نظریه زمین مرکزی
نظریه زمین مرکزی، تحت عنوان ایده‌ای که زمین در مرکز جهان قرار دارد، هزاران سال است که بر علم و مذهب تسلط داشته است. این توصیف از کیهان، که در آن خورشید، ماه، ستارگان و سیارات همگی به دور زمین می‌چرخند، در زمان‌های قدیم باور مردم بوده است.
این نظریه توسط ارسطو در یونان، بطلمیوس در روم باستان و بسیاری دیگر ترویج شد.
یکی از دلایل ماندگاری نظریه زمین‌مرکزی این است که به نظر می‌رسد آنچه را می‌توان از روی زمین مشاهده کرد، توصیف می‌کند. برای کسی که روی زمین ایستاده است، به نظر می‌رسد خورشید و ماه به دور سیاره ما می‌چرخند و نه برعکس. برخی از مردم حتی تا به امروز این اشتباه را باور دارند.
مدل زمین‌مرکزی برای بیش از ۱۵۰۰ سال برای انجام پیش‌بینی‌های نجومی مورد استفاده قرار می‌گرفت و مسیر جایگزین کردن آن ساده نبود.
دانشمندان دوره رنسانس مانند کوپرنیک، گالیله و کپلر این نظریه را ایجاد کردند که در واقع زمین است که به دور خورشید می‌چرخد و این به نظریه خورشید مرکزی معروف است. آنها با مخالفت کلیسای کاتولیک مواجه شدند که معتقد بود موقعیت مرکزی زمین در جهان در کتاب مقدس توضیح داده شده است.
گالیله در واقع توسط جماعت عالی مقدس تفتیش عقاید رومی و جهانی در سال ۱۶۱۵ به دلیل عقایدش محاکمه شد و به جرم بدعت دینی محکوم شد و تا پایان عمر در حصر خانگی به سر برد. جیوردانو برونو(Giordano Bruno)، فیلسوف و نظریه‌پرداز کیهان‌شناسی ایتالیایی نیز به دلیل حمایت از مدل خورشید مرکزی کوپرنیک توسط جماعت عالی مقدس تفتیش عقاید رومی و جهانی محاکمه شد و در سال ۱۶۰۰ در آتش سوزانده شد.
واحدهای اندازه‌گیری انگلیسی مدارگرد اقلیمی مریخ را نابود کرد
افرادی که به سیستم اندازه‌گیری متریک عادت دارند، اغلب استفاده مداوم آمریکا از اندازه‌گیری‌های انگلیسی مانند پا، مایل، پوند، و غیره را گیج‌کننده و غیرشهودی می‌دانند.
در واقع، این اندازه‌گیری‌ها همچنان مورد استفاده قرار می گیرد، حتی با اینکه ایالات متحده دستگاه بین‌المللی یکاها(SI) را به عنوان سیستم اندازه‌گیری برای ایالات متحده در سال ۱۹۷۵ پذیرفت.
به طور خاص، دانشمندان ایالات متحده به طور کلی به استفاده از سیستم متریک عادت دارند.
در ماه سپتامبر سال ۱۹۹۹، استفاده از واحدهای اشتباه برای ناسا به قیمت از دست رفتن یک قطعه از تجهیزات بسیار گران تمام شد و مدارگرد جدید آب و هوای مریخ با هزینه ۱۲۵ میلیون دلار از دست رفت.
این کاوشگر برای مطالعه آب و هوا، جو و تغییرات سطح مریخ و همچنین به عنوان یک رله ارتباطی برای فرودگر قطبی مریخ طراحی شده بود.
با این حال، یک اشتباه فاجعه‌بار بین طراحان آن، در نهایت منجر به نابودی این مدارگرد شد.
در حالی که مهندسان آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا(JPL) که ناوبری فرودگر را مدیریت می‌کردند، محاسبات خود را با استفاده از واحدهای دستگاه بین‌المللی یکاها انجام می دادند، تیم شرکت لاکهید مارتین(Lockheed Martin) که مسئول طراحی و ساخت فرودگر بودند، داده‌های شتاب خود را در واحدهای انگلیسی محاسبه کردند. مهندسان آزمایشگاه پیشرانش جت ناسا نمی‌دانستند که این مورد رخ داده است و فرض کردند که تیم لاکهید از اندازه گیری‌های متریک استفاده می‌کنند که تقریبا در علم، جهانی است.
نرم افزاری که پیشران مدارگرد را کنترل می‌کرد، نیرویی را که پیشران‌ها باید اعمال می‌کردند، در واحد پوند ثانیه نیرو محاسبه می‌کرد. با این حال، قطعه دوم که این داده‌ها را می‌خواند، فرض می‌کرد که ارقام در واحد استاندارد متریک ثانیه نیوتن ارائه می‌شوند.
این خطا باعث شد که مدارگرد مدار مورد نظر خود را از دست بدهد و در ارتفاع تقریبا ۳۵ مایلی(۵۶ کیلومتری) به درون جو مریخ سقوط کند. این کاوشگر به دلیل تنش‌های جوی متلاشی شد.
ثابت کیهانی اینشتین
به سختی می‌توان از شایسته‌ترین متفکر زمان به عنوان فردی که اشتباه بزرگی مرتکب شده، نام برد. با این حال، گزارش شده است که خود آلبرت اینشتین از به اصطلاح ثابت کیهانی به عنوان «بزرگترین اشتباه» زندگی‌اش یاد می‌کند.
او در سال ۱۹۱۷ ثابت کیهانی را که با حرف بزرگ یونانی لامبدا «Λ» نشان داده می‌شود، به عنوان بخشی از مقاله «ملاحظات کیهانی در نظریه نسبیت عام» که به آکادمی علوم پروس در برلین ارائه شده بود، معرفی کرد.
این ثابت به این دلیل به وجود آمد که معادلات میدان اینشتین یک ناپایداری خاصی را در جهان نشان می‌داد که از نیروهای گرانشی ناشی می‌شد. واقعیتی نگران‌کننده که نیاز به پرداختن داشت.
این ناپایداری دردسرساز بود زیرا در آن زمان، اجماع در جامعه علمی که اینشتین نیز در آن اشتراک داشت این بود که جهان اندازه معینی دارد و ثابت است.
در دهه ۱۹۳۰ و با اکتشافات جدید، اخترشناس ادوین هابل(Edwin Hubble)، شروع به بیان این موضوع کرد که جهان در واقع ساکن نیست، بلکه دائما در حال انبساط است. مشخص شد که معادلات اولیه اینشتین در تمام مدت درست بوده و نیازی به ثابت کیهانی نداشته است. اینشتین خودش متوجه این موضوع شد و مقاله خود را اصلاح کرد تا آن ثابت را حذف کند.
با این حال، در دهه ۱۹۹۰، ثابت کیهانی به روشی جدید به معادلات اینشتین بازگشت که به همان کشفی مرتبط بود که پیشتر آن را از بین برده بود.
با مشاهدات جدیدی که نه تنها یک جهان در حال انبساط بلکه شتاب آن انبساط را نشان می‌داد، فیزیکدانان به این ایده رسیدند که آنچه ممکن است مسئول این شتاب باشد، یک انرژی کشف نشده موجود در فضا به نام «انرژی تاریک» است.
«خطای اینشتین»، یعنی لامبدای او، در واقع به وجود شکلی از گرانش اشاره کرده بود و اکنون به نظر می‌رسید که این نیروی محرکه مسئول شتاب کیهانی در نظر گرفته شده، انرژی تاریک است. یک ایده این است که ماده تاریک باعث ایجاد گرانشی می‌شود که جهان را در کنار هم نگه می‌دارد و انرژی تاریک نیروی متضادی است که جهان را منبسط می‌کند.
تخمین نادرست سن کیهان
پیشتر در این گزارش به نقش ادوین هابل در تغییر باور وجود ثابت کیهانی پرداخته‌ایم. اما خود او نیز اشتباه بزرگی در کارنامه خود دارد.
مقاله او در سال ۱۹۲۹ با عنوان «رابطه بین فاصله و سرعت شعاعی در میان سحابی‌های فرا کهکشانی» درک ما از جهان را دگرگون کرد و یکی از مهمترین اکتشافات علم مدرن را مطرح کرد، اینکه جهان در حال انبساط است.
تحت آن چه به عنوان قانون هابل شناخته می‌شود، او نشان داد که کهکشان‌ها در حال دور شدن از ما هستند و آن‌هایی که از ما دورتر بودند با شتابی متناسب با فاصله خود دور می‌شوند. کهکشان‌های دورتر حتی با سرعت سریع‌تری از زمین دور می‌شوند.
همراه با این کشف، هابل تلاش کرد تا سن جهان را تخمین بزند و به این نتیجه رسید که جهان بین ۱.۵ تا دو میلیارد سال سن دارد.
متاسفانه، این یک خطای مهم بود، زیرا در دهه ۱۹۳۰، از طریق آزمایش‌های زمین شناسی رادیواکتیویته در سنگ‌ها مشخص شده بود که زمین حدود سه میلیارد سال سن دارد. بنابراین، چگونه سنگ‌ها می‌توانستند قدیمی‌تر از جهان باشند؟
آنچه که در نهایت معلوم شد این توضیح است که مقیاس فاصله کیهانی هابل که بر تحلیل او از ستارگان متغیر در حال حرکت قیفاووس متکی بود، بر اساس دانش ناقصی بوده است.
فاصله قیفاووسی بر اساس سرعت نوسانات روشنایی ستاره‌ها محاسبه شد. در دهه ۱۹۵۰، ستاره‌شناسان دریافتند که فاصله واقعی تا سحابی‌های مارپیچی دو برابر چیزی است که هابل تصور می‌کرد.
در واقع مشخص شد که دو نوع مختلف از ستارگان قیفاووسی وجود دارد. ستاره شناس آلمانی والتر بااد دریافت که ستارگان «جمعیت I» جوان‌تر، داغ‌تر و آبی‌تر هستند و در بازوهای مارپیچی کهکشان‌ها یافت می‌شوند. این ستاره‌ها مواردی بودند که هابل برای محاسباتش استفاده کرد.
همچنین ستارگان قدیمی‌تر، سردتر و قرمزتر به نام «جمعیت II» وجود داشتند که در نواحی مرکزی خوشه‌های کروی و مراکز کهکشانی یافت می‌شوند.
وقتی این موضوع مشخص شد، فواصل پیشنهادی هابل دو برابر شد و سن زمین را به آنچه با روش‌های دیگر تعیین شده بود نزدیک‌تر کرد. سن کهکشان در حال حاضر حدود ۱۳.۷ میلیارد سال تخمین زده شده است.
نوترینوهای سریع‌تر از نور
در سال ۲۰۱۱، اعلامیه‌ای دنیای علم را تکان داد. به نظر می‌رسد دانشمندان آزمایشگاه گرن‌ساسو(Gran Sasso) ایتالیا که روی پروژه اُپرا(OPERA) کار می‌کردند، یک پرتو نوترینو از سازمان اروپایی پژوهش‌های هسته‌ای(CERN) مشاهده کردند که به نظر می‌رسید یک «ناهنجاری» است. نوترینوهایی که سریع‌تر از نور حرکت می‌کنند.
نوترینوها ذرات زیراتمی هستند که به آنها «ذرات روح» نیز گفته می‌شود زیرا به سختی با چیزی تعامل دارند. با این حال اعتقاد بر این است که آنها فراوان‌ترین ذرات جهان هستند که جرم دارند و در هر ثانیه ۱۰۰ تریلیون نوترینو از بدن ما عبور می‌کند بدون اینکه آسیبی به وجود بیاورد.
پروژه اپرا یک همکاری با حضور حدود ۱۸۰ فیزیکدان از ۲۸ موسسه بود. چیزی که تیم اپرا در حین مشاهده بیش از ۱۵ هزار نوترینو دریافتند، این بود که به نظر می‌رسد نوترینوها ۶۰ نانوثانیه زودتر از حد معمول برای ذره‌ای که با سرعت نور حرکت می‌کند، شناسایی می‌شوند. واقعیتی که به نظر می‌رسد نشان می‌دهد که آنها واقعا در حال حرکت سریع‌تر از سرعت نور هستند.
این ادعای شگفت انگیز بسیاری از افراد جامعه را کنجکاو کرد اگرچه شک و تردید زیادی نیز در مورد آن وجود داشت.
تا سال ۲۰۱۲، چندین مطالعه نشان داد که نوترینوها در واقع سریع‌تر از سرعت نور حرکت نمی‌کنند و این نتایج شگفت انگیز نتیجه یک اتصال فیبر نوری معیوب در سیستم زمان‌بندی آزمایش بوده است.
