ประวัติดาราศาสตร์ได้บันทึก ในเวลากลางคืนของวันที่ 12 ธันวาคม ปี 1680 ท้องฟ้าเหนือยุโรปตะวันตก ได้มีดาวหางขนาดใหญ่ดวงหนึ่งปรากฏ หางที่สว่างไสวของดาวหางดวงนั้น ได้ทอดตัวเป็นทางยาวจากขอบฟ้าข้างหนึ่งไปจรดกลางฟ้า ความมโหฬารของหางได้ทำให้ผู้คนแตกตื่นกลัวมาก เพราะเชื่อว่าดาวหางเป็นดาวอัปมงคลที่สามารถบอกทุกคนให้รู้ว่า โลกกำลังใกล้จะแตก และบุคคลสำคัญของชาติ เช่น กษัตริย์หรือจักรพรรดิอาจจะเสียชีวิต
เหมือนดังคำกลอนในบทละครเรื่อง Julius Caesar ของ William Shakespeare ที่ได้เขียนไว้ว่า
“เวลาขอทานตาย เราจะไม่เห็นดาวหาง แต่เวลาเจ้าชายสิ้นพระชนม์ ท้องฟ้าจะสว่างไสวด้วยแสงดาวหาง”
ความเชื่อเช่นนี้ จึงทำให้ผู้คนผวาหวาดกลัวดาวหาง 1680 มาก และบุคคลผู้ที่รู้เห็นเหตุการณ์นี้ล่วงหน้าเป็นคนแรก คือ Gottfried Kirch (1639-1710) ซึ่งเป็นนักดาราศาสตร์ชาวเยอรมัน ผู้ที่ได้รายงานการเห็นดาวหางดวงใหม่ให้ชาวโลกรู้ ทันทีที่รู้ข่าวนี้ Jean-Dominique Cassini (1625–1712) ซึ่งเป็นทั้งนักคณิตศาสตร์ นักดาราศาสตร์ โหร และวิศวกร ในตำแหน่งผู้อำนวยการคนแรกประจำหอดูดาวของฝรั่งเศสที่ปารีส และเป็นบุคคลผู้รู้เวลาในการหมุนรอบตัวเองของดาวศุกร์ได้เป็นคนแรก กับ John Flamsteed (1646-1719) ซึ่งเป็นนักดาราศาสตร์แห่งราชสำนักคนแรกของอังกฤษ ต่างก็ได้ติดตามดูวิถีโคจรของดาวหางดวงใหม่นี้ แล้วนำข้อมูลที่วัดได้ไปรายงานต่อ Isaac Newton (1643-1727) เพื่อให้นิวตันใช้ทดสอบดูว่า ดาวหางดวงนี้เป็นดาวสมาชิกของระบบสุริยะหรือไม่ และกฎแรงโน้มถ่วงของนิวตันสามารถใช้อธิบายวงโตจรของดาวหางได้หรือไม่ ในที่สุดนิวตันก็ได้ใช้ข้อมูลของนักดาราศาสตร์ทั้งสองในการเขียนตำรา Principia ซึ่งได้นำออกเผยแพร่ในปี 1687 และ Newton ก็ได้สรุปว่า วงโคจรของดาวหางที่เห็นในปี 1680 เป็นรูปโค้งแบบ parabola และดาวหางดวงที่ทุกคนเห็นเมื่อก่อนดวงอาทิตย์จะขึ้นและจะตกเพียงเล็กน้อยนั้น เป็นดาวหางคนละดวงกัน แต่ Flamsteed กลับคิดว่ามันเป็นดาวหางดวงเดียวกัน
อีกสามปีต่อมา Newton ก็ได้ออกมายอมรับว่า ตนคำนวณผิด ดาวหางดวงนี้เป็นดาวสมาชิกดวงหนึ่งของระบบสุริยะ ซึ่งเคลื่อนที่ตามกฎแรงโน้มถ่วงที่ตนได้พบทุกประการ อีกทั้งมีคาบการโคจรนานเท่ากับ 575 ปี และดาวหางดวงนี้ ได้โคจรเข้ามาให้ชาวโลกได้เห็น ตั้งแต่เมื่อ 44 ปีก่อนคริสตกาล ซึ่งเป็นเวลาที่จักรพรรดิ Julius Caesar แห่งโรม ถูกวุฒิสมาชิกสังหาร
อีกสองปีต่อมาหลังจากที่โลกได้เห็นดาวหางปี 1680 แล้ว นักดาราศาสตร์ก็ได้ตั้งชื่อดาวหางว่า ดาวหาง Kirch แต่นักดาราศาสตร์บางคนได้เรียกมันว่าดาวหาง Newton
ด้าน Edmond Halley (1656-1742) ซึ่งเป็นเพื่อนร่วมงานรุ่นน้องของนิวตัน และเป็นผู้ซึ่งมีผลงานสำคัญสุดยอด คือ ได้จัดการให้เงินสนับสนุน Newton ในการตีพิมพ์เผยแพร่ตำรา Principia ซึ่งตำรานี้ได้นำโลกเข้าสู่ยุควิทยาศาสตร์
หลังจากที่ Halley ได้ศึกษาบันทึกประวัติการปรากฏตัวของดาวหางต่าง ๆ แล้ว ก็ได้พบว่า มีดาวหางดวงหนึ่งที่ออกมาปรากฏให้โลกได้เห็นอย่างสม่ำเสมอ ในช่วงเวลาทุก 75-76 ปี เช่น ในปี 1531, 1607 และ 1682 ดังนั้นถ้าการคาดการณ์ของ Halley ถูกต้อง ดาวหางดวงนี้ก็จะต้องออกมาปรากฏตัวอีกในปี 1758 แล้วถ้าคำพยากรณ์นี้เป็นจริง Halley ก็คิดว่า เขาก็จะได้เป็นนักดาราศาสตร์ชาวอังกฤษคนแรกที่ได้พบดาวหาง
คำทำนายของ Halley ซึ่งเป็นผู้ร่วมงานอย่างใกล้ชิดกับ Newton และ Flamsteed ได้ทำให้ชาวยุโรปทุกคนหันมาสนใจเรื่องดาวหาง รวมทั้งนักการเมืองชาวอเมริกัน เช่น Benjamin Franklin และ Thomas Jefferson ตลอดจนถึง François-Marie Arouet ผู้มีนามปากกาว่า Voltaire และเป็นนักเขียนผู้ยิ่งใหญ่ชาวฝรั่งเศส เพราะถ้าคำทำนายของ Halley ถูกต้อง นั่นแสดงว่าทฤษฎีแรงดึงดูดระหว่างมวลของ Newton ก็เป็นจริงในระดับสากลด้วย คือ สามารถนำไปใช้ได้ในทุกหนแห่งทั้งบนโลกและนอกโลก และนั่นก็จะแสดงว่า Newton ก็จะเป็นนักวิทยาศาสตร์ผู้หยั่งรู้ดินฟ้ามหาสมุทรตัวจริง
ทุกคนจึงเฝ้าดูการมาเยือนของดาวหางที่ Halley ได้ทำนายไว้อย่างกระวนกระวายใจ จนกระทั่งถึงปลายปี 1758 ดาวหางก็ยังไม่ปรากฏ จนกระทั่งคืนวันคริสต์มาสของปีนั้น โดยในวันนั้น Johann Georg Palitzsch (1723-1788) ซึ่งเป็นชาวนาและเป็นนักดาราศาสตร์สมัครเล่นชาวเยอรมัน ก็ได้เห็นดาวหางปรากฏตัว
เหตุการณ์นี้จึงทำให้ชื่อเสียงของ Halley เป็นอมตะ แต่ตัว Halley เอง มิได้เห็นดาวหางของเขา เพราะได้เสียชีวิตไปตั้งแต่ปี 1742
Edmond Halley เกิดเมื่อปี 1656 ในอังกฤษ เป็นบุตรของพ่อค้าขายสบู่ที่มีฐานะดี เพราะในเวลานั้นประเทศอังกฤษกำลังมีการระบาดของกาฬโรค ผู้คนจึงต้องใช้สบู่ในปริมาณมาก เพื่อทำความสะอาด บิดาของ Halley จึงมีฐานะร่ำรวย เมื่ออายุยังน้อย Halley ต้องการจะเป็นกวี แต่เมื่อได้เข้าเรียนที่มหาวิทยาลัย Oxford เขากลับเปลี่ยนใจ และสนใจวิชาดาราศาสตร์มาก ครั้นเมื่อได้พบว่าแผนที่ดาวของ Tycho Brahe (1546-1601) ที่นักเดินเรือและนักเดินทางในสมัยนั้นใช้ เหมาะสมสำหรับการคมนาคมในซีกโลกเหนือเท่านั้น แต่ไม่เหมาะสำหรับการใช้เดินทางในซีกโลกใต้ เพราะ Tycho มิได้ศึกษาตำแหน่งของดาวในท้องฟ้าในซีกโลกใต้เลย Halley จึงได้ขอเงินสนับสนุนจากบิดา เพื่อเดินทางไปที่เกาะ Saint Helena ที่ตั้งอยู่ในมหาสมุทร Atlantic และอยู่ใต้เส้นศูนย์สูตร เพื่อทำแผนที่กลุ่มดาวต่าง ๆ ในซีกโลกใต้ จนรู้ตำแหน่งที่แน่นอนของดาวฤกษ์ในซีกโลกใต้ 341 ดวง
ผลงานนี้ได้ช่วยอำนวยความสะดวกในการเดินทางให้บรรดานักเดินเรือในสมัยนั้นมาก จน Halley ได้รับการยกย่องให้เป็น Tycho แห่งซีกโลกใต้ (Southern Tycho) การศึกษารูปลักษณ์ของกลุ่มดาวต่าง ๆ ทำให้ Halley รู้ว่า กลุ่มดาวเดียวกันนี้กับกลุ่มดาวที่นักดาราศาสตร์กรีกโบราณได้เคยศึกษาไว้ มีรูปลักษณ์ที่ไม่เหมือนกันทีเดียวนัก เพราะดาวฤกษ์ที่ใคร ๆ ในสมัยนั้นคิดว่าอยู่นิ่ง คือ ไม่เคลื่อนที่เลย แต่แท้ที่จริงแล้วดาวฤกษ์ทุกดวงเคลื่อนที่ แต่การเคลื่อนที่นั้นได้ระยะทางน้อย และการอยู่ไกลจากโลกมาก ได้ทำให้มันดูเหมือนอยู่กับที่ แต่ถ้าเวลาผ่านไปนาน ๆ กลุ่มดาวก็จะเปลี่ยนรูปลักษณ์อย่างแน่นอน ด้วยเหตุนี้กลุ่มดาวหงส์ (Cygnus) ในสมัยเมื่อ 50,000 ปีก่อน กับในปัจจุบัน และในอนาคตอีก 50,000 ปี ก็จะไม่เหมือนกันเลย นอกจากผลงานทางดาราศาสตร์แล้ว Halley ก็ยังได้เสนอความคิดเรื่องโครงสร้างภายในของโลกด้วยว่า มีลักษณะซ้อนกันเป็นชั้นๆ ด้วย
ในปี 1720 Halley ได้รับการโปรดเกล้าให้เป็นนักดาราศาสตร์แห่งราชสำนัก คนต่อไปจาก John Flamsteed และได้ทำงานประจำที่หอดูดาว Greenwich จนกระทั่งเสียชีวิตในปี 1742
นอกจากจะสนใจเรื่องดาวหางแล้ว วงการดาราศาสตร์ในสมัยนั้นก็ยังสนใจเหตุการณ์ดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ ได้โคจรมาปรากฏตัวบนท้องฟ้า จนเวลาดูดาวทั้งสองจะเห็นมันอยู่ใกล้กันด้วย นี่คือปรากฏการณ์ planet conjunction ที่มีความสำคัญทางโหราศาสตร์ด้วย เพราะดาวพฤหัสบดี ซึ่งเคลื่อนที่เร็ว และดาวเสาร์ซึ่งเคลื่อนที่ช้ากว่า ได้มาโคจรทำให้เห็นอยู่ใกล้กันในทุก 20 ปี และโหรก็เชื่อว่าเหตุการณ์นี้จะนำมาซึ่งเภทภัย และนี่เป็นปรากฏการณ์ที่ Johannes Kepler (1571–1630) ได้พบเห็นมาตั้งแต่ปี 1604 และตระหนักว่ามันเป็นเหตุการณ์ปกติตามธรรมชาติ แต่โหร เช่น William Lilly (1602–1681) ได้ทำนายว่า การเห็นดาวเคราะห์ทั้งสองอยู่เคียงคู่กัน (Jupiter-Saturn conjunction) จะทำให้เกิดวินาศภัย ดังนั้นเมื่อเกิดเหตุการณ์ไฟไหม้ครั้งใหญ่ในกรุงลอนดอนในปี 1666 ทางการตำรวจจึงตั้งข้อสงสัยว่า Lilly เป็นผู้วางเพลิง เพื่อให้คำทำนายของตนเป็นความจริง แต่การไต่สวนในเวลาต่อมา ไม่พบหลักฐานใด ๆ ว่า Lilly คือ ต้นเหตุ เขาจึงถูกปล่อยตัว
ไม่เพียงแต่คนทั่วไปเท่านั้นที่เชื่อมั่นและศรัทธาโหราศาสตร์ แม้แต่นักดาราศาสตร์แห่งราชสำนัก John Flamsteed เอง ก็ยังคำนึงเรื่องเวลาที่เป็นมงคลในการวางศิลาฤกษ์ด้วย เมื่อเขาได้รับเชิญให้ไปวางศิลาฤกษ์ในการสร้างหอดูดาว Greenwich เมื่อวันที่ 10 สิงหาคม ปี 1675 ขณะเวลา 15.14 นาฬิกา กำหนดเวลาที่ละเอียดเป็นนาทีนี้ ได้ทำให้นักวิชาการหลายคนหัวเราะ เมื่อเห็นนักดาราศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่เชื่อคำทำนายของโหราศาสตร์ แต่ Flamsteed ก็ได้ตอบว่า “เชิญหัวเราะไป ฉันไม่แคร์” และ Flamsteed ก็ได้ศึกษาปรากฏการณ์ดาวเคราะห์เคียงคู่กันนี้ จนได้พบว่า ตำแหน่งที่แท้จริงของดาวเคราะห์ทั้งสอง มิได้สอดคล้องกับตัวเลขที่ปรากฏในตาราง Rudolphine Tables ที่ Kepler ได้ทำถวายกษัตริย์ Rudolph ที่ 2 ซึ่งเป็นองค์อุปถัมภ์เขา ข้อมูลที่ปรากฏในตารางนี้ เป็นข้อมูลที่ได้จากการศึกษาตำแหน่งของดาวเคราะห์ต่าง ๆ โดย Tycho Brahe ครั้นเมื่อ Tycho เสียชีวิต Kepler ก็ได้รับมรดกทางวิชาการชิ้นนี้มา จากนั้นก็ได้ใช้ข้อมูลมหาศาล (big data) สรุปเป็นกฎการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ ทั้งหมด 3 ข้อ ซึ่งแถลงว่า ดาวเคราะห์ทุกดวงมีวงโคจรรอบดวงอาทิตย์เป็นวงรี มิใช่วงกลม ดังที่ใคร ๆ ในสมัยนั้นเชื่อกัน โดยรัศมีที่ลากจากดวงอาทิตย์ถึงดาวเคราะห์จะกวาดพื้นที่ได้เท่ากัน ภายในเวลาที่เท่ากันเสมอ และคาบการโคจรของดาวเคราะห์ทุกดวงจะเป็นปฏิภาคโดยตรงกับระยะทางครึ่งหนึ่งของแกนเอก^(3/2)
การใช้ตาราง Rudolphine นี้ทำได้ยาก เพราะ Kepler ใช้ logarithm ของ John Napier (1550-1617) ในการคำนวณวงโคจร โดย Napier เป็นนักคณิตศาสตร์ชาวสก๊อต เป็นผู้บุกเบิกการนำทศนิยมมาใช้ในการคำนวณหาคำตอบในวิชาดาราศาสตร์ และ Flamsteed ก็ได้พบว่า ตัวเลขที่ปรากฏในตารางของ Tycho มิได้ตรงกับค่าที่วัดได้จริง และ Flamsteed ได้พบว่า ดาวเสาร์จะอยู่ ณ ตำแหน่งที่แตกต่างไปจากตัวเลข Kepler ประมาณ 27 ′ ลิปดา ส่วนดาวพฤหัสบดีนั้นก็จะอยู่ ณ ตำแหน่งที่แตกต่างไปจากตัวเลขของ Kepler ประมาณ 15 ′
Newton จึงได้เสนอคำอธิบายเรื่องความแตกต่างนี้ว่า ถ้าพิจารณาอันตรกิริยาโน้มถ่วงระหว่างดาวทั้งสามดวง คือ ดวงอาทิตย์ ดาวพฤหัสบดี และดาวเสาร์ แรงโน้มถ่วงที่กระทำระหว่างดาวทั้งสามดวงในเวลาเดียวกัน ความคลาดเคลื่อนต่าง ๆ ก็จะหมดไป
แต่ข้อเสนอนี้ ณ เวลานั้น ไม่มีใครสามารถนำไปคำนวณได้ จนกระทั่งอีกหนึ่งศตวรรษต่อมา เมื่อ Joseph Louis Lagrange (1736–1813) กับ Pierre-Simon Laplace (1749 - 1827) สองนักคณิตศาสตร์และนักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส ได้พัฒนาทฤษฎีการโคจรของวัตถุ 3 ก้อน (Three-Body Problem) โดยใช้ทฤษฎีการรบกวน (perturbation theory) ความแตกต่างระหว่างผลที่วัดได้จากการทดลอง กับผลการคำนวณทางทฤษฎีจึงน้อยลง
Newton ยังได้สอบถาม Flamsteed อีกว่า ดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์มีดวงจันทร์บริวารทั้งหมดกี่ดวง นอกจากดวงจันทร์ Titan ที่ Christiaan Huygens (1629-1695) ซึ่งเป็นนักดาราศาสตร์ชาวดัตช์ ได้พบเมื่อปี 1655 แล้ว แต่ในเวลานั้น Huygens กำลังสนใจรูปทรงที่ดูประหลาดของดาวเสาร์ ซึ่งปรากฏว่า ดูไม่กลมเหมือนดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ โดยที่บริเวณเส้นศูนย์สูตรของดาวมีบริเวณที่ป่องนูนออก และ Huygens ก็ได้อธิบายว่า คุณภาพที่ไม่สูงของกล้องโทรทรรศน์ใยสมัยนั้นได้ทำให้นักดาราศาสตร์เห็นดาวเสาร์ไม่กลม แต่อันที่จริงแล้วดาวเสาร์มีวงแหวนที่มีลักษณะแบนล้อมรอบ ดังนั้นเวลาเราดูดาวเสาร์ โดยให้แนวสายตาอยู่ตรงขอบของวงแหวน เราก็จะไม่เห็นวงแหวน เลย แต่จะเห็นเป็นเส้นตรง ครั้นเมื่อแนวสายตาอยู่เหนือหรือใต้ระนาบของวงแหวน เราก็จะเห็นวงแหวนที่มีลักษณะแบนรอบรอบๆ ดาวเสาร์
องค์ความรู้ที่สำคัญซึ่งได้จากการศึกษาดาวเสาร์ คือ ผลงานของ Jean Dominique Cassini ผู้มีเชื้อชาติอิลาเลียน แต่มีสัญชาติฝรั่งเศส เขาเป็นคนที่สมเด็จพระเจ้าหลุยส์ที่ 14 แห่งฝรั่งเศส ทรงเชื้อเชิญให้มาดำรงตำแหน่งผู้อำนวยการที่หอดูดาวปารีส และเป็นผู้ที่พบดวงจันทร์ดวงที่สองของดาวเสาร์ ชื่อ Iapetus อีกหนึ่งปีต่อมาเขาก็ได้เห็นดวงจันทร์ดวงที่ 3 ชื่อ Rhea และในปี 1675 Cassini ได้พบว่า วงแหวนรอบดาวเสาร์มีช่องว่างที่มีความกว้างประมาณ 4,800 กิโลเมตร อยู่ตรงกลางวงแหวน ซึ่งนักดาราศาสตร์เรียกช่องว่างนั้นว่า Cassini's Division สำหรับสาเหตุหลักที่ทำให้ Cassini สามารถพบองค์ความรู้ใหม่ได้มากมาย เพราะเขามีกล้องโทรทรรศน์ที่มีคุณภาพสูงที่สุดในโลกใช้ และในปี 1684 Cassini ก็ได้พบดวงจันทร์ของดาวเสาร์เพิ่มอีก 2 ดวง คือ Tethys กับ Dione
วันเวลาที่ผ่านไปอีก 97 ปี นั่นคือในปี 1781 William Herschel (1738-1822) ก็ได้พบดวงจันทร์ดวงใหม่ของระบบสุริยะ เป็นดวงจันทร์ชื่อ Titania และ Oberon ของดาวเคราะห์ Uranus
ประเด็นการทำนายเวลาที่เกิดอุปราคา (ทั้งสุริยุปราคาและจันทรุปราคา) ยังเป็นปริศนาที่นักดาราศาสตร์ทุกยุคทุกสมัยสนใจ เวลาที่โลก ดวงจันทร์ และดวงอาทิตย์อยู่ในเส้นตรงแนวเดียวกัน การเรียงตัวอยู่บนเส้นตรงเดียวกัน ทำให้แรงโน้มถ่วงที่กระทำระหว่างดาวทั้งสาม ขึ้นอยู่กับระยะห่างระหว่างดาวเท่านั้น การคำนวณจึงมีความซับซ้อนน้อย
ในปี 1590 Tycho ได้พยายามทำนายเวลาที่แน่นอนในการเกิดอุปราคา ช่วงเวลาที่สามารถเห็นปรากฏการณ์ได้ และบริเวณที่คนบนโลกสามารถจะเห็นเหตุการณ์ได้ ซึ่งความสำเร็จในการพยากรณ์เรื่องนี้ ขึ้นอยู่กับการรู้ตำแหน่งและความเร็วของดาวทั้งสามดวงอย่างละเอียดตลอดเวลา
สำหรับในทศวรรษของปี 1690 นั้น Flamsteed เป็นนักดาราศาสตร์ผู้ที่มีข้อมูลเหล่านี้ดีที่สุด แม้แต่ Newton ก็ยังต้องการข้อมูลละเอียดของดวงจันทร์ที่ Flamsteed วัดมาได้ เพื่อใช้ทดสอบทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของตนเอง และได้ขอให้ Flamsteed ส่งข้อมูลต่าง ๆ มาให้ตลอดเวลา แต่ Flamsteed ต้องการจะสร้างทฤษฎีการโคจรของดวงจันทร์ด้วยตนเอง จึงไม่ยินดีที่จะให้ข้อมูลนัก และได้วิพากษ์วิจารณ์ Newton ในประเด็นนี้อย่างเปิดเผย ว่าเป็นคนชุบมือเปิบ Newton ซึ่งเป็นคนที่อ่อนไหวต่อคำวิพากษ์วิจารณ์ด้านลบ จึงตัดความสัมพันธ์กับ Flamsteed ทันที และได้แก้แค้น Flamsteed โดยการใช้ตำแหน่งนายกของสมาคม Royal Society ที่ตนเป็นมาบีบบังคับให้ Flamsteed ตีพิมพ์ข้อมูลต่าง ๆ ตามรูปแบบที่ Newton กำหนด Flamsteed จึงส่งข้อมูลทีละเล็กละน้อยเป็นเอกสารปกปิด แต่ Newton กับ Halley ก็ได้ลอบเปิดเอกสารออกอ่าน แล้วตีพิมพ์ผลงานส่วนหนึ่งในปี 1712
Flamsteed จึงโกรธมาก และได้นำข้อมูลส่วนที่ Newton ยังไม่ได้เปิดเผยไปเผา และได้จัดให้พิมพ์เอกสารทั้งหมดในปี 1725 หลังจากที่ Flamsteed ได้จากโลกไปแล้ว
การวิวาททางวิชาการระหว่าง Flamsteed กับ Newton ในครั้งนั้นได้ผลักดันให้ข้อมูลดาราศาสตร์ของดวงจันทร์ที่เกี่ยวกับตำแหน่งและความเร็วในวงโคจร มีคุณภาพดีขึ้นมาก การทำนายปรากฏการณ์อุปราคาที่จะเกิด จึงมีความแม่นยำมากขึ้น
ในปี 1668 นักคณิตศาสตร์ชาวสก๊อตชื่อ James Gregory (1638-1675) ผู้สร้างกล้องโทรทรรศน์ชนิดสะท้อนแสง (Gregorian telescope) และเป็นผู้พบว่า เราสามารถหาค่าฟังก์ชันตรีโกณมิติได้จากการคำนวณผลบวกของอนุกรมอนันต์ เช่น
sin x = x-x^3/3! + x^5/5! – x^7/7! +….
โดยที่ x มีค่าเป็น radian เช่น ถ้า x = 1 องศา = / 180 เราก็สามารถหาค่า sin 1 องศาได้ โดยการแทนค่า x = / 180 เป็นต้น
Gregory ยังได้เสนอแนะวิธีหาระยะทางที่ดาวฤกษ์ต่าง ๆ อยู่ห่างจากโลกด้วย โดยการสมมติว่า ดาวฤกษ์เหล่านั้น มีขนาดและมีความสว่างเท่ากับดวงอาทิตย์ทุกดวง ดังนั้นเมื่อความเข้มแสงที่โลกได้รับจากดาวฤกษ์แปรผกผันกับระยะทาง^2 การเปรียบเทียบความเข้มแสงจากดาวฤกษ์ กับความเข้มแสงจากดวงอาทิตย์ก็สามารถให้ข้อมูลระยะทางที่ดาวฤกษ์อยู่ห่างจากโลกได้
การตั้งสมมติฐานเช่นนี้ ทำให้ Gregory พบว่า ดาวฤกษ์ Sirius ซึ่งเป็นดาวฤกษ์ที่อยู่ในกลุ่มดาวหมาใหญ่ (Canis Major) อยู่ห่างจากโลกเป็นระยะทาง 83,190 A.U. (1 A.U. คือ ระยะทางโดยเฉลี่ยที่โลกอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์) แต่ในความเป็นจริง Sirius อยู่ห่างจากโลก 550,000 A.U. ตัวเลขที่แตกต่างกันนี้ เกิดจากความจริงที่ว่าดาวฤกษ์ Sirius มีขนาดใหญ่กว่าดวงอาทิตย์ของเรามาก
ปัญหาที่ตามมา คือ การอุบัติของปฏิทรรศน์ Olbers (Olbers’s paradox) ซึ่ง Heinrich Wilhelm Matthias Olbers (1758–1840) ซึ่งเป็นนักดาราศาสตร์ชาวเยอรมัน ได้เสนอความจริงที่ย้อนแย้งกันในตัว เมื่อปี 1823 ว่า
ถ้าเอกภพมีขนาดใหญ่มหาศาล จนหาขอบเขตไม่ได้ (infinite) และอวกาศมีดาวฤกษ์กระจายอยู่สม่ำเสมอทั่วทุกหนแห่ง แสงจากดาวฤกษ์ทั้งหมดก็น่าจะทำให้ท้องฟ้าในเวลากลางคืนสว่างไสว แต่ในความเป็นจริงท้องฟ้ากลับมืดสนิท นี่เป็นความขัดแย้งที่ Olbers พบ
ในการตอบคำถามของปฏิทรรศน์ Olbers นี้ นักดาราศาสตร์ได้พบว่า เอกภพของเราไม่ได้อยู่นิ่ง ดาวฤกษ์ทุกดวงมีการเคลื่อนที่ ดาวฤกษ์ที่อยู่ยิ่งไกลก็ยิ่งมีความเร็วมาก ดังนั้นแสงจากดาวฤกษ์ เมื่อเดินทางมาถึงโลกก็จะมีความยาวคลื่นมากขึ้น ๆ (redshift) จนเป็นแสงที่ตามองไม่เห็น ดังนั้นแสงที่มาจากดาวที่ขอบเอกภพ จึงเป็นแสงมืด และ
คำตอบของปฏิทรรศน์ที่เป็นไปได้อีกประการหนึ่งก็คือ ดาวฤกษ์ในเอกภพ มิได้มีเป็นจำนวนมากนับไม่ถ้วน แต่มีเป็นจำนวนที่นับได้ และดาวเหล่านี้มิได้อยู่กระจัดกระจายอย่างสม่ำเสมอ ดังนั้นความสว่างของแสงในเอกภพ จึงมีค่าไม่คงตัว นอกจากนี้อายุขัยของดาวในเอกภพก็ใช่ว่าจะมีอายุไม่จำกัด ดังนั้นดาวฤกษ์จำนวนมากจึงแตกดับไป ทำให้จำนวนดาวฤกษ์มีจำนวนจำกัด
และสำหรับคำตอบที่คนบางคนอธิบายว่า ท้องฟ้ามืดเพราะฝุ่นละอองที่มีในอวกาศ ได้ดูดกลืนแสงจากดาวฤกษ์ไป ทำให้แสงจากดาวฤกษ์ไม่สามารถเดินทางถึงโลกได้ ท้องฟ้าจึงมืดนั้น ก็ไม่น่าจะเป็นไปได้ เพราะถ้าฝุ่นดูดกลืนแสง ฝุ่นก็จะมีอุณหภูมิสูง และจะแผ่รังสีออกมาอีก ซึ่งจะทำให้ท้องฟ้าสว่าง แต่เมื่อท้องฟ้าก็ยังมืด ดังนั้นแสงจากฝุ่นก็ไม่มี และฝุ่นในอวกาศก็ไม่มีมากจริง
โดยสรุป วงการดาราศาสตร์ในยุโรปเมื่อ 350 ปีก่อน เป็นช่วงเวลาที่มีนักปราชญ์อัจฉริยะหลายคน เช่น Tycho Brahe, Johannes Kepler, Nicolaus Copernicus, John Flamsteed, Edmund Halley ตลอดจน Isaac Newton ซึ่งได้ร่วมกันวางพื้นฐานของความรู้ดาราศาสตร์ นอกจากนี้การมีหอดูดาวที่ปารีส ในปี 1667 และที่เมือง Greenwich ในปี 1670 ก็ได้ทำให้วิชาดาราศาสตร์เติบโตอย่างไม่หยุดยั้ง และความเจริญเหล่านั้นก็ได้ถูกส่งมาจนถึงยุคปัจจุบัน ในสภาพดังที่เราเห็นทุกวันนี้
อ่านเพิ่มเติมจาก “History of astronomy” โดย Michael Wulf Friedlander และ James Evans จัดพิมพ์ใน Encyclopædia Britannica Nov 17, 2024
ศ.ดร.สุทัศน์ ยกส้าน : ประวัติการทำงาน - ราชบัณฑิตสำนักวิทยาศาสตร์ สาขาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ และ ศาสตราจารย์ ระดับ 11 ภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ, นักวิทยาศาสตร์ดีเด่นและนักวิจัยดีเด่นแห่งชาติ สาขากายภาพและคณิตศาสตร์ ประวัติการศึกษา-ปริญญาตรีและโทจากมหาวิทยาลัยลอนดอน, ปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย
อ่านบทความ "โลกวิทยาการ" ได้ทุกวันศุกร์
