ระบบดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลาง
นิโคลาส โคเปอร์นิคัส(Nicolaus Copernicus) I. วงโคจรของดาวฤกษ์ II. วงโคจรของดาวเสาร์ III. วงโคจรของดาวพฤหัสบดี IIII. วงโคจรของดาวอังคาร V. วงโคจรของโลกและดวงจันทร์ VI. วงโคจรของดาวศุกร์ VII. วงโคจรของดาวพุธ จุดศูนย์กลางคือดวงอาทิตย์  
หนังสือเล่มนี้ซึ่งถือเป็นจุดเริ่มต้นของดาราศาสตร์ยุคใหม่ ดังนี้
1.ทรงกลมฟ้า (ซึ่งเป็นที่ตั้งของดาวฤกษ์และดาวเคราะห์) เคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์ โดยมีดวงอาทิตย์อยู่ที่ศูนย์กลางของจักรวาล 2.ระยะทางจากโลกไปยังทรงกลมฟ้าอยู่ไกลกว่าระยะทางจากโลกไปยังดวงอาทิตย์ 3.การเคลื่อนที่ปรากฏของทรงกลมฟ้าสัมพัทธ์กับเส้นขอบฟ้าในแต่ละวัน เป็นผลจากการที่โลกหมุนรอบตัวเอง 4.การเคลื่อนที่ย้อนกลับของดาวเคราะห์ (Retrograde motion) เกิดขึ้นเนื่องจากการเคลื่อนที่ไปตามวงโคจรของโลกสัมพัทธ์กับการเคลื่อนที่ไปตามวงโคจรของดาวเคราะห์ วงกลมเล็ก (Epicycle) ของทอเลมีมิได้มีอยู่จริง 
โคเปอร์นิคัสอธิบายการมองเห็นการเคลื่อนที่ย้อนกลับของดาวอังคารในภาพที่ 3 ว่า วงโคจรรอบดวงอาทิตย์ของโลกมีขนาดเล็กกว่าวงโคจรของดาวอังคาร ดาวอังคารจึงต้องใช้คาบเวลาในการโคจรรอบดวงอาทิตย์นานกว่าโลก เมื่อโลกเคลื่อนที่แซงดาวอังคาร เราจะมองเห็นดาวอังคารเคลื่อนที่ย้อนกลับเมื่อเปรียบเทียบกับทิศทางการเคลื่อนที่ของกลุ่มดาวทั้งหลายที่อยู่บนทรงกลมฟ้า
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
กาลิเลโอ กาลิเลอี (Galileo Galilei) การค้นพบของกาลิเลโอ ในต้นคริสต์ศตวรรษที่ 17 (พุทธศตวรรษที่ 22) กาลิเลโอ กาลิเลอี (Galileo Galilei) นักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาลี ซึ่งมีชีวิตอยู่ในช่วง ค.ศ.1564 - 1642 (พ.ศ.2107 - 2185) ได้นำกล้องส่องทางไกลซึ่งประดิษฐ์คิดค้นโดยชาวฮอลแลนด์ มาประยุกต์สร้างขึ้นเป็นกล้องโทรทรรศน์ชนิดหักเหแสงเพื่อใช้ส่องดูวัตถุท้องฟ้า กาลิเลโอพบว่า พื้นผิวของดวงจันทร์เต็มไปด้วยหลุมขรุขระ พื้นผิวของดวงอาทิตย์มีจุด (Sunspots) และมิได้เป็นทรงกลมที่สมบูรณ์ (มีผิวราบเรียบ) ดังคำสั่งสอนของอริสโตเติล กาลิเลโอพบว่าดาวพฤหัสบดีมีดวงจันทร์บริวาร 4 ดวง เขาเฝ้าบันทึกการเคลื่อนที่ของดวงจันทร์ทั้งสี่ด้วยการสเก็ตรูป (ภาพที่ 2) และสรุปว่า ดวงจันทร์ทั้งสี่มิได้โคจรรอบโลกแต่โคจรรอบดาวพฤหัสบดี สิ่งที่กาลิเลโอค้นพบขัดแย้งกับคำสอนของอริสโตเติลที่ว่า “โลกคือศูนย์กลางของจักรวาล วัตถุท้องฟ้าทุกอย่างโคจรรอบโลก”  เมื่อกาลิเลโอใช้กล้องโทรทรรศน์ส่องมองดาวศุกร์ เขาพบว่าขนาดปรากฏของดาวศุกร์เปลี่ยนแปลงไปในแต่ละวันคล้ายข้างขึ้นข้างแรม ขนาดของเสี้ยวดาวศุกร์เปลี่ยนแปลงไปตามตำแหน่งในวงโคจรรอบดวงอาทิตย์ เมื่อดาวศุกร์โคจรอยู่ด้านเดียวกับโลก ดาวศุกร์จะปรากฏเป็นเสี้ยวขนาดใหญ่ดวงจันทร์ข้างแรม เนื่องจากเรามองเห็นแต่ทางด้านหลังดาวศุกร์ แต่เมื่อดาวศุกร์โคจรไปอยู่อีกด้านหนึ่งของดวงอาทิตย์ ดาวศุกร์จะมีขนาดเล็กลงแต่ทำมุมสะท้อนแสงอาทิตย์เกือบเป็นวงกลม ดังที่แสดงในภาพที่ 3 สิ่งนี้เองที่เป็นหลักฐานยืนยันว่าทั้งโลกและดาวศูกร์ต่างโคจรรอบดวงอาทิตย์ อริสโตเติล การเปลี่ยนแนวคิดใหม่ว่าดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางของจักรวาลโดยมีข้อมูลสังเกตการณ์ทางวิทยาศาสตร์อย่างชัดเจน  กาลิเลโอ มิได้เป็นเพียงนักดาราศาสตร์ผู้เฝ้าสังเกตการณ์แต่ยังเป็นนักฟิสิกส์ยุคใหม่อีกด้วย อริสโตเติลเคยอธิบายว่า “การที่สิ่งของตกลงสู่พื้นดินนั้น เป็นเรื่องของการเคลื่อนที่ตามธรรมชาติ โดยไม่มีเรื่องของแรงมาเกี่ยวข้อง หากเป็นเพราะโลกเป็นศูนย์กลางของจักรวาล ทุกสิ่งจึงต้องเคลื่อนที่เข้าสู่ศูนย์กลางของโลก” กาลิเลโอคิดแตกต่างออกไป เขาเชื่อว่าการที่วัตถุตกลงสู่พื้นนั้นเป็นเพราะมีแรงมากระทำต่อวัตถุ กาลิเลโอได้ทำการทดลอง ณ หอเอนแห่งเมืองปิซา เพื่อพิสูจน์ให้เห็นว่า วัตถุต่างขนาดตกลงสู่พื้นโลกโดยใช้เวลาเท่ากัน แนวความคิดนี้ถูกนำไปพัฒนาเป็นกฎแรงโน้มถ่วงโดย เซอร์ไอแซค นิวตัน นักคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษในยุคต่อมา | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
เคปเลอร์ (Johannes Kepler)  หลังจากที่กาลิเลโอพิสูจน์ว่า ระบบดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลางของระบบสุริยะ (Heliocentric) เป็นความจริง นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่ยังปักใจว่า วงโคจรของดาวเคราะห์เป็นรูปวงกลมที่สมบูรณ์ จึงไม่มีใครสามารถพยากรณ์ตำแหน่งของดาวเคราะห์ล่วงหน้าได้ถูกต้อง จนกระทั่ง โจฮานเนส เคปเลอร์ (Johannes Kepler) นักคณิตศาสตร์ชาวเยอรมันซึ่งมีชีวิตอยู่ในระหว่าง ค.ศ.1571 – 1630 (พ.ศ.2114 - 2173) ได้ทำการวิเคราะห์ข้อมูลตำแหน่งของดาวเคราะห์ ซึ่งได้มาจากการตรวจวัดอย่างละเอียดโดย ไทโค บราเฮ (Tycho Brahe) นักดาราศาสตร์ประจำราชสำนักเดนมาร์ก ผู้มีชื่อเสียงในยุคนั้น (แต่ไทโคคงยังเชื่อในระบบโลกเป็นศูนย์กลาง) แล้วทำการทดลองด้วยแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ เคปเลอร์พบว่า ผลของการคำนวณซึ่งถือเอาวงโคจรเป็นรูปวงกลมไม่สอดคล้องกับข้อมูลที่ได้จากการสังเกตการณ์ แต่สอดคล้องกับการคำนวณซึ่งถือเอาวงโคจรเป็นรูปวงรี ในปี ค.ศ.1609 (พ.ศ.2152) เคปเลอร์ได้ประกาศกฎข้อที่ 1 (กฎของวงรี) “ดาวเคราะห์โคจรรอบดวงอาทิตย์เป็นวงรี โดยมีดวงอาทิตย์อยู่ที่โฟกัสจุดหนึ่ง”   เก้าปีต่อมา ในปี ค.ศ.1618 (พ.ศ.2161) เคปเลอร์พบว่า พื้นที่ของคาบวงโคจรของดาวเคราะห์ (คำว่า “พื้นที่” หมายถึง กำลังสอง) จะแปรผันตาม ปริมาตรของระยะห่างจากดวงอาทิตย์เสมอ (คำว่า “ปริมาตร” หมายถึง กำลังสาม) หรือพูดอย่างง่ายว่า “กำลังสองของคาบวงโคจรของดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์ จะแปรผันตาม กำลังสามของระยะห่างจากดวงอาทิตย์ เมื่อนำค่ายกกำลังสองของคาบวงโคจรของดาวเคราะห์ p2 มาหารด้วย ค่ากำลังสามของระยะห่างจากดวงอาทิตย์ a3 จะได้ค่าคงที่เสมอ (p2/a3 = k, k เป็นค่าคงที่) มิว่าจะเป็นดาวเคราะห์ดวงใดก็ตาม กฎข้อที่ 3 นี้เรียกว่า “กฎฮาร์มอนิก” (Harmonic Law) ตารางที่ 1 กฏข้อที่ 3 ของเคปเลอร์
โดยที่ระยะทาง 1 หน่วยดาราศาสตร์ หรือ 1 AU (Astronomical Unit) เท่ากับ ระยะทางเฉลี่ยจากโลกไปยังดวงอาทิตย์ หรือ 149,600,000 ล้านกิโลเมตร (ในยุคของเคปเลอร์ยังไม่ทราบว่า 1 AU มีค่าเท่าไร จึงติดค่าไ่ว้ในลักษณะของสัดส่วน) อนึ่ง ในยุคของเคปเลอร์เป็นยุคที่เรขาคณิตรุ่งเรือง เคปเลอร์ได้สร้างแบบจำลองของระบบสุริยะแบบสามมิติ เป็นรูปทรงหลายเหลี่ยมซ้อนกันดังในภาพที่ 6 โดยถือว่า p2 คือพื้นที่ของเวลา และ a3 คือลูกบาศก์ของเวลา เป็นสัดส่วนกันในแต่ละชั้น  |
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น