الأصلي 'السيد. الكسوف: كيف قام عالم فلك من القرن التاسع عشر بحساب تواريخ أكثر من 13000 خسوف
الأصلي 'السيد
إذا ذكر المرء اسم "السيد إكليبس"، فإن معظم علماء الفلك الهواة والمحترفين سيتعرفون عليه على الفور باعتباره الاسم المستعار لفريد إسبيناك، وهو عالم فيزياء فلكية أمريكي فخري متقاعد عمل في مركز جودارد لرحلات الفضاء. لكنه معروف بشكل أفضل بعمله في التنبؤ بالكسوف.
كان أول كسوف كلي للشمس شاهده إسبيناك في مارس 1970، مما أثار اهتمامه بالكسوف عندما كان في السادسة عشرة من عمره. وبعد ثماني سنوات، بدأ في تقديم نشرات الكسوف لوكالة ناسا، وهو اليوم مؤلف العديد من الأعمال القانونية المرموقة حول الكسوف. توقعات الخسوف. العديد من مطاردي الكسوف الذين يرغبون في الحصول على معلومات عن الكسوف الماضي وخاصة الكسوف المستقبلي، يذهبون إلى EclipseWise.com حيث قام الدكتور إسبيناك بتطوير موقع ويب مخصص للتنبؤات الشاملة والمعلومات حول كسوف الشمس والقمر.
عندما يكون الكسوف الشمسي القادم؟
من الطب إلى علم الفلك
وُلِد يوهان، والد أوبولزر، في براغ، تشيكوسلوفاكيا، في 26 أكتوبر 1841، وكان جراحًا يحظى بتقدير كبير وكانت والدته ماريا ابنة كيميائي. في عام 1850، انتقلت العائلة إلى فيينا، وهناك التحق ثيودور الصغير بالمدرسة، وسرعان ما أُدرك أن لديه موهبة استثنائية في الأرقام والرياضيات. وبينما شجعه والده على السير على خطاه لدراسة الطب، كان اهتمام ثيودور الأساسي منصبًا على العلوم الفيزيائية، وأبرزها علم الفلك.
على الرغم من حصوله على درجة الدكتوراه. حصل على الطب وهو في الثالثة والعشرين من عمره، وأصبح اسم "أوبولزر" معروفًا بشكل أكبر في علم الفلك بفضل نشره لأوراق فنية تتعلق بمدارات الكويكبات والمذنبات المختلفة. كان عمره 21 عامًا فقط عندما نشر أول بحث له يتعلق بمدار مذنب تاتشر، وهو مذنب لامع ظهر عام 1861 والذي نعرف اليوم أنه مسؤول عن النيازك التي تنتج الدش النيزكي السنوي في أبريل.
بحلول عام 1866، بدأ تدريس علم الفلك النظري والجيوديسيا في جامعة فيينا.
لكنه لم يثبت فقط أنه كان آلة حاسبة عالية الكفاءة – حيث يُقال إنه حفظ قيم 14000 لوغاريتم – بل قام أيضًا بإجراء ملاحظات فلكية مباشرة من مرصده الخاص في فيينا-جوزيفشتات. كان أوبولزر، المجهز بقبة دوارة، وتلسكوب منكسر مقاس 7 بوصات، وباحث مذنب واسع المجال، ودائرة زوال، بمثابة "عرض فردي"، حيث لم يكن قادرًا على مراقبة الكويكبات والمذنبات فحسب، بل كان قادرًا أيضًا على استخلاص المدارات بالنسبة لهم أيضا.
في الواقع، في عام 1870، نشر بحثًا جلب له شهرة عالمية: إنشاء طريقة جديدة لحساب مدار من ثلاثة أو أربعة مواقع مرصودة فقط؛ السرعة التي قدمت بها منهجية أوبولزر حلاً، حلت محل الإجراء الأكثر مملة الذي اشتقه عالم الرياضيات الألماني الأسطوري الآن كارل فريدريش غاوس.
أطلس الكسوف يتشكل
في عام 1868، شارك أوبولزر في رحلة استكشافية إلى عدن على بحر العرب لمراقبة كسوف الشمس. لقد أبهره هذا الحدث السماوي وسرعان ما بدأ بدراسة الكسوف الذي حدث خلال التاريخ القديم. ولكن تبين أنها مهمة محبطة، لأنه في ذلك الوقت لم يكن هناك أي أدلة مرجعية يمكن الرجوع إليها فيما يتعلق بالكسوف من القرون السابقة.
وذلك عندما اتخذ أوبولزر قرارًا هائلاً: إذا لم تكن هناك كتالوجات للكسوف متاحة، فسوف يقوم بتجميع واحدة لنفسه. لكنه قرر أن يقوم كتالوجه بما هو أكثر من مجرد تقديم قائمة بتواريخ الكسوف. بل كان ينوي تقديم حسابات دقيقة من شأنها أن تسمح للمرء باستخلاص ظروف كسوف معين كما يُرى من أي بقعة واحدة على الأرض. وكان أوبولزر ينوي أيضًا أن يغطي كتالوجه الكسوف الذي لم يحدث في الماضي البعيد فحسب، بل أيضًا تقديم نظرة مستقبلية للكسوف الذي كان سيحدث بعد عدة عقود في المستقبل.
بالنسبة لأي عالم فلك في القرن التاسع عشر، كانت مثل هذه المهمة تبدو مستحيلة، لكن أوبولزر كان مصممًا على تحقيقها.
اعتمد أوبولزر في حساباته الأولية بشكل كبير على كتابات بيتر أندرياس هانسن، وهو عالم فلك ألماني ولد في الدنمارك، وكان من أهم أعماله تحسين نظريات وجداول مدارات الأجسام الرئيسية في النظام الشمسي. كتاب هانسن المتعلق بحركة القمر: "أسس جديدة للتحقيق في المدار الحقيقي الذي يعبره القمر" نُشر عام 1838.
إن الطبيعة المنهجية لأساليب هانسن حملت الميكانيكا السماوية إلى مستوى جديد من القوة والدقة. طُبعت الجداول المبنية على نظريته في بريطانيا العظمى عام 1857 واستخدمت حتى عام 1923. وكانت بيانات هانسن بمثابة الأساس لحسابات أوبولزر للكسوف، وسمحت له بتطوير مجموعة الجداول الخاصة به في عام 1881، والتي قدمت تواريخ وأوقات دقيقة لكليهما. أقمار جديدة ومكتملة للماضي البعيد وفي المستقبل البعيد.
والآن تم إعداد المسرح للقيام بحسابات الكسوف الفعلية.
مهمة شاقة
لم يتمكن رجل واحد من إجراء جميع العمليات الحسابية بمفرده، لذلك تمكن أوبولزر في البداية من الاستعانة بخمسة متطوعين لمساعدته. لقد عملوا في مجموعتين على نفس الحسابات بحيث يمكن مقارنة الحلول النهائية التي تم الحصول عليها والتحقق من دقتها. ومع ذلك، بعد فترة من الوقت، تضاءل الحماس الأولي لهؤلاء المتطوعين حيث أصبح العمل ثقيلًا ومرهقًا ومثيرًا للذهول. في النهاية، انسحب الخمسة جميعًا من المشروع.
لذلك، في عام 1882، قام أوبولزر بتعيين خمسة رجال آخرين لإجراء الحسابات، ولكن هذه المرة حصلوا على أجر مقابل القيام بهذه المهمة بمعدل غيلدر واحد لكل كسوف شمسي – وهي تكلفة وجبة غداء متوسطة. من الواضح أن هذا قد نجح، ففي 22 أكتوبر 1885، تم الانتهاء أخيرًا من مخطوطة Canon der Finsternisse ("Canon of Eclipses") وتم إرسالها إلى الأكاديمية الإمبراطورية للعلوم في فيينا. تم تعزيز حسابات 8000 كسوف شمسي بحسابات 5200 خسوف قمري، تغطي أكثر من 33 قرنا: من 1208 قبل الميلاد إلى 2161 بعد الميلاد.
تذكر أنه في أواخر القرن التاسع عشر، كانت أجهزة الكمبيوتر الإلكترونية بعيدة جدًا في المستقبل البعيد؛ تم تجميع كتاب Opolzer's Canon بالكامل باستخدام الحساب بالقلم الرصاص والورق! تحتوي الأوراق المكتوبة بخط اليد لتحليل الأرقام اللوغاريتمية، والتي استند إليها العمل النهائي، على أكثر من 10 ملايين رقم وملأت 242 مجلدًا سميكًا. في مقال ظهر في مجلة زينيت الهولندية في نوفمبر 1987، أعلن فيلهلم إتش سي كارتون أن:
"كان Canon واحدًا من أعظم الإنجازات الحسابية في عصر ما قبل الإلكترونيات وعمل شخص استثنائي في كل العصور."
ربما يكون قانون الكسوف قد ساهم أيضًا في زوال Opolzer النهائي. كان يقوم كل يوم ولساعات طويلة بفحص أوراق إثبات عمله بدقة قبل أن يصبح جاهزًا للنشر أخيرًا. بعد وقت قصير من فحص ورقة الإثبات النهائية، وقع ضحية لمرض في القلب وتوفي في اليوم التالي لعيد الميلاد عام 1886 عن عمر يناهز 45 عامًا. وتم نشر كتابه الرائع أخيرًا بعد بضعة أشهر في ربيع عام 1887.
التحفة النهائية على الكسوف
بعد ذلك، ولمدة 80 عامًا تقريبًا، اعتُبر كتاب "كانون" لأوبولزر هو العمل المعتمد حول كسوف الشمس والقمر. في عام 1962، أعادت منشورات دوفر في نيويورك طبع "كانون" الذي ترجمه إلى الإنجليزية عالم الفلك الأمريكي أوين جينجريتش وتضمن مقدمة كتبها جينجريتش وخبير كسوف الشمس دونالد إتش مينزل. كلفت نسخة دوفر المعاد طبعها 10 دولارات فقط، وتم توزيعها على نطاق واسع وبيعت بالكامل بسرعة.
الآن، بعد أن نفدت طبعته منذ فترة طويلة، قد تكون النسخ موجودة في متاجر الكتب التي تبيع الكتب التي يصعب العثور عليها. وفي عام 1998، تمكنت والدتي من شراء نسخة بحالة جيدة جدًا من بائع كتب في ولاية أوريغون كهدية لي في عيد الميلاد. وتظل ملكية ثمينة.
حتى الآن، يعد "الكانون" أداة قيمة للمؤرخين، حيث كشف عن كسوف الشمس في 15 يونيو 763 قبل الميلاد كما هو موصوف في الكتاب المقدس المسيحي (عاموس 8: 9) في نينوى، وكسوف آخر يُزعم أنه تنبأ به الفيلسوف اليوناني طاليس. ميليتس في 28 مايو 585 ق.م. فيما يتعلق بخسوف القمر، فإن الكتاب ساعد في تحديد يوم 27 أغسطس 412 ق.م. باعتباره التاريخ الذي كتبه المؤرخ والجنرال الأثيني ثوسيديدس في وصف مفصل. وغالبًا ما تُستخدم ظروف الكسوف الجزئي يوم 13 مارس 4 ق.م كمعيار لتحديد تاريخ وفاة هيرودس الكبير عندما يبحث علماء الكتاب المقدس في تاريخ ميلاد المسيح والظهور المحتمل لنجمة بيت لحم.
كان Opolzer فخوراً.
انتقادات غير مبررة
لكن اليوم، ينتقد الكثيرون "كانون" أوبولزر في المقام الأول بسبب عدم دقة مسارات كسوف الشمس التي تم رسمها في الجزء الخلفي من كتابه على 160 خريطة على شكل طبق، جميعها تتمركز في القطب الشمالي ويحدها خط عرض 30 درجة جنوبًا. تم رسم ثلاث نقاط، وأحيانًا أربع نقاط محسوبة بدقة، بقوس دائري مرسوم عبر النقاط، مما يوفر تقريبًا جيدًا ولكن ليس دقيقًا للمسار الحقيقي.
ونتيجة لذلك، غالبا ما تنتج اختلافات ملحوظة.
على سبيل المثال: لسنوات عديدة – حتى منتصف الستينيات تقريبًا، عندما أصبحت مصادر مرجعية أكثر دقة متاحة – كان من المفترض أن مدينة نيويورك ستشهد كسوفًا كليًا للشمس في 8 أبريل 2024. واستند هذا الافتراض فقط إلى نظرية أوبولزر. "كانون"، الذي يصور مسار كسوف الشمس الكلي الأخير الذي يمر مباشرة فوق تلك المنطقة الحضرية. وقد أكدت العديد من كتب علم الفلك في القرن العشرين، وكذلك المقالات في الصحف والمجلات خلال تلك الحقبة، على هذه النقطة. لكن حقيقة الأمر هي أنه في يوم الكسوف، مر المسار الكلي على بعد حوالي 200 ميل (320 كم) إلى الشمال الغربي للمدينة، مع اضطرار سكان نيويورك إلى الاكتفاء بدلاً من ذلك بكسوف جزئي كبير (91٪).
تم العثور على العديد من مسارات الكسوف الأخرى في "كانون" "معطلة" بما يصل إلى بضع مئات من الأميال. فهل يقع اللوم على أوبولزر وفريقه في مثل هذه التناقضات؟
الجواب بكل تأكيد لا.
كتب أوبولزر نفسه أن: "هذه المخططات لها غرض واحد فقط، وهو إظهار مسار الكسوف بنظرة سريعة وخاصة حيث تقع النقاط المحسوبة. ومن الواضح أن الأقواس الدائرية هي تقديرات تقريبية، ومع ذلك، يجب ألا ننسى أبدًا أنه يمكن أن يكون هناك في كثير من الأحيان يكون انحرافًا كبيرًا للأماكن البعيدة عن النقاط الرئيسية."
قصص ذات الصلة:
في الواقع، من أجل تقديم تنبؤات موثوقة، دعا أوبولزر إلى استخدام الجداول الرقمية الموجودة في الكتاب (والتي تحتوي على كميات مثلثية وهندسية؛ ما يسمى بعناصر الكسوف ) بدلاً من ذلك. لسوء الحظ، كان هذا شيئًا لم يفعله سوى عدد قليل جدًا من الناس. بدلاً من ذلك، اتخذ معظمهم الطريق السهل، حيث أخذوا خرائط الكسوف الموجودة في الكتاب على ظاهرها، وافترضوا بشكل تعسفي أن المسارات المرسومة كانت دقيقة بدلاً من كونها تقريبية فقط.
ومن المفارقات أنه إذا استثمر المرء الوقت والجهد فقط لحساب مسار محدد للكسوف باستخدام الجداول الرقمية في الكتاب، فسيجد أنهم سيتفقون بشكل وثيق مع التنبؤات الحديثة اليوم في حدود حوالي 20 كيلومترًا (12.4 ميلًا). ليس سيئًا بالنسبة لرجل وفريقه المكون من 10 متعاونين، الذين أجروا حساباتهم دون مساعدة أجهزة كمبيوتر إلكترونية عالية السرعة واعتمدوا فقط على معرفتهم الفائقة بالرياضيات والحسابات بالقلم الرصاص على الورق!
يعمل جو راو كمدرس ومحاضر ضيف في Hayden Planetarium في نيويورك . يكتب عن علم الفلك لمجلة التاريخ الطبيعي وتقويم المزارعين ومنشورات أخرى.
