محاسبه سرعت نور

این پژوهش، در پژوهشکده اعجاز قرآن دانشگاه شهید بهشتی انجام شده است.

يُدَبِّرُ ٱلْأَمْرَ مِنَ ٱلسَّمَآءِ إِلَى ٱلْأَرْضِ ثُمَّ يَعْرُجُ إِلَيْهِ فِى يَوْمٍ كَانَ مِقْدَارُهُۥٓ أَلْفَ سَنَةٍ مِّمَّا تَعُدُّونَ

امور این جهان را از آسمان به سوی زمین تدبیر می‌کند؛ سپس در روزی که مقدار آن هزار سال از سالهایی است که شما می‌شمرید بسوی او بالا می‌رود (و دنیا پایان می‌یابد).

آیه 5 سوره سجده

بیان ایده

در این آیه خداوند از تدبیر امور جهان سخن گفته و جزئیات ناپیدا و شگفت انگیزی از این موضوع را بیان می‌نماید که درک کامل آن مافوق توانایی بشر به نظر می‌آید. از این رو درباره معنای این آیه در میان مفسران اختلاف نظرهای فراوانی وجود دارد:

1- بعضى آن را اشاره به «قوس نزولى» و «صعودى» تدبير عالم در همين دنيا دانسته‌‏اند.

2- بعضى اشاره به فرشتگان الهى مى‏‌دانند كه فاصله آسمان را تا زمين در مدت پانصد سال طى مى‏‌كنند و در همين مدت نيز باز مى‏‌گردند و به تدبير اين جهان به فرمان خدا مشغولند.

3- بعضى ديگر آن را اشاره به دوران‌هاى تدبير الهى در اين عالم مى‏‌دانند و معتقدند كه هر یک از دوران‌هاى مختلف تدبير، هزار ساله است و در هر هزار سال خداوند تدبير امر آسمان و زمين را به فرشتگان خود، دستور مى‏‌دهد و پس از پايان اين دوران هزار ساله، دوران ديگرى آغاز می‌شود .

برخی نیز برآنند که خداوند امر اين جهان را از آسمان به زمين تدبير مى‏‌كند. بدین معنا که این تدبیر از آسمان آغاز و به زمين منتهى مى‌‏گردد و سپس همه اينها در روز قيامت که هزار سال به طول می‌انجامد، به سوى او باز مى‏‌گردند . اما اخیراً دکتر منصور محمد حسب النبی، فیزیکدان مصری و از محققان در موضوع اعجاز علمی قرآن ادعا کرده‌اند که از آيه فوق اين‌گونه بر مى‏‌آيد كه آن امرى كه پروردگار از آن ياد مى‌‏كند، در يك روز فاصله‏‌اى را مى‌‏پيمايد كه معادل با فاصله پيموده شده توسط ماه در هزار سال يا 12000 ماه است و بر اساس این اطلاعات که در آیه بیان شده است، می‌توان سرعت دقیق نور را محاسبه کرد. بدین ترتیب که اگر سرعت اين امر را C بناميم، با استفاده از فرمول ساده فيزيك داريم:

x=c.t=12000 L

كه در آن:

C: سرعت نور (الامر)

t: زمان در یک روز

L: طول مسیر حرکت ماه در مدت یک ماه

برای تعیین L باید بدانیم که برای گردش ماه به دور زمین، دو نوع دوره تناوب تعریف شده است:

دوره تناوب سایدریال Sidereal: ماه تقريباً در هر 32/27 شبانه روز يكبار به دور زمین گردش می‌كند. به این مدت اصطلاحاً ماه نجومی گفته مي‌شود. در واقع اگر فرض کنیم که ماه، زمین و ستاره ای مشخص در یک راستا باشند، در حركت ماه به دور زمين، پس از اين مدت، ماه به نقطه‌یِ اولش و بر روي همان خط فرضی بر می‌گردد.

دوره تناوب سینودیک Synodic: ماه در هر 53/29 شبانه روز، يك بار با زمين و خورشيد هم راستا می‌شود، به این دوره، ماه هلالی می‌گویند. در ماه نجومي ستاره دور دست و ثابت وسيله سنجش است، اما در تعريف ماه هلالي، خورشيد به عنوان ستاره شاخص در نظر گرفته می‌شود. نکته اینجاست که در این مدت، زمین نيز در مدار خود حرکت کرده است. پس ماه برای اینکه دوباره بتواند با زمين و خورشيد در يك خط قرار بگيرد، لازم است مقدار بیشتری از مدار خود را بپیماید. به طور متوسط در يك دوره هلالي حدود 19/2 روز طول می‌کشد تا ماه بتواند این حرکت زمین را جبران کند.

	1 روز	1 ماه
دوره تناوب سینودیک	24 ساعت=86400 ثانیه	29.53059 روز
دوره تناوب سایدریال	23:56’:4.0906ساعت =86164.0906 ثانیه	27.321661 روز

تعیین L: با مشاهده خط سیر ماه در یک ماه نجومی ملاحظه می‌شود که این حرکت دایره ای نیست، بلکه مانند یک منحنی به طول L= v.T است.

L: طول مسیر حرکت ماه در مدت یک ماه نجومی

v: سرعت ماه

T: دوره تناوب نجومی ماه که برابر 27.321661 روز است.

تعیین سرعت ماه: برای محاسبه سرعت گردش ماه به دور زمین با چشم پوشی از اثر گرانشی خورشید می‌توان از فرمول زیر استفاده کرد: v= v_e cos⁡a

v_e: سرعت مداری متوسط

a: زاویه‌ای است که زمین نسبت به خورشید در مدت یک ماه نجومی طی کرده است که می‌توان آن را از تناسب زیر بدست آورد.

a=(27.321661 ×360)/365.25636=26.92848

سرعت مداری متوسط ماه نیز از این فرمول محاسبه می‌شود:

v_e=2πR/T= (2π ×384264)/655.71986=3682.07 km/hrs

R=384264 km: شعاع متوسط مدار ماه به دور زمین

T=655.71986 hrs: دوره تناوب نجومی ماه

حال با یافتن پارامترهای مساله می‌توان سرعت نور را بدست آورد:

c.t=12000L

c=(12000v_e cos⁡a .T)/t=(12000×3682.07 km/hrs×0.89157×655.71986 hrs)/(86164.0906 s)

=299792.5 km/s

با توجه به این‌که در این روش از اثر گرانشی خورشید بر سیستم ماه – زمین و نیز از بیضوی بودن اندک مدار ماه به دور زمین چشم پوشی شده است، اما با مقایسه سرعت به دست آمده با سرعت اندازه‌گیری شده استاندارد نور در می‌یابیم که این روش می‌تواند با دقت بالایی سرعت نور را محاسبه نماید.

البته هرچند که می‌توان با استفاده از این محاسبات سرعت نور را با تقریب خوبی به دست آورد، اما سؤالی که همچنان باقیست، اینست که آیا آیه درصدد بیان مطالب مورد نظر مدعیان اعجاز است یا خیر. به عبارت دیگر، باید گفت که دلیلی برای استنباط این نکته از آیه که نور در یک روز مسافتی را طی می‌کند که ماه در 1000 سال می‌پیماید، در دست نیست. چرا که اولاً در آیه سخنی از مسافت نیست و تنها زمان مطرح شده است. ثانیاً در آیه سخنی از ماه به میان نیامده و تنها گفته شده که امر در روزی که مقدارش هزار سال است -آنچنان که شما بر می‌شمارید- به سوی او بالا می‌رود.

اشکال اول چنین پاسخ داده شده که مردم در زمان نزول فاصله را با کیلومتر و مایل اندازه نمی‌گرفتند، بلکه با مقدار زمانی که برای پیمودن آن مسافت لازم است، اندازه می‌گرفتند. به عنوان مثال می‌گفتند که فلان شهر دو روز با اینجا فاصله دارد. از این رو این ایراد وارد نیست که در آیه تنها به زمان اشاره شده است و نه به مسافت. البته با این دلیل نیز کماکان مشکل پابرجاست زیرا در آیه، زمان یک روز را که در آن امر صعود می‌کند، به میزان 1000 سال دانسته و نمی‌گوید فاصله یا مسافتی به میزان 1000 سال.

ظاهراً مدعیان اعجاز در عبارت «في‏ يَوْمٍ كانَ مِقْدارُهُ أَلْفَ سَنَةٍ مِمَّا تَعُدُّونَ» یا لفظ فاصله را در تقدیر گرفته‌اند و یا اینکه از واژه «مقدار» معنای فاصله مکانی را استنباط کرده‌اند. با فرض صحت این استنباط، همچنان دومین اشکال وارد است و نمی‌توان گفت که از عبارت «مِمَّا تَعُدُّونَ» برمی‌آید که منظور، فاصله‌ای است که ماه طی می‌کند. به عبارت بهتر، اینکه مراد از این عبارت سال‌های قمری باشد که در زمان نزول در میان مردم متداول بوده، امر مسلمی است. اما دلیلی وجود ندارد که از سال قمری به این نتیجه برسیم که مراد مسافتی است که ماه می‌پیماید.

اشکال دیگری که در این آیه باید بدان توجه کرد آن است که آیه درباره نور سخن نمی‌گوید و آنچه که می‌توان از آن استنباط کرد، تنها سرعت امر الهی است. در پاسخ این اشکال گفته شده است که امر الهی توسط ملائکه حمل می‌شود (با استناد به آیه 5 سوره نازعات) و از آنجایی که ملائکه از نور خلق شده‌اند، سرعتشان باید مطابق با سرعت نور باشد.

بررسی لغوی و تفسیری

کلمات اصلی

• يُدَبِّرُ: از مصدر تدبیر به معنای عاقبت اندیشی
• الْأَمْرَ: شأن و کار
• يَعْرُجُ: از ریشه «ع- ر-ج» به معنای بالا رفتن، صعود کردن

اهداف و روش تحقیق

تا قبل از قرن 17 میلادی تصور می‌شد که نیازی برای تعریف سرعت نور نبوده است. آنها معتقد بودند که نور می‌تواند هر فاصله‌ای را بدون نیاز به زمان طی کند. بعدها تلاش‌های فراوانی برای تعیین سرعت نور انجام شد:

در 1667 و توسط گالیلوگالیله: سرعت نور 10 برابر سرعت صوت

در 1675 و توسط اَل رومر : 200000 کیلومتر بر ثانیه

در 1728 و توسط جیمز برادلی : 301000 کیلومتر بر ثانیه

در 1849 و توسط ایپولایت لویز بیزو : 313300 کیلومتر بر ثانیه

در 1862 و توسط لئون فوکو: 299769 کیلومتر بر ثانیه

و امروزه دقیق‌ترین سرعت نور 299792.458 کیلومتر بر ثانیه است.

بنابراین با توجه به اینکه در زمان نزول هیچ اطلاعی از میزان سرعت نور در دست نبوده، باید گفت که اگر بتوان با استفاده از قراینی اثبات کرد که آیه در صدد بیان این مطلب است که نور در یک روز مسافتی را طی می‌کند که ماه در 1000 سال می‌پیماید، ظاهراً می‌توان این آیه را از مصادیق اعجاز علمی قرآن بر شمرد.

آیات مرتبط

تَعْرُجُ ٱلْمَلَٰٓئِكَةُ وَٱلرُّوحُ إِلَيْهِ فِى يَوْمٍ كَانَ مِقْدَارُهُۥ خَمْسِينَ أَلْفَ سَنَةٍ

فرشتگان و روح [= فرشته مقرّب خداوند] بسوی او عروج می‌کنند در آن روزی که مقدارش پنجاه هزار سال است!

آیه 4 سوره معارج

وَيَسْتَعْجِلُونَكَ بِٱلْعَذَابِ وَلَن يُخْلِفَ ٱللَّهُ وَعْدَهُۥ وَإِنَّ يَوْمًا عِندَ رَبِّكَ كَأَلْفِ سَنَةٍ مِّمَّا تَعُدُّونَ

آنان از تو تقاضای شتاب در عذاب می‌کنند؛ در حالی که خداوند هرگز از وعده خود تخلّف نخواهد کرد! و یک روز نزد پروردگارت، همانند هزار سال از سالهایی است که شما می‌شمرید!

آیه 47 سوره حج

فَٱلْمُدَبِّرَٰتِ أَمْرًا

و آنها که امور را تدبیر می‌کنند!

آیه 5 سوره نازعات

قُلْ مَن يَرْزُقُكُم مِّنَ ٱلسَّمَآءِ وَٱلْأَرْضِ أَمَّن يَمْلِكُ ٱلسَّمْعَ وَٱلْأَبْصَٰرَ وَمَن يُخْرِجُ ٱلْحَىَّ مِنَ ٱلْمَيِّتِ وَيُخْرِجُ ٱلْمَيِّتَ مِنَ ٱلْحَىِّ وَمَن يُدَبِّرُ ٱلْأَمْرَ فَسَيَقُولُونَ ٱللَّهُ فَقُلْ أَفَلَا تَتَّقُونَ

بگو: «چه کسی شما را از آسمان و زمین روزی می‌دهد؟ یا چه کسی مالک (و خالق) گوش و چشمهاست؟ و چه کسی زنده را از مرده، و مرده را از زنده بیرون می‌آورد؟ و چه کسی امور (جهان) را تدبیر می‌کند؟» بزودی (در پاسخ) می‌گویند: «خدا»، بگو: «پس چرا تقوا پیشه نمی‌کنید (و از خدا نمی‌ترسید)؟!

آیه 31 سوره یونس

سوالات تحقیق

1. منظور از امر و عروج آن به سوی خداوند چیست؟ آیا می‌توان گفت که منظور صعود فیزیکی است؟
2. از چه قراینی در آیه می‌توان بحث مسافت را استنباط نمود؟
3. آیا می‌توان از واژه «مِقْدارُه» فاصله مکانی را استنباط کرد؟ در این صورت، مرجع ضمیر "ه" در این واژه چه خواهد بود؟
4. آیا قرینه‌ای در آیه وجود دارد که بتوان گفت مراد، مسافتی است که ماه می‌پیماید؟ آیا نمی‌توان گفت که مراد، مسافتی است که انسان در 1000 سال قمری می‌تواند طی کند؟
5. آیا می‌توان گفت که مضارع آوردن فعل «تَعْرُجُ» که حاکی از استمرار آن است، نشان می‌دهد که صعود مورد نظر آیه، منحصرًا مربوط به روز قیامت نبوده و مراد، صعود مستمر امر الهی است؟
6. آیا می‌توان گفت که تدبیر امر از آسمان به سمت زمین، غیر مستقیم و توسط ملائکه انجام می‌شود؟
7. اگر در این آیه، مراد صعود فرشتگان باشد، چرا مدت آن با مدت بیان شده در آیه 4 سوره معارج متفاوت است؟
8. چه تفاوتی میان روزی که در آیه 4 سوره معارج بیان شده و مقدار آن معادل 50000 سال است، با روز مورد نظر این آیه وجود دارد؟
9. با انجام محاسبات فوق، بدون تقریب و ساده سازی مسئله، چه مقداری برای سرعت نور به دست خواهد آمد؟
10. اختلاف اندک سرعت محاسبه شده با سرعت نور ناشی از چه عواملی می‌تواند باشد؟
11. آیا نمی‌توان گفت که این آیه نیز همانند آیه 4 سوره معارج به مسئله اتساع زمان اشاره دارد؟
12. آیا سرعتی که تاکنون برای نور اندازه‌گیری شده، قطعی است و احتمال خطا در آن وجود ندارد؟
13. اولین بار در چه زمانی معلوم شد که نور با سرعت محدود منتشر می‌شود؟

پانویس و منابع

1. راغب اصفهانی،حسین، مفردات الفاظ القرآن، تحقیق صفوان عدنان داودی، دار القلم، دمشق

2. محمدی ری شهری، محمد، میزان الحکمه، دار الحدیث، قم

3. مکارم شیرازی، ناصر، تفسیر نمونه، دار الکتب الاسلامیه، تهران،1382 ش

4. Hassab-Elnaby, Mansour, A New Astronomical Quranic Method for The Determination Of The Greatest Speed C,

5. http://www.islamicity.com/Science/960703A.SHTML

6. http://mohoga.blogfa.com/post-211.aspx

7. http://www.speed-light.info/angels_speed_of_light.htm#speed_of_light_12000

8. http://www.speed-light.info/measure/speed_of_light_history.htm