پايه گذاران فيزيك

کپلر، ستاره شناس آلمانی، در سال 1571 میلادی در شهر ویل به دنیا آمد. تحصیلات خود را در علوم دینی به پایان رساند. او در حین مطالعات دانشگاهی خود، با کارهای ستاره شناس لهستانی به نام کپرنیک آشنا شد و سخت تخت تأثیر کارهای او قرار گرفت. کپلر مطالعات خود را در نجوم ادامه داد و در سال 1594 میلادی به سمت استاد نجوم در دانشگاه گراتس مشغول به کار شد. در سال 1600 میلادی به سمت دستیار ستاره شناس معروف زمان به نام تیکو براهه در رصدخانه پروس مشغول به کار شد. تیکو براهه در سال 1601 درگذشت و کپلر جانشین او شد و از آن پس گرداننده رصد خانه پروس بود. در سال 1626 جدول نجومی رودلفی را که براهه شروع کرده بود به پایان رسانید و انتشار داد. این جدول در طول یک قرن یکی از مهمترین مآخذ مطالعات دانشمندان علم نجوم بود.
کپلر پس از این که تحصیلات دینی خود را در سن 22 سالگی به اتمام رسانید، تمامی عمر خود را وقف مطالعه حرکت اجرام سماوی و مسیر سیارات کرد. از کتابهای مهمی که وی تالیف کرد می توان از سه کتاب "نکاتی درباره حرکت و مسیر مریخ" ( 1609 ) ، "هماهنگی جهان" ( 1619 ) ، و "اصول نجوم کپرنیک" ( 1621 ) نام برد. کپلر با مطالعه جداول نجومی که براهه و خود او، در طول سالهای متمادی، تهیه کرده بودند به سه قانون زیر دست یافت که آنها را به قوانین حرکت سیارات انتشار داد.
قانون اول : سیارات در یک مسیر بیضی شکل به دور خورشید دوران می کنند که خورشید در یکی از کانونهای این بیضی قرار دارد.
قانون دوم : اگر فرض کنیم مرکز خورشید و سیاراتی که به دور آن می گردند با خط مستقیمی به هم وصل شده باشند، این خط مستقیم در زمان معین t سطحی از فضا را می روبد که برای تمام سیارات برابر است. کپلر از این قانون نتیجه می گیرد که پس هر چه یک سیاره به خورشید نزدیکتر باشد بایستی با سرعت بیشتری به دور خورشید بگردد.
قانون سوم : مربع زمان لازم برای آن که سیارات مختلف یک دور کامل به دور خورشید بگردند متناسب با مکعب میانگین فاصله آن سیاره تا خورشید است.
دانشمندان عقیده دارند که قوانین کپلر اصول مطالعات و کشفیات نیوتن را در مورد حرکت سیارات پایه گذاری کرد. کپلر قوانین خود را با فرمولهای ریاضی و محاسبه های بسیار دقیق به آزمایش گذاشت و نتیجه آزمایش های خود را با جدول نجومی براهه تطبیق داد. همان طور که مطرح کردیم، قبل از کپلر، شخص دیگری به نام کپرنیک گردش زمین و سیارات دیگر را به دور خورشید امری مسلم اعلان کرده بود. اما کپلر، بدون این که زیاد به این مسئله توجهی داشته باشد، به مطالعات خود در مورد قوانین تعیین مسیر سیارات ادامه داد و درست به همان نتایجی رسید که کپرنیک رسیده بود. هنگامی که از کپلر خواستند که نظریه خود را در مورد هیأت کپرنیک اعلان کند، او با مهارت و دقت فراوان و با اتکاء به ریاضیات عالی، نظریه کپرنیک را تایید کرد. اما بر اثر فشار کلیسا ( چون نظریه قابل قبول کلیسا همان هیأت ارسطو – بطلمیوس بود ) سر و صدای این مسئله زیاد بلند نشد تا زمانی که گالیله به توسط تلسکوپ خود آنچه را که کپرنیک گفته بود و کپلر، با اتکا به ریاضیات و قوانین حرکت سیارات، ثابت کرده بود، مشاهده کرد. آن وقت بود که کلیسا نیز به شدت مخالفت خود را نشان داد و گالیله را به زندان محکوم کرد. کپلر در سال 1630 میلادی در حالی که هنوز ریاست رصدخانه پروس ( که معروف به رصدخانه براهه بود ) را به عهده داشت، درگذشت.
منبع : سیری کوتاه در سرگذشت عالم – دکتر علی بهفروز – فصل هفتم : پایه گذاران فیزیک و نجوم

==================================
گاليله

نام کامل این دانشمند گالیله گالیلی است و در شهر پیزای ایتالیا در سال 1564 میلادی به دنیا آمد. پس از پایان تحصیلات مقدماتی و متوسطه و به قصد مطالعه علم پزشکی وارد دانشگاه پیزا شد. او در سن 21 سالگی به مطالعه فیزیک علاقه مند شد و به فلورانس رفت. علاقه اصلی او به مطالعه نجوم، ریاضیات و فیزیک بود و به طور کلی به علوم بیش از هر چیز دیگری علاقه داشت. قانون نوسان آونگ از اولین کشفیات گالیله است.
گالیله مطالعات فراوانی در علم فیزیک انجام داد و قوانین زیادی از خود به جا گذاشت. با ساختن دستگاه هیدرومتر گالیله موفق شد که جاذبه اجسام جامد را با دستگاه خود اندازه بگیرد. گالیله در 1588 میلادی به سمت استاد ریاضی در دانشگاه پیزا به کار مشغول شد. وی در سالهای 1589 تا 1591 میلادی آزمایشهای فراوانی انجام داد تا نشان دهد اجسام مادی، بدون توجه به ماهیت آنها، همه با سرعتی ثابت سقوط می کنند. این اولین قدمی بود که خلاف نظریات ارسطو برداشته می شد. سرانجام او توانست، با آزمایش های متعدد، نشان دهد که اجسام هم شکل و هم حجم بدون توجه به این که از چه ماده ای تشکیل شده باشند همه با یک سرعت سقوط می کنند. البته بعدها معلوم شد که شرط "هم شکل بودن" به خاطر مقاومت هوا در مقابل سقوط اجسام لازم است. لذا، این قانون به صورت زیر تعمیم داده شد :
"اجسام مادی به هر شکل و از هر ماده ای که باشند، در خلأ با یک سرعت سقوط می کنند." زمانی که گالیله موفق به اثبات این موضوع شد او به عنوان استاد ریاضی دانشگاه پادوا استخدام کردند. در سال 1609 میلادی او موفق به ساختن اولین تلسکوپ نجومی شد. او با تلسکوپ خود به مشاهده ستارگان آسمان و به خصوص سیارات منظومه شمسی پرداخت و کشفیات فراوانی در مورد منظومه شمسی نمود. از جمله کشفیاتی که او با تلسکوپ خود کرد این بود که سطح ماه مانند سطح زمین ناهموار است و دارای پستی و بلندی های فراوان می باشد. همچنین، او نشان داد که ماه از خود نوری ندارد و نور ماه بازتاب نور خورشید است. گالیله اولین کسی بود که اعلان کرد " راه شیری " تجمعی از میلیونها ستاره متحرک است. در سال 1610 میلادی، در ازای کشفیات فراوان به سمت استاد ریاضی دانشگاه فلورانس منصوب شد. قبل از گالیله، کپرنیک و کپلر با تکیه بر ریاضیات، اعلان کرده بودند که سیستم ارسطویی جهان و هیأت ارسطو – بطلمیوس صحیح نیست و زمین مرکز جهان نبوده و ثابت هم نیست، بلکهبه دور خورشید می گردد. اما کپرنیک و کپلر به زودی با مخالفت کلیسا مواجه شدند و مجبور شدند که ساکت بمانند. کپلر و گالیله هم زمان بودند، اما گالیله تا وقتی که توسط تلسکوپ خود، نتوانسته بود آنچه کپرنیک ادعا کرده و کپلر ثابت نموده بود مشاهده کند، چیزی در مورد نظریه کپرنیک نگفت، در حالی که قلباً نظریه او را پذیرفته بود.
در سال 1613 میلادی گالیله، که خود شخص با نفوذی در نجوم و فیزیک بود، نظریه خود را با قبول نظریه کپرنیک انتشار داد. این همان نظریه ای است که تا امروز پابرجا مانده است. این نظریه به وضوح اعلان می کند که زمین و سایر سیارات منظومه شمسی دارای دو حرکت دورانی هستند. یکی به دور خود و دیگری به دور خورشید. گالیله، بعد از انتشار نظریه خود، با کلیسا درگیر شد و از او خواستند درباره آنچه به او مربوط نمی شود صحبت نکند. گالیله در حالی که قول داد که این کار را بکند ولی کماکان به کار خود ادامه داد، با این تفاوت که این مرتبه او نظریات خود را به طور مخفیانه انتشار داد.
در سال 1630 میلادی بین پیروان نظریه کپرنیک و نظریه ارسطو ( نظریه ای که قابل قبول کلیسا بود ) در گرفت و نظریه کپرنیک، با کمک گالیله، به وضوح کامل برنده شد. این مسئله مسئولان کلیسا و از جمله شخص پاپ را خشمگین ساخت و کلیسا گالیله را به محاکمه کشاند.نتیجه این محاکمه این شد که گالیله را مجبور کردند از اظهار نظریات نجومی خود توبه کند و نظریات خود را پس بگیرد. پس از این محاکمه، گالیله بقیه عمر خود را صرف مطالعه مکانیک و قوانین مکانیک کرد و دیگر نظریه ای در مورد نجوم ارائه نداد. گالیله در سال 1642 میلادی، یعنی هشت سال بعد از محکومیت خودش، درگذشت. در حالی که دستاوردهای وی در علم دینامیک تأثیر زیادی در پیشرفت فیزیک به جا گذاشته بود. گالیله چشم از جهان فرو بست بدون آن که بداند در سال وفات او کودکی به دنیا آمد که نه تنها پیگیر کارهای گالیله خواهد شد، بلکه تمام آنچه را که او نتوانسته بود انتشار دهد و تمام آنچه را که از ترس کلیسا حتی به دوستان خود هم بروز نداده بود، دوباره کشف خواهد کرد. بالاتر از همه گالیله درگذشت و ندانست که محکومیت او توسط کلیسا تیشه اصلی را به ریشه مخالفت کلیسا با علوم زد و بعد از آن واقعه دیگر کلیسا نتوانست، به طور جدی، مانع رشد دانش و صنعت شود.
منبع : سیری کوتاه در سرگذشت عالم – دکتر علی بهفروز – فصل هفتم : پایه گذاران فیزیک و نجوم ​