الرياضيات والفلك

الرياضيات في الفلك [ الرياضيات والفلك هما علمين بينهما ترابط كبير , حيث أعتمد علم الفلك على علم الرياضيات في اشياء عدة ]
إذا نظرنا إلى الفضاء الخارجي فسوف نرى أن الكون في حركة دائمة , لكن أبدا لن يخطر على بالنا أن هذه الحركة تتم وفقا لنظام رياضي مذهل.

علم الفلك أو علم الهيئة هو من أوائل العلوم التي نشأت في فجر البشرية وهو علم يهتم بمراقبة و دراسة الأحداث التي تقع خارج الكرة الأرضية وغلافها الجوي و علم التنبؤ بالظواهر الفلكية، يدرس علم الفلك بدايات الأجسام التي يمكن مراقباتها في السماء (خارج الأرض)، وتطورها وخصائصها الفيزيائية و الكيميائية، والأحداث المرافقة لها.



لقد قام العالم الفكي كوبرينكس بجمع الكثير من المشاهدات والملاحظات الفلكية الهامة بل الهامة جدا خلال حياته, لكنه لم يتمكن من فهمها أو تحليلها بسبب عدم وجود مهارات رياضية لديه في هذا الجانب.



جاء العالم يوهان كبلر بإثبات نظرياته رياضيا بسبب كونه رياضيا وعالم فلك في ذات الوقت.





يستغرق الكوكب عطارد 88 يوماً و الأرض 365 في مدارهما مرة واحدة حول الشمس ، فإذا ما ضربنا كلا الرقمين بنفسه للحصول على مربعهما نحصل على 7744 ، 133225 . ويبلغ الرقم الرقم الثاني حوالي 17 مثل للأول . و لننتقل الآن إلى نسبة بعدهما عن الشمس . فبعد عطارد في المتوسط حوالي 36 مليون ميل عن الشمس أما الأرض فتبعد حوالي 93 مليون ميل في المتوسط . وإذا ما ضربنا الأرقام بنفسهما مرتين للحصول على القيمة التكعيبية لهما نحصل على 46656 ، 804357 . وهنا نجد أن النسبة بين هذين الرقمين قريبة جداً من النسبة الأولى اي 17:1 و هذه القوانين لاتزال أساسية حتى يومنا هذا و تعتبر خطوة كبيرة إلى الأمام في المعرفة البشرية


وأيضاً :


العالم : نيكولاس كوبرنيكوس (19 فبراير 1473 – 24 مايو 1543)
جمع الكثير من المشاهدات والملاحظات الفلكية الهامة بل الهامة جداً خلال حياته,لكنه لم يتمكن من فهمها أو تحليلها بسبب عدم وجود مهارات رياضية لديه في هذا الجانب.

• أنفق ميكواي كوبرنيك 20 عاماً من العمل على نظرية مركزية الشمس وكان عمله الأساسي تحت عنوان "عن دوران الأجرام السماوية " وقد انتهى من هذا العمل في عام 1539م، وقد ظهر عمله هذا لأول مرة في عام 1543م في مدينة فيرمبورك قبل وفاته بعدة سنوات. ألف بحثاً راح يعرضه على أصدقائه وزملائه وخلاصة هذا البحث أن الشمس هي مركز هذه المجموعة التي من بينها كوكب الأرض. كما ألّف كتاب عدد دورة الأجرام السماوية في سنة 1533 في هذا الكتاب أثبت: أن الأرض تدور حول نفسها. وأن القمر يدور حول الأرض. وأن الأرض والكواكب الأخرى كلها تدور حول الشمس.

عالم : يوهان كبلر -ألماني
كان أول من وضع قوانين تصف حركة الكواكب بعد اعتماد فكرة الدوران حول الشمس كمركز لمجموعة الكواكب من قبل كوبرنيك وغاليلي . كان يوهانز كيبلر مساعداً لتايكو براهي (تيخو براهي) يعمل معه في مرصده، وبذلك ورث كبلر جميع الإنجازات الرصدية لتايكو براهي فعكف على دراسة مسار كوكب المريخ محاولاً وضع نموذج هندسي لحركة هذا الكوكب حول الشمس. فما لبث أن اكتشف أن نموذج المسار الإهليجي (وليس الدائري) يحقق النتائج الأرصادية بدقة كبيرة، بحيث تقع الشمس في إحدى بؤرتي الإهليج.

إن قوانين كبلر هي التي هَدَت العالم الإنكليزي إسحاق نيوتن إلى اكتشاف قانون التجاذب الكوني (قانون الجذب العام) حيث بينت قوانين كبلر أن هناك قوة تجاذبية بين الكواكب ، حيث قال نيوتن : "إن ما قمت به من اكتشافات كان فوق أكتاف كثير من العمالقة، وكبلر هو واحد من هؤلاء العمالقة".

العالم : ثابت بن قرة بن مروان
وهو أول من توصل لحساب طول السنة الشمسية حيث حددها بـ 360 يوما و6 ساعات و9 دقائق و12 ثواني ( أي أنه أخطأ بثانيتين فقط !! )

ومن أهم مؤلفاته في الفلك: رسالة في حساب رؤية الأهلة، رسالة في حركات النيّرين، مختصر في علم النجوم، رسالة في سنة الشمس بالأرصاد، كتاب في آلات الساعات التي تسمى رخامات، كتاب في حساب خسوف القمر والشمس.

وفي خلافة أبي جعفر المنصور ترجمة بعض أعمال العالم الأسكندري القديم بطليموس القلوذي ، ومن أهمها كتابه المعروف باسم المجسطي. واسم هذا الكتاب في اليونانية" أي (الكتاب الأعظم في الحساب) والكتاب موسوعة معارف في علم الفلك والرياضيات.
و قد أفاد منه علماء المسلمين وصححوا بعض معلوماته وأضافوا إليه.

وعن اللغة الهندية، ترجمت أعمال كثيرة مثل الكتاب الهندي المشهور في علم الفلك والرياضيات Siddhanta أي " المعرفة والعلم والمذهـب ".
العلوم الفرعونية أقتصرت الموضوعات العلمية التي اهتم بها المصريون القدماء على الرياضيات والفلك والطب والكيمياء وما وجدناه يدل على التطور والرقي الذي وصل إليه المصري القديم في هذه العلوم وكانت الدقة من أهم صفات المصري القديم التي مكنته بجانب العلم من عمل هذه الصروح على أسس علمية صحيحة.

- قياس الزمن عند الفراعنة : كان قياس الزمن بالـسنوات حيث كانت السنة تتكون من 12 شهراً كل شهر 30 يوماً والشهر 3 أسابيع كل أسبوع10 أيام وفي نهاية السنة كان يضاف 5 أيام مكملة ليصبح عدد أيام السنة 365 يوماً لتتفق مع الحقائق الفلكية .

- كما وقسمت السنة إلي 3 فصول كل منها 4 أشهر هي :- فصل الفيضان ، فصل الشتاء ، فصل الصيف . و كان اليوم 24 ساعة يتساوى فيها عدد ساعات الليل والنهار. كذلك كان طول الساعة الزمنية يختلف حسب الفصول. و لقياس الزمن استخدموا المزاول والساعات المائية وكان يصاحب الساعة المائية تدريج لتعديل طول الساعة الزمنية حسب الأشهر.

- أما بالنسبة للسنة قد كان هناك تقويمان في العصر الفرعوني هما: التقويم المدني (الرسمي ) والتقويم الشمسي (الفلكي). و التقويم الرسمي تتكون فيه السنة من 365 يوما ولا توجد سنوات كبيسة (بمعنى أن السنة كانت تفقد يوما كل 4 سنوات) وقد ارتبط هذا التقويم بحادثة فلكية واحدة وهي الشروق السنوي للنجم سيريوس مع شروق الشمس نفسها ( شروقاً شمسيا) وقد تم تحديد هذا اليوم حسب التقويم اليولياني ( نسبة إلي يوليوس قيصر) وهويوم 19 يوليو. أما بالنسبة للتقويم الفلكي (الشمس) فهو يتكون من 4/1 365 يوما لذا كان يضاف يوما كل أربع سنوات للتقويم مما جعل بمرور الوقت السنة الرسمية (المدنية( تسبق السنة الفلكية بشهر كل 120 سنة. كما نجد التقويمين يتطابقان كل 1460 سنة لمدة 4 أيام . و كان التقويم الفلكي يستخدم في الزراعة وتحديد الأعياد الدينية .

عني المصريون بدراسة الفلك وساعد على ذلك مناخ مصر الجاف حيث تخلوا السماء من الغيوم إلا في القليل النادر من ثم تكون دراسة السماوات سهلة ميسرة. وكانت مواضع المجموعات ومسارات الكواكب معروفة وذلك لان عمليات الرصد بدأت في وقت مبكر. و كانت أهم مجموعتين من النجوم هما : نجوم الدب الأكبر السبعة والتي كانت معروفة بالنجوم الخالدة أما المجموعة الثانية فهي : اريون (ساحو) والذي كان يعتبر معبودا (والعياذ بالله) وأهم النجوم التي عرفوها هو النجم الشعرى (سيروس) ، وتكمن أهميته أن ظهوره كان دليلا على الفيضان وكان يحتفل بظهوره في الفجر في الصيف .

قام أحد اليونانيين (يدعى سنسورنيوس) باستنتاج تاريخين لسنتين حدث فيهما شروقاً شمسياً للنجم سيريوس أيام الفراعنة ، كما وصلت إلينا نصوص تذكر أيام الشروق الشمس للنجم سيريوس .
وتكمن أهمية هذه التواريخ في معرفة أزمنة حكم الملوك الذين حدث أثناء حكمهم شروق شمسي للنجم سيريووس بفضل النصوص التي وصلت إلينا بتلك الفترة.

الأغريق :
و في حوالي العام 150 ق.م. استخدم الفلكي الإغريقي (بطليموس) الهندسة وحساب المثلثات في الفلك لدراسة حركة الكواكب، وتمّ هذا في أعماله المكونة من 13 جزءًا. عرفت فيما بعد بالمجسطي . - مخطوطة إقليدس (القرن العاشر) : تحوي المسافة بين الشمس والقمر وحجم كل منهما . كما تحوي على أقطار الشمس والقمر في القرن العاشر وهي أقدم وأفضل مخطوطة لمجموعة الأعمال الفلكية اليونانية . كما أن مجموعة pappus تشمل على مواضيع الهندسة وعلم الفلك والميكانيكا ويعتبر ذلك العمل الأهم والأخير في الرياضيات اليونانية.