فاصله زمین تا خورشید چطور نخستین بار محاسبه شد؟

سال اکتشاف: 1672

این کشف چه می‌گوید؟

نخستین اندازه‌گیری دقیق مسافت زمین تا خورشید، اندازهٔ منظومه خورشیدی و حتی اندازهٔ کائنات.

چه کسی آن را کشف کرد؟

جیووانی کاسینی Giovanni Cassini

درک ما از کائنات بر دو مبنا استوار است. توانایی ما برای اندازه‌گیری فاصله ستارگان دوردست، و توانایی ما برای اندازه‌گیری ترکیبات شیمیایی ستارگان. کشفی که به دانشمندان اجازه داد ترکیبات شیمیایی ستارگان را پیدا کنند، در ۱۸۵۹ و از طریق طیف‌نگار صورت گرفت. تعیین مسافت زمین تا خورشید همیشه یکی از اساسی‌ترین و مهم‌ترین اندازه گیری‌های آسمانی محسوب می‌شد. اندازه‌گیری کاسینی در ۱67۲ نخستین اندازه‌گیری دقیق بود.

کشف کاسینی نشان داد که اندازه کائنات تا چه حد غول‌آسا و بی حد و مرز است و زمین در برابر آن چقدر ناچیز و خُرد. قبل از کاسینی دانشمندان اعتقاد داشتند که ستارگان دوردست فقط چند میلیون کیلومتر با زمین فاصله دارند. بعد از کاسینی آن‌ها متوجه شدند که نزدیک‌ترین ستارگان میلیاردها کیلومتر از زمین دور هستند.

کاسینی در 1625 به دنیا آمد و در ایتالیا بزرگ شد و تحصیل کرد او در جوانی به علم نجوم و طالع بینی، و به ستاره‌شناسی علاقه‌مند گردید و به دلیل معلومات فوق‌العاده‌اش شهرت پیدا کرد. صدها نفر به دنبال طالع‌بینی‌های او بودند هر چند که خود مقالاتی نوشت و ثابت کرد تعیین سرنوشت انسان از روی حرکت ستارگان مبنای علمی ندارد.

در ۱6۶۸ او بعد از یک رشته مطالعات ستاره‌شناسی در ایتالیا، که موجب تحسین محافل علمی گردید، مقام ریاست رصدخانه پاریس را به دست آورد. او تابعیت فرانسه را پذیرفت و نام خود را به ژان دومینیک کاسینی تغییر داد.

او با تلسکوپی قدرتمند که با زحمت از ایتالیا همراه خود آورده بود، دست به یک رشته کشفیات ستاره‌شناسی زد که نام او را در ردیف دانشمندان معروف آن زمان قرار داد. از جمله این اکتشافات طول مدت چرخش مریخ و مشتری به دور خورشید و شکاف‌های موجود در حلقه دور مشتری بود که هنوز به نام شکاف‌های کاسینی معروف است.

کاسینی نخستین کسی بود که تردید داشت نور با سرعت محدود حرکت می‌کند. کاسینی از انتشار دلایل و شواهدی که پیدا کرده بود خودداری کرد و بعداً حتی سعی کرد نظریه‌های خود را رد کند. او مرد مذهبی بود و اعتقاد داشت نور از خداوند سرچشمه می‌گیرد، بنابراین کامل و نامحدود است و محدودیت سرعت ندارد؛ گرچه تحقیقات ستاره‌شناسی او نشان می‌داد که نور با سرعتی معین و ثابت حرکت می‌کند.

از آن‌جا که عمیقاً به کلیسای کاتولیک اعتقاد داشت، به جهانی معتقد بود که زمین در مرکز آن قرار دارد. در سال ۱6۷۲ با خواندن نوشته‌های کپلر و کوپرنیک، این احتمال را که خورشید در مرکز قرار گرفته مدنظر قرار داد.

این یادداشت‌ها باعث شد کاسینی تصمیم به محاسبه مسافت زمین تا خورشید بگیرد؛ گرچه مشاهده مستقیم خورشید با تلسکوپ خطرناک بود و احتمال کور شدن داشت. خوشبختانه معادلات کپلر به کاسینی اجازه می‌داد تا مسافت زمین تا خورشید را محاسبه نماید به شرط آن که می‌توانست مسافت زمین به هر سیاره دیگری را محاسبه کند.

مریخ به زمین نزدیک بود. بنابراین او تصمیم گرفت نخست مسافت زمین تا مریخ را محاسبه کند. البته این کار عملاً ممکن نبود مگر آن‌که زاویه نقطه‌ای بر روی مریخ را از دو نقطه روی زمین محاسبه نماید. در این صورت با استفاده از مثلثات می‌توانست مسافت تا مریخ را حساب کند.

فاصله دو نقطه روی زمین می‌باید بزرگ باشد تا محاسبات درست در بیاید. بنابراین او دستیارش را به گینه، از مستعمرات فرانسه در آمریکای جنوبی فرستاد. خود کاسینی در پاریس ماند.

در شبی مشخص از ماه اوت سال ۱6۷۲ آن‌ها زاویه مریخ اندازه گرفتند. وقتی دستیار به پاریس بازگشت کاسینی توانست مسافت تا مریخ را اندازه بگیرد. سپس از معادلات کپلر برای تعیین مسافت زمین تا خورشید استفاده کند و آن را 6/149 میلیون کیلومتر تعیین کرد. دانش نوین این مسافت را حدود ۹ میلیون کیلومتر بیشتر (با حدود 7 درصد اشتباه) تعیین نموده است.

کاسینی به محاسبه مسافت سایر ستارگان پرداخت و مشخص کرد که مشتری در مسافت تقریبی 000/000/560/2 (دو میلیارد و پانصد و شصت میلیون) کیلومتری زمین قرار دارد. محاسبات کاسینی نشان داد که کائنات میلیون‌ها برابر بزرگ‌تر از آنی است که انسان تصور می‌کرده است.

قطر خورشید 4/1 میلیون کیلومتر است. تقریباً ۱۰۹ برابر قطر زمین.