نجوم (جغرافیای ریاضی)

امروزه بشر  با بهره جویی از كاوشهای فضای و انتفاع از كشفیات علمی بسیار، توانسته است گام كوچكی در پهنة اقیانوس بی كران جهان بردارد تا شاید بتواند به بخش مختصری از مجهولات فراوان خویش و موجودات حیرت انگیز جهان آفرینش نایل شود، به همین منظور درصد برآمد با كمك جغرافیا با آسمانها و مواد آن آشنا و به وسیلة این آشنایی و علاقه با توجه به اهمیت ویژه ای كه برای آن قایل است تا حدی به پیشرفتهای علمی دست یابد.

هنگامی كه بشر برای اولین بار آسمان بالای سر خود را مورد نظر قرار داد، دیدرس او فقط به آسمان بالای سرش محدود می شد. بعدها، او توانست وسایل علمی خاص را اختراع كند و به كمك آنها قادر به جستجو و مطالعه درفضای دورتر شود. در زمانهای اخیر اتفاقات جدید و هیجان انگیزی رخ داده است. بشر قادر به مسافرت و جستجو در فضا گشت و به همین علت هم اطلاعات او از جهان اطرافش به ناگهان افزایش یافت. بشر اولیه متوجه شد كه بسیاری از اجرام روشن موجود در آسمان، به آهستگی در میان ستارگان حركت می‌‌كنند. پس از طی قرون بسیار، او تشخیص داد كه زمین و بعضی از اجرام، در اطراف خورشید گردش می كنند. این اجرام فضایی متحرك، سیارات نامیده شده اند و همة آنها را همراه با خورشید، منظومة شمسی نامگذاری كرده اند. اگر چه كشف این سیستم اهمیت زیادی داشت، ولی واقعة با اهمیت تر در قرن هفدهم میلادی رخ داد. گالیله دانشمند ایتالیایی تلسكوپی را بنا كرد كه با كمك آن توانست عظمت و شگفتیهای كیهان را در اطراف سیستم خورشیدی مورد بررسی قرار دهد. او كهكشان راه شیری را مطالعه كرد و با كشف بزرگ خود نشان داد كه این راه، مركب از میلیاردها ستاره بسیار دور و كمرنگ می باشد. به كمك تلسكوپهای بسیار قوی و سایر وسایل علمی ( مانند نورسنج، طیف نگار و..) تاكنون بسیاری از اسرار این كهكشان كشف شده است.

با توجه به موارد فوق می توان دریافت كه علم نجوم در مسیر تحول خود به كشف بسیاری از قوانین حاكم بر اجرام سماوی نایل آمده است، ولی باید گفت كه كار تحقیق و پژوهش در این باره هرگز پایان پذیر نیست، زیرا با پیشرفت تكنولوژی، در هر زمان به اسرار تازه ای از جهان آفرینش دست می یابیم. به هر صورت، نقش و اهمیت نجوم در زندگی بشر انكار ناپذیر است و موارد كاربرد آن را میتوان در جهت یابی، هوانوردی، دریانوردی و مطالعات جغرافیایی، تهیه نقشه های مختلف جغرافیایی و نقشه برداری از زمین، پیش بینی جذر و مد، طوفان و توفند، توده های هوایی، انواع جبهه ها، اتمسفر و تركیب آن، فرایند های انتقال انرژی گرمایی، كیفیت پدیده های مربوط به تابش، تهیة تقویمهای مختلف و بررسی نیروی گرانش به كمك محاسبات نجومی، نام برد.

درحال حاضر علم نجوم را به پنج بخش كاملاً مجزا تقسیم می كنند كه هر بخش تخصص مخصوص به خود را می طلبد. این پنج بخش عبارتند از:

1-هیأت و نجوم Astronmy: در این مبحث تنها مسائل مربوط به حركت و جابجایی اجرام سماوی و اثران ناشی از این حركات مورد مطالعه قرار می گیرد و بیشترین مباحث درس جغرافیای ریاضی به این قسمت از دانش نجوم مربوط می شود.

2-اختر فیزیك Astrophysics:  در این بخش، ساختار، خواص فیزیكی، تركیب شیمیایی و تحولات درونی ستارگان مورد بحث قرار می گیرد. در دانش اختر فیزیك دربارة حركات ظاهری و حقیقی ستارگان و تعیین مواضع آنها نیز بحث می شود.

3-  طالع بینی Astrology : در این قسمت، به كمك حركت و مواضع اجرام سماوی، حوادث آسمانی پیشگویی می شود. البته آن دسته از پیشگویی های كه منطبق بر قوانین علمی است ( مانند رخداد خسوف و كسوف) مورد تأیید است و آن پیشگویی های كه پایة علمی ندارد و بیشتر جنبة فال گیری دارد، در این بخش مورد مطالعه قرار نمی گیرد.

4- كیهانشناسی Cosmology : این مقوله، قوانین عمومی تكامل طبیعی و مادی جهان و ساختار آن را بررسی می كند. به عبارت دیگر، جهان هستی را از دید كلی در نظر می گیرد و به مطالعة آن میپردازد. بررسی وضع كهكشانها، نواختران و به ویژه مسئلة انبساط جهان از مباحث این قسمت از دانش نجوم می باشد.

5- كیهان زایی Cosmogong : این بخش از دانش نجوم دربارة چگونگی پیدایش و منشأ كیهان بحث می كند. مسائل مربوط به پیدایش، تحول و تكوین عالم هستی در قلمرو مطالعات كیهان زایی است.

اكنون با توجه به تقسیم بندیهای ذكر شده در این قسمت، ملاحظه می شود كه دانش جغرافیای ریاضی ( زمین در فضا) در قسمت اول این تقسیم بندی یعنی در هیأت و نجوم قرار می گیرد. در این دانش تنها به مسائلی پرداخته می شود كه مربوط به حركات اجرام سماوی ( به خصوص سیاره زمین) و آثار ناشی از این حركات می باشد. مثلاً وقتی صحبت از دو رویداد آسمانی خسوف و كسوف می شود، این مطلب مستقیماً به جابه جایی و حركتهای سه جرم ارتباط و همبستگی بسیار نزدیك جغرافیای ریاضی و نجوم آشكار می گردد. از این رو نتیجه می گیریم كه در س جغرافیای ریاضی قسمتی از دانش هیأت است كه خوشبختانه پایه گزاران آن دانشمندان ایرانی مثل ابوریحان بیرونی، عبدالرحمن صوفی، خواجه نصرالدین طوسی و …بوده اند. اگر چه در عصر حاضر پیشرفتهای سریع و قابل ملاحظه ای در این علم به خاطر توسعه تكنولوژی و ساخت وسایل مدرن رصد اجرام سماوی، صورت گرفته است، ولی به اعتقاد همة دانشمندان غربی تمام كشفیات و پیشرفتهای دانش هیأت جدید بر پایة هیأت قدیم بنا نهاده شده است.

1-2- تعریف كیهان

كیهان را می توان تركیبی از ستارگان، سحابیها، سیارات، ستارگان دنباله دار و اجرام آسمانی دیگر تعریف كرد. به تصور ما این اجزاء جمع شده اند تا نقش كیهان را رقم بزنند. سیارات، سیاركها، اقمار، ستارگان دنباله دار، شهابسنگها به دور ستاره منفردی می گردند و ما آن را خورشید می نامیم. این مجموعة عظیم همه با هم منظومة شمسی را تشكیل می دهند. خورشید و بیلیونها ستاره دیگر اجتماعی از ستارگان را پدید می آورند كه كهشكان خودی یا راه شیری نامیده می شود. جهان، بسیاری از این كهكشانها یا اجتماعات ستاره ای را شامل می شود.

1-2-1- كهكشان

كهكشان عبارت است از تعداد زیادی ستاره و فضای بین ستاره ای ( اغلب گاز و گرد و غبار) كه تحت نیروی گرانش متقابل یكدیگر نگه داشته شده اند.ستارگان واقعی یك كهكشان در گستره ای وسیع به تعداد تقریبی صد میلیون تغییر می كند. به عبارت دیگر، خورشید و همسایگانش به انضمام مقدار زیادی از مادة میان ستاره ای و سحابیها، توسط نیروی گرانش، در یك خوشة بسیار بزرگ موسوم به كهكشان به یكدیگر پیوند خورده اند. اكثر ستارگان جهان درون چنین خوشه هایی جای گرفته اند.

منظومة شمسی ما جزء كهكشانی به نام راه شیری است كه در شبهای صاف به صورت ابری كشیده و بسیار رقیق دیده می شود. این كهكشان به شكل عدسی محدب بزرگی است كه ضخامت آن 10000 سال نوری و قطرش 100000سال نوری است. در كهكشان خودی متجاوز از 5میلیون منظومه و 10 میلیون ستاره وجود دارد. میلیونها منظومة شمسی تابع كهكشان راه شیری با سرعتهای متفاوتی به دور مركز كهكشان می گردند. منظومة شمسی ما با مركز كهكشان حدود 30000سال نوری فاصله دارد كه با سرعت 250كیلومتر بر ثانیه در هر 250 میلیون سال یك بار حول محور كهكشان راه شیری می گردد. جرم كل كهكشان راه شیری 10 مرتبه بیشر از جرم خورشید است ( شكل 1-1)