آغاز زمان

زمین، سیارات، خورشید، و کهکشانهای بسیار متعدد عالم را میسازند. عالم به قدری ستاره و سیارۀ متعدد دارد که هیچ کس هرگز نخواهد توانست آنها را بشمارد. ولی اینها همه از کجا آمدند؟ امروزه دانشمندان اعتقاد دارند که عالم در یک لحظۀ مشخص در زمان، بین 15 تا 20 میلیارد سال پیش، آفریده شده است. فضا، ماده (چیزیکه ستاره ها و اجرام آسانی از آن ساخته شده اند)، و زمان، هر سه باهم در حادثه ای که مشهور به انفجار بزرگ یا "مهبانگ" است، آغاز شدند. در ابتدا این اعتقاد تنها یه نظریه بود، ولی در سال 1344 (1965) ستاره شناسان امواج رادیویی را که از فضا می ایند کشف کردند و بهترین توضیح برای وجود این امواج آن است که آنها اثرات به جای مانده از همان انفجار "مهبانگ" هستند. این امواج که تابش زمینه نامیده می شوند از تمام جهات عالم می آیند. ولی علی رغم این سرنخهایی که بدست آمده است هیچ  نظریه ای نمی تواند توضیح دهد که ماده در اصل چگونه آفریده شده !

عالم در حال انبساط

مطالعۀ کهکشانها نشان میدهد که آنها همگی در حال دور شدن از ما هستند. علاوه بر این،  کهکشانها هرچه از ما دورتر باشند، سریعتر از ما دور میشوند و فاصلۀ بین کهکشانها همواره در حال افزایش است. تصور میشود که دور شدن کهکشانها از یکدیگر پی آمد طبیعی "انفجار بزرگ" اولیه است. به طور نظری، اگر این حادثه با انرژی بسیار زیادی همراه بوده باشد، میتوانیم یک "عالم باز" داشته باشیم که تا ابد منبسط شود. از طرف دیگر، اگر انفجار نسبتا ضعیف بوده باشد، می توانیم در یک "عالم بسته" باشیم که تمام مواد عالم مالا در اثر نیروهای جاذبۀ گرانشی به سمت یکدیگر کشیده می شوند و متراکم می گردند. پاسخ بسته یا باز بودن عالم به مقدار کل ماده و انرژی در عالم بستگی دارد.

عالم انفجار

هرچند که نور فوق العاده سریع حرکت میکند، ولی مدت زمانیکه طول میکشد تانور ستارگان به ما برسد قابل اندازه گیری است. برای مثال، حتی نور خورشید، که نزدیکترین ستاره به ماست، 8 دقیقه طول میکشد تا به ما برسد. بنابراین، وقتی ما به کهکشانهای دور نگاه میکنیم در واقع در زمان رو به عقب نگاه میکنیم و آنها را آنچنان که در گذشته های دور بوده اند می بینیم. آنها به قدری دورند که نور آنها هزاران سال طول میکشد تا به زمین برسد. دورترین اجرامی که ما میشناسیم اختروشها هستند. نور تابیده شده از اختروشها میلیاردها سال طول میکشد تا به زمین برسد. ستاره ناسان اختروشها را مطالعه می کنند تا دربارۀ ماهیت اولیۀ عالم چیزهایی دریابند زیرا نور اختروشها مدتها قبل گسیل شده است. اختروشها با هستۀ کهکشانها مرتبطند، از این رو آنها دربارۀ چگونگی تشکیل کهکشانها نیز سرنخهایی فراهم می آورند. ولی بعضی از قسمتهای عالم که حاوی بیشترین اطلاعاتند دورترین قسمتها هستند و ما هنوز راه هایی برای مطالعۀ دقیق آنها ابداع نکرده ایم.

با ظهور اسلام، حرکتی عظیم در علم نجوم پدید آمد و به خاطر تأکید فراوان قرآن کریم به تفکر و تعقل در پدیده های طبیعت، تلاش برای کشف اسرار آسمان وارد مرحله جدیدی شد. از قرن دوم هجری، نجوم در سرزمینهای اسلامی به روش علمی گرایش پیدا کرد و با گذشت زمان، مسلمانان هرچه بیشتر به ارزش و اهمیت این روش پی می بردند. در این میان، ابوسهل بن نوبخت منجم بزرگ ایرانی و نیز ابوعبدالله محمدبن موسی خوارزمی ستاره شناس نام آور ایرانی نقش مهمی در پیشرفت علم نجوم داشتند.

در قرن سوم هجری برادران بنو موسی رصدخانه ای در منزل خود در بغداد در کنار رود دجله تاسیس کردند و به رصد ستارگان پرداختند. در این قرن منجمان دیگری با وسایل بسیار پیشرفته در شیراز، نیشابور و سمرقند به رصد اجرام آسمانی مشغول شدند. ابوعبدالله محمدبن جابربن سنان صابی بنانی (244 – 317 هـ ق) که از بزرگترین منجمان قرون سوم و چهارم بود، تمام وقت خود را صرف ارصاد نجومی کرد.

از آن پس، تاریخ علم نجوم صحنۀ باشکوه تلاش دانشمندان اسلامی گردید. در قرن سوم هجری ابوحنیفه احمدبن داود دینوری، عالم ایرانی عربی نویس، رصدخانه ای را در دینور ساخت و به ارصاد ستتارگان پرداخت. در همین قرن علی بن عیسی اسطرلابی، اسطرلابهای با ارزشی ساخت که برخی از آنها اکنون در موزه های علوم نگهداری میشود.

اسطرلاب (یا اصطرلاب) نام چند نوع آلت نجومی قدیمی است که برای بعضی اندازه گیری های نجومی و حل برخی مسائل عملی و نظری نجوم و احکام به کار میرفت. انواع عمدۀ اسطرلاب مسطح، خطی و کروی است. از تالیفات اولیۀ منجمان دورۀ اسلامی می توان آثار ماشاالله میشی (متوفای حدود سال 200 هـ ق) و محمدبن موسی خوارزمی ( متوفای 232 هـ ق) را نام برد.

خوازمی یکی از بزرگترین عالمان زمان خود بود که در خوارزم (خیوۀ کنونی) متولد شد. وی یکی از منجمان دربار مأمون خلیفۀ عباسی بود که گذشته از نجوم، در ریاضی و جغرافیا و تاریخ نیز تألیفاتی داشت. خوارزمی دو کتاب در اسطراب نوشت و اطلسی از نقشه های زمین و آسمان فراهم کرد و کتاب صورة الارض را که در آن متن و نقشه های جغرافیایی بطلیموس آمده بود اصلاح کرد.

ظاهراً قدیمی ترین اسطلابهایی که از دورۀ اسلامی محفوظ مانده مربوط به نیمۀ دوم قرن هجری است. اسطرلاب مسطح توسط مسلمانان به اروپا وارد شد و دانشمندان مسلمان، از جمله ابواسحاق ابراهیم ابن یحیی زرقالی، کارهای جالبی در زمینۀ تکمیل اسطرلاب انجام دادند. زرقالی منجم مسلمانان اسپانیایی بود که در قرن پنجم هجری در قرطبه می زیست. وی یی از بهترین رصدکنندگان عصر خود به شمار میرفت و اسطرلاب موسوم به "صحیفۀ زرقالیه" از کارهای مهم او بود. از دیگر نویسندگان اسلامی پژوهنده در باب اسطرلاب می توان از قسطا بن لوقا (متوفای حدود ۳۰۰ هـ ق) و ابو ریحان بیرونی (۳۶۲ - ۴۴۰ هـ ق) نام برد.

از دیگر منجمان ایرانی باید به عبدالرحمان صوفی ( ۲۹۱ - ۳۷۶ هـ ق) اشاره کرد. وی در شهر ری متولد شد و در سال ۳۳۷ هجری قمری در خدمت ابولفضل بن عمید و در سال ۳۴۹ هجری قمری در دربار عضدالدولۀ دیلمی بود. عضدالدوله به شاگردی وی در صور فلکی مباهات میکرد. مهمترین اثر وی کتاب صورالکواکب است. از آثار دیگرش رساله ای در نجوم و احکام نجوم و رساله ای در اسطرلاب است.

قرن چهرم هجری شاهد ظهور یکی از بزرگترین منجمان مسلمان به نام ابوجعفر محمدبن حسین خازت خراسانی ( متوفای حدود ۳۵۰ تا ۳۶۰ هـ ق) بود. وی در دربار دیلمیان به ارصاد مشغول بود و از آثار مهم وی در نجوم و کیهان شناسی میتوان از الالات العجیبة الرصدیة، زیج الصفائح، المدخل الکبیر فی علم النجوم و سرالعالمین را نام برد.

در قرن ششم هجری غیاث الدین عمربن ابراهیم نیشابوری معروف به خیام کارهای مهمی در نجوم عرضه داشت که مهمترین آنها اصلاح تقویم بود.  در قرن هفتم دانشمند بزرگ اسلامی ابوجعفر نصیرالدین محمدبن حسن طوسی معروف به خواجه نصیرالدین طوسی (۵۹۷ - ۶۷۲ هـ ق) در صحنۀ علم نجوم ظاهر شد. وی مدتی در دستگاه اسماعیلیه در مصر بود و هنگام حملۀ هلاکوخان مغول به ایران برای نجات مسلمانان از خونریزی های آن مرد سفاک به خدمت او در آمد و با تدابیر خاصی از خرابی شهرها و کشتار دسته جمعی مردم به دست هلاکوخان جلوگیری کرد.. خواجه نصیرالدین طوسی ، هلاکوخان را به ایجاد رصدخانه در مراغه تشویق کرد. او تألیفات متعددی در ریاضی، نجوم، منطق، علوم طبیعی و حکمت الهی دارد.  در همین قرن بود که محمبن بکر راشد ابری اصفهانی در اصفهان نخستین تقویم مکانیکی دندانه دار را که مشخص کنندۀ ۳۵۴ روز سال و حالات ماه های قمری و تغییر مکان خورشید بود، ساخت.

در قرن نهم هجری الغ بیگ معروف به علاءالدوله رصدخانۀ معروف سمرقند را ساخت (۸۲۴ هـ ق) و زیج الغ بیگی را به کمک دانشمندانی چون غیاث الدین جمشید، معین الدین کاشانی و قاضی زادۀ رومی به پایان آورد.

علم نجوم یا اخترشناسی سابقه ای بسیار طولانی دارد. انسانهای اولیه با کنجکاوی به آسمان نگاه می کردند و دربارۀ حرکات ستارگان می اندیشیدند. شاید بتوان گفت که سومریان نخستین قومی بودند که به بررسی حرکات ستارگان پرداختند. مصریها و چینی ها به خسوف و کسوف ماه و خوشید توجه زیادی داشتند، اما بابلی ها که "شَمَس" یا خورشید را می پرستیدند بیشتر به حرکات خورشید توجه داشتند. در لوحه هایی که در شهر "سیپار" (شهر قدیم بابل، برساحل فرات، 25 کیلومتری بغداد ) در سال 1881 میلادی کشف شد نشانه هایی از پرستش شمس، خدای خورشید، به چشم میخورد. بابلی ها خدای ساختگی شمس را می پرستیدند و اورا فرزند "سین" (خدای ماه) می دانستند. قدیمی ترین نشانه های فعالیتهای نجومی بابلیان که در خطوط میخی لوحه هاثبت شده است به سال 2350 قبل از میلاد برمی گردد.

پرستش خورشید، ماه، و ستارگان در میان مردم مصر نیز رواج داشت. این اندیشه های شرک آمیز برای هزاران سال مانع بزرگی برای انسان در زمینۀ تلاش جهت شناخت درست پدیده های آسمانی بود. تلاش پیامبران الهی از آغاز در جهت سوق دادن انسان از ستایش اجرام آسمانی به پرستش خدای یکتا و وادار ساختن او به تفکر و تعقل دربارۀ آنها بود.

مصریان قدیم خورشید را «رع» می نامیدند و آن را می پرستیدند. آنها عقیده داشتند که خدای بزرگ، خورشید، هر روز به هنگام طلوع، با سوار شدن در قایقی که بر پشت الهۀ آسمان موسوم به "نوت" قرار دارد از پهنۀ اقیانوس فضا می گذرد. آنها همچنین فکر می کردند که خورشید به هنگام غروب که در زیر افق فرو میرود، حرکت خود را در دنیای تاریک زیر آسمان ادامه میدهد. در طی شب کاهنان معابد با هراس از اینکه ممکن است خورشید تا ابد از زمین دور شود، برای بازگشت آن به دعا می پرداختند. آنگاه به هنگام طلوع خورشید که به معنی استجابت دعا بود برای ستایش خدای خورشید سرود مذهبی می خواندند.

مصریان و بابلیان تنها اقوامی نبودند که به خورشید و ماه برای اندازه گیری زمان توجه زیادی داشتند. در بین سالهای 2500 و 1500 قبل از میلاد در محل "استون هنج"، در انگلستان کنونی، کاهنان ستاره شناس رصدخانه ای بنا نهادند. این رصدخانه به عنوان یک تقویم فلکی عمل میکرد و از آن برای پیش بینی گرفتنهای ماه نیز استفاده می شد.

ستاره شناسی به تدریج وارد مراحل تازه ای شد و شکل علمی به خود گرفت. در سال 624 قبل از میلاد "ارسطاطالیس" متولد شد. وی اولین منجم شناخته شده است و می گویند به کرویت زمین پی برده بود. چندب بعد، ارسطو ( 384- 321 ق م )، دانشمند بلندآوازۀ یونان، ستاره قطبی را کشف کرد. در مصر تحقیقات علمی دربارۀ نجوم از دوران بطلیموس اوّل ملقب به "سوتر" (مرگ در سال 238 قبل از میلاد) آغاز گردید. در سال 300 قبل از میلاد به فرمان بطلیموس اوّل رصدخانه ای در اسکندریه ساخته شد.

در سال 279 قبل از میلاد یک دانشمند یونانی به نام آریستارخوس اهل ساموس (310- 230 ق م) نظریۀ گردش زمین به دور خورشید را عنوان کرد اما دیگر دانشمندان یونانی نظریۀ او را رد کردند و بر نظریۀ بابلیان باقی ماندند.

هیپارکوس (190 – 230 ق م ) اخترشناس، ریاضیدان و جغرافیدان یونانی نیز با پژوهشهای خود موجب پیشرفت دانش نجوم شد. وی نخستین اخترشناسی بود که در ابزارهای اخترشناسی خود دایره ها را به 360 درجه تقسیم کرد. هیپارکوس بُعدهای خورشید و ماه و فاصلۀ آنها را از زمین اندازه گیری کرد و فاصله ماه را تا زمین 30 برابر قطر زمین دانست که رقمی درست است. او در یکی از شبهای سال 134 قبل از میلاد در صورت فلکی عقرب، ناگهان ستاره ای را مشاهده کرد که تا آن زمان اشاره ای به آن نشده بود. اینگونه ستاره ها بعدها  "نو اختر"  نامیده شدند. قدیمی ترین کرۀ آسمانی که در دست است، ساختۀ اوست. هیپارکوس هم چنین نخستین نقشۀ جهان را ترسیم کرد. در این نقشه، زمین مرکز جهان هستی است و از سیارات دیگر منظومه شمسی چون عطارد، زهره، مریخ، مشتری و زحل در نقشه نشانه هایی به چشم می خورد.

بعدها دانشمندان یونانی دیگری به نام کلاودیوس بطلیموس (120 – 180 م) که در مصر زندگی میکرد نقشۀ بسیار پیچیده تری را رسم کرد که به نام « منظومۀ بطلیموسی »  مشهور شد. وی کتابی به نام مجموعۀ نجومی در 13 جلد نوشت و در آن عقاید دانشمندان و منجمان پیش از خود به ویژه هیپارکوس را گردآموری کرد. این کتاب شامل 26 نقشۀ جداگانه از سیارات و یک نقشۀ عمومی عالم بود. در این طرح، زمین مرکز جهان محسوب میشد و همۀ اجرام به گرد آن می چرخیدند. نظریات بطلیموس که به نام  «منظومه یا هیأت بطلیموسی»  مشهور شد قریب یکهزار سال بر تاریخ علوم حکومت کرد و سند محکم کلیسا در برخورد با پژوهشگران حقیقت جو بود.

هیأت یا منظومۀ بطلیموسی را به طور خلاصه می توان چنین بیان کرد :

1. زمین در مرکز عالم قرار دارد و ساکن است. زمین در داخل کرۀ عظیمی قرار دارد که "کرۀ سماوی" خوانده میشود. تمامی ستارگان برروی سطح مقعر این کره قرار دارند و حول یکی از اقطار خود می چرخند.

2. خورشید گرچه بر کرۀ سماروی واقع شده است، ولی حول دایره ای در جهت مخالف حرکت دورانی کرۀ سماوی بر گرد زمین می چرخد.

3. حرکت سیارات در نتیجۀ دو حرکت دایره ای شکل و مشابه است. هر سیاره روی دایره ای حرکت میکند و مرکز این دایره نیز خود دایرۀ دیگری را می پیماید. زمین در مرکز دایرۀ دوم قرار دارد و در مرکز مدار سیارات واقع شده نیست و به این دلیل، مدار هریک از سیارات، فلک خارج از مرکز عالم نام دارد. یعنی مراکز آنها بر مرکز عالم که زمین است منطبق نیست. دایره ای که مرکز هر سیاره روی آن حرکت می کند  «فلک ممثل» نامیده میشد.

این نظریه که ژئوسنتریک یا "زمین مرکزی" نامیده می شود، تا قرن شانزدهم میلادی از اعتبار خاصی برخوردار بود. از دیگر کتابهای بطلیموس در نجوم ، کتاب تترابیبلوس بود که به نام کتاب الاربعه به زبان عربی ترجمه شد. بعدها این کتاب از زبان عربی به لاتینی و برخی زبانهای دیگر ترجمه شد.