Звіздар з острова Гвен

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Олексій Левін

Датський астроном Тихо Браге увійшов в історію науки передусім як винятковий майстер прецизійних спостережень, без яких не було б кеплеровском законів

У першій половині XVI століття Микола Коперник позбавив Землю статусу центру світобудови й кинув до рівня звичайної околосолнечной планети.

На початку XVII століття Іоганн Кеплер визначив справжню форму планетних орбіт і встановив математичну зв'язок між їх геометричними параметрами та періодами планетних рухів. Роботи цих вчених ознаменували початок і завершення великого перетворення теоретичних основ астрономічної науки, яке тепер називають коперніканської революцією. Але при всій своїй геніальності Кеплер мало що міг би зробити, не будь у нього результатів астрономічних спостережень, які довгі роки з безпрецедентною точністю виконував його старший сучасник Тихо Браге. І до того ж саме йому Кеплер зобов'язаний посадою при дворі імператора Священної Римської імперії Рудольфа II, на якій він зміг присвятити себе обробці та осмисленню дісталися від Браге архівів. Не буде перебільшенням сказати, що без первинних даних Тихо Браге не було б кеплеровском законів - точніше, їх відкрив би хто-небудь інший (або інші), причому набагато пізніше.

СИЛА ПЕРЕДМОВИ

Революційні ідеї, висловлені Коперником у праці "Про обертання небесних сфер", були сприйняті сучасниками без особливого ажіотажу. Цьому сильно посприяло передмову, автором якого був не Коперник, а лютеранський проповідник Андреас Осіандер. Він знав про рішучий неприйнятті геліоцентризму протестантською церквою і тому захотів нейтралізувати культурний шок від публікації книги. Більш того, він придумав для неї назву, яке суперечило коперніканської моделі світу, але було співзвучно прийнятої церквою космології Птолемея. Осіандер також запевнив читачів, що теорія Коперника зовсім не претендує на опис справжніх рухів небесних тіл, а лише пропонує формальні гіпотези, що спрощують астрономічні обчислення. До того ж книга Коперника була буквально нафарширована математикою, і тому прочитати і зрозуміти її могли не всі.

Після смерті Коперника його ідеї визнав всього один видатний астроном, професор математики Виттенбергского університету Еразм Рейнгольд. Він склав та опублікував у 1 551 році перші таблиці планетних рухів, заснованих на коперніканської моделі, які увійшли в історію астрономії під назвою "Прусських", оскільки видання оплатив герцог Пруссії Альбрехт I. Рейнгольд також написав докладний коментар до книги Коперника, який повинен був очистити її від інтерпретації Осіандера. Однак в 1 553 році він помер від чуми, а текст підготовленого до друку коментаря виявився загубленим. У результаті традиційне прочитання книги Коперника зберігалося протягом усього XVI століття, і вона практично не вплинула на університетські курси астрономії, де продовжували панувати птолемеївський ідеї.

КОПЕРНІК проти Птолемея

Звичайно, астрономи того часу зовсім не перебували в захваті від наявності двох альтернативних моделей Сонячної системи. Однак концепція нерухомої Землі відповідала фізичним уявленням епохи, і відмовитися від неї було нелегко. Однозначно довести, що Земля обертається навколо Сонця, було б можливо, якби вдалося побачити періодичні зміщення найближчих зірок щодо більш далеких сусідів по небосхилу - так званий річний паралакс (це розумів уже Аристотель), однак секстанти, квадранти і астролябії XVI століття не дозволяли цього зробити - їх точність у той час вимірювалася навіть не хвилинами, а градусами. А річний паралакс, вперше визначений для зірки 61 Лебедя німецьким астрономом Фрідріхом Бесселя, значно пізніше, в 1830-х, склав лише одну третину кутової секунди. Коперник просто прийняв, що зірки знаходяться так далеко від Землі і Сонця, що їх паралакс неможливо визначити, але ця гіпотеза була чисто логічним припущенням.

Послекоперніковскіе астрономи, в общем-то, цілком розуміли назрілу необхідність у більш точних і численних спостереженнях небосхилу. Таку спробу зробив найясніший любитель науки про світила Вільгельм IV, ландграф німецького князівства Гессен-Кассель. У 1561 році він побудував у своїй столиці відмінну обсерваторію і разом з двома помічниками довгі роки вів спостереження за зірками. Вони з високою точністю визначили кутові координати багатьох зірок, але далі цього справа не пішла - в 1592 році Вільгельм помер, і обсерваторія закрилася. А оскільки вони не займалися планетами, їх результати не могли вплинути на долю спору між Птолемеєм і Коперником.

ШЛЯХ ДО АСТРОНОМІЇ

У XVI столітті Данія перебувала на вершині політичного й військової могутності. Датські королі носили корону Норвегії і володіли великими територіями Скандинавського півострова, які нині належать Швеції. У провінції Сканія (або Сконе), відокремленою протокою Ересунн від данського острова Зеландія, був розташований замок Кнудструп, яким володів Отте Браге, батько майбутнього астронома. 14 грудня 1546 року в замку з'явився на світ хлопчик, якого назвали Тіге. У дворічному віці його взяв на виховання бездітний дядько по батьківській лінії Йорген Браге, багатий землевласник і високопоставлений військовий, який чотирма роками пізніше був призначений комендантом замку Волдінгборг, морської фортеці на південному узбережжі Зеландії. Там хлопчик поступив в церковну школу, де ознайомився з усякого латинської граматики, арифметики і геометрії.

Слідуючи традиції, ще до тринадцятиріччя Тіге віддали в процвітаючий Копенгагенський університет, заснований у 1474 році. Там він вивчав право, риторику і філософію, що і було покладено школяру-аристократу. Однак влітку 1560 року він випадково дізнався, що на 21 серпня передбачене повне сонячне затемнення. У Європі смуга місячної тіні пройшла через Піренейський півострів, тому в Данії затемнення не спостерігалося. Проте юного студента до такого ступеня потрясла можливість передбачити настільки дивовижне небесне явище, що він став читати книги з астрономії та математики.

Тіге (або Тихо - латинізована форма цього імені) Браге провчився в Копенгагені три роки. За традицією йому належало продовжити класичну освіту за кордоном, а потім вступити на королівську службу. Дядько вирішив відправити юнака в Лейпцігський університет, один з кращих в Європі, де Тихо з 1562 по 1565 рік слухав лекції правознавців і знавців античної поезії, але для душі продовжував займатися астрономією. Він купив кілька кутомірних інструментів і з весни 1564 почав вести щоденник спостережень небесних тіл. Потім він на рік повернувся в Копенгаген, звідки вирушив у тривалу поїздку по університетських містах Німеччини і Швейцарії. У Ростоці на шабельної дуелі Тихо втратив кінчик носа і все життя був змушений приховувати настільки помітний дефект зовнішності під металевим ковпачком.

У 1569 році Тихо дістався до Аугсбурга, де провів майже два роки і подружився з освіченими негоціантами Йоганнесом і Паулем Хайнзелямі. Вони звели Тихо з кращими міськими майстрами і навіть оплатили замовлені ним інструменти. Тихо отримав великий квадрант для вимірювання висот небесних тіл над горизонтом і дуже якісний секстант для визначення кутових відстаней між світилами. Був також замовлено та п'ятифутової дерев'яний глобус, на який Тихо збирався завдавати координати зірок. Незважаючи на молодість, він вже знайшов репутацію одного з найбільш обіцяють європейських астрономів.

В кінці 1570 року Тихо довелося терміново покинути гостинний Аугсбург за викликом заслабне батька. У травні 1571 Отте Браге помер, і Тихо разом з молодшим братом успадкував Кнудструп. Щоб розібратися з фамільною власністю, йому довелося повернутися в Сканію. Він оселився у який жив неподалік від Кнудструпа брата матері, який заразив його інтересом до хімії (вірніше, алхімії). Тихо також допомагав дядькові в пристрої склодувної і папероробної майстерень - перше в Скандинавії. Тихо навіть встановив в дядькової садибі привезений з Аугсбурга секстант, однак, маючи багато інших справ, спостереженнями не займався.

ЗНАК ДОЛІ

Проте доля не дозволила Тихо Браге забути про астрономію. Увечері 11 листопада 1571 він помітив у сузір'ї Кассіопеї яскраву зірку, якої раніше ніколи не бачив. У подиві він кинувся до секстанті і промірів кутові відстані між загадковим світилом і дев'ятьма сусідніми зірками. Забувши про тиглях і ретортах, він стежив за зіркою аж до її згасання в березні 1574 року, відзначаючи зміни її блиску і намагаючись виміряти її паралакс і швидкість власного руху. Не виявивши ні того, ні іншого, він прийшов до висновку, що побачив новонароджену мешканку сфери нерухомих зірок, а не комету чи іншій яскравий об'єкт підмісячного світу (у той час вважалося, що комети народжуються в атмосфері). Через місяць він настільки впевнився у своїх висновках, що написав про них декільком знайомим.

Ці спостереження остаточно зробили Тихо астрономом, оскільки друзі переконали його опублікувати отримані результати. Зважитися на таке було непросто - станові традиції не дозволяли аристократам виступати з науковими працями. Але любов до істини перемогла. Навесні 1573 року копенгагенський друкар Лоренц Бенедикт випустив 52-сторінкова праця De Nova Stella ("Про нову зірку"), який прогримів всій Європі (в 1945 році американський астроном Вальтер Бааде прийшов до висновку, що Браге спостерігав наднову типу Ia, а в 2008 році ці висновки підтвердили астрономи з ФРН і Японії).

ОСТРІВ АСТРОНОМІЇ

У 1574 році Тихо Браге запросили до Копенгагенського університету прочитати невеликий курс астрономії (неминуче і астрології). Потім він близько року знову провів у подорожах, зокрема, відвідав Кассель, де дуже плідно спілкувався з Вільгельмом IV. А в 1576 році доля послала йому королівський (у всіх сенсах слова) подарунок. З подачі Вільгельма та інших впливових шанувальників таланту Тихо датський король Фредерік II вирішив створити для нього, як сказали б зараз, державний науковий центр. Браге отримав в ленне володіння острівець Гвен в протоці Ересунн укупі з кількома бенефіціями, який гарантував великі доходи. Щедрість монарха дозволила йому побудувати на Гвен найкращу в Європі обсерваторію зі своєю друкарнею, паперової млином та інструментальними майстернями.

Новий господар Гвена діяв з розмахом. Головною будівлею комплексу (названого Ураніборг на честь давньогрецької музи астрономії Уранії) став чудовий замок, зведений в центрі острова посеред квадратного двору-саду, діагоналі якого були строго орієнтовані по чотирьох сторонах світу. Крім сверхкомфортабельних житлових приміщень (у спальнях був водопровід, якого не було навіть у Луврі!) В Ураніборг були кілька обсерваторій, добре оснащена лабораторія (Тихо продовжував захоплюватися алхімією) і багата бібліотека. У 1584 році неподалік звели ще одну обсерваторію, Стьернеборг ("Зоряний замок"), з самими великими і точними кутомірними інструментами (для захисту від негоди деякі з них встановили в спеціальні поглиблення).

***

У XVI СТОЛІТТІ Аристократи ЯКЩО і цікавилися НАУ Кой, ТО РІДКО І лише на дозвіллі. Тихо Браге, нащадок стародавнього роду, мав усі шанси піти шляхом предків і стати дипломатом, військовим, а то і королівським радником. Але він став професійним астрономом найвищого класу і створив перший в історії Європи дослідний центр За 21 рік, проведений на острові Гвен, Тихо Браге накопичив величезний архів спостережень зірок, планет, Місяця і Сонця, які за якістю та обсягом далеко перевершували всі раніше зроблене не тільки в Європі, але і в кращих обсерваторіях мусульманського Сходу. Середня помилка його спостережень становила 4 хвилини (а мінімальна - близько хвилини!) Проти 1-2 градусів, якими задовольнялися його попередники. Саме ці матеріали дозволили Кеплеру строго довести, що планети обертаються навколо Сонця по еліптичним орбітам.

ТЕОРЕТИЧНІ ПРАЦІ

Накопичивши величезний досвід астрономічних спостережень, Тихо вирішив спробувати себе в ролі теоретика. Він замахнувся на всеосяжний астрономічний трактат, що містить не тільки обсерваційні дані, але й повну теорію Сонячної системи. Цю гігантську програму він виконав лише частково. Перший том Astronomiae Instauratae Progymnasmata ("Введення в нову астрономію") був частково завершено до 1 590 році і тоді ж надруковано, але повністю його видав Кеплер лише через 12 років. Другу книгу, De Mundi Aetherii Recentioribus Phaenomenis ("Про недавніх явищах в небесному світі"), Тихо в невеликому числі копій віддрукував в Ураніборг в 1588 році і розіслав друзям і колегам (видання для широкої публіки вийшло у світ 15 років тому). Решта розділів цієї праці так ніколи і не були написані.

De Mundi Aetherii Recentioribus Phaenomenis в основному підводить підсумки спостереженнями комети 1577 року, що викликала ажіотаж у всій Європі. Тихо виявив, що дистанція між нею і Землею як мінімум в три-чотири рази перевищує радіус місячної орбіти, і тим самим спростував загальноприйняту думку, що поява комет пов'язано з атмосферними явищами. У книзі містилися розділи про нову зірку, рух Місяця і методикою визначення позицій зірок, а також був опублікований нарис нової теорії Сонячної системи, до якої Тихо, судячи з усього, прийшов не пізніше 1 583 року. Сонце у нього звертається навколо нерухомої Землі, а інші планети - навколо Сонця (причому всі орбіти кругові і, на відміну від теорії Коперника, не містять навіть малих епіциклів). Ця модель так і залишилася ескізом і в силу своєї очевидної штучності не викликала особливого інтересу у вчених. Однак сам Тихо визнав її чудовим досягненням і навіть вплутався в довголітній суперечка з перекладачем книги Коперника на німецьку мову Ніколаусом Реймерсом Бером, який претендував на пріоритет її винаходу (справедливості заради варто відзначити, що схема Бера була реалістичніше, оскільки допускала добове обертання Землі).

КІНЕЦЬ ШЛЯХИ

У 1588 році король-меценат Фредерік II помер, залишивши престол 11-річному синові Християнові. Спочатку Тихо зберігав хороші відносини з регентським радою, але в 1596 році, після коронації Християна IV, позбувся субсидій і примудрився посваритися з молодим монархом. У результаті 29 квітня 1597 Тихо разом з дружиною, дітьми та учнями був змушений назавжди покинути Гвен. Його унікальний науковий комплекс був розграбований, занепав і зруйнувався (недавно його частково відновили).

Після двох років мандрів по Німеччині Тихо знайшов нового патрона в особі імператора Священної Римської імперії Рудольфа II і в червні 1599 року прибув до нього в Прагу. Це місто стало останнім притулком великого астронома. 24 листопада 1601 він помер і був похований у лютеранському Тиньском соборі. У Празі у Тихо не було ні обсерваторії, ні відповідного інструментарію, і якщо перефразувати вислів секретаря Паризької академії наук маркіза де Кондорсе з нагоди смерті Леонарда Ейлера, він перестав спостерігати і жити.

В історію астрономії Браге увійшов насамперед як винятковий майстер прецизійних спостережень. Він отримав найважливіші дані про рух Місяця, уточнив координати 788 зірок, заново визначив протяжність земного року, величину прецесії земної осі і більшість інших констант, відомих тодішнім астрономам. Саме він привів у велику науку Кеплера і забезпечив його даними про рухи планет. Цілком достатньо, щоб зайняти визначне місце в історії коперніканської революції.

***

Астрономічних вимірів

Одним з основних інструментів астронома був секстант - пристрій для визначення кутових відстаней між світилами. Завдяки якості своїх інструментів Тихо Браге зміг провести надзвичайно тачние для свого часу астрономічні виміри.

***

АЛЬТЕРНАТИВНА ІСТОРІЯ АСТРОНОМІЇ

Як відомо, історія не знає умовного способу. Однак у науково-фантастичній літературі існує такий напрямок, як "альтернативна історія". Вона описує, що було б, якщо б деякі обставини склалися не так, а трохи інакше. Давайте спробуємо розглянути, щоб було б, якщо б в історії астрономії не було Тихо Браге і Кеплера.

Швидше за все, телескопи все одно прийшли б в астрономію 400 років тому, в 1609 році. Проте книга Кеплера "Нова астрономія", де викладено перший і другий закони планетних рухів, природно, не з'явилася б ні тоді (як це сталося в дійсності), ні пізніше. Перші великі відкриття оптичної астрономії (супутники Юпітера, многозвездность Чумацького шляху, плями на Сонці) могли б збільшити довіру до системи Коперника, але ніяк не прискорили б відкриття законів, керуючих орбітальним рухом планет. Для цього треба було б зробити саме те, що зробив Тихо Браге, - проміряти параметри планетних зміщень по небесній сфері з точністю до декількох кутових хвилин. Вперше настільки (і навіть більше) прецизійні вимірювання став робити англієць Вільям Гаскойн лише наприкінці 1630-х (коли Кеплера вже не було в живих). І ще ж треба було, щоб знайшовся теоретик екстра-класу, який осмислив ці нові дані і зрозумів, як Земля та інші планети обертаються навколо Сонця. Хто знає, як довго довелося б чекати його появи?

Список літератури

Популярна механіка Ж 11 (85) листопада 2009

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Історія та історичні особистості | Стаття
34.9кб. | скачати


Схожі роботи:
Статуї острова Пасхи
Загадкові статуї острова Пасхи
Палаци і садиби Кам`яного острова
Проектування гідрографічних досліджень східній частині острова Кріт
© Усі права захищені
написати до нас