال، شرق یا غرب قرار می‌گیرد و مشاهده کرد که در ظهر یک انقلاب تابستانی، یک شی کاملاً عمود بر زمین هیچ سایه‌ای ایجاد نخواهد کرد. او تصمیم گرفت این موضوع را در اسکندریه نیز بررسی کند؛ پس با درنظرگرفتن یک ستون عمودی (یا به گفته برخی منابع، با فرو کردن یک چوب در زمین) متوجه شد که هنگام ظهر، سایه‌ی کوچکی از ستون روی زمین می‌افتد که زاویه‌‌ی آن، یک‌پنجاهم دایره یعنی ۷٫۲ درجه است. او با خود فکر کرد حال که پرتوهای خورشید در یک زاویه‌‌ و زمان یکسان از روز می‌تابند، چه چیزی می‌تواند عامل این اختلاف بین دو شهر باشد؟ سپس به این نتیجه رسید که پرتوهای خورشید می‌توانند موازی باشند و سطح کره‌ی زمین گرد است.

او حتماً می‌دانست که نظریه‌ی گرد بودن زمین ۵۰۰ سال قبل از میلاد توسط فیثاغورس مطرح شده و بعد ارسطو آن را تأیید کرده است. اگر زمین واقعاً کروی بود، اکنون اراتوستن می‌توانست با استفاده از مشاهدات خود، محیط زمین را اندازه‌گیری کند. حال که تفاوت سایه‌ها‌ی ایجاد‌شده بین اسکندریه و سایین ۷٫۲ درجه بود، یعنی این دو شهر در سطح کروی ۳۶۰ درجه‌‌ی زمین، ۷ درجه از هم فاصله‌ داشتند؛ پس اراتوستن برای محاسبه‌ی محیط زمین تنها به مسافت بین اسکندریه و سایین نیاز داشت. او به فردی پول داد تا مسافت بین این دو شهر را حساب کند و به این نتیجه رسید که این مسافت برابر با ۵۰۰۰ استادیوم است؛ و با یک تناسب ساده محیط زمین را ۲۵۰ هزار استادیوم محاسبه کرد. مشکل اینجا است که در آن زمان استادیوم‌ها، اندازه‌ی استانداردی نداشتند. اگر اراتوستن برای اندازه‌گیری، استادیوم‌ آتن را در نظر گرفته باشد پس او اندازه‌ی محیط کره‌ی زمین را ۴۶,۶۲۰ کیلومتر به دست آورده است که تقریبا ۱۶ درصد بزرگ‌تر از اندازه‌ی حقیقی آن است که ما امروز می‌دانیم. اگر مبنای محاسبات او استادیوم‌های مصری باشد که ۱۵۷٫۵ متر هستند، اراتوستن محیط زمین را ۳۹,۳۷۵ کیلومتر محاسبه کرده است که تقریبا  ۲ درصد با اندازه‌ی حقیقی محیط زمین تفاوت دارد. هرچند این محاسبات هم به علت نامشخص بودن واحد اندازه‌گیری اراتوستن چندان دقیق نیست؛ اما می‌توان گفت او محیط کره‌ی زمین را با دقت تقریباً بالایی نسبت به آنچه در عصر خود در دست داشته، تخمین زده است.

صرف‌ نظر از اینکه مقادیر واقعی چه بودند، اراتوستن اولین جغرافیدان جهان است که مفاهیم طول و عرض جغرافیایی - که امروز نیز از آن‌ها استفاده می‌شود - را اختراع کرد و اولین مدل‌ها و نقشه‌ها را بر اساس زمین کروی ساخت. بسیاری از اسناد طی هزاره‌ی بعدی گم شدند؛ اما نظریه‌ی زمین کروی و دانش تقریبی محیط زمین یکی از آن‌ها نبود. در‌ واقع امروز هرکسی می‌تواند همین آزمایش را با دو مکان در یک طول جغرافیایی و با اندازه‌گیری هم‌زمان طول سایه‌ها انجام بدهد.

۱۷۰۰ سال بعد از اراتوستن، کریستف کلمب نوشته‌های او را مطالعه کرد؛ اما با تکیه بر استدلال‌های دانشمندان دیگر محیط زمین را یک‌سوم کوچک‌تر از اندازه‌ای که اراتوستن محاسبه کرده بود در نظر گرفت. کلمب با قبول اینکه زمین گرد است، تصمیم گرفت به‌ جای شرق، از سمت غرب و از مبدأ اروپا به هند سفر کند. در آن زمان همچنان افرادی بودند که اعتقاد داشتن زمین صاف است و اگر کلمب این کار را انجام بدهد، از لبه‌ی زمین سقوط خواهد کرد. از آنجاکه کریستف کلمب محیط زمین را بسیار کوچک در نظر گرفته بود، هرگز نتوانست زمین را به‌طور کامل دور بزند و اگر در سر راه خود به قاره‌ی آمریکا نمی‌رسید، ممکن بود خود و تمام خدمه‌ی کشتی از گرسنگی تلف شوند. در نتیجه کلمب نه‌تنها نقشی در اثبات گرد بودن زمین ندارد بلکه حتی نمی‌توان کشف قاره آمریکا را به او نسبت داد؛ زیرا بسیار قبل‌ از او بومی‌های ساکن آمریکا و وایکینگ‌ها از حضور این قاره اطلاع داشتند. 

همان‌طور که در بالا اشاره شد، گالیله گرد بودن زمین را کشف نکرد. تاریخ، کشف گرد بودن کره‌ی زمین را مدیون بزرگانی‌ است که زندگی خود را صرف پرسش و تلاش برای اثبات مشاهداتشان کردند. طبق  اسناد موجود، کشف کروی بودن زمین با ایده‌ای از فیثاغورس شروع شد، ارسطو با مشاهداتش آن را تأیید کرد و سرانجام اراتوستن با محاسبات خود بر مبنای درک و پذیرش کروی بودن زمین به محیط این کره‌ی  دوست‌داشتنی دست یافت. پس از اراتوستن دانشمندان، منجمان و بسیاری افراد سرشناس دیگر اثبات و تأکید بر این موضوع را ادامه دادند؛ اما تلاش افراد پیشین مبنای بررسی و مطالعه‌ی این موضوع بود. اگر دانشمندان توانستند گرد بودن زمین را کشف کنند، این کار با ایستادن بر شانه‌های غول‌ها ممکن شده است.