از ستاره شناسى تا معمارى

سر كريستوفر رن معمارى شناخته شده و مشهور است. وى طراح بيش از پنجاه كليساى شهر لندن است كه از جمله آنها مى توان به كليساى جامع سنت پل اشاره كرد. در ميان ساختمان هاى غيرمذهبى مهمى كه وى ساخته است مى توان از رصدخانه سلطنتى گرينويچ ياد كرد. به هر حال با توجه به آشنايى ما با رن در حيطه معمارى، دستاوردهاى وى در زمينه ستاره شناسى كمتر مورد توجه قرار گرفته است. در اينجا به برخى از دستاوردهاى وى اشاره خواهيم كرد كه شامل رصدهاى ارزشمندى از ماه، زحل و ستارگان دنباله دار است، همچنين مواردى از تلاش هاى «رن» در راستاى بهبود و اصلاح تلسكوپ را ذكر خواهيم كرد.
• • •
كريستوفر رن در بيستم اكتبر سال ۱۶۳۲ در «ايست كيول» واقع در «وايت شاير» ديده به جهان گشود. هنگامى كه وى دو سال بيشتر نداشت، پدرش كه نام او نيز كريستوفر بود به عنوان پيشكار خاندان ويندزور (Windsor) برگزيده شد.
خانواده رن زندگى خود را در دربار چارلز اول ادامه داد تا اينكه در سال ۱۶۴۲ جنگ داخلى انگلستان به وقوع پيوست. در اين اوضاع، پدر رن به شهر بريستول كه مقر سلطنت طلبان بود گريخت و بعدها نيز در آكسفورد مستقر شد.
رن در همان دوران وارد مدرسه وست مينيستر شد و در آنجا مشغول به تحصيل شد. در سن پانزده سالگى به طرز فزاينده اى به ستاره شناسى علاقه مند شد و با تشويقات چارلز اسكاربرگ (Charles Scarburgh) مقاله اى درباره شاخص هاى آفتابى (Sundial) را به زبان لاتين ترجمه كرد. وى همچنين چندين شاخص آفتابى ساخت و مدلى كوچك را طراحى كرد كه حركات منظومه شمسى را نشان مى داد.
• رن و افق هاى روبه گسترش
كريستوفر رن در سال ۱۶۴۹ به وادام كالج آكسفورد وارد شد و در آنجا موفق شد بزرگترين دانشمندان تجربى آن دوران را ملاقات كند كه از آن جمله مى توان به عاليجناب دكتر جان ويلكينز و همين طور استاد برجسته ستاره شناسى دكتر ست وارد اشاره كرد. اين افراد تاثير شگرفى بر «رن» گذاشتند و وى در طول پنج سال پس از ورود از دانشجويى كه به طور تفننى ستاره شناسى را دنبال مى كرد به فردى بدل شد كه تمام وقت خود را وقف نجوم مى كرد. وى به همراه دكتر ست وارد به ساخت و تجهيز يك رصدخانه متحرك بر برج كالج وادام همت گماشت.
نخستين مشاهدات جدى وى از سال ۱۶۵۴ و هنگامى آغاز شد كه تلسكوپ را به سوى زحل نشانه رفت. همان گونه كه در ميان ستاره شناسان آن دوران معمول بود، رن نيز مجذوب منطقه اى از اين سياره شد كه آن را اين گونه توصيف كرد: «قسمتى از زحل كه از ساير بخش هاى آن تاريكتر است و اندكى باريكتر از كمربندهاى مشترى است.» همچنين اين طور به نظر مى رسيد كه اين محدوده به طور متناوب آشكار و پنهان مى شود.رن تا سال ۱۶۵۹ با استفاده از يك تلسكوپ شكستى ۳۶ فوتى (۱۲ مترى) مستقر در آكسفورد رصدهاى بسيارى از زحل انجام داد.
رن در ادامه كار خود به همكارى با يكى از دوستانش به نام سر پاول نيل پرداخت. وى منجم آماتورى بسيار متمول و صاحب رصدخانه اى شخصى در وايت والتام واقع در بركشاير بود. رن چندان علاقه اى به ثبت رصدهاى خود نداشت اما ترجيح مى داد از آنچه كه مى بيند تصويرى دقيق ترسيم كند. در همين راستا مدل هايى مقوايى، مومى و مسى از زحل ساخت.
سرانجام مدل مسى كه رن ساخته بود بر فراز ستونى در كالج گرشام لندن قرار گرفت و مدتى بعد يعنى در سال ۱۶۵۷ خود رن به سمت استاد ستاره شناسى آن كالج انتخاب و در همان جا مشغول به كار شد.
در همين كالج بود كه رن سرانجام نظريه خود را در رابطه با زحل ارائه كرد. وى از مجموعه رصدهاى خود چنين نتيجه گرفت كه سياره زحل را «هاله»اى بيضى شكل احاطه كرده است. البته رن بر آن بود تا با ادامه رصدهاى خود و انجام مشاهدات تكميلى مسئله مذكور را به طور كامل تحليل كند. اما رن در اين مسير مغلوب نظريه كريستين هويگنس شد. نظريه هويگنس به درستى بيان مى كرد كه «زحل به وسيله يك حلقه نازك و تخت احاطه شده است كه در هيچ نقطه اى با سياره تماس ندارد.» رن بعدها با فروتنى ويژه اى چنين مى نگارد كه «يافته ها و دستاوردهاى هويگنس را از يافته هاى خودم بيشتر دوست مى دارم.»
هويگنس در سال ۱۶۵۵ نيز موفق به كشف قمر تيتان شد كه رن آن را به اشتباه يك ستاره تصور كرده بود.
• رن و تحقيق بر روى ماه
كريستوفر رن بر اين امر واقف بود كه تنها با تكميل و اصلاح تلسكوپ ها است كه مى توان به پيشرفت هاى بزرگى در ستاره شناسى نائل آمد.
لازم بود كه تلسكوپ به وسيله اى بدل شود كه نه تنها براى رصد و مشاهده از آن استفاده مى شود بلكه بتوان از آن براى انجام محاسبه دقيق اجرام آسمانى بهره برد.
ايده مذكور در بررسى هايى كه رن بر روى ماه انجام داده، كاملاً مشهود است. رن در سال ۱۶۵۵ به همراه دكتر جان ويلكينز با ارائه طرح ساخت يك تلسكوپ شكستى به طول هشتاد فوت (۲۷ متر) پروژه اى بلندپروازانه را طراحى كردند. البته لازم به ذكر است كه در مرحله اجرا آنان تصميم به ساخت تلسكوپ كوچكترى گرفتند كه ۲۴ فوت (۸ متر) طول داشت.
رن با استفاده از تلسكوپ مذكور يك برنامه ماه نگارى را به انجام رساند كه خودش معتقد بود از كار يوهانس هوليوس دقيق تر است، كما اينكه خود رن چنين مى نويسد: «من تمام كارها را براساس قاعده و با بهره گيرى از ترسيمات انجام دادم، لكن كار يوهانس هوليوس بر پايه حدس و گمان استوار بود.»

البته هنگامى كه مى بينيم وى با استفاده از يك ميكرومتر درصدد اندازه گيرى دقيق ارتفاع كوه هاى ماه و طراحى نقشه اى از اجزاى ماه بوده است پى مى بريم كه سخن گزافى بر زبان نرانده است. البته درست است كه حدود ۱۵ سال پيشتر، ميكرومتر به وسيله ويليام گاسكوين اختراع شده بود اما اين رن بود كه در تحقيقات خود بر روى ماه، بهره اى كامل و موثر از آن برد.
رن هنگامى كه در سال ۱۶۶۱ به سمت استاد ستاره شناسى آكسفورد برگزيده شد به فردى شناخته شده در حيطه نجوم مبدل شد. رن در همان سال از طرف مجمع سلطنتى دستور ساخت يك مدل از كره ماه را براى چارلز دوم صادر كرد.
كره ماه حاصل قطرى معادل ۱۰ اينچ (۲۴ سانتى متر) داشت و از مقوا ساخته شده بود و طرح هاى برجسته اى همراه با رنگ آميزى هايى بر آن نقش بسته بود. مدل مذكور را رن شخصاً به پادشاه تقديم كرد و همان گونه كه بعدها پسرش مى نويسد «فرمانروا با رضامندى خاصى آن را پذيرفت».
•فعاليت هاى رن در زمينه دنباله دارها
يكى از مهمترين فعاليت هاى رن در زمينه ستاره شناسى در قالب رصدها و تحليل هايش در رابطه با دنباله دارها انجام شد. اين بار هم رن با همكارى فرد ديگرى گام در اين راه نهاد و آن همكار، فردى بود به نام رابرت هوك.نخستين ملاقات رن با هوك خوش ذوق و مستعد براى اولين بار در كالج «وادام» انجام شد و همين ديدار بود كه موجبات دوستى و همكارى آن دو را فراهم ساخت. با امكاناتى كه هوك به عنوان نقشه بردار شهرى در دست داشت، رن آرشيتكت اين موقعيت را پيدا كرد كه در بازسازى شهر لندن پس از آتش سوزى مهيب سال ۱۶۶۶ نقش مهمى ايفا كند. اندكى پيش از اينها يعنى در دسامبر سال ۱۶۶۴ هر دوى اين افراد در جلسه مجمع سلطنتى شركت داشتند. در اين جلسه مسئله مشاهده يك دنباله دار درخشان مطرح شد و از رن و هوك خواستند تا رصدهاى خود را در رابطه با اين دنباله دار با يكديگر مطابقت دهند، ضمناً در آن شرايط هر نتيجه گيرى اى كه اين دو نفر در رابطه با ساختار مدار دنباله دارها ارائه مى دادند، پذيرفته مى شد. در ابتدا هر دو به سمت حركت مستقيم الخط گرايش داشتند و حتى رن تلاش مى كرد تا روشى را براى تعيين محل دنباله دارها ابداع كند كه مبين حركت بر خط مستقيم باشد.
به هر حال با گذشت اندك زمانى، رن پروژه را به هوك محول كرد.
كنجكاوى رن با ظاهر شدن دنباله دار درخشان ديگرى در مارس سال ۱۶۶۵ دوباره تحريك شد. رن در هفته هاى نخستين ماه آوريل به رصد دنباله دار پرداخت و كار بر روى فرضيه اى را آغاز كرد كه مى توانست حركت دنباله دارها را توضيح دهد. وى در نامه اى كه به رابرت هوك مى نويسد اشاره مى كند كه در شرف دستيابى به يك نظريه صحيح است و چنين مى گويد كه «هنگامى كه نظريه ام توسط رصدهايت تائيد شد آن را برايت مى فرستم.» هوك در پاسخ خود بر اين امر تاكيد مى كند كه در حال حاضر، هم او و هم رن، بر سر اين مطلب كه دنباله دارها بر مسيرى دايره اى يا بيضوى حركت مى كنند توافق دارند و در حالى كه سخنانش را جمع بندى مى كرد افزود: «اميدوارم كه بتوان اين دنباله دار را تا ظهور دوباره اش دنبال كرد.» هوك در ادامه سخنان خود درباره ساختار دنباله دارها به اين مطلب اشاره مى كند كه «دوام و قوام يك دنباله دار بيش از يك ماه و يك سال است و امكان تخمين زمانى خاص براى آن ميسر نيست.»
متاسفانه رن چندان تمايلى به چاپ و انتشار كارهايش نداشت و به رغم تشويق ها و ترغيب هاى جامعه سلطنتى نظرياتش هرگز منتشر نشد.
• ديگر دستاوردهاى رن
رن اغلب اوقات طى ملاقات هايى غيررسمى و خصوصى با ديگر دانشمندان زمان خود به بحث در رابطه با مسائل علمى روز مى پرداخت. پس از يكى از كنفرانس هاى رن در كالج گرشام كه در نوامبر سال ۱۶۶۰ انجام شد تصميم گرفتند كالج مذكور تبديل به مجمع شايسته براى پيشرفت آموزش فيزيك و رياضيات كاربردى شود.در همين راستا از چارلز دوم كمك خواستند و رن نيز شخصاً مقدمه اى بر منشور اين مجمع نگاشت. رن در طول سال هاى ۱۶۸۰ تا ۱۶۸۲ رياست اين مجمع سلطنتى را برعهده داشت. رن در طول دوران كارى اش چندين بار اقداماتى براى بهبود وضعيت تلسكوپ ها انجام داد. شايد جالب ترين آنها تلسكوپ دوتايى (double telescope) بود كه وى آن را در سال ۱۶۶۵ ساخت. تلسكوپ مذكور قابليت استفاده همزمان توسط دو رصدگر را داشت. با تدابيرى كه در طراحى آن اتخاذ شده بود، زواياى موردنياز (زواياى بين ستارگان و سيارات) از روى مقياسى كه در بين دو رصدگر قرار داشت قابل خواندن بود.
دو سال پيش از آن، وى در يك كنفرانس در همان مجمعى كه پيشتر ذكر شد طى سخنانى بر اهميت رصد با تلسكوپ و همين طور ضرورت بهبود قدرت آن تاكيد كرده بود. رن طى يك سخنرانى مدلى از يك موتور ارائه كرد كه از آن براى ساييدن عدسى هاى هذلولى شكل استفاده مى شد. وى اميدوار بود كه اين مدل بتواند در راه رفع مسئله ابيراهى رنگى و كروى در تلسكوپ هاى شكستى، گامى موثر بردارد، اما متاسفانه نمونه كاربردى آن هرگز ساخته نشد. رن همچنين در رابطه با ايده هاى خود براى بهبود تلسكوپ ها به انتشار مقاله اى با عنوان «روشى براى ساخت تلسكوپ با مشكلاتى اندك، هزينه كم، طول زياد و قابل استفاده در هر ارتفاع دلخواه» اقدام كرد حتى آن هنگام كه رن، ديگر يك منجم فعال نبود هيچ گاه از تشويق ديگران براى انجام كارهاى نجومى دست نكشيد.
به عنوان مثال در سال ۱۶۸۴جايزه اى معادل چهل شيلينگ تعيين كرد تا به نخستين فردى تعلق گيرد كه بتواند شكل مدار سيارات را براساس قانون عكس مجذورى گرانش توضيح دهد. ابتدا رابرت هوك مدعى شد كه مسئله را حل كرده است لكن تلاش وى براى ارائه هرگونه محاسبه اى ناكام ماند. ادموند هالى و مابقى اعضاى انجمن مذكور فعاليت هاى گسترده اى را براى حل اين مسئله آغاز كردند كه هيچ كدام با موفقيت همراه نبود. هالى در كمبريج با آيزاك نيوتن ملاقات كرد و در رابطه با مسئله مطرح شده با وى مشورت كرد و جواب را از وى درخواست كرد. نيوتن چنين پاسخ داد كه با توجه به قانون گرانش قاعدتاً بايد مدارات شكل بيضوى داشته باشند، وى همچنين محاسباتى را براى اثبات نظرش به انجام رسانيد كه همگى مفقود شد.
هالى از نيوتن خواست كه مجدداً محاسباتش را تكرار كند و نيوتن كه توسط هالى به اين مسئله ترغيب شده بود، فعاليت هاى خود را گسترش داد تا اينكه اقدام به انتشار كتاب مشهور خود اصول رياضى (Principa Mathematica) اقدام كرد البته لازم به ذكر است كه به دليل كمبود بودجه انجمن سلطنتى، كتاب نيوتن با حمايت هاى هالى به چاپ رسيد. از اواسط دهه ۱۶۶۰ رن به شدت به معمارى تمايل پيدا كرد. معمارى رشته اى بود كه از چند جهت براى وى جالب بود، يكى از آن موارد اين بود كه وى مى توانست تمام تجربيات خود را در قالب يك نقشه بردار به كار گيرد و به همين دليل به فعاليت در آن زمينه پرداخت. در آن دوران وى هنوز بالنسبه جوان بود در حالى كه سهم قابل توجهى در ستاره شناسى زمان خود داشت. شايد بهتر باشد كه امروز بيشتر از كارها و خدمات او ياد كنيم.
*نويسنده مستقل كه به تاريخ نجوم و اخترشناسى علاقه مند است.
Astronomy Now, Jun. 2004