فراموش‌شده در تاریخ: داستان كشیشی كه پیش از فیزیكدانان وجود سیاه‌چاله‌ها را پیش‌بینی كرد

فراموش‌شده در تاریخ: داستان كشیشی كه پیش از فیزیكدانان وجود سیاه‌چاله‌ها را پیش‌بینی كردنجوم و فضاعلمیجمعه ۲۷ مهر ۱۴۰۳ - ۲۲:۳۰مطالعه 10 دقیقهصبا سلوكیتبلیغاتتبلیغاتتبلیغاتهیچكس فكرش را هم نمی‌كند در دوره‌ای كه وجود سیاه‌چاله‌ها حتی از گوشه‌ی ذهن فیزیكدانان برجسته نمی‌گذشت، یك كشیش وجود آن‌ها را پیش‌بینی كرده باشد .

تبلیغاتما سیاه‌چاله‌ها را یك كشف قرن بیستمی می‌دانیم كه قدمتش به زمانی بازمی‌گردد كه آلبرت اینشتین برای اولین‌بار نظریه نسبیت عام خود را منتشر كرد. اما تقریباً ۲۰۰ سال قبل از اینكه دانشمندان وجود سیاه‌چاله‌ها را بپذیرند، یك كشیش بریتانیایی به نام «جان میچل» ایده‌های شگفت‌آوری درباره این اجرام كیهانی عجیب منتشر كرد .

وجود سیاه‌چاله‌ها و اندیشیدن دراین‌باره كه چند میلیارد از آنها كیهان را پر كرده‌اند، دیوانه‌كننده است. برای دهه‌ها در قرن بیستم، فیزیكدانان برجسته حتی خود آلبرت اینشتین نیز باور نمی‌كردند كه این اجرام می‌توانند واقعی باشند و آنچه را كه ریاضیات پیش‌بینی می‌كرد، نادیده گرفتند .

بااین‌حال، جان میچل، كشیش بریتانیایی ناشناخته هوشیاری درخورتوجهی درمورد سیاه‌چاله‌ها از خود نشان داد و بسیار جلوتر از هم‌عصران علمی‌اش بود. او فقط با استفاده از قوانین نیوتنی در قرن هجدهم این اجرام عجیب و غریب نجومی را به روش‌های شگفت‌انگیزی پیش‌بینی كرد .

اما جان میچل كه بود، چه چیزی را پیش‌بینی كرد و چرا ایده‌های او فراموش شدند؟سارا ارجمندچرا اینشتین درباره سیاه‌چاله‌ها اشتباه می‌كرد؟مطالعه '16كپی لینكسال‌های ابتدایی زندگیمیچل در سال ۱۷۲۴ در دهكده «ایكرینگ»، انگلستان به دنیا آمد و در خانه، كنار برادر و خواهر كوچك‌ترش تحصیل كرد .

شهرت اولیه‌ی او به دلیل یادگیری سریع و ادراك قوی‌اش بود. خانواده‌ی میچل از سنتی مسیحی به نام «وسیع‌نظری» پیروی می‌كرد كه عقل را بر آموزه‌های افراطی ارج می‌نهاد. این سنت در دانشگاه كمبریج تحت رهبری «آیزاك نیوتن» ریشه داشت .

به همین دلیل، هنگامی كه زمان ورود جان به دانشگاه فرا رسید، او به كمبریج رفت. این دانشگاه كه متشكل از ۴۰۰ دانشجو بود، برای گفتمان‌های روشنفكرانه محیطی ایده‌آل محسوب می‌شد. Getty Imagesمیچل به مدت بیست سال، در پست‌های مختلف كمبریج ماند و به تدریس رشته‌های متنوعی مانند عبری، یونانی، الهیات، ریاضیات و زمین‌شناسی پرداخت .

در همان سال‌ها، او شروع به نشان‌دادن ظرفیت خود برای آینده‌نگری علمی كرد.كپی لینكدستاوردهای علمیعلایق تحقیقاتی و دامنه‌ی دستاوردهای میچل حوزه‌های مختلفی از علم را در بر می‌گرفت. او شروع به بررسی مغناطیس كرد و نشان داد كه نیروی مغناطیسی اعمال‌شده توسط هر قطب آهنربا با مجذور فاصله كاهش می‌یابد .

مقاله‌ای كه او در سال ۱۷۵۰ منتشر كرد، این قانون كاملاً جدید را با نام «مربع معكوس» معرفی كرد و كاربرد آهنربا در جهت‌یابی را افزایش داد. پس از «زلزله فاجعه‌بار لیسبون» در سال ۱۷۵۵، میچل كتابی نوشت كه با انتشار در سال ۱۷۶۰ به تثبیت زلزله‌شناسی به عنوان یك علم كمك كرد .

میچل ایده‌ی پخش زمین‌لرزه‌ها به صورت امواج در زمین جامد را ارائه داد و آن‌ها را مربوط به جابه‌جایی در لایه‌های زمین‌شناسی دانست كه امروزه «گسل» نامیده می‌شوند. این كار بزرگ او را به عضویت انجمن سلطنتی، سازمانی متشكل از دانشمندان برجسته، درآورد .

میچل همچنین راهی برای تخمین كانون زلزله‌ها ابداع كرد و این ایده را كه زلزله‌ی زیردریایی می‌تواند باعث سونامی شود، بررسی كرد.كپی لینككشیش كلیساپس از ترك كمبریج در سال ۱۷۶۴، میچل در چهل سالگی با «سارا ویلیامسون» ازدواج كرد و به «تورنهیل» در «یوركشایر» نقل مكان كرد تا راه پدرش را به عنوان كشیش محلی دنبال كند .

سارا سال بعداً درگذشت و میچل دوباره در سال ۱۷۷۳ ازدواج كرد. كلیسای پریش تورن‌هیل، كه نام آن اكنون «سنت مایكل و فرشتگان» است. جان میچل كشیش این كلیسا بود.examinerlive.co.ukمیچل در كنار كارش در كلیسا، مكاتباتی با دیگر فیلسوفان طبیعی و روشنفكران آن دوره داشت .

ارتباطات علمی میچل به‌عنوان كشیش شهری كوچك بسیار چشمگیر بود. دانشمندانی مانند «بنجامین فرانكلین»، «جوزف پریستلی» و «هنری كاوندیش» در مقطعی از كارش به بازدید او آمدند. از دیدگاه قرن بیست و یكم، اینكه یك كارمند كلیسای مسیحی در قلب زندگی علمی قرار دارد، ممكن است، شگفت‌انگیز به نظر برسد .

اما مانند بسیاری از روشنفكران قرن هجدهم، میچل بین دین و علم تمایز قائل نمی‌شد.كپی لینكدیدگاه متفاوت جان میچل به جهان هستیمعرفی تلسكوپ‌ها در اوایل دهه ۱۶۰۰ تحول فلسفی بزرگی در سراسر اروپا ایجاد كرده بود .

سلسله مراتب ثابت و مشاهده‌پذیر آفرینش خدا كه روحانیان مسیحی به آن اتكا می‌كردند، توسط ایده‌ی یك مورخ علم، به نام «الكساندر كویره» سرنگون شد. این دیدگاه جهان را نامعین و حتی نامحدود نامید كه باید از طریق مشاهده اجزای اساسی و قوانین آن درك می‌شد .

اما برای متفكرانی مانند میچل، این انقلاب جای قوانین خدا را نگرفت، بلكه صرفاً رمز و راز او را تجدید كرد؛ قوانین طبیعی نیز همچنان قوانین خدا بودند.میچل مكتب نیوتنی را دنبال می‌كرد كه ادعا داشت وظیفه‌ی ما در قبال خدا و همچنین نسبت به یكدیگر، در پرتو طبیعت بر ما ظاهر خواهد شد .

آیزاك نیوتن نیز مانند میچل هیچ تفاوتی بین ایمان و علم نمی‌دید. همان‌طور كه «مك كورمك» می‌گوید: حقایق دینی جان میچل با حقایق طبیعت همخوانی داشت.- مك كورمك بنابراین، میچل در كنار وظایف محلی، به تدریج توجه خود را بر كیهان‌شناسی و به ویژه ماهیت گرانش متمركز كرد .

این حوزه‌ای بود كه او در آن، حتی مدت‌ها پس از مرگش آثاری انقلابی تولید می‌كرد.كپی لینكنقش جان میچل در پیشرفت دستاوردهای كیهان‌شناسیمیچل تلسكوپ بازتابی سه متری خود را ساخت و در سال ۱۷۶۷ اولین كسی بود كه روش‌های جدید ریاضی آمار را برای مطالعه‌ی ستارگان مرئی به كار برد و نشان داد كه خوشه‌هایی مانند «پروین» را نمی‌توان با توزیع تصادفی توضیح داد و وجود آن‌ها باید نتیجه‌ی جاذبه گرانشی ستاره‌ای دیگر باشد .

تجزیه و تحلیل او اولین شواهد را برای وجود ستارگان دوتایی و خوشه‌های ستاره‌ای ارائه كرد.Getty Imagesدر سال ۱۷۸۳، هنری كاوندیش كه اكنون دوست میچل بود، به او نامه‌ای نوشت و به مشكلاتی اشاره كرد كه وی برای ساخت یك تلسكوپ جدید و حتی بزرگ‌تر خواهد داشت .

او نوشت: اگر مشكلات سلامتی‌ات اجازه نمی‌دهد كه به این كار ادامه دهی، امیدوارم حداقل به كار آسان‌تر و كم زحمت‌تر [وزن كردن جهان] بپردازی. - هنری كاوندیش جمله‌ی كاوندیش كه شبیه شوخی به‌نظر می‌آید، به یك تلاش واقعی در این راستا اشاره داشت .

میچل روی یك ترازوی پیچشی حساس كار می‌كرد؛ دستگاهی كه به او اجازه می‌داد چگالی سیاره زمین را از طریق اندازه‌گیری جاذبه‌ی گرانشی بین وزنه‌های سربی تخمین بزند. اما متأسفانه میچل قبل از اینكه بتواند از دستگاه استفاده كند و به توصیه كاوندیش عمل كند درگذشت .

پس از مرگش این ترازو ابتدا به «هاید والستن» و سپس به كاوندیش رسید. در اواخر تابستان سال ۱۷۹۷ كاوندیش ترازو را بازسازی كرد و تصمیم گرفت نیروی جاذبه را با دقت هرچه تمام اندازه‌گیری كند. آزمایش او یك سال طول كشید و درنهایت چگالی زمین با یك درصد تفاوت از مقداری كه اكنون پذیرفته شده است، محاسبه شد .

با وجود پیشرفت تكنولوژی، دستگاه میچل هنوز هم در اندازه‌گیری ثابت گرانشی استفاده می‌شود و ابزارهای كنونی نتوانسته‌اند تغییر چشم‌گیری در نتایج سابق ایجاد كنند.كپی لینكآینده‌نگری درباره سیاه‌چاله‌ها در همان سالی كه كاوندیش به میچل نامه نوشت، او مقاله‌ای منتشر كرد كه اگرچه از نظر علمی ماندگاری كمتری داشت، شاید درخشان‌ترین بینش او در جهت درك جهان بود .

جان میچل در این مقاله با استفاده از قوانین نیوتن، توضیح داد كه چگونه چگالی ستارگان را می‌توان با مشاهده‌ی نحوه تأثیر گرانش آن‌ها بر دیگر اجرام مجاور، به‌عنوان مثال، مدار ستاره‌ها یا دنباله‌دارهای دیگر، تعیین كرد .

او سپس به بحث درمورد رفتار نور پرداخت و به این واقعیت فكر كرد كه چون نور ذره است و جرم دارد، پس نور ساطع‌شده از یك ستاره باید با كشش گرانشی به عقب كشیده شود و سرعت آن كاهش یابد. نور درنهایت از چنین ستاره‌ای فرار می‌كند؛ اما همان‌طور كه میچل توضیح داد برخی مواقع مجبور به بازگشت به سمت آن می‌شود .

میچل به نظریه ذره‌ای بودن نور پایبند بود كه حدود هشتاد سال قبل توسط آیزاك نیوتن ارائه شده بود. اگرچه هیچ‌كس نتوانست آن را اثبات كند، نظریه در آن زمان باوری غالب بود. میچل استدلال كرد كه وقتی ذرات نور توسط ستاره گسیل می‌شوند، كشش گرانشی ستاره، سرعت فرار آنها را كاهش می‌دهد و یك تغییر سرعت مشاهده‌پذیر در نور ستاره ایجاد می‌كند .

هرچند درك فعلی این است كه میچل درمورد تأثیر گرانش بر سرعت نور اشتباه می‌كرد [چون نور كند نمی‌شود]، استدلال وی منطقی بود.با همان اصول، میچل بار دیگر به درستی استنباط كرد كه این امكان نیز وجود دارد كه گرانش عظیم‌ترین اجرام اختری، بر پرتوهای نوری خودشان غلبه كند .

یعنی اگر نور با نیرویی یكسان به نسبت اجسام دیگر جذب شود، تمام نور ساطع‌شده با نیروی جاذبه به ستاره برمی‌گردد.Ben Platts-Millsمیچل سپس محاسبه كرد كه برای یك ستاره به این هدف برسد، باید چگالی آن برابر با خورشید و حدود ۵۰۰ برابر اندازه آن باشد .

در بخشی از مقاله او ادامه می‌دهد:چون نور چنین ستاره‌ای نمی‌تواند به ما برسد، ما نمی‌توانیم اطلاعات مشاهده‌پذیر داشته باشیم. این امر ستاره را نامرئی می‌كند؛ اما همچنان امكان دارد كه بتوانیم آن را از بی‌نظمی در مدار سایر اجرام اختری نزدیك كه ناشی از گرانش خود است، تشخیص دهیم .

- جان میچل فرضیه‌ی میچل شاید نزدیك‌ترین تقریب ممكن تحت فیزیك نیوتنی به ایده‌ی سیاه‌چاله‌ها بود. چندین سیاه‌چاله از طریق مدار ستارگان همسایه، درست به روشی كه میچل پیشنهاد كرده بود، شناسایی شده است. تنها در سال‌های اخیر تصاویر تلسكوپی توانسته‌اند شواهد غیرمستقیم را تایید كنند .

كپی لینكپیش‌بینی‌های دیگر دانشمندانبه گفته مك كورمك، وجود ستارگان نامرئی ایده‌ی نسبتاً رایجی در میان دانشمندان آن زمان بود. در همان سالی كه میچل مقاله خود را منتشر كرد، چندین ستاره‌شناس دیگر درباره‌ی ستارگانی كه نامرئی بودند، مكاتبه می‌كردند .

در سال ۱۸۰۵، «ادوارد پیگوت»، مقاله‌ای را منتشر كرد كه در آن احتمال وجود ستارگانی كه «هرگز نمایی از درخشندگی نشان نداده‌اند» را پیشنهاد كرد. او در بخشی از نامه پرسیده بود: هرگز نمی‌توان تعداد واقعی آنها را مشخص كرد؛ آیا در این صورت خیلی رویایی خواهد بود كه تعداد آنها را برابر با ستارگانی كه دارای نور هستند، تصور كنیم؟ - ادوارد پیگوت در فرانسه، «پیر سایمون لاپلاس» ایده‌ی ستاره‌های تاریك را مستقل از میچل در اواخر دهه ۱۷۹۰ مطرح كرد .

كپی لینكگم شدن ایده ستاره‌های نامرئیمدتی بعد از بالا گرفتن فرضیات یادشده، آزمایش‌های جدید به این ایده كه نور از امواج تشكیل شده‌اند تا ذرات انبوه، قوت بخشید. بنابراین این فرضیه كه نور می‌تواند دراثر گرانش تغییر شكل دهد یا به دام بیفتد، از مد افتاد .

كار نجومی میچل نیز به فراموشی سپرده شد و تازه در نیمه‌ی دوم قرن بیستم دوباره كشف شد.«كیپ تورن» در كتاب خود در سال ۱۹۹۴، به‌نام «سیاهچاله‌ها و تاب‌های زمانی»، به تضاد مشخص بین شور و شوقی كه میچل و هم‌عصرانش در پذیرش ایده ستاره‌های نامرئی داشتند و مقاومت گسترده و تقریباً جهانی قرن بیستم در برابر سیاه‌چاله‌ها اشاره می‌كند .

كیپ تورن نتیجه می‌گیرد كه ستارگان تاریك میچل، اگرچه عجیب و غریب هستند، هیچ تناقضی برای هیچ نظریه موجودی در طبیعت نبودند و هیچ چالشی نیز برای قانون پایستگی ایجاد نمی‌كردند. همان‌طور كه مك كورمك اشاره می‌كند، سیاه‌چاله‌های مدرن در مقابل یك سوراخ در فضا-زمان ایجاد كرده‌اند؛ یك چاه بی‌نهایت كه هیچ چیز نمی‌تواند از آن فرار كند .

بااین‌حال مك كورمك حدس می‌زند كه باتوجه به تخیل علمی خارق‌العاده میچل، او احتمالاً هیچ مشكلی با سیاه‌چاله‌های كنونی ما نخواهد داشت.پاراگرافی كه جان میچل در آن سیاه‌چاله را پیشبینی می‌كند و می‌نویسد: «اگر واقعاً در طبیعت اجسامی وجود داشته باشند كه چگالی آن‌ها كمتر از چگالی خورشید نباشد و قطرشان بیش از ۵۰۰ برابر قطر خورشید باشد، نور آن‌ها نمی‌تواند به ما برسد .

یا اگر اجسامی دیگر با اندازه‌ای كمی كوچك‌تر وجود داشته باشند كه به‌طور طبیعی نورانی نیستند، ما نمی‌توانیم از طریق دیدن وجود این اجسام را تشخیص دهیم. با‌این‌حال، اگر اجسام نورانی دیگری به دور آن‌ها بچرخند، ممكن است از حركات این اجسام درحال چرخش بتوانیم با درجه‌ای از احتمال، وجود اجسام مركزی را استنباط كنیم .

زیرا این می‌تواند سرنخی برای شكل ناهنجار برخی از اجسام ارائه دهد كه به راحتی براساس هیچ فرضیه‌ی دیگری توضیح‌پذیر نیست. اما با توجه به عواقب چنین فرضیاتی و رمزآلود بودن آنها، بررسی در این مورد تا حدی خارج از هدف فعلی من است، دیگر ادامه نخواهم داد .

عكاس: Linda Hall Libraryكپی لینكچرا جان میچل این‌قدر ناشناخته است؟میچل در ۲۱ آوریل ۱۷۹۳ در سن ۶۸ سالگی درگذشت و تا اواخر عمر، رئیس دانشگاه تورن‌هیل بود. ما هیچ پرتره‌ای از میچل نداریم. او فقط یك كتاب درباره آهنربا‌های مصنوعی نوشت و چند مقاله در معاملات فلسفی انجمن سلطنتی لندن منتشر كرد .

دیگر روشنفكران دوره‌ی میچل یه مراتب شناخته‌شده‌تر بودند. آنها بیشتر دست به انتشار فرضیات خود می‌زدند و موضوعاتی را كه از محبوبیت برخوردار بودند، انتخاب می‌كردند. در مقابل، میچل هر مسئله‌ی علمی را كه به آن علاقه‌مند می‌شد، در هر زمینه‌ای كه می‌خواست دنبال می‌كرد .

این ویژگی تا حدودی به توضیح ناشناختگی جان میچل پس از مرگ می‌پردازد. میچل مسائل علمی را بر اساس علاقه‌اش انتخاب كرد و تنها زمانی كه كاملاً مطمئن بود از آن راضی است، كار خود را منتشر می‌كرد. - مك كورمك «ابن هیثم»،‌ فیزیكدان مسلمان نیز ۷۰۰ سال پیش از نیوتن مكتب مشابه خود را داشت و معتقد بود كه جستجوگر حقیقت كسی نیست كه به مقامات اعتماد كند، بلكه كسی است كه به ایمان خود نسبت به آنها مشكوك است .

كسی كه تسلیم استدلال و برهان می‌شود.پیرو این سنت، میچل، مانند پدرش، خودآموخته بود و با عدم وابستگی به هیچ گروه یا فرقه‌ای از تمامیت علمی خود محافظت می‌كرد. استقلال میچل آزادی دیگری را برای تفكر اصیل فراهم كرد و آن تخیل است .