فرضیه اراتوستن به دو نحو در ابتدای کار ایجاد شد:
- زمین یک کره است و به همین دلیل است که خورشید سایه ای با زاویه ۷ درجه در اسکندریه ایجاد می کند.
- پرتو های خورشید موازی هستند (تصویر را ببینید)، زیرا خورشید در فاصله زیادی از زمین قرار دارد.
فرضیه دوم اراتوستن نیاز به بحث بیشتر دارد. علم مدرن ادعا میکند که خورشید ۱۵۰ میلیون کیلومتر از زمی فاصله دارد. قطر خورشید ۱۳۹۱۴۰۰ کیلومتر و قطر زمین تنها ۱۲۷۴۲ کیلومتر است.
هنگام طراحی خورشید و زمین در ابعاد صحیح و با توجه به فاصله مناسب، با نرم افزار 3d cad ما این مدل را به دست می آوریم:
الگوی فوق روشن می کند که پرتو های خورشید که به زمین می رسند باید موازی باشند، جایگزینی وجود ندارد.
- آیا می توانید تصاویری که در ادامه مطلب میبینید توضیح دهید؟
تصاویر بالا به وضوح نشان می دهند که پرتو های خورشید موازی نیستند بلکه با زاویه بسیار بزرگی واگرایی دارند.
این تصاویر به وضوح ثابت می کند که خورشید نمی تواند آنقدر که علم مدرن ادعا میکند از زمین فاصله داشته باشد.
به عنوان یک نتیجه، فرضیه اراتوستن معتبر نیست. اگر پرتو های خورشید واگرا باشند واضح است که این ریاضیدان اشتباه کرده و زاویه سایه ای که او اندازه گیری کرده به علت کروی بودن زمین نمی باشد.
در واقع وضعیت زیر واقعی است:
با توجه به مدل ما نتایج زیر حاصل شده:
- زمین صاف است
- زمین بی حرکت است
- خورشید ۱۵۰ میلیون کیلومتر از زمین فاصله ندارد
- خورشید بسیار کوچک است
- قوانین گرانشی نیوتن و انیشتین قابل اعتماد نیستند
ممکن است برخی ایرادی به این نتایج وارد کنند.
ایراد اول: در واقع پرتو های خورشید موازی هستند اما به علت پرسپکتیو آنها را بصورت واگرا می بینیم.
پاسخ: در این مورد، آیا پرسپکتیو میتواند منجر به واگرا شدن پرتو های نور شود؟ این دقیقا همان است که ما در ویکیپدیا با عنوان “پرتو های گرگ و میش” یافتیم. از آنجایی که برخی پرتو ها نزدیکتر هستند و برخی دورتر، و البته نه همیشه، گاهی اوقات این پدیده پرسپکتیو واقعاً می تواند رخ دهد. بگذارید این وضعیت را آنالیز کنیم. در چه منظری پرسپکتیو در زمینه بصری ما عمل می کند؟ بیایید تصویر بعد را بررسی کنیم:
درحالی که به تصویر بالا نگاه میکردیم، از این مورد آگاه بودیم که خطوطی وجود دارد که بصورت همگرا به یک نقطه در افق نزدیک می شوند در حالی که خطوط عمودی همچنان موازی هستند:
پرسپکتیو باعث نمیشود که آن ها بصورت موازی دیده شوند. از این رو می توانیم قاعده ای بیابیم: تمام خطوطی که روی یک صفحه عمود بر جهت دید قرار می گیرند، تحت تاثیر پرسپکتیو نیستند. تمام خطوط موازی با جهت دید در یک نقطه در افق همگرا می شوند.
بطور مشابه، پرسپکتیو چند نقطه ای زیر را در نظر بگیرید.
در تصویر زیر یک تصویر پرسپکتیو سه بعدی وجود دارد.
خطوط افقی دو دیوار قابل مشاهده در دو نقطه مختلف قرار داده شده در افق همگرا میشوند در حالی که خطوط عمودی با یکدیگر موازی نیستند، به نقطه بالاتر در آسمان همگرا میشوند.
این آخرین نقطه اضمحلال یک مدل برای یک ناظر است که درحال نگاه کردن به یک ساختمان بلند یا ساختار به طور مستقیم از پایین یا از بالا است (ناظر نزدیک به هدف مورد نظر می باشد).
چرا این تصویر با تصویر قبل تفاوت دارد؟ چرا دو نقطه مختلف اضمحلال داریم؟ از آنجا که جهت دید با هیچ کدام از خطوط در تصاویر عمود نیست. در تصویر پیشین، ناظر عمود بر ساختار نمایش داده شده در عکس بود.
حال با توجه به مطالب ذکر شده فوق، بگذارید کمی تصاویر پرتو های واگرای خورشید که در بالا نشان دادیم را توضیح داده و بررسی کنیم. در همه این تصاویر یک نقطه همگرا برای پرتو ها وجود دارد و این منبع شان خورشید است.
نتیجه گیري: پرتو هاي خورشید واگرا هستند زیرا خورشید نزدیك زمین است و این به دلیل پرسپکتیو نمیباشد.
ایراد دوم: پرتو های واگرا با پرتوهای خورشید که از طریق ابرها عبور می کنند ظاهر می شوند. در این شرایط، پراش دلیل اصلی واگرایی پرتو هاست.
پاسخ: ویکیپدیا میگوید: “پراش پدیده ای است که هنگام برخورد موج با یک مانع یا شکاف که به صورت خمش موج (الکترومغناطیسی) دور گوشه های مانع یا شکاف (روزنه) و انتشار آن به درون ناحیه سایه مانع تعریف می شود. این پدیده موجب میشود تا موج خودش را ترمیم و امکان دریافت سیگنال هنگامی که مانعی میان ارسال کننده و آنتن است را فراهم می کند، هرچند که سیگنال هیچگاه همانند وضعیت اولیه اش نیست. در فیزیک کلاسیک پدیده پراش به عنوان تداخل امواج با توجه به اصل هویگنس فرنل توصیف میشود. این رفتارهای خاص زمانی نمایش داده می شوند که یک موج با یک مانع یا یک شکاف مواجه است که در اندازه آن با طول موج قابل مقایسه است.”
بنابراین نور خورشید باید هنگام عبور از ابرها واگرا شود زیرا نور به شکاف ابعاد طول موج آن برخورد میکند. طول موج نور مرئی از ۳۹۰ تا ۷۰۰ نانومتر است.
یک نانومتر 10 به توان -9 است. تصویر زیر را ببینید:
آیا این قسمت خالی در ابرها کمتر از ۷۰۰ نانومتر است؟ فکر نمی کنم! به نظر می رسد چند صد متر است.
نتیجه: پرتو ها به علت پراش واگرا نمیشوند.
ایراد سوم: پرتو های خورشید واگرا می شوند زیرا جو به صورت یک لنز واگرا عمل می کند.
پاسخ: جو زمین در صورت کروی بودن باید یک کره باشد و بنابراین به صورت یک لنز محدب با نور خورشید عمل می کند. در تصویر زیر می توانید رفتار یک لنز محدب را ببینید. لنز محدب یک لنز همگرا است. به این ترتیب ما باید اشعه هایی را که از خورشید میرسند به صورت موازی ببینیم که بر روی زمین همگرا میشوند.
نتیجه گیری:
پرتو خورشید واگرا میشود زیرا خورشید نزدیک به زمین است و نه به خاطر اینکه اتمسفر مانند یک لنز واگرا عمل میکند. در نهایت فرضیه اراتوستن رد می شود.
مطالب مرتبط:
- اراتوستن – خورشید و سایه ها
- پرسپکتیو به چه صورت می باشد
- بررسی دیدگاه گذشتگان، چه کسی گفت کره زمین ؟
- محاسبه انحنا (2)
- آزمایش اراتوستن (Eratosthenes)
