Кто автор этой гипотезы тихо браге. Астроном-наблюдатель тихо браге

Дуэлянт с носом из серебра, аристократ, женившийся на простолюдинке, хозяин «Небесного замка», первооткрыватель сверхновой, возродивший астрономию из пепла «Темных веков» во всем сиянии Ренессанса - вот краткий перечень описаний Тихо Браге. сайт рассказывает о человеке, родившемся 14 декабря 1546 года и своими наблюдениями подготовившем почву для создания законов Кеплера.

Родившийся в семье Отто Браге, занимавшего высокие военные и политические должности, и по обычаю переданный на воспитание бездетному дяде-адмиралу Йергену, маленький датчанин был с детства окружен заботой и вниманием. Получив блестящее начальное домашнее образование, Тихо (латинизированная форма имени Тюге) в 12 лет поступил в Копенгагенский университет, затем в Лейпциг. Семья надеялась, что мальчик посвятит себя изучению права, однако будущий астроном тратил ночные часы на наблюдения за звездным небом, для чего покупал и сам мастерил приборы.

Под счастливой звездой

Смерть дяди (который бросился в море спасать упавшего короля) и полученное наследство позволили юному астроному распоряжаться своей дальнейшей судьбой. В 19 лет он перешел в Виттенбергский университет, где занимался астрономией, алхимией и астрологией, однако тут началась эпидемия чумы. Вынужденный покинуть город, Тихо Браге поссорился с дальним родственником и потерял часть носа на дуэли (из-за чего был вынужден носить протез из серебра до конца жизни).

Поместье Кнудструп

Håkan Dahlström/Flickr

Два года спустя, когда эпидемия стихла, Браге обосновался в Аугсбурге, где заказал у ремесленников 11-метровый квадрант, небесный глобус и другие инструменты по своим чертежам. Смерть отца заставила его вернуться в родовое поместье - замок Кнудструп. Там он организовал лабораторию и вместе с родственниками открыл две фабрики, производящие бумагу и стекло.

Квадрант Тихо Браге

Pimvantend/Wikimedia Commons

Хлопоты на время отвлекли его от горячо любимого занятия, вернуться к которому его подтолкнул случай, да не обычный, а настоящее «небесное знамение» - видимая невооруженным глазом вспышка сверхновой (это явление можно наблюдать раз в несколько столетий). Яркий свет в созвездии Кассиопеи, там, где никакой звезды не должно было быть, привлек внимание Браге, возвращавшегося домой. Астроном сразу же бросился измерять ее координаты. Звезда просияла еще 17 месяцев, видимая даже днем. Среди предсказаний астрологов и просто страхов суеверных людей, считавших такую вспышку дурным «небесным знамением», предвещающим катастрофы и конец света, Тихо Браге был одним из немногих, кто отрицал атмосферную природу явления. Он убедительно доказал, что новое светило - звезда, находящаяся на большом расстоянии от нашей планеты, поскольку у нее не обнаружено заметного параллакса (изменение объекта относительно удаления и приближения к наблюдателю).

Позднее коллега ученого Иоганн Кеплер напишет: «Пусть эта звезда ничего не предсказала, но, во всяком случае, она возвестила и создала великого астронома».

Небесные замки

В том же 1572 году, когда астроном повстречался со своей сверхновой путеводной звездой, он решил выбрать и путеводную звезду своей жизни. К немалому возмущению знатных родственников, ею стала простая девушка Кирстина - без родословной, титулов и регалий. Летом 1574 года астроном уже начал греться в лучах славы: сам король пригласил его на год читать лекции в Копенгагене, куда он переехал со своей женой. После окончания контракта он отправился в путешествие, во время которого ландграф Вильгельм IV намекнул Филиппу II, что не стоит отпускать такого видного ученого за рубеж надолго. Чтобы астроном не уехал навсегда, король пожаловал во владение Тихо Браге остров Вен в 20 километрах от столицы под обсерваторию.

Портрет сестры Тихо, Софии Браге, работы Йохана Йоргенсена Кулбарса, 1636 год

Wikimedia Commons

Тихо построил там замок и разместил приборы для наблюдений. Помогала ему любимая сестра София, которую он в шутку называл Уранией (музой астрономии). Сам замок получил такое же название.

Ураниборг, вид сверху

L.G.foto/Wikimedia Commons

В нем было все, чего только могла пожелать душа ученого: алхимическая лаборатория, стенной квадрант, его любимый глобус, 4 обсерватории с раздвижными крышами, выходящие на все стороны света… Итогом стала публикация обширного астрономического трактата. Однако несколько лет спустя благосклонный король умер, а его место занял гораздо более равнодушный к научным заслугам Браге Кристиан IV. При проявлении известной вспыльчивости ученого стало понятно, что никаких поблажек ждать не придется - король совершенно урезал финансирование работы астронома. Тихо Браге пришлось покинуть Данию, переехать в Прагу и стать придворным математиком и астрологом Рудольфа II.Памятник Тихо Браге и Иоганну Кеплеру в Праге

Mohylek/Wikimedia Commons

В октябре 1601 года Браге заболел и довольно быстро скончался. Причины его смерти до сих пор вызывают бурные споры: по легенде, он умер от разрыва мочевого пузыря, боясь нарушить этикет, встав из-за королевского стола. Но в реальности от разрыва мочевого пузыря человек не умирает, так что скорее причиной могла бы стать острая уремия и отказ почки.

Еще одна версия - зависть коллеги. Словно Сальери, по легенде отравивший Моцарта, Кеплер считается некоторыми учеными убийцей своего коллеги и учителя. Подтверждает этот вариант наличие в волосах Браге большого количества ртути, однако методы измерения оспариваются, так что самой правдоподобной версией все еще остается уремия.

Тихо Браге родился в 1546 году в дворянской датской семье, которая занималась охотой и военными делами. В семье он был старшим сыном. У Браге был дядя, который имел хорошее образование и не имел детей. До рождения Браге его отец заключил договор с дядей, что когда у него родится сын, дядя сможет забрать его себе и растить как своего сына, но когда родился Браге, отец отказался от собственных слов. А когда в семье Браге родился второй сын, дядя похитил Тихо и растил его как собственного сына. Благодаря этому Тихо получил от дяди хорошее наследство.

Образование

В детстве Браге хотел изучать латинский язык и право. Благодаря поддержке и поощрению со стороны своего дяди он поступил в Копенгагенский университет, где изучал право и философию, к большому нежеланию своих родителей. Однажды Браге увидел частичное солнечное затмение, а поскольку он изучал простые таблицы основанные на теории Коперника и некоторые работы Птолемея, он решил изучать астрономические таблицы и расположение планет. Это привело его дядю в замешательство, и не восприняв этот энтузиазм серьёзно, дядя отправил Браге в Лейпциг для продолжения изучения права. На тот момент Тихо Браге было 16 лет.

Именно в Лейпциге Браге понял насколько его влечёт астрономия. Он приобрёл несколько астрономических книг и принадлежностей и в течение ночей наблюдал за звёздами. Однажды Браге заметил, что траектории Юпитера и Сатурна располагались недалеко друг от друга, что не было предсказано ни Коперником, ни Альфонсином, хоть оба и были великими астрономами. Браге был очень удивлён тем фактом, что их таблицы совсем не были точными, и он подумал, что самое время предложить несколько таблиц, основанных на собственных наблюдениях. Понимая, что изучение права было бессмысленным занятием, он решил все свои силы направить на изучение астрономии.

Карьера

Когда Браге было только 19 лет он понял, что хочет заняться астрономией. В Германии он присоединился к группе известных астрономов и поделился с ними своими идеями. Поначалу его идеи поддали сильной критике, но мало-помалу Браге удалось убедить астрономов, что им понадобятся куда более серьёзные инструменты для точного предсказывания природы Галактики и небесных передвижений тел. Так как на тот момент телескопов ещё не существовало, Браге предложил большие квадранты для понимания черт и принципов нахождения планет и звёзд. Создание квадрантов требовало больших усилий и времени, и это стало началом более точных астрономических наблюдений Браге.

В 1572 году одно астрономическое событие навсегда изменило жизнь Браге. 11 ноября, когда он шёл домой из одной немецкой алхимической лаборатории, он увидел, что небо было необычно светлое. Он не мог поверить своим глазам, ведь небо освещала сверхновая звезда - небесное чудо, которое человечество наблюдало до этого лишь дважды, и один раз был во время рождения Христа. Множество известных астрономов, таких как Томас Диггс и Мёстлин, пытались предсказать её передвижение, а также узнать её происхождение, но все их усилия были тщетными.

Можно считать чудесным совпадением то, что Браге как раз закончил работу над новым астрономическим устройством, известном как «секстант» и которое позволяло наблюдать за небесными телами по-новому и лучше, чем любое из существовавших на тот момент устройств. Его разработки существенно опережали время, в котором он жил и благодаря им он смог установить происхождение и траекторию передвижения этой сверхновой звезды. Браге пришёл к выводу, что эта новая звезда вообще не передвигалась и что она была расположена в восьмой сфере Галактики. В следующем году он опубликовал свои наблюдения и получил известность, хоть поначалу он и сомневался в целесообразности этой публикации из-за своего дворянского статуса. Он даже получил несколько просьб от коллег-астрономов, которые просили его заниматься с ними астрономией, но он отказался из-за своего происхождения. Но с течением времени он согласился занять пост придворного астронома, который ему предложил император Рудольф II. Этот пост он занимал до конца своей жизни.

Обсерватории

В течение своей жизни Браге построил несколько обсерваторий. Первые открытия Тихо Браге опубликовал в 1572 году, а сделаны они были в обсерватории «Herrevad Abbey». В 1576 году Браге участвовал в создании обсерватории «Uraniborg», а в 1581 году - обсерватории «Stjeneborg». Обсерватория «Uraniborg» была скорее исследовательским центром, в котором студенты, преподаватели и энтузиасты-астрономы могли заниматься астрономией с 1576 по 1597 годы. В 1598 году Тихо Браге опубликовал «Astronomiae instauratea mechanica», после чего переехал в Прагу где построил новую обсерваторию на территории замка; в ней он проработал в течение года, после чего его пригласил к себе император, с которым Браге и жил до конца своей жизни. Он создавал карты рождения, прогнозы погоды, предсказывал астрономические события, как, например, появление Большой кометы 1577 года и Сверхновой звезды 1572 года.

Личная жизнь

Семья Браге всю жизнь насмехалась над ним из-за его увлечения астрономией, называя его «звездочётом». Зато большую поддержку он получал от своего дяди, который умер задолго до того, как Тихо Браге стал настоящим астрономом.

В дуэли с другим студентом Тихо Браге лишился части носа, из-за чего ему пришлось носить протез из серебра и золота. В конце 1571 года Браге влюбился в женщину по имени Кирстен, с которой они сожительствовали не вступая в брак; это стало возможным в том числе из-за датских законов, согласно которым дворянский статус позволял жить мужчинам с женщинами не вступая в брак. Такие женщины также считались титулованными дворянами, а совместные дети становились полноправными наследниками. У Тихо и Кирстен родилось восемь детей, двое из которых умерли в младенчестве. Они прожили вместе почти 30 лет, до смерти Браге.

Смерть и наследие

У Браге быстро развилась болезнь почек, из-за которой он умер 24 октября 1601 года. Из-за болезни Браге не мог ходить в туалет, и жаловался на мучительную боль. Перед смертью Тихо Браге совместно с Иоганном Кеплером работал над созданием таблеток «Рудольфин». Будучи коллегой по астрономии, Кеплер продолжил дело Браге после его смерти. Считается, что Браге мог заболеть, а впоследствии и умереть от уремии; также существует версия, что его могли отравить ртутью.

В первой половине XVI века Николай Коперник лишил Землю статуса центра мироздания и низверг до уровня обыкновенной околосолнечной планеты. В начале XVII столетия Иоганн Кеплер определил истинную форму планетных орбит и установил математическую связь между их геометрическими параметрами и периодами планетных движений. Работы этих ученых ознаменовали начало и завершение великого преобразования теоретических основ астрономической науки, которое теперь называют коперниканской революцией. Но при всей своей гениальности Кеплер мало что мог бы сделать, не будь у него результатов астрономических наблюдений, которые долгие годы с беспрецедентной точностью выполнял его старший современник Тихо Браге. И к тому же именно ему Кеплер обязан должностью при дворе императора Священной Римской империи Рудольфа II, на которой он смог посвятить себя обработке и осмыслению доставшихся от Браге архивов. Не будет преувеличением сказать, что без первичных данных Тихо Браге не было бы кеплеровских законов — точнее, их открыл бы кто-нибудь другой (или другие), причем гораздо позже.

В XVI веке аристократы если и интересовались наукой, то редко и лишь на досуге. Тихо Браге, потомок древнего рода, имел все шансы пойти по пути предков и стать дипломатом, военным, а то и королевским советником. Но он стал профессиональным астрономом высочайшего класса и создал первый в истории Европы исследовательский центр. На иллюстрации — работа из Harmonia Macrocosmica («Гармония Макрокосмоса») -звездного атласа голландско-немецкого математика, инженера, картографа и астронома Андреаса Целлариуса (издания 1708 года). Рисунок изображает геоцентрическую картину мира, с Землей в центре, как ее описал Тихо Браге. Пять известных в то время планет — Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн — обращались в модели Браге вокруг Солнца (как и в модели Коперника), а само Солнце и Луна — вокруг Земли (как у Птолемея). Схему, показанную на фоне астрономов и их инструментов, окружают знаки зодиакальных созвездий.

Сила предисловия

Революционные идеи, высказанные Коперником в труде «Об обращении небесных сфер», были восприняты современниками без особенного ажиотажа. Этому сильно поспособствовало предисловие, автором которого был не Коперник, а лютеранский проповедник Андреас Осиандер. Он знал о решительном неприятии гелиоцентризма протестантской церковью и поэтому захотел нейтрализовать культурный шок от публикации книги. Более того, он придумал для нее заглавие, которое противоречило коперниканской модели мира, но было созвучно принятой церковью космологии Птолемея. Осиандер также заверил читателей, что теория Коперника вовсе не претендует на описание подлинных движений небесных тел, а лишь предлагает формальные гипотезы, упрощающие астрономические вычисления. К тому же книга Коперника была буквально нафарширована математикой, и потому прочесть и понять ее могли немногие.

Солнечная система в представлении Тихо Браге представляла собой гибрид геоцентрической и гелиоцентрической моделей. Планеты вращались вокруг Солнца, но само Солнце вместе с Луной обращалось вокруг Земли.

После смерти Коперника его идеи признал всего один видный астроном, профессор математики Виттенбергского университета Эразм Рейнгольд. Он составил и опубликовал в 1551 году первые таблицы планетных движений, основанных на коперниканской модели, которые вошли в историю астрономии под названием «Прусских», поскольку издание оплатил герцог Пруссии Альбрехт I. Рейнгольд также написал подробный комментарий к книге Коперника, который должен был очистить ее от интерпретации Осиандера. Однако в 1553 году он умер от чумы, а текст подготовленного к печати комментария оказался утерянным. В результате традиционное прочтение книги Коперника сохранялось на протяжении всего XVI века, и она практически не повлияла на университетские курсы астрономии, где продолжали господствовать птолемеевские идеи.

Коперник против Птолемея

Конечно, астрономы того времени вовсе не пребывали в восторге от наличия двух альтернативных моделей Солнечной системы. Однако концепция неподвижной Земли соответствовала физическим представлениям эпохи, и отказаться от нее было нелегко. Однозначно доказать, что Земля обращается вокруг Солнца, было бы возможно, если бы удалось увидеть периодические смещения ближайших звезд относительно более дальних соседей по небосводу — так называемый годичный параллакс (это понимал уже Аристотель), однако секстанты, квадранты и астролябии XVI века не позволяли этого сделать — их точность в то время измерялась даже не минутами, а градусами. А годичный параллакс, впервые определенный для звезды 61 Лебедя немецким астрономом Фридрихом Бесселем, значительно позднее, в 1830-х, составил лишь одну треть угловой секунды. Коперник просто принял, что звезды находятся столь далеко от Земли и Солнца, что их параллакс невозможно определить, но эта гипотеза была чисто логическим предположением.

Один из самых больших астрономических инструментов своего времени — большой настенный квадрант Тихо Браге. Шкала квадранта была поделена на множество мелких делений, что предоставляло возможность очень точных по тем временам измерений высоты светил над горизонтом. Квадрант украшен портретом самого Браге, указывающего рукой на щель в стене, через которую производятся наблюдения, а на заднем плане — разрез замка Ураниборг — с астрономическими инструментами на крыше, конференц-залами и библиотеками внутри и алхимической лабораторией в подвале. Обратите внимание на методику измерений: наблюдателю, замеряющему высоту над горизонтом, помогают два ассистента — один засекает время, второй записывает результаты. Одним из основных инструментов для астрономических измерений был секстант — устройство для определения угловых расстояний между светилами. Благодаря точности своих инструментов Тихо Браге смог провести чрезвычайно точные для своего времени астрономические измерения.

Послекоперниковские астрономы, в общем-то, вполне понимали назревшую необходимость в более точных и многочисленных наблюдениях небосвода. Такую попытку предпринял августейший любитель науки о светилах Вильгельм IV, ландграф немецкого княжества Гессен-Кассель. В 1561 году он построил в своей столице отличную обсерваторию и вместе с двумя помощниками долгие годы вел наблюдения за звездами. Они с высокой точностью определили угловые координаты многих звезд, но дальше этого дело не пошло — в 1592 году Вильгельм умер, и обсерватория закрылась. А поскольку они не занимались планетами, их результаты не могли повлиять на судьбу спора между Птолемеем и Коперником.

Путь к астрономии

В XVI веке Дания находилась на вершине политического и военного могущества. Датские короли носили корону Норвегии и владели обширными территориями Скандинавского полуострова, которые ныне принадлежат Швеции. В провинции Скания (или Сконе), отделенной проливом Эресунн от датского острова Зеландия, был расположен замок Кнудструп, которым владел Отте Браге, отец будущего астронома.

14 декабря 1546 года в замке появился на свет мальчик, которого назвали Тиге. В двухлетнем возрасте его взял на воспитание бездетный дядя по отцовской линии Йорген Браге, богатый землевладелец и высокопоставленный военный, который четырьмя годами позже был назначен комендантом замка Волдингборг, морской крепости на южном побережье Зеландии. Там мальчик поступил в церковную школу, где ознакомился с начатками латинской грамматики, арифметики и геометрии.

Следуя традиции, еще до тринадцатилетия Тиге отдали в процветающий Копенгагенский университет, основанный в 1474 году. Там он изучал право, риторику и философию, что и было положено школяру-аристократу. Однако летом 1560 года он случайно узнал, что на 21 августа предсказано полное солнечное затмение. В Европе полоса лунной тени прошла через Пиренейский полуостров, поэтому в Дании затмение не наблюдалось. Однако юного студента до такой степени потрясла возможность предсказать столь удивительное небесное явление, что он стал читать книги по астрономии и математике.

Тиге (или Тихо — латинизированная форма этого имени) Браге проучился в Копенгагене три года. По традиции ему полагалось продолжить классическое образование за рубежом, а затем поступить на королевскую службу. Дядя решил отправить юношу в Лейпцигский университет, один из лучших в Европе, где Тихо с 1562 по 1565 год слушал лекции правоведов и знатоков античной поэзии, но для души продолжал заниматься астрономией. Он купил несколько угломерных инструментов и с весны 1564 года начал вести дневник наблюдений небесных тел. Потом он на год возвратился в Копенгаген, откуда отправился в длительную поездку по университетским городам Германии и Швейцарии. В Ростоке на сабельной дуэли Тихо потерял кончик носа и всю жизнь был вынужден скрывать столь заметный дефект внешности под металлическим колпачком.

В 1569 году Тихо добрался до Аугсбурга, где провел без малого два года и подружился с просвещенными негоциантами Иоганнесом и Паулем Хайнзелями. Они свели Тихо с лучшими городскими мастерами и даже оплатили заказанные им инструменты. Тихо получил большой квадрант для измерения высот небесных тел над горизонтом и очень качественный секстант для определения угловых расстояний между светилами. Был также заказан и пятифутовый деревянный глобус, на который Тихо собирался наносить координаты звезд. Несмотря на молодость, он уже обрел репутацию одного из наиболее обещающих европейских астрономов.

В конце 1570 года Тихо пришлось срочно покинуть гостеприимный Аугсбург по вызову захворавшего отца. В мае 1571 года Отте Браге умер, и Тихо вместе с младшим братом унаследовал Кнудструп. Чтоб разобраться с фамильной собственностью, ему пришлось вернуться в Сканию. Он поселился у жившего неподалеку от Кнудструпа брата матери, который заразил его интересом к химии (вернее, алхимии). Тихо также помогал дяде в устройстве стеклодувной и бумагоделательной мастерских — первых в Скандинавии. Тихо даже установил в дядиной усадьбе привезенный из Аугсбурга секстант, однако, имея много других дел, наблюдениями не занимался.

Знак судьбы

Однако судьба не позволила Тихо Браге забыть об астрономии. Вечером 11 ноября 1571 года он заметил в созвездии Кассиопеи яркую звезду, которой прежде никогда не видел. В изумлении он бросился к секстанту и промерил угловые расстояния между загадочным светилом и девятью соседними звездами. Забыв о тиглях и ретортах, он следил за звездой вплоть до ее угасания в марте 1574 года, отмечая изменения ее блеска и пытаясь измерить ее параллакс и скорость собственного движения. Не обнаружив ни того, ни другого, он пришел к выводу, что узрел новорожденную обитательницу сферы неподвижных звезд, а не комету или иной светящийся объект подлунного мира (в то время считалось, что кометы рождаются в атмосфере). Спустя месяц он настолько уверился в своих заключениях, что написал о них нескольким знакомым.

Эти наблюдения окончательно сделали Тихо астрономом, поскольку друзья убедили его опубликовать полученные результаты. Решиться на такое было непросто- сословные традиции не позволяли аристократам выступать с научными трудами. Но любовь к истине победила. Весной 1573 года копенгагенский печатник Лоренц Бенедикт выпустил 52-страничный труд De Nova Stella («Оновой звезде»), который прогремел по всей Европе (в 1945 году американский астроном Вальтер Бааде пришел к заключению, что Браге наблюдал сверхновую типа Ia, а в 2008 году эти выводы подтвердили астрономы из ФРГ и Японии).

Комплекс Ураниборг, построенный Тихо Браге на острове Гвен, представлял собой квадратный сад с замком в центре, причем диагонали квадрата были точно ориентированы по сторонам света. Помимо комфортабельных жилых помещений, замок предоставлял великолепные возможности для астрономических наблюдений и алхимических экспериментов.

Остров астрономии

В 1574 году Тихо Браге пригласили в Копенгагенский университет прочесть небольшой курс астрономии (неизбежно и астрологии). Потом он около года вновь провел в путешествиях, в частности, посетил Кассель, где весьма плодотворно общался с Вильгельмом IV. А в 1576 году судьба послала ему королевский (во всех смыслах слова) подарок.

С подачи Вильгельма и прочих влиятельных почитателей таланта Тихо датский король Фредерик II решил создать для него, как сказали бы сейчас, государственный научный центр. Браге получил в ленное владение островок Гвен в проливе Эресунн вкупе с несколькими бенефициями, гарантировавшими крупные доходы. Щедрость монарха позволила ему построить на Гвене лучшую в Европе обсерваторию со своей типографией, бумажной мельницей и инструментальными мастерскими.

Новый хозяин Гвена действовал с размахом. Главным зданием комплекса (названого Ураниборгом в честь древнегреческой музы астрономии Урании) стал великолепный замок, возведенный в центре острова посреди квадратного двора-сада, диагонали которого были строго ориентированы по четырем сторонам света. Помимо сверхкомфортабельных жилых помещений (в спальнях имелся водопровод, которого не было даже в Лувре!) в Ураниборге имелись несколько обсерваторий, хорошо оснащенная лаборатория (Тихо продолжал увлекаться алхимией) и богатая библиотека. В 1584 году неподалеку возвели еще одну обсерваторию, Стьернеборг («Звездный замок»), с самыми большими и точными угломерными инструментами (для защиты от непогоды некоторые из них установили в специальные углубления).

За 21 год, проведенный на острове Гвен, Тихо Браге накопил огромный архив наблюдений звезд, планет, Луны и Солнца, которые по качеству и обширности далеко превосходили все ранее сделанное не только в Европе, но и в лучших обсерваториях мусульманского Востока. Средняя ошибка его наблюдений составляла 4 минуты (а минимальная — около минуты!) против 1−2 градусов, которыми довольствовались его предшественники. Именно эти материалы позволили Кеплеру строго доказать, что планеты обращаются вокруг Солнца по эллиптическим орбитам.

Теоретические труды

Накопив огромный опыт астрономических наблюдений, Тихо решил попробовать себя в роли теоретика. Он замахнулся на всеобъемлющий астрономический трактат, содержащий не только обсервационные данные, но и полную теорию Солнечной системы. Эту гигантскую программу он выполнил лишь частично. Первый том Astronomiae Instauratae Progymnasmata («Введение в новую астрономию») был частично завершен к 1590 году и тогда же отпечатан, но полностью его издал Кеплер лишь через 12 лет. Вторую книгу, De Mundi Aetherii Recentioribus Phaenomenis («О недавних явлениях в небесном мире»), Тихо в небольшом числе копий отпечатал в Ураниборге в 1588 году и разослал друзьям и коллегам (издание для широкой публики вышло в свет 15 лет спустя). Остальные разделы этого труда так никогда и не были написаны.

De Mundi Aetherii Recentioribus Phaenomenis в основном подводит итоги наблюдениям кометы 1577 года, вызвавшей ажиотаж во всей Европе. Тихо обнаружил, что дистанция между нею и Землей как минимум в три-четыре раза превышает радиус лунной орбиты, и тем самым опроверг общепринятое мнение, что появление комет связано с атмосферными явлениями. В книге содержались разделы о новой звезде, движении Луны и методике определения позиций звезд, а также был опубликован набросок новой теории Солнечной системы, к которой Тихо, судя по всему, пришел не позже 1583 года. Солнце у него обращается вокруг неподвижной Земли, а остальные планеты — вокруг Солнца (причем все орбиты круговые и, в отличие от теории Коперника, не содержат даже малых эпициклов). Эта модель так и осталась эскизом и в силу своей очевидной искусственности не вызвала особого интереса у ученых.

Однако сам Тихо счел ее замечательным достижением и даже ввязался в долголетний спор с переводчиком книги Коперника на немецкий язык Николаусом Реймерсом Бэром, претендовавшим на приоритет ее изобретения (справедливости ради стоит отметить, что схема Бэра была реалистичней, поскольку допускала суточное вращение Земли).

Альтернативная история астрономии

Как известно, история не знает сослагательного наклонения. Однако в научно-фантастической литературе существует такое направление, как «альтернативная история». Она описывает что было бы, если бы некоторые обстоятельства сложились не так, а чуть-чуть иначе. Давайте попробуем рассмотреть, чтобы было бы, если бы в истории астрономии не было бы Тихо Браге и Кеплера.
Скорее всего, телескопы все равно пришли бы в астрономию 400 лет назад, в 1609 году. Однако книга Кеплера «Новая астрономия», где изложены первый и второй законы планетных движений, естественно, не появилась бы ни тогда (как это произошло в действительности), ни позже.
Первые великие открытия оптической астрономии (спутники Юпитера, многозвездность Млечного пути, пятна на Солнце) могли бы увеличить доверие к системе Коперника, но никак не ускорили бы открытия законов, управляющих орбитальным движением планет. Для этого потребовалось бы совершить именно то, что сделал Тихо Браге — промерить параметры планетных смещений по небесной сфере с точностью до нескольких угловых минут. Впервые столь (и даже более) прецизионные измерения стал делать англичанин Уильям Гаскойн лишь в конце 1630-х годов (когда Кеплера уже не было в живых). И еще ведь надо было, чтобы нашелся теоретик экстра-класса, который осмыслил бы эти новые данные и понял, как Земля и прочие планеты обращаются вокруг Солнца. Кто знает, как долго пришлось бы ждать его появления?

Конец пути

В 1588 году король-меценат Фредерик II умер, оставив престол 11-летнему сыну Христиану. Поначалу Тихо сохранял хорошие отношения с регентским советом, но в 1596 году, после коронации Христиана IV, лишился субсидий и умудрился поссориться с молодым монархом. В результате 29 апреля 1597 года Тихо вместе с женой, детьми и учениками был вынужден навсегда покинуть Гвен. Его уникальный научный комплекс был разграблен, обветшал и разрушился (недавно его частично восстановили).

После двух лет странствий по Германии Тихо обрел нового патрона в лице императора Священной Римской империи Рудольфа II и в июне 1599 года прибыл к нему в Прагу. Этот город стал последним приютом великого астронома. 24 ноября 1601 года он умер и был похоронен в лютеранском Тыньском соборе. В Праге у Тихо не было ни обсерватории, ни подходящего инструментария, и если перефразировать изречение секретаря Парижской академии наук маркиза де Кондорсе по случаю смерти Леонарда Эйлера, он перестал наблюдать и жить.

В историю астрономии Браге вошел прежде всего как исключительный мастер прецизионных наблюдений. Он получил важнейшие данные о движении Луны, уточнил координаты 788 звезд, заново определил протяженность земного года, величину прецессии земной оси и большинство прочих констант, известных тогдашним астрономам. Именно он привел в большую науку Кеплера и снабдил его данными о движениях планет. Вполне достаточно, чтобы занять выдающееся место в истории коперниканской революции.

До середины XVI в. астрономия в Европе была чем-то вроде приложения математики (а также, добавим и... медицины, через астрологию). Хотя целью той или иной теории и было описание наблюдаемых явлений, сами наблюдения, как правило, были весьма неточными. Производились они к тому же лишь от случая к случаю, в связи с тем или иным примечательным небесным явлением. Важнейшие астрономические величины все еще черпались не из новых наблюдений, а из сочинений древних авторов. Например, продолжала использоваться оценка солнечного параллакса, полученная еще Аристархом Самосским в III в. до н. э. (3′).

Родоначальником точной наблюдательной астрономии в Европе является датский астроном Тихо Браге (1546-1601). Он создал первую в Европе специально оборудованную для систематических наблюдений астрономическую обсерваторию и построил крупные, уникальные для Европы инструменты. Впервые Браге получил известность своими наблюдениями и описанием новой звезды, вспыхнувшей на небе в 1572 г. в созвездии Кассиопеи. Тихо Браге первым показал, что этот «огненный метеор» - вовсе не атмосферное явление (ка к считалось в аристотелевой картине мира), но что это удивительное изменение (или появление нового) светила произошло на расстоянии не ближе Луны, т. е. в области других обычных звезд (впоследствии уже в нашем веке выяснилось, что это была сверхновая).

Браге определял положения и движения светил с небывалой до той поры точностью. К нему стекались многочисленные ученики, его посещали даже коронованные особы, правда более интересуясь предсказанием судьбы по звездам, нежели самими звездами. Впрочем, и сам Тихо Браге верил в астрологию и высказал как-то мысль, что планеты с их движениями по таинственным и удивительным законам не имели бы никакой ценности, если бы не предсказывали судьбы людей...

Астрономией он увлекся в ранней юности. Однако первое удивление и восхищение точностью этой науки, вызванное наблюдением солнечного затмения в 1560 г., которое случилось в точно предсказанный день, вскоре сменилось разочарованием. В предвычислении следующего наблюдавшегося им (1565 г.) редкого явления - соединения двух планет, Юпитера и Сатурна - старые Альфонсинские таблицы XIII в. ошиблись на целый месяц, и даже новые, гелиоцентрические Прусские - на несколько дней. Повышение точности астрономических наблюдений стало главным делом жизни Тихо Браге.

До изобретения телескопа наблюдения велись невооруженным глазом с помощью угломерных инструментов, снабженных диоптрами. Существенного увеличения точности таких визуальных наблюдений можно было добиться, как это мы видели на примере Улугбека, лишь путем увеличения размеров инструментов - квадрантов и секстантов. Действительно, на этом пути за полтора века до Браге Улугбек достиг особенно больших успехов. Ничего не зная о своем предшественнике, по этому же пути пошел и датский астроном. Он добился невиданной для европейцев того времени точности в измерениях угловых расстояний между светилами (как утверждают некоторые современные историки, до 10″ и даже до 5″). Еще в юности он задумал и построил свой первый инструмент для точных астрономических наблюдений - огромный квадрант с радиусом дуги около 6 м и латунным кругом (разумеется, четвертью круга), разделенным на минуты. Наблюдение светил для большей точности велось через два диоптра, установленных на квадранте.

Большую роль в повышении точности наблюдений сыграли многочисленные внесенные Тихо Браге технические усовершенствования, а также новая, впервые разработанная и примененная им методика наблюдений. Правда, с появлением телескопа технические усовершенствования Тихо Браге в целом потеряли свое значение. Однако методика его наблюдений заложила основы современной практической астрономии (особенно продуктивно развивавшейся в XIX в. Ф. Бесселем). Одним из важных усовершенствований было введение Тихо Браге различных поправок, учитывающих механические и другие погрешности, взаимная нейтрализация ошибок путем многократного повторения одного и того же наблюдения в различных условиях и т. д.

В числе первых наблюдавшихся Браге объектов были кометы. Измерив параллакс кометы 1577 г. (который оказался меньше, чем у Луны), он впервые в истории астрономии достаточно убедительно доказал, что это космические тела, а не атмосферные явления (как считал, например, даже много позже Галилей). Но самая большая из заслуг Тихо Браге - организация и проведение впервые в истории европейской астрономии систематических многолетних астрономических наблюдений (вспомним, правда, и здесь Региомонтана и Вальтера). Если наблюдения Коперника исчислялись десятками, то у Тихо Браге наблюдений одного только Солнца - причем непрерывных изо дня в день, из года в год - в течение 20 лет насчитывалось несколько тысяч. В результате он измерил длину года с ошибкой меньше 1 с и составил таблицы движения Солнца, по которым его положение на небе определялось с точностью до 1′. В движении Луны он открыл два новых неравенства - вариацию и годичное уравнение. Ему же принадлежит открытие - теперь уже как наблюдательного факта - колебаний наклона лунной орбиты к эклиптике и изменений в движении лунных узлов - точек пересечения орбиты Луны с эклиптикой. Кроме того, он составил уточненный каталог тысячи звезд (традиционное число; в действительности заново были измерены координаты около 800 звезд, с точностью до 1′).

Наиболее важными для последующего развития астрономии оказались весьма точные по тем временам измерения Тихо Браге положений Марса. Они проводились непрерывно в течение 16 лет, за которые Марс успел обойти 8 раз вокруг Солнца. Планета наблюдалась по всей своей орбите.

Замечательной чертой научного метода Браге было и то, что он рассматривал наблюдения не как самоцель, но как средство для построения новых гипотез и теорий об устройстве мира планет. Мечтой его жизни было создать более точную теорию планетных движений, ибо все существовавшие в то время астрономические таблицы, как уже говорилось, содержали наибольшие ошибки именно в предвычислении положений планет.

Браге не принял гелиоцентрическую систему мира Коперника, с которой ознакомился по ее краткому изложению («Малый комментарий»), Он считал невозможным удовлетворительно объяснить расхождение прямых следствий системы Коперника с наблюдениями (ненаблюдаемость параллактического смещения у звезд и фаз у Венеры и Меркурия). Объяснить же это удаленностью звезд от планетной системы и планет друг от друга он также не считал возможным, поскольку не мог в свете распространенных тогда представлений о целесообразности природы объяснить существование «совершенно неиспользуемой» пустоты, особенно между планетной системой и звездами.

Тихо Браге обнародовал в 1588 г. свою компромиссную и остроумную систему мира (рис. 16, б ) с неподвижной Землей в центре Вселенной, вокруг которой обращаются Луна и Солнце, а уже вокруг последнего остальные пять планет. По некоторым источникам, он придумал се еще в 1583 г. Есть сведения, что подобную же модель предлагал ранее Рейнгольд, автор первых гелиоцентрических планетных таблиц. На приоритет в авторстве этой (вернее, сходной) концепции претендовал также Реймерс (Бэр). Любопытно, что у Реймерса допускалось суточное вращение Земли. Возможно, эти гипотезы возникли независимо. (Как мы видели выше, идея такой системы была еще у древних египтян и затем возродилась у Гераклида Понтийского в IV в. до н. э.) Именно эту систему, распространенную на все планеты, надеялся подтвердить Браге с помощью своих наблюдений Марса. Не располагая, однако, ни временем, ни, главное, достаточными математическими познаниями, он пригласил к себе с этой целью в Прагу молодого немецкого математика и астронома И. Кеплера. Однако и тот не оправдал его надежд... Вопреки желанию и завещанию Браге, его обширные и точные наблюдения Марса стали фундаментом, на котором началось создание истинной механики неба, окончательно утвердившей справедливость гелиоцентрического принципа устройства планетной системы.

Гравитация [От хрустальных сфер до кротовых нор] Петров Александр Николаевич

Астроном-наблюдатель Тихо Браге

Система мира Коперника имела среди ученых много сторонников, но было также и много противников. Опуская многое, необходимо упомянуть датского астронома Тихо Браге (1546–1601), рис. 2.3, самого замечательного наблюдателя своего времени. Он не поддерживал идею о движении Земли, а вместо этого выдвинул собственную модель, согласно которой Земля жестко закреплена в центре мира. Планеты в системе Тихо Браге обращались по круговым орбитам вокруг Солнца, которое, в свою очередь, совершало движение вокруг Земли. Несмотря на то, что теория Тихо Браге значительно упрощала систему Птолемея, она не получила поддержки у астрономов и не оказала особого влияния на их исследования.

Но главным вкладом Тихо Браге в науку были результаты астрономических наблюдений, проводившихся им в течение всей жизни, они позволили сделать следующий шаг в развитии представлений о Вселенной.

Рис. 2.3. Тихо Браге

Его страсть к наблюдениям проснулась очень рано. В возрасте примерно лет 15-ти он обнаружил, что данные известных тогда эфемерид (таблиц планетарных координат) существенно расходятся, как между собой, так и с данными его юношеских наблюдений. Для него это было нестерпимо! В это же время родители отправили его изучать «свободные искусства» в Лейпциг. Вот как он сам описывает свои занятия временем чуть позже:

«Позднее, в 1564 году (17–18 лет!), я тайно приобрел деревянный астрономический «посох Якова», изготовленный по указаниям Геммы Фризия. Бартоломей Скультет, живший в то время в Лейпциге, с которым я поддерживал дружеские отношения на почве общих интересов, снабдил этот инструмент точными делениями с трансверсальными точками. Скультет почерпнул принцип трансверсальных точек у своего учителя Гомелия. Заполучив посох Якова, я не упускал ни одного удобного случая, когда ночь выдавалась звездной, и неустанно производил наблюдения. Нередко я проводил в бдении всю ночь напролет. Мой гувернер, ничего не подозревая, мирно спал, поскольку я производил наблюдения при свете звезд и заносил полученные данные в специально заведенную книжечку, которая сохранилась у меня поныне. Вскоре я заметил, что угловые расстояния, которые по показаниям посоха Якова должны были совпадать, превращенные посредством математических выкладок в числа, не во всем согласуются друг с другом. После того как мне удалось обнаружить источник ошибки, я изобрел таблицу, позволившую мне вносить поправки и тем самым учитывать дефекты посоха. Приобрести же новый лимб все еще не представлялось возможным, поскольку гувернер, державший в своих руках завязки от кошелька, не допустил бы подобных трат. Вот почему я, живя в Лейпциге, и позднее, по возвращении на родину, произвел при помощи этого посоха множество наблюдений».

Среди результатов Браге особенно нужно отметить данные наблюдений движения планет, а также его сотрудничество с Кеплером. Но об этом чуть позже, а сейчас, как пример, приведем исследование им сверхновой 1572 года, вспыхнувшей в созвездии Кассиопеи. Ее яркость была сравнима с яркостью Венеры. Попытки определить параллакс сверхновой оказались безуспешными, а это означало, что она находится далеко за пределами лунной сферы. Но звезда не участвовала и в движениях планет. Тогда Тихо Браге заключил, что она принадлежит звездной сфере, что противоречило догме Аристотеля об абсолютной неизменности сферы неподвижных звезд.

Также, изучая одну из комет, Тихо Браге обнаружил, что она движется по орбите вокруг Солнца, причем отстоит от него дальше, чем Венера. Так разрушалось еще одно представление Аристотеля, который предполагал, что кометы – это атмосферные явления. Но, несмотря на эти очевидные противоречия со стандартными представлениями, Тихо Браге не смог отказаться от того, что тяжелая Земля должна покоиться.