زمان از نگاه تاریخ

از یک پرسش کلی آغاز کنیم: زمان چیست؟ مردمان باستان چه تصوری از زمان و گذر آن داشتند؟

ماهیت "زمان" یکی بزرگترین رازها و پرسش‌های مردمان باستان بوده است. پرسشی که هنوز هم پاسخی برای آن یافت نشده است. علیرغم دستاوردهای علمی بشر در سده‌های گذشته، هیچگونه پیشرفتی در زمینه درک مفهوم زمان و تعریفی از آن به دست نیامده است. در متن کهن "روایات داراب هرمزد" آمده است: "زمان را آغاز پدید نیست، پایان پدید نیست، بن پدید نیست، پهنا پدید نیست، همیشه بوده است و همیشه باشد." از سوی دیگر "استیفان هاوکینگ" یکی از بزرگترین دانشمندان کیهان‌شناس در دوران معاصر می گوید: "از زمان هیچ ندانستم، از کجا آمده، به کجا می‌رود، چه هنگام آمده و چگونه می‌رود." می‌بینید که شباهت شگفت این دو سخن، که یکی بازگوکننده اندیشه ایرانیان کهن و دیگری دستاورد دانش امروزی است، نشانگر پیچیدگی و نادسترس بودن درک مفهوم زمان است.

اما از سوی دیگر، زمان برای مردمان باستان، پدیده‌ای رازآمیز و مقدس دانسته می‌شده و همواره با جهان مینوی در پیوند بوده است. در متون اوستایی از زمان با نام "زروان" یاد شده است و می‌دانیم که زروان برای باورمندان به آن که زروانیه (زروانیسم) خوانده می‌شده‌اند؛ به نوعی نام خدای بزرگ و سرچشمه آفرینش همه پدیده‌های گیتی و از جمله اهورامزدا بوده است. حرکت‌های روزانه و سالانه خورشید و نیز وزش باد، نمادهایی از زروان و پدیده‌هایی برای درک گذر زمان بشمار می‌رفته‌اند و گرامی دانسته می‌شده‌اند. از همین باورهای کهن زروانی است که در طول هزاران سال و در میان همگی اقوام و ادیان، نام‌های مرتبط با زمان‌سنجی و گاهشماری همواره از نام‌های مینویان و مقدسان الهام گرفته شده است و نام‌های در پیوند با زمان (مانند نام ماه‌ها و تقسیمات شبانروز) در نزد همگان، نام‌هایی مقدس دانسته می‌شوند. همچنین نوبت‌های چندگانه ادای نماز در ادیان گوناگون، همواره با جایگاه خورشید در آسمان مرتبط است.

تقسیم شبانروز به اجزای گوناگون همچون ساعت چه روندی در طول تاریخ داشته است؟

داود بن محمود قیصری، در سده هشتم هجری و در رساله "معمای زمان" می‌نویسد که "زمان نه آغازی دارد و نه پایانی. زمان، قابل تقسیم نیست و آنچه که ما آنرا بخش می‌کنیم تنها در پندار ماست." به درستی می‌توان گفت که زمان در سرشت خود قابلیت بخش‌پذیری ندارد و از همین رو است که انسان در طول تاریخ هیچگاه نتوانسته است به تقسیمی از زمان دست یابد که با رویدادهای کیهانی و طبیعی سازگاری داشته باشد. از همین رو است که هزاران شیوه تقویم‌نویسی گوناگون پدید آمده است که هیچکدام با تقویم طبیعی همخوانی و سازگاری کامل ندارند. اما در زمینه تقسیم شبانروز، تفاوت‌ها به اندازه تقویم‌نگاری نبوده است. شبانروز به دو گونه متفاوت تقسیم می‌شده است. یکی، بر مبنای چهار "گاه" یعنی نیمه شب تا برآمدن خورشید، از آنجا تا نیمروز، از نیمروز تا فرو شدن خورشید و از آن تا نیمه شب. البته مبدأ شبانروز الزاما و همواره در نیمه شب نبوده و ممکن بوده که آغاز هر یک از گاه‌های نامبرده شده، مبدا شبانروز دانسته شود. برای نمونه در گاهشماری قمری، شبانروز از هنگام فروشدن خورشید آغاز می‌شود و اصطلاح‌های "شب جمعه" و مانند آن، به همین دلیل است. در بسیاری از نواحی روستایی ایران هنوز هم کشاورزان ساعت خود را بر مبنای غروب خورشید بر روی عدد دوازده تنظیم می‌کنند و به آن ساعت "غروب کوک" می‌گویند.

در شیوه دیگر، شبانروز به 24 ساعت یا پاس تقسیم می‌شود. طول شبانروز (چه خورشیدی و چه نجومی) همیشه 24 ساعت کامل نیست و در طول روزهای سال تا چند دقیقه کمتر و یا بیشتر می‌شود که در قرارداد عموم و برای جلوگیری از ناهنجاری‌ها، همه شبانروزها 24 ساعت کامل فرض می‌شوند.

تقسیم شبانروز به 24 ساعت و هر ساعت به 60 دقیقه و هر دقیقه به 60 ثانیه و هر ثانیه به 60 ثالثه، پیشینه‌ای بس طولانی دارد. کتیبه‌های بابلی یا اکدی که پس از کوچ کاسیان از ایران به میاندورود (بین‌النهرین) به دست آمده، نشاندهنده کاربرد این شیوه تقسیم زمان، دستکم از نیمه نخست هزاره دوم پیش از میلاد است. این شیوه تقسیم زمان از نظام شصتگانی شمارش اعداد برگرفته شده که در آن زمان روایی داشته و تا به امروز باقی مانده است. از جمله فواید نظام شصتگانی شمارش اعداد، قابلیت‌های بیشتر بخش‌پذیری در میان اجزا و اضعاف آن است. یکی از اضعاف این سیستم، عدد 360 است که هر چند در زمان‌سنجی کاربری چندانی ندارد، اما در درجه‌بندی دایره سنت دیرین علمی خود را حفظ کرده است.

آیا شبانروز، تعریف‌های و اشکال گوناگونی دارد؟

شبانروز، همانند دیگر پدید‌های تقسیم طبیعی یا قراردادی زمان، تعریف‌های گوناگونی دارد. شبانروز نجومی، از یک دوره کامل گردش زمین بدور خودش یا دوران ستارگان بر گرد قطب آسمانی بدست می‌آید. اگر نصف‌النهار ناظر را به عنوان نقطه محاسبه در چرخش کره آسمانی در نظر بگیریم؛ یک چرخش کامل هر نقطه ثابت کره آسمانی نسبت به این نصف‌النهار را می‌توان یک روز نجومی نامید. شبانروز نجومی از لحظه ظهر نجومی آغاز می‌شود و آن زمانی است که نقطه اعتدال از نصف‌النهار محل مفروض عبور می‌کند. شبانروز نجومی نیز به ساعت، دقیقه و ثانیه تقسیم می‌شود، اما طول هر یک از آنها کمتر از همان اندازه‌ها در شبانروز خورشیدی است. دیگری، شبانروز خورشیدی ظاهری است که عبارت است از فاصله زمانی بین دو عبور متوالی از مرکز قرص خورشید بر روی یک نصف‌النهار واحد. اما در زمان‌سنجی عمومی از شبانروز متوسط خورشیدی استفاده می‌شود که در آن طول شبانروز 24 ساعت کامل فرض شده است. تفاوت مقادیر و داده‌های بین زمان ظاهری خورشیدی و زمان متوسط خورشیدی، معادله زمان خوانده می‌شود.

چون طول شب و روز در فصل‌های گوناگون تفاوت می‌کند، آیا در طول زمانی ساعات نیز تاثیر می‌گذاشته است؟

ساعت‌ها از دو نظام گوناگون پیروی می‌کرده‌اند. ساعت مستوی و ساعت معوج. ساعت مستوی همین نظام ساعت‌شماری متداول امروزی است که طول شبانروز 24 ساعت کامل فرض می‌شود و از چند دقیقه خطای آن چشم‌پوشی می‌شود. اما در ساعت معوج، 12 ساعت به روز و 12 ساعت به شب تعلق دارد. در نتیجه طول هر یک ساعت، تنها در دو روز از سال با یکدیگر برابر هستند و در دیگر روزهای سال (گاه تا حدود دو برابر) نسبت به یکدیگر نامساوی هستند.

شیوه‌ها و مقیاس‌های استاندارد عمومیت‌یافته ساعت‌شماری در جهان چگونه بوده و هستند؟

هر چند شواهدی در دست است که نوعی گاهشماری جهانی بر بنیاد نصف‌النهار نیمروزان در سیستان در دوران باستان شناخته شده بوده است؛ اما به نظر می‌آید که اجزای شبانروز (همانند ساعت) هیچگاه تا دوران معاصر جنبه جهانی یا فراگیر نداشته‌اند و این دستاورد در دوران معاصر، محصول گسترش توانایی‌های مخابراتی همچون اختراع تلگراف و تلفن است. برای اندازه‌گیری ساعت و اجزای آن، نظام‌های گوناگونی وجود دارد. سنجش بر مبنای زمان ظاهری یا زمان میانگین خورشیدی، زمان نجومی، زمان نجومی محلی، زمان میانگین گرینویچ (GMT)، زمان نجومی میانگین گرینویچ، زمان جهانی و زمان هماهنگ جهانی (UTC). زمان هماهنگ جهانی به شبانروز خورشیدی متوسط بسیار نزدیک است و حدود 34 سال است که وقت استاندارد جهانی بر بنیاد آن برای نصف‌النهار مبدأ، محاسبه و اعلان می‌گردد و کشورهای دیگر با توجه به آن وقت رسمی خود را اعلان می‌کنند.

قاعده تفاوت ساعت‌ها در کشورهای مختلف چگونه است؟

از آنجا که طول شبانروز 24 ساعت کامل فرض شده است و دایره نیز از 360 درجه تشکیل شده است، پس کره زمین هر 15 درجه را در مدت یک ساعت می‌پیماید و هر 15 درجه فاصله طول جغرافیایی بر روی زمین، متضمن اختلاف زمانی یک ساعته است. از آنجا که در اواخر سده نوزدهم میلادی، نصف‌النهاری که از نزدیکی رصدخانه گرینویچ در انگلستان می‌گذرد به عنوان نصف‌النهار مبنا انتخاب شده و به مرور کشورهای دیگر نیز آنرا پذیرفته‌اند، طبق این قرارداد یک یا چند نصف‌النهار که فاصله آنها از نصف‌النهار مبدأ، ضریبی از هفت و نیم درجه قوسی یا 30 دقیقه زمانی باشد، به عنوان نصف‌النهار استاندارد آن کشور یا منطقه‌ای از یک کشور انتخاب می‌شود که زمان رسمی آن بشمار می‌آید. نصف‌النهار رسمی ایران پنجاه و دو و نیم درجه در خاور نصف‌النهار مبدا (حدود یک درجه در شرق تهران) جای دارد و در نتیجه فاصله زمانی آن از مبدأ جهانی سه و نیم ساعت است. به عبارت دیگر هنگامی که زمان رسمی ایران، ساعت 12 را نشان می‌دهد، در نصف‌النهار پنجاه و دو و نیم درجه، زمان ظهر متوسط است و این ساعت به سراسر کشور ایران تعمیم داده می‌شود. (زمان ظهر متوسط با ظهر حقیقی و شرعی متفاوت است.) اما در کشورهای پهناوری که چندین نصف‌النهار استاندارد از آنها عبور می‌کند، ساعت‌های رسمی نیز متعدد هستند.

ساعت تابستانی چه کاربردی دارد و استفاده از آن در ایران چه فواید یا مضراتی دارد؟

برخی از کشورها به منظور استفاده بیشتر از روشنایی روز و صرفه‌جویی در مصرف انرژی، ساعت رسمی خود را در حدود اوایل فصل بهار، یک ساعت به جلو می‌برند و در اواخر تابستان به جای پیشین خود بازمی‌گردانند. این تغییر ساعت، قاعده مشخص و یکسانی در کشورهای گوناگون ندارد و با تفاوت‌هایی از اواخر ماه مارس آغاز و تا اواخر ماه سپتامبر ادامه می‌یابد.

به گمان من تغییر ساعت در ایران به چند دلیل نمی‌تواند مفید و کارا باشد. نخست اینکه هم‌میهنان ما عملاً وقت خود را بیشتر بر مبنای زمان فرا رسیدن تاریکی شامگاه تنظیم می‌کنند و نه بر مبنای ساعت. در ساعات آغازین شامگاه، خیابان‌های ما در اوج شلوغی و بازگشت به خانه هستند و مهم نیست که چه ساعتی از روز است. این اوج شلوغی در زمستان‌ها حدود ساعت پنج بعدازظهر و در تابستان‌ها حدود ساعت هشت بعدازظهر است. فاصله سه ساعت ایندو از یکدیگر، نشاندهنده اینست که زمان تاریکی و پایان روشنایی مهم است و نه زمان ساعتی. دوم اینکه پس از تغییر ساعت رسمی، مردم نیز عملاً ساعت کاری خود را تغییر می‌دهند و در اصل تفاوتی ایجاد نمی‌شود. سوم اینکه اختلاف نسبت طول روز با شب در کشورهای اروپایی به دلیل اینکه در عرض‌های جغرافیایی بالاتری هستند، بیشتر از کشورهای نواحی معتدله و از جمله ایران است و بیشتر به تغییر ساعت نیاز دارند. چهارم اینکه عملاً بسیاری از مردمان (به ویژه کشاورزان) این تغییر را نمی‌پذیرند و تا پایان تابستان، دو ساعت قدیم و جدید روایی دارد و کار را مشکل‌تر می‌کند.

در هر صورت، حتی اگر قاعده ساعت تابستانی در ایران بدون وقفه اجرا شود، آسیب‌های وارده از آن بسیار کمتر از این است که گاهی آنرا اجرا و گاهی لغو کنیم. به ویژه تصمیم به لغو آن در آخرین روزهای سال می‌تواند آسیب‌های بسیار جدی در قراردادهای اجتماعی و مناسبات بین‌المللی ایجاد کند. اصولاً دستکاری‌های عجولانه و تصمیم‌گیری‌هایی که قراردادهای همگانی و پذیرفته‌شده زمان (چه تقویم و چه ساعت) را جابجا می‌کنند، تبعات مخرب فراوانی در پی دارد.

ساعت، به عنوان ابزار و دستگاه اندازه‌گیری زمان چه سابقه‌ای در ایران دارد؟

این پرسشی است که می‌توان در باره آن کتاب‌ها نوشت. تعداد و گونه‌های ساعت‌های ساخته‌شده و متداول در ایران (که برخی از آنها منحصراً نوآوری ایرانیان بوده است) بسیار فراوان و پرشمار هستند. از ساعت‌های خورشیدی تا ساعت‌های شنی و آتشی، تا ساعت‌های آبی و مکانیکی. گونه‌ای از ساعت آفتابی بسیار جالب و بزرگی که به نام "سنگ نصفه روز" در نیاسر کاشان قرار داشت، در سال‌های اخیر بخاطر بی‌توجهی و قدرناشناسی از بین رفت. بسیاری از بناهای باستانی و به ویژه برج‌های یادمانی، کارکردی چند منظوره دارند که یکی از کاربردهای آنها تعیین وقت و هنگام است. من شخصاً ساعت شنی دقیقی را هنوز در ایران ندیده‌ام اما با ساعت‌های آبی بسیار دقیقی روبرو شده‌ام که در بسیاری از نواحی ایران با نام "پنگان" رواج داشته است. پنگان (که شکل تغییر یافته آن همان فنجان است) عبارت است از ابزار کاسه‌مانندی از جنس مس یا روی که سوراخی در انتهای آن دارد و پیرامون داخلی آن به دقت درجه‌بندی شده است. این ابزار را افزارمند متخصصی که متصدی آن بوده است در داخل ظرف پر از آب دیگری می‌نهاده و این آب به آهستگی از روزنه زیر ساعت به درون آن راه می‌یافته و زمان را گاه با دقت حیرت‌انگیزی اندازه‌گیری می‌کرده است. ساخت چنین ساعتی از فن‌آوری ویژه‌ای برای بدست‌آوردن نقطه ثقل، اندازه دقیق روزنه، ضخامت یکسان، خیز مشخص و محاسبه‌شده، درجه‌بندی لگاریتمی دقیق و احیانا آرایه‌های هنری و نگارین برخوردار بوده است. نمونه‌ای که در اختیار من است دارای دقتی به اندازه تقریبی یک در هزار است و در طول یک ساعت کامل، خطایی در حدود چند ثانیه دارد.

اما در زمینه ساخت ساعت‌های مکانیکی نیز ایرانیان سابقه و دستاوردهای درخشانی دارند. خاندان بنوموسی، ابن‌جزری، ابن شاطر و ابن ساعاتی از بزرگترین ساعت‌سازان تاریخ ایران بوده‌اند. رستم ساعاتی چنین آورده است که ساعت‌هایش تفاوت اندکی با ساعت‌هایی دارد که توسط هرمز (مهندس عصر ساسانی) ساخته می‌شده است. این ساعت‌ها، سال‌های مدیدی در استان فارس ساخته می‌شد و سپس تکنولوژی ساخت آن از آنجا به بیزانس و اروپا منتقل شد. می‌دانیم که هارون‌الرشید نیز ساعتی از یک مهندس ساعت‌ساز ایرانی را به شارلمانی، پادشاه وقت فرانسه اهدا کرد. ساعتی که ترکیبی از زمان‌سنج آبی و مکانیکی بود و در راس هر ساعت، بانگی از آن بر می‌خواست و درهای فلزی آن به بیرون می‌جهیدند.

اقتباس غربیان از سنت‌های ساخت ابزارهای زمان‌سنجی ایرانی سابقه‌ای دراز دارد. هرودت گزارش کرده است که گروهی از دانشمندان یونان، سنت تقسیم دوازده‌گانه شب و روز و شیوه ساخت ابزارهای زمان‌سنجی همچون تقویم‌های آفتابی و شاخص‌های خورشیدی را از ایران به یونان بردند و به مانند ایرانیان، نمونه‌ای از آنرا در اسپارت ساختند.

استرلاب نیز یک دیگر از ابزارهای علمی اندازه‌گیری بوده است که علاوه بر کارکردهای فراوان آن، برای اندازه‌گیری وقت و زمان نیز کاربرد داشته است. متأسفانه در سده‌های اخیر کارآیی‌های شگفت‌انگیز این ابزار پرارزش دانشی ایرانیان صرفاً در خرافه‌پرستی و عوام‌فریبی بکار رفت.

اما کهن‌ترین انتساب کاربرد ساعت در دوران باستان، از کتاب گرشاسپ‌نامه اسدی توسی بدست می‌آید. اسدی توسی در این کتاب (که منظوم‌شده کتاب منثور ابوالموید بلخی است) از ساعتی بزرگ و مکانیکی در زمان گرشاسپ، پهلوان بزرگ سیستانی نام می‌برد که با مجموعه‌ای از حیوانات متحرک و آواهای گوناگون همراه بوده است. روایت‌های بازمانده از ویژگی‌های تخت تاقدیس ساسانی نیز بر وجود چنین ساعت‌های بزرگ مکانیکی در ایران باستان دلالت می‌کنند. به نظر می‌آید که تخت تاقدیس کارآیی‌های فراوانی داشته که ابزارهای زمان‌سنجی و آسمان‌نماها، بخشی از آن بوده‌اند.

اما می‌باید سخن خود را با یاد حافظ اصفهانی به پایان ببریم که بزرگترین ساعت‌ساز شناخته‌شده ایران کهن است. حافظ اصفهانی، ابزارساز و مخترع بزرگ و نامی ایران در سده نهم هجری، می‌توانست پیشگام دنیای فنی نوین ایران در پانصد سال پیش باشد، دانشمند و مخترعی که هیچگاه حمایت جدی از او به عمل نیامد و دانش، فن‌آوری، نوآوری‌ها و اختراعات پرشمار او بر اثر بی‌توجهی عمومی و گسترش اندیشه‌های خرافی، محکوم به نابودی گشت و میهنش که کارنامه‌ و پیشینه‌ای درخشان از کوشش‌ها و دستاوردهای علمی به همراه داشت، محکوم به عقب‌ماندگی علمی شد.

رضا مرادی غیاث آبادی

زمان از دید علمی

دوره ای است که یک عمل یا یک رویداد رخ می دهد .از هر چیزی که تغییرات منظم دارد می توان برای سنجش زمان استفاده کرد . زمان مانند طول و جرم یک مفدار بنیادی در فیزیک است و بعد چهارم آن محسوب می شود . برای اندازه گیری زمان سه روش موجود است . دو روش اول بر مبنای حرکت روزانه ی زمین به دور محورش است . این روش ها به وسیله ی حرکت ظاهری خورشید در آسمان ( زمان خورشیدی ) یا حرکت ظاهری ستارگان در آسمان ( زمان نجومی ) تعیین می شود . روش سوم اندازه گیری زمان مبنی بر دوران کامل زمین به دور خورشید ( زمان زیجی ) است .

زمان خورشیدی :

حرکت ظاهری خورشید از عرض آسمان برای مدت های طولانی برای اندازه گیری زمان استفاده می شد . در تمام مکان ها وقتی که خورشید به بالاترین نقطه ی آسمان می رسید ظهر محسوب می شود . این نقطه نصف النهار است . فاصله ی میان گذر پیاپی خورشید از عرض نصف النهار یک روز است و این روز طبق عادت به 24 ساعت تقسیم شده است .طول روز مطابق با خورشید در تمام سال یکسان نیست . این متغیر بودن به دلیل بیضوی بودن مدار زمین و میل دایرةالبروج نسبت به معدل النهار ( استوای آسمان ) است . این اختلاف گاهی به 16 دقیقه هم می رسد . با اختراع ساعتی دقیق در قرن 17 این اختلاف معنی دار شد . به این ترتیب زمان خورشیدی ( که مبنی بر حرکت فرضی خورشید با سرعت هموار در سراسر سال می باشد ) اختراع شد

زمان استاندارد :

نیم روز هر محل زمانی است که خورشید به بالاترین نقطه خود در آسمان رسیده باشد . هنگامی که مردم ساکن در نقاط غربی یک محل هنوز به نیمه ی روز نرسیده اند ساکنان نقاط شرقی عصر را از سر گذرانده اند . با چرخش زمین نقاط مختلف از شرق به غرب به ترتیب به نیمه روز می رسند . زمان استاندارد ( که مبنی بر زمان خورشیدی است ) در سال 1883 طی موافقت نامه ای بین المللی برای پرهیز از پیچیدگی که در اثر استفاده ی هر جامعه از ساعت محلی خود بوجود آمده بود معرفی شد . طی این موافقت نامه زمین به 24 ناحیه ی زمانی دسته بندی شدکه هر ناحیه 15 درجه ی طول جغرافیایی را به خود اختصاص می دهد. که این تقسیم بندی یک تقسیم بندی طبیعی است زیرا سیاره ی زمین با سرعت 15 درجه در ساعت به دور خودش می گردد.منطقه ی اصلی نصف النهار صفر درجه است که از رصدخانه ی سلطنتی گرینویچ در انگلستان می گذرد. مناطق زمانی دیگر بر حسب فاصله از غرب یا شرق گرینویچ دسته بندی شد . در هر منطقه ی زمانی تمام ساعت ها یک عدد را نشان می داد . در سال 1966 کنگره ی آمریکا از تصویب نامه ی زمانی متحدالشکل که باعث بنا شدن 8 منطقه ی زمانی برای آمریکا و متصرفاتش شده بود اجتناب کرد . در سال 1983 چندین کرانه ی منطقه ی زمانی تغییر کرد و به همین دلیل آلاسکا که قبلا تحت پوشش 4 منطقه ی زمانی بود تحت پوشش یک منطقه ی واحد در آمد . در کشتیرانی ساعت ها معمولا زمان محلی گرینویچ را که میانگین زمان گرینویچ (GMT) می گویند نشان می دهند . منجمان این سیستم را با نام زمان جهانی (UT) به کار می برند .

زمان نجومی :

مکان اصلی آن اعتدال بهاری ( یک مکان خیالی در آسمان که با صحت زیاد توسط منجمان اندازه گیری می شود ) است. موقعیت اعتدال بهاری توسط ستارگان ثابت تعیین می شود . (یک روز نجومی زمانی آغاز می شود که فلان ستاره ی معین از یک نصف النهار عبور می کند و درست در لحظه ای که همان ستاره دوباره از همان نقطه عبور می کند این روز به پایان میرسد . این روز 23 ساعت و 56 دقیقه و 09/4 ثانیه است که 4 دقیقه کوتاهتر از روز خورشیدی متوسط است)زمان خورشیدی را که مبنی بر مکان ستاره ها است را زمان نجومی می گویند . ساعتی را که برای اندازه گیری زمان نجومی تنظیم شده باشد را ساعت نجومی گویند . رصد خانه ی نیروی دریایی آمریکا در واشنگتن از جدول های ریاضی برای نتیجه گرفتن زمان خورشیدی میانگین از زمان نجومی میانگین استفاده می کند. زمان خورشیدی میانگین بدین گونه دارای خطاهایی در حد 1 در میلیون است . بین ساعت خورشیدی میانگین و ساعت نجومی اختلافی وجود دارد که این اختلاف به دلیل چرخش هم زمان زمین به دور خود و به دور خورشید به وجود می آید . مطابق با زمان نجومی میانگین زمین بعد از 365 روز و 6 ساعت و 9 دقیقه و 54/9 ثانیه و مطابق با زمان خورشیدی میانگین زمین بعد از 365 روز و 5 ساعت و 48 دقیقه و 5/45 ثانیه به اعتدال بهاری برمیگردد . این اختلاف 20 دقیقه و 04/24 ثانیه می باشد. زمان زیجی :زمان خورشیدی میانگین و زمان نجومی میانگین هیچ کدام صحیح نیستند . که این به دلیل نامنظم بودن حرکت زمین در مدارش است. اختلاف در سرعت چرخش زمین به مقدار 1 یا 2 ثانیه در سال می رسد . مجموع این اختلاف در 200 سال گذشته به 30 ثانیه رسید بعلاوه سرعت حرکت زمین رفته رفته به میزان 1000/1 در ثانیه در هر 100 سال کاهش می یابد.بعضی از این دگرگونی ها می توانند به حساب بیایند اما دگرگونی هایی که نامنظم هستند نمی توانند به حساب بیایند.این اشکالات در سال 1940 با معرفی زمان زیجی کنار گذاشته شد . زمان زیجی به طور عمده توسط منجمان برای محاسبه ی دقیق محل سیارات و ستاره ها استفاده می شود. زمان زیجی مبنی بر دوران سالانه ی کامل زمین به دور خورشید است.عصر زمان زیجی 4 ثانیه دیرتر از عصر زمان جهانی است .بنابر این زمان زیجی هر لحظه با فرمول زیر برای طول میانگین هندسی خورشید تعریف می شود :………… L = 279^41'48/04"+129602768"/13T+1"/089T 2 در اینجا T زمان زیجی است که بر حسب قرن ژولیانی برابر 36525 روز زیجی ، از عصر بنیادی اندازه گیری می شود .

 شب و روز: خورشید هر روز از مشرق طلوع می کند و به آرامی بالا می آید. مسیر حرکت آن در آسمان به شکل یک نیم دایره است. پس از پیمودن این مسیر ، در افق فرو می رود. و شب آغاز می شود. زندگی انسان ، جانوران و گیاهان تحت تاثیر گردش شب و روز است. به هنگام روز ، برخی از جانواران استراحت می کنند و شب به جستجوی غذای خود می پردازند. انسان و برخی از جانوران عکس آنها عمل می کنند. با شروع روز بسیاری از گلها ، گلبرگهای خود را باز می کنند و شب آنها را می بندند.

عوامل پیدایش شب و روز: در زمانهای قدیم ، مردم عقیده داشتند که خورشید واقعا در آسمان حرکت می کند و شب و روز به وجود می آورد. مثلا مصریان بر این باور بودند که خدای خورشید به نام «رع» ارابه آتشین خود را هر روز در آسمانها می راند. امروزه می دانیم که این خورشید نیست که حرکت می کند بلکه سیاره ما زمین ، مانند فرفره از غرب به شرق می چرخد. ما در اثر چرخش زمین تصور می کنیم که خورشید در آسمان حرکت می کند. هنگامی که یک بخش رو به خورشید قرار می گیرد، روز در آن آغاز می شود. در همان هنگام ، بخش دیگر زمین که رو به خورشید نیست در تاریکی فرو می رود. یک بار چرخش زمین به دور خود، یک شبانه روز است.

روز و ساعت :

روز مهمترین دوره ی زمانی برای انسان هاست . روز به 24 ساعت مساوی تقسیم می شود . البته ساعت های روز همیشه مساوی نبودند . قبل از بکارگیری ساعت های مکانیکی در قرن 14 میلادی هر ساعت یک دوازدهم دوره ی روشنایی روز بود و ساعت ها در زمستان کوتاهتر از تابستان بود . عدد 24 از گذشته های دور به یادگار مانده است و ممکن بود هر عدد دیگری باشد . مبنای شمارش در تمدن بابلی های باستان به جای ده که امروزه به کار می بریم شصت بود و تقسیم ساعت به 60 دقیقه و دقیقه به 60 ثانیه از آن جا سرچشمه گرفته است .
 اولین ساعت ها : طلوع و غروب خورشید اولین واحد های زمان برای بشر بودند . بلند و کوتاه شدن سایه های قطعات چوب، سنگ ها و درخت ها نیز برای بشر زمان را در روز نشان می دادند . با حرکت ستارگان آنها دارای یک نوع ساعت بسیار بزرگ شده بودند. بشر متوجه شده بود که در هنگام شب ستارگان مختلفی ظاهر می شوند . مصریان قدیم بر اساس طلوع 12 ستاره ، شب را به 12 مرحله ی زمانی تقسیم کردند . آنها روز را نیز به 12 قسمت تقسیم کردند و شبانه روز 24 ساعت ما بر پایه ی تقسیمات شب و روز مصریان است .
 مصریان همچنین با قطعاتی از چوب همراه با عقربه ساعت های آفتابی می ساختند . این ساعت ها دارای 12 دوره ی زمانی برای تقسیم روز بوده و اولین ساعت های ساخته شده بودند . شکل بعدی و تکامل یافته ساعت ، بوسیله ی بشر که از آب و آتش استفاده می کرد ، ایجاد شد . یک شمع با فرو رفتگی هایی بر روی بدنه ، در هنگام سوختن از یک فرورفتگی تا فرورفتگی دیگر ، زمان را اندازه می گرفت . یک ظرف با سوراخ کوچکی در کف ، می تواند روی آب قرار گیرد . پس از گذشت زمان معین ظرف از آب پر شده و فرو می رود .
 در حدود 2000 سال پیش بشر ساعت دیگری را ساخت و آن عبارت بود از دو ظرف شیشه ای توخالی متصل به یکدیگر بطوریکه شن می توانست از یک ظرف به ظرف دیگر جاری شود . ظرف بالا با مقدار کافی شن که در عرض یک ساعت از سوراخ جاری می شد .
 در حدود 140 سال قبل از میلاد ، یونانیان و رومی ها از چرخ های دندانه دار برای اصلاح ساعت آبی استفاده کردند ،یک جسم شناور در یک ظرف دیگر قرار گرفته و با چکیدن آب به داخل ظرف ، این جسم بالا می رود . این جسم به یک چرخ دندانه دار وصل بوده و این چرخ عقربه ای را که روی درجات تعیین شده قرار داشت ، می -چرخاند.

 سـاعت آبی : در این نوع ساعت، از جریان یک نواخت آب استفاده میشده، به این ترتیب که داخل ظرف مدرج سوراخ دار را با آب پر میکردند که آب قطره قطره از سوراخ کوچک می چکیده، و با توجه بمقدار آب خروجی، زمان تا حدودی معلوم میشده است .

 ساعت شنی یا ماسه ای : از دو حباب شیشه ای چسبیده به هم تشکیل میشده که میان آن، سوراخ باریکی برایرد شدن شن یا ماسه تعبیه میکردند، تا شنها بتدریج از حباب بالا به حباب پایین جمع شود . بعد ظرف را وارونه میکردند و همان عمل تکرار میشد . با معلوم شدن تعداد دفعات جابجا شده شن ها در حبابها، حدود تقریبی زمان مشخص میگردید .

 ساعت شمعی : در این نوع ساعت، بدنه شمع مدرج می شد و با سوختن شمع و کوتاه شدن آن زمان را محاسبه می کردند.

 ساعت آفتابی : یکی از کهن ترین روشهای تشخیص زمان ، گردش روزانه خورشید در آسمان بود. رومیان ، روز را هشت قسمت می کردند و هر قسمت را یک ساعت می نامیدند. ساعتهای آنها در زمستان کوتاه و در تابستان طولانی بود. با استفاده از یک ساعت آفتابی به راحتی می توان زمان را از حرکت خورشید به دست آورد. یک میله که در جایی نصب شده باشد، سایه ایجاد می کند. در تمام مدت روز که خورشید در آسمان گردش می کند. مکان سایه نیز به آرامی عوض می شود. از مکان سایه می توان فهمید که ساعت چند است. پیش از اختراع ساعتهای ارزان قیمت امروزی ، بسیاری از مردم برای نگاه داشتن زمان از ساعتهای آفتابی استفاده می‌کردند.

 اشکال جدیدتر ساعت : با پیشرفت علم و دانش بشری، بتدریج ساعتهای دقیق تر مکانیکی، وزنه ای، فنردار، برقی، باطری دار و کامپیوتری جای ساعتهای آبی، آفتابی و ماسه ای را گرفتند . مخصوصا" از زمان استفاده انسان از فنر جهت راه انداختن چرخ های دندانه دار، که به ساعت شمار و دقیقه و حتی ثانیه شمار متصل هستند، سنجش دقیق زمان برای همه بطور ساده امکان پذیر گردید .

 در اوایل قرن شانزدهم اولین ساعت مچی آهنی، که نسبتا" زمخت بوده، توسط یکنفر آلمانی ساخته شد . بعدها اواخر قرن هجدهم با استفاده از فنر و چرخ دندانه های بسیار کوچک،امکان ساختن ساعتهای مچی ظریف بوجود آمد، بطوریکه اولین ساعتهای مچی شبیه ساعتهای امروزی، در کشور سوئیس «از سالهای 1790 به بعد» ساخته شد .

 بین سالهای 1865 تا 1868 بزرگترین، حجیم ترین و جسیم ترین ساعت دیواری جهان، در کلیسای سن پیر در فرانسه نصب گردید ارتفاع ساعت 1/12 متر عرض آن 09/6 متر و ضخامتش 7/2 متر بوده که از 90000 قطعه تشکیل یافته . در مقابل بزرگترین ساعت، ظریف ترین ساعت دنیا فقط 98/0 میلی متر قطر دارد .

 دقیق ترین زمان سنج : دو زمان سنج اتمی که در 1964 در آزمایشگاه پژوهشی نیروی دریایی آمریکا در شهر واشنگتن نصب شده اند ، دقیق ترین زمان سنج جهان به شمار می آیند . این دو زمان سنج که بر مبنای دوره ی انتقالی اتم هیدرژن ( 649/1420450751 سیکل در ثانیه ) عمل می کنند ، دارای خطای 1 ثانیه در 1700000 سال می باشند .

طولانی ترین مقیاس زمان :

در تاریخ شماری و تقویم هندو مقیاسی به نام کالپا (kalpa ) وجود دارد که معادل 4320 میلیون سال کره ی زمین است .
 در علم نجوم سال کیهانی مدت زمان یکبار گردش خورشید دور مرکز کهکشان راه شیری است . ( معادل 225 میلیون سال ما در کره ی زمین ) در اواخر دوره ی کرتاسه یعنی حدود 85 میلیون سال پیش ، سرعت چرخش زمین به دور خورشید بیشتر بود و از اینرو یک سال 3/370 روز را در بر می گرفت .

 در دوران کامبرین یعنی حدود 600 میلیون سال پیش ، یک سال 425 روز را شامل می شد.

کوتاهترین مقیاس زمان : از آنجایی که نیروی کشندی ( جزر و مدی ) ماه طول روز را در کره ی زمین دچار نوسان می کند و در نتیجه در هر قرن یک ثانیه به طول روز اضافه می گردد ، لذا از سال 1960 به اینطرف در تعریف ثانیه برای مقیاس زمان تجدید نظر شد . در گذشته یک ثانیه معادل یک قسمت از 86400 قسمت میانگین یک سال خورشیدی بود حال آنکه اینک برابر یک قسمت از 31556925974 قسمت میانگین یک سال خورشیدی می باشد که از نقطه نظر تقویم نجومی سال 1900 میلادی به عنوان معیار انتخاب شده است .

در آوریل 1982 چارلز چنگ موفق شد در آزمایشگاه بل در ایالت نیوجرزی در آمریکا یک ضربان نور لیزری تولید کند که زمان پایداری آن فقط 30 فمتو ثانیه بود . طول این ضربان نوری 9 میکرومتر یعنی 14 طول موج محاسبه گردید .

 روشنایی روز- صرفه جویی در زمان : طی جنگ جهانی اول در بریتانیا و آمریکا ساعت ها را یک ساعت از زمان استاندارد جلوتر کشیدند . دلیل این کار استفاده از روشنایی روز برای کار و صرفه جویی در مصرف برق بود . جلو کشیدن ساعت برای افراد بسیار راحت تر است تا این که یک ساعت زودتر سر کار حاضر شوند . در بریتانیا هنوز در ماه های تابستان از ساعت تابستانی که یک ساعت جلوتر از ساعت گرینویچ است استفاده می شود . دولت روزی را که باید ساعت ها جلو یا عقب کشیده شود تعیین می کند.

 پیکان زمان : هنگامی که انسان می کوشید تا جاذبه ی گرانشی را با مکانیک کوآنتوم یکی کند باید نظریه ی «زمان موهومی » را نیز در آن دخالت می داد . زمان موهومی راستا و جهت های قابل تشخیصی در فضا ندارد . اگر کسی بتواند بر حسب زمان موهومی بسمت شمال برود الزاما باید بتواند به عقب برگشته و از جنوب سر درآورد ، به همین نحو اگر کسی بر حسب زمان موهومی بتواند به سمت جلو برود الزاما باید بتواند عقبگرد کرده و بسوی عقب برود . این به معنی آن است که در زمان موهومی بین سمت های پس و پیش تفاوت مهمی وجود ندارد .

 از سوی دیگر ، همانطور که همه می دانیم ، در « زمان حقیقی » بین سمت های جلو و عقب اختلاف فاحشی موجود است . قوانین علم بین گذشته و آینده تمایزی بوجود نمی آورد . با وجود این هنوز هم در زندگی معمولی ، بین راستاهای سمت جلو و سمت عقب در زمان حقیقی اختلاف بزرگی موجود است . برای توضیح بیشتر لیوانی را در نظر آورید که از روی میز بر کف زمین بیفتد و تکه تکه شود . اگر شما فیلمی از این واقعه برداشته و به نمایش بگذارید خواهید دید که قطعات لیوان به ناگاه روی زمین جمع شده و به صورت لیوان سالم و کاملی در آمده و بر روی میز پس می جهد . حتی اگر شما از جریان هم قبلا اطلاعی نداشته باشید باز می توانستید به سادگی بگویید که فیلم به عقب برگشته است زیرا چنین ماجرایی هرگز در زندگی معمولی سابقه ندارد .

 توضیحی که می توان به این پرسش داده می شود که چرا جمع و جور شدن تکه های لیوان از کف زمین و پس پرش آن بر روی میز به حقیقت نمی پیوندد و ما آن را نمی بینیم این است که چنین چیزی مخالف قانون دوم ترمودینامیک است . این قانون گویای آن است که پیوسته در هر سیستم بسته مقدار بی نظمی یا انتروپی نسبت به زمان افزایش می یابد . به عبارت دیگر این حالت شکلی از قانون مرفی می باشد که می گوید :« اشیاء همیشه تمایل به کجروی دارند !» لیوان سالمی که بر روی میز قرار گرفته است نمایانگر حالتی از نظم غایی است ، ولی لیوان شکسته ای که بر کف زمین پراکنده شده است نمودار حالتی از بی نظمی است . افزایش بی نظمی یا انتروپی نسبت به زمان ، مثالی است از آنچه پیکان زمان نامیده می شود و چیزی است که گذشته را از آینده متمایز ساخته و سمت و جهتی به زمان می دهد . دستکم سه پیکان مختلف از زمان وجود دارند که عبارتند از :

 1- پیکان ترمودینامیک زمان و آن سویی از زمان است که در آن بی نظمی یا انتروپی افزایش می یابد .

 2- پیکان روانشناختی زمان و آن سویی است که ما گذشت زمان را در آن احساس می کنیم و جهتی که ما گذشته را به یاد می آوریم و نه آینده را .

 3- پیکان کیهان شناسی زمان و آن سویی از زمان است که کیهان در آن جهت بجای انقباض در حال انبساط است

طی قرنهای 16 و 17 میلادی تحولی در دیدگاه بشر نسبت به آسمان و زمین روی داد. منجمانی چون کپرنبک، گالیله و کپلر بکمک تلسکوپ دامنه آگاهی بشر از هستی را وسعت بخشیدند. تا آن زمان شناخت بشر از آسمان محدود به قوه بینایی بود و ابزاری برای مشاهده آسمان وجود نداشت. این منجمان با بهره گیری از تلسکوپ، بر باورهای باطل بشر درباره مرکزیت زمین در کائنات، خط بطلان کشید.

تلسکوپ در قرن 18 برای منجمان به ابزاری غیر قابل چشمپوشی بدل شده بود. با پیشرفت فن تراش عدسی ها و علوم اپتیک، تلسکوپهای بزرگتر و بهتر در رصد خانه ها نصب شد. حال آدمی سیارات و ستارگانی را می دید که قبل از اختراع تلسکوپ از وجود آنها بی خبر بود. او به مدد تلسکوپ پی برد جهان بزرگتر از پندارهایش است.

با افزایش بزرگنمایی و وضوح تصاویر تلسکوپها، حوضه شناخت بشر از دنیای پیرامونش، بزرگ و بزرگتر شد. با این حال در آغاز قرن بیستم، اغلب ستاره شناسان اعتقاد داشتند که، جهان فقط از یک کهکشان تشکیل شده است که همان راه شیری است که منظومه شمسی از اجزای آن است.

خیلی ها فکر می کنند که گالیله تلسکوپ را اختراع کرده است اما واقعیت این است که در دهه 16 میلادی توسط هانس لیپرشی عینک ساز هلندی (1570 تا 1619 م) ساخته شد. او بصئورت اتفاقی با ترکیب دو عدسی متوجه بزرگنمایی انها شد و بدین ترتیب تلسکوپ بدست آمد. در واقع گالیله اولین کسی بود که در ایتالیا ساختن دوربین را یاد گرفت و با ان به آسمان نگاه کرد و بدین ترتیب بود که توانست  از پادشاه و کلیسا و …مستمری قابل توجهی دریافت نماید. باز هم بر خلاف تصور خیلی ها ، دوربینی که گالیله با ان کار می کرد از دو عدسی محدب (یکی شیئی و یکی چشمی ) ساخته نشده بود بلکه عدسی شیئی - جلوییه - محدب بود و عقبی( شیئی)، مقعر؛ که باعث می شد تصویر تشکیل شده  و جلوتر از جایی که هست دیده شود. دوربینهای کوچولوی قدیمی ای که ممکنه شما هم داشته باشین، همینطوری هستند.

 گالیله در سال ۱۶۰۹ اولین تلسکوپش را ساخت و با ان توانست قمر های مشتری , حلقه ی دور زحل , زهره و ستاره های راه شیری را ببیند. و سال بعد این خبر را با نام "The Starry Messinger" به چاپ رساند.

به این تلسکوپهایی که از دو عدسی محدب استفاده میکنند "شکستی" یا "انکساری" می گویند. یعنی نور را می شکنند (در سرعتش تغییر ایجاد می کند) و با این کار نور را کانونی می کنند. تلسکوپ در واقع وسیله ای است که به خاطر جمع آوری نور بیشتر (نسبت به چشم انسان) اهمیت دارد نه به دلیل بزرگنمایی. در واقع چشم انسان کمتر از یک سانتیمتر مربع برای جذب نور (درواقع عصبهای حسی برای احساس نور) دارد. پس اگه قطر شیئی تلسکوپی مثلا ۱۰ سانتیمتر باشد، بیشتر از سی برابر چشم آدم نور جذب می کند. این باعث می شود که اجرام خیلی کم نورتر هم دیده شوند.

انواع تلسکوپها :

تلسکوپ شکستی
در تلسکوپ شکستی ، یک عدسی ، نور را جمع می‌کند و تصویری از جسم بوجود می‌آورد. این عدسی که در جلوی آن است، عدسی شیئی نامیده می‌شود. یک یا چند عدسی کوچک دیگر که چشمی نام دارد، برای دیدن تصویر بدست آمده از شیء بکار می‌رود. در تلسکوپ شکستی ، عدسی شیئی تصویری از جسم بوجود می‌آورد و عدسی چشمی آن را درست می‌کند.

شاید ندانید که اخترشناسان ، همیشه مایل به استفاده از درشتنمایی‌های بسیار زیاد نیستند. در یک تلسکوپ ، چشمیهای گوناگون ، درشتنمایی‌های گوناگون ایجاد می‌کنند. ولی هر قدر تصویر یک ستاره را درشت‌تر کنیم، باز هم چیزی جز یک نقطه نورانی نخواهیم دید! قطر شیئی بزرگترین تلسکوپ شکستی جهان ، 1.1 متر است. مشکلی که در این بین وجود دارد این است که شیشه هایی رو که به عنوان شیئی استفاده می شود نمی شود از یک حدی بزرگتر ساخت. خود شیشه نور زیادی رو جذب می کند و تا اندازه ای باعث تجزیه ی نور هم می شود. هرچند که با کمک راه حلهایی توانسته اند عدسیهای بزرگی رو تراش بدهند، اما باز هم این کار محدودیت زیادی دارد.

نیوتن اولین کسی بود که راه حلی برای این مشکل پیدا کرد. نیوتن که روی نور آزمایشهای زیادی انجام داده بود، برای جمع آوری نور بیشتر (و در واقع کانونی کردن یک سطح) به جای عدسی از آیینه ی مقعر استفاده کرد. آینه های مقعری که سطح اونها اندود شده اند. به این ترتیب، مشکل شکست نور و آبیراهی رفع می شد. به کمک همین تکنولوژی هست که ما امروزه می توانیم تلسکوپهای غولپیکر بسازیم و در اعماق آسمان جستجو کنیم .البته بعدها انواع دیگری از تلسکوپها هم به وجود امدند که اساس کار انها بر روی استفاده از آینه ی مقعر است و تغییرات دیگری دادند که به اینجا مربوط نمی شود.

تلسکوپ بازتابی
اخترشناسان در بیشتر کارهای خود از تلسکوپ بازتابی استفاده می‌کنند. در یک تلسکوپ بسیار بزرگ ، آنها می‌توانند درون محفظه کوچکی که در بالای لوله تلسکوپ جای دارد. کار کننده با جایگزین کردن یک آینه خمیده دیگر به جای این محفظه ، می‌توان نور را به طرف پایین منحرف کرد و از درون سوراخی که در وسط آینه اصلی قرار دارد، به مشاهده پرداخت.

تلسکوپهای انعکاسی انواع مختلفی دارند که متداولترین آنها عبارتند از :

•  کاسگرین

•  نیوتنی

• کوده

 از این به بعد دستگاههای مخصوصی برای مطالعه نور بکار گرفته می‌شوند. یکی از متداول‌ترین آنها طیف سنجی می‌باشد. از آنجاییکه تنها راه ستاره شناسان برای پی بردن به اجرام دور، کسب حداکثر اطلاعات ممکن از امواج نور و سایر تشعشعات جمع آوری شده  توسط تلسکوپ  است؛ لذا طیف سنج با تجزیه نور ستارگان به همان شیوه تجزیه نور در منشور؛ ترکیب و دمای ستاره را مشخص میکند.طیف ستاره شبیه به رنگین کمان است ولی خطوط سیاه رنگی دارد که موقعیت آنها معلوم میکند که ستاره با چه گازهائی احاطه شده است. در نهایت  میتوان گفت که دو نوع طیف مورد سنجش قرار می گیرد:
▪ طیف نور روشنائی
منشور نور سفید را شکسته و رنگها سازنده اش را تجزیه میکند.
▪ طیف خورشیدی
گازهای خورشیدی طول موجهای معینی از نور را جذب میکنند و در طیف نوارهای سیاهی را پدید می آورند.

تلسکوپ رادیویی
آنتنهای غول پیکری به شکل بشقاب هستند که علامتهای رادیویی را در کانون اصلی خود متمرکز می‌کنند. در این کانون ، یک آشکارساز رادیویی قرار دارد. با استفاده از تلسکوپ رادیویی ، اندازه گیری شدت امواج رادیویی حاصل از کهکشانها امکان پذیر است. در تلسکوپ رادیویی ، یک آنتن به شکل بشقاب ، امواج را کانونی می‌کند و به گیرنده می‌فرستد. امواج پس از تحلیل در کامپیوتر ، بر روی کاغذ رسم می‌شوند. اخترشناسان با پیوند چندین تلسکوپ رادیویی به هم ، یک دوربین رادیویی درست می‌کنند و نقشه مناطق نشر کننده موج رادیویی را در آسمان بدست می‌آورند. به کمک تلسکوپ رادیویی نه تنها به هنگام شب ، بلکه در روز نیز می‌توان به اخترشناسی پرداخت.

تلسکوپ اشعه ایکس
در بالای جو ، تلسکوپهای دیگری زمین را دور می‌زنند، که مخصوص پرتوهای X و فرابنفش هستند. آنها برای تشریح منظره آسمان در پرتوهای X و فرابنفش ، یافته‌های خود را به صورت پیامهای رادیویی به زمین می‌فرستند.

نگاهی به تلسکوپ هابل

در سال 1924 ادوین هابل، ستاره شناس آمریکایی با استفاده از تلسکوپ 100 اینچی خود کهکشانهای بسیاری، خارج از کهکشان راه شیری، رصد کرد. وی مشاهده کرد که کهشکانها در حال دور شدن از یکدیگر هستند. پس جهان در حال گسترش است. کشف وی بار دیگر مرزهای شناخت هستی را فرو ریخت و در پی آن نظریه انفجار بزرگ مطرح شد که تاکنون بهترین پاسخ به دورشدن کهکشانهاست.

منجمان، برای مشاهده بهتر آسمان، تلسکوپها را در کوهستانها و نواحی عاری از گرد و غبار و نور شهرها، نصب می کنند با این وجود برای رصد آسمان، در بند شرایط جوی هستند.

تلسکوپی در فضا
Edwin Powell Hubble در سال 1923 هرمان ابرت، که یکی از بزرگان صنایع موشکی آلمان، در مقاله ای به امکان قرارگیری تلسکوپی در مدار، توسط راکت، اشاره کرد. در سال 1946 دانشمند دیگری بنام لیمان اسپیتزر، به بررسی مزایای بهره گیری از تلسکوپی در آنسوی اتمسفر آشفته زمین پرداخت. لیمان وجود گازها و گرد و غبار موجود در جو زمین را عامل افت کیفی تصاویر بدست آمده از اجرام آسمانی می دانست. در سالهای 1960 تا 1970 میلادی دانشمندان بر لزوم بهره گیره از تلسکوپی بزرگ در خارج از جو زمبن توافق داشتند ولی سفینه ای که بتواند تلسکوپی بزرگ و کار آمد را در مدار قرار دهد، وجود نداشت.

با ساخته شدن شاتل فضایی و امکان حمل محموله های بزرگ پروژه ساخت تلسکوپ فضایی سرعت گرفته و سر انجام در سال 1985 یک عدد تلسکوپ فضایی توسط ناسا آماده قرارگیری در مدار بود. بعدها این ابزار پیچیده و دقیق بیاد منجم بزرگ آمریکایی، هابل نام گرفت.

تا سال 1990 که مشکلات حمل تلسکوپ فضایی برطرف می گشت، از آخرین تکنولوژی ها، برای به روز آوری و ارتقا ابزارهای دقیق تلسکوپ فضایی استفاده شد. از جمله سلولهای خورشیدی، کامپیوترها و ابزار های مخابراتی و هدایت آن ارتقا یافت و آزمایشهای بسیاری برای اطمینان از صحت کارکرد تلسکوپ فضایی به عمل آمد. در نهایت در سال 1994 شاتل فضایی دیسکاوری، تلسکوپ فضایی را در فضا رها کرد تا چشمان بشر از فراز جو مغشوش زمین، نظاره گر بی کران آسمان باشد. بدینسان هابل در مداری به فاصله 600 کیلومتری زمین قرار گرفت، تا پرده از اسرار هستی بردارد.

بهره گیری مداوم از آخرین تکنولوژی
هابل بگونه ای طراحی شد، که قابلیت، سرویس و بهبود سیستمهایش توسط فضانوردان مهیا باشد. این ماشین پیچیده و دقیق از قطعاتی تشکیل می شود که جداگانه قابل ارتقا هستند. هابل تاکنون بارها توسط فضانوردان تعمیر و ویا اجزای سیستمهایش به روز شده اند. ضریب دقت و کیفیت تصاویر هابل تاکنون بیش از 10 برابر ارتقا یافته است. خطاهای لنزها و ابزارهایش طی سالها رفع شده، و اکنون تصاویری بسیار واضح تهیه و به زمین ارسال می کند.

این تلسکوپ به مدد بازسازی و به روز آوری مداوم توانسته است پس از 15 سال همچنان به ارسال تصاویر بی نظیرش بپردازد.

کوششهای هابل
• هابل هر روز بین 10 تا 15 گیگابایت تصویر برای ستاره شناسان ارسال می کند. حجم این داده ها تا کنون بیش از 10 ترا بایت بوده است.
• هابل بیش از 400000 رصد جداگانه از اجرام آسمانی به عمل آورده است.
• هزاران مقاله نجوم بر اساس اطلاعات هابل نوشته شده است.
• هابل هر 95 دقیقه یک دور مدار خود به دور زمین را می پیماید و تا کنون مسافتی بالغ بر 3 میلیارد مایل پیموده است.
• هابل سرانجام تحقیقات 8 ساله محاسبه سرعت گسترش کهکشنها را از یکدیگر پابان داد.
• هابل اولین تلسکوپ نوری بود که توانست از یک سیاه چاله تصویر برداری کند. این سیاه چال جرمی معادل چندیدن میلیارد برابر خورشید دارد.
• هابل برای اولین بار تصاویری واضح از تولد و مرگ ستارگان ارائه داد.
• در سال 1994 هابل از برخورد ستاره ای دنباله دار با مشتری تصویربرداری کرد.
• دور ترین و قدیمی ترین اجرام آسمانی نسبت به زمین که تا کنون نور آنها به زمین رسیده است نیز توسط هابل ثبت شده اند.

تاکنون بهترین تصاویر بدست آمده از اجرام آسمانی توسط هابل تهیه شده اند. این تلسکوپ بزودی باز نشسته می شود و اکنون دانشمندان به دنبال جایگزینی آن هستند.

راهنمای انتخاب تلسکوپ(8سوال اساسی در مورد تلسکوپها )

همه علاقه مندان به نجوم می خواهند تلسکوپی داشته باشند تا با آن به کاوش آسمانها بپردازند. ولی در هنگام خرید تلسکوپ، دوربین دو چشمی یا هر وسیله درشتنمای دیگر، تردیدها و دودلی هائی در کار خرید به وجود می آید و آنوقت فرد از خواهد پرسید:

• براستی کدام تلسکوپ را بخرم؟

• یا چه نوع دوربینی به درد من میخورد؟

1- بزرگنمایی واقعی تلسکوپ چقدر است؟

گول شعارهای تبلیغاتی را درباره بزرگنمایی تلسکوپ نخورید. در بعضی از این تبلیغات می نویسند:

با بزرگنمایی بیش از 500 برابر و بدین ترتیب می خواهند وانمود کنند که هر چه قدرت بزرگنمایی تلسکوپ بیشتر باشد، آن تلسکوپ بهتر است. اما این قضیه حقیقت ندارد. برعکس، از نظر متخصصین بزرگنمایی مهمترین خصوصیت یک تلسکوپ نیست. به طور نظری، تلسکوپها را می توان طوری ساخت که بزرگنمایی بسیار زیادی داشته باشند اما برای به دست آوردن بیشترین بزرگنمایی تلسکوپ باید این نکته را در نظر داشت که تصویر به دست آمده باید واضح و از کیفیتی قابل قبول برخوردار باشد. این در صورتی است که به ازای هر 2.5 سانتیمتر (یا یک اینچ) قطر شیئی (یا آینه اصلی) تلسکوپ نباید بیش از 50 برابر بزرگنمایی اعمال نمود. بدین ترتیب بهترین بزرگنمایی قابل اطمینان برای یک تلسکوپ 3 اینچی (75 میلیمتری) 150 برابر است. استفاده از بزرگنماییهای بیشتر (که با استفاده از چشمی های با فاصله کانونی کم میسر است) تصویری نا واضح و مات به دست خواهد داد.

2- پس مشخصه اصلی یک تلسکوپ کدام است؟

مشحصه اصلی یک تلسکوپ، گشودگی (قطر عدسی یا آینه اصلی) آن است. هر چقدر گشودگی یک تلسکوپ بیشتر باشد نور بیشتری را جمع آوری می کند و در نتیجه تصویر واضحتر و روشنتری به دست می دهد. در این صورت می توان اجرام کم نوری مثل سحابیها و کهکشانها را رصد کرد..

3- تلسکوپ شکستی بهتر است یا بازتابی؟

در تلسکوپ شکستی از یک عدسی برای جمع آوری و کانونی نمودن نور استفاده می شود و در تلسکوپ بازتابی یک آینه مقعر نور را کانونی می کند. هر دو برای رصد مناسبند. اما هر کدام مزایا و معایبی دارند. تلسکوپهای بازتابی اغلب گشودگی زیاد دارند، اما نسبتاًً ارزانند (قیمت یک بازتابی 4 اینچی یا 100 میلی متری بطور متوسط 200 هزار تومان است، در حالی که بهای یک شکستی با همین قطر بطور متوسط 500 هزار تومان می باشد). با وجود این، تلسکوپهای شکستی معمولاً تصاویر واضحتری نسبت به تلسکوپهای بازتابی به دست میدهند. منجمان آماتوری که می خواهند جزئیات سطح سیارات را نگاه کنند بیشتر از تلسکوپ شکستی، و آنهایی که می خواهند به اجرام کم نوری مثل سحابیها و کهکشانها نگاه کنند بیشتر از تلسکوپهای بازتابی استفاده می کنند. برای یک منجم تازه کار که بودجه کمی دارد، تلسکوپ شکستی با قطر عدسی حدود 60 میلیمتر و یا بازتابی 4 اینچی مناسب است.

4- استقرار سمت ارتفاعی بهتر است یا استوایی؟

پایه های سمت- ارتفاعی، درست مثل پایه های دوربین عکاسی فقط به بالا و پایین و چپ و راست حرکت می کنند و از این رو لوله تلسکوپ فقط در همین جهات حرکت خواهد کرد. بهترین نوع از پایه های سمت- ارتفاعی، آنهایی هستند که پیچ حرکت آرام دارند که به درد دنبال کردن جرم مورد نظر (البته فقط در جهت های گفته شده)، می خورند. با وجود این، پایه های سمت- ارتفاعی نمی توانند ستاره ها را در حرکت قوسی شان دنبال کنند.

پایه های استوایی پیچیده ترند و بر خلاف سمت- ارتفاعی می توانند ستاره ها را بدون دردسر، در مسیرشان از شرق به غرب دنبال کنند. اگر تلسکوپ موتوری هم برای ردیابی داشته باشد این کار را به صورت خودکار انجام خواهد داد. داشتن موتور ردیاب، کمک بسیار بزرگی است، چون مثلاً هنگام استفاده از بزرگنمایی 100 یا بیشتر، میدان دید تلسکوپ کاهش می یابد و در کمتر از 40 الی50 ثانیه جرم مورد نظر از میدان دید خارج می شود. تنظیم های مجدد و قرار دادن جرم مورد نظر در مرکز میدان دید کاری است خسته کننده و از طرفی هر بار هنگام تنظیم، امکان لرزش تلسکوپ و در نتیجه ابهام تصویر هم وجود دارد.

5- تلسکوپ بزرگ بهتر است یا کوچک؟

این حقیقت که تلسکوپهای بزرگتر جزییات بیشتر و اجرام کم نورتر را بهتر نشان می دهند بسیاری را به این باور می کشاند که تلسکوپهای کوچک ارزش خریدن ندارند. اما این قضیه نیز آنچنان حقیقت ندارد و حتی یک تلسکوپ شکستی 60 میلیمتری می تواند با نشان دادن اجرام زیادی شما را سالها سرگرم و مجذوب کند. بسیاری از علاقه مندان به نجوم، همین تلسکوپهای کوچک را برای همیشه نگه میدارند. اگر چه داشتن یک تلسکوپ بزرگ در تخیل همه ما خانه کرده و آدم را هیجان زده می کند، اما داشتن تلسکوپهای بزرگ دردسر هم دارد. برای حمل به حیاط، پشت بام، یا اتومبیل یا هنگام نصب این تلسکوپها، دردسرشان تازه آشکار می شود. همیشه یادتان باشد که بهترین تلسکوپ، بزرگترین تلسکوپ نیست. بهترین تلسکوپ، تلسکوپی است که همیشه بتوانید از آن استفاده کنید. حمل و استفاده آسان، معیارهای اصلی برای استفاده از تلسکوپی است که میخواهید از آن با لذت رصد کنید.

6- بهترین فاصله کانونی برای تلسکوپها کدام است؟

فاصله کانونی تلسکوپ و اینکه این فاصله چقدر باید باشد مهمترین مشخصه تلسکوپ نیست. تلسکوپهای با فاصله کانونی کم (400 تا 700 میلیمتر) بزرگنمایی کم ولی میدان دید وسیع دارند. در عوض فاصله کانونی زیاد (1300 تا 3000 میلیمتر) بزرگنمایی زیاد با میدان دید کم به دست می دهند. به همین دلیل، تلسکوپهای با بزرگنمایی کم را برای مشاهده اجرام کم نور و معمولاً کهکشان خودمان استفاده می کنند و تلسکوپهای با بزرگنمایی زیاد را بیشتر برای مشاهده سیارات انتخاب می کنند.

7- تلسکوپهای اشمیت - کاسگرین کدامند؟

معمولاً تلسکوپها را به دو نوع اصلی شکستی و بازتابی تقسیم می کنند. نوع سومی هم به بازار آمده است که تقریباً ترکیبی است از این دو بنام کاتادیوپتریک که در آنها از آینه مقعر به عنوان شیئی و از یک عدسی تصحیح کننده در جلو لوله تلسکوپ استفاده می شود. به این نوع تلسکوپ ها اشمیت - کاسگرن هم گفته می شود. حسن این نوع تلسکوپها در آن است که معمولاً طول لوله تلسکوپ کوتاه است و عدسی ابتدای لوله نقش تصحیح کننده پرتوهای نور را دارد. این مدلها هم محسنات تلسکوپهای بازتابی و هم شکستی را داراست و حجم کم شان، حمل و نقل آنها را تسهیل می کند. اما قیمت آنها کمی گران است. دو تولید کننده عمده این نوع تلسکوپها، یکی " کمپانی سلسترون " و دیگری "مید" است که هر دو آمریکائی هستند. محصولات سلسترون از کیفیت مرغوبتری برخوردارند اما تقریباً دو برابر مید قیمت دارند. سایت اینترنت این دو شرکت عبارتست از:

http://www.meade.aom/

http://www.celestron.com/

8- دوربینهای تک چشمی یا دوچشمی به درد رصدهای نجومی می خورند یا نه؟

دوربینهای تک یا دوچشمی که اغلب مورد استفاده شکارچیان است یکی از راحت ترین، با صرفه ترین و شاید واجب ترین وسیله ای است که حداقل برای شروع یادگیری منظره آسمان و صور فلکی به کار می آید. این دوربینها میدان دید وسیعی دارند. البته عیب عمده این دوربینها، بزرگنمایی ثابت آنها است، چون چشمی آنها قابل تعویض نیست. عیب عمده دیگر این دسته از دوربینها مشکل استقرار آنهاست. اغلب دوربینهای تک چشمی روی سه پایه نصب نمی شوند و نگه داشتن دوربینهای دوچشمی دردسرهای فراوان دارند که البته این مشکلات با کمی ابتکار قابل حل شدن هستند. به رغم میدان دید زیاد این دوربینها، حتی با وجود ساخت پایه ای برای رفع اشکال استقرار آنها، باز هم یک مشکل دیگر هنوز باقی است و آن مشکل ردیابی اجرام است. با همه اینها، هنوز دوربینهای تک چشمی و دوچشمی یکی از ابزارهای لازم برای هر اخترشناس حرفه ای و غیر حرفه ای است و تازه، عیوب آن به قیمت کم شان می ارزد!

چند نکته مهم:

1- بزرگنمایی تلسکوپ عبارت است از نسبت فاصله کانونی شیئی به چشمی. یعنی:

توان بزرگنمایی =فاصله کانونی چشمی / فاصله کانونی شیئی

2- توان جمع آوری نور، با مجذور قطر عدسی شیئی متناسب است. قطر مردمک چشم در هنگام شب تقریباً 6 میلیمتر است. پس تلسکوپی با قطر 24 میلیمتر (4 برابر قطر چشم)، 16=4² بار بیش از چشم انسان نور جمع آوری می کند. یک تلسکوپ 48 میلیمتری، 64 بار بیش از چشم انسان نور جمع می کند و … . توان جمع آوری نور در یک تلسکوپ از طریق رابطه زیر بدست می آید: