Квадрант тихо браге. браге, тихо - научная деятельность
Квадрант Тихо Браге. В центре изображён сам Браге.
Всю свою жизнь Браге посвятил наблюдениям неба, неустанным трудом и изобретательностью добившись результатов, не виданных ранее нигде в мире по точности и широте охвата. Кеплер писал, что Тихо Браге начал «восстановление астрономии».
Большую часть инструментов в обсерватории Тихо Браге сделал сам. Для повышения точности измерений он не только увеличил размеры инструментов, но и разработал новые методы наблюдений, сводящие к минимуму погрешности измерения. Среди его технических и методических усовершенствований:
- Армиллярная сфера была ориентирована не на эклиптику, как было принято со времён Птолемея, а на небесный экватор. Для повышения точности Браге сконструировал специальный визир.
- В качестве промежуточного опорного светила вместо Луны он использовал Венеру, которая за время паузы в наблюдениях практически не сдвигалась.
После изобретения телескопа точность наблюдений резко повысилась, но усовершенствования Браге в области механики астрономических инструментов и методов обработки наблюдений сохраняли ценность ещё долгое время.
Тихо Браге составил новые точные солнечные таблицы и измерил длину года с ошибкой менее секунды. В 1592 году он опубликовал каталог сначала 777 звёзд, а к 1598 году довёл число звезд до 1004, заменив ранее использовавшиеся в Европе, давно устаревшие каталоги Птолемея. Браге открыл две новые неравномерности в движении Луны по долготе: третью и четвёртую. Он обнаружил также периодическое изменение наклона лунной орбиты к эклиптике, а также изменения в положении лунных узлов. Вплоть до Ньютона в созданной Браге теории движения Луны не понадобилось никаких поправок.
Некоторые астрономические инструменты Тихо Браге:
Точность наблюдений звёзд и планет он повысил более чем на порядок, а положение Солнца по его таблицам находилось с точностью до одной минуты, тогда как прежние таблицы давали ошибку в 15-20 минут. Для сравнения, Стамбульская обсерватория, организованная одновременно с Ураниборгом и превосходно оснащённая, так и не смогла улучшить точность наблюдений по сравнению с античными.
Тихо Браге составил первые таблицы искажений видимых положений светил, вызванных рефракцией света в атмосфере Земли. Сравнивая текущие и отмеченные в античности долготы звёзд, он определил довольно точное значение предварения равноденствий.
С именем Тихо Браге связаны наблюдение сверхновой звезды в созвездии Кассиопеи 11 ноября 1572 года и первый обоснованный наблюдениями вывод о внеземной природе комет, основанный на наблюдении Большой кометы 1577 года. У этой кометы Тихо Браге обнаружил параллакс, что исключало атмосферную природу явления. Надо отметить, что земным явлением считали кометы такие авторитеты, как Аристотель и Галилей; теория о внеземном происхождении комет дебатировалась ещё немало времени и утвердилась в науке только в эпоху Декарта.
Более того, расчёт орбиты упомянутой кометы показал, что за время наблюдения она пересекла несколько планетных орбит. Отсюда вытекал важный вывод: никаких «кристаллических сфер», несущих на себе планеты, не существует. В письме Кеплеру Браге заявляет:
По моему мнению, сферы… должны быть исключены из небес. Я понял это благодаря кометам, появлявшимся в небе… Они не следуют законам ни одной из сфер, но, скорее, действуют вопреки им… Движением комет четко доказано, что небесная машина это не твёрдое тело, непроницаемое, составленное из различных реальных сфер, как до сих пор думали многие, но текучее и свободное, открытое во всех направлениях, которое не чинит абсолютно никаких препятствий свободному бегу планет.
В течение 16 лет Тихо Браге вёл непрерывные наблюдения за планетой Марс. Материалы этих наблюдений существенно помогли его преемнику немецкому учёному И. Кеплеру открыть законы движения планет.
Система мира Тихо Браге
Система мира Тихо Браге
В гелиоцентрическую систему Коперника Браге не верил и называл её математической спекуляцией. Браге предложил свою компромиссную гео-гелиоцентрическую систему мира, которая представляла собой комбинацию учений Птолемея и Коперника: Солнце, Луна и звёзды вращаются вокруг неподвижной Земли, а все планеты и кометы вокруг Солнца. Суточное вращение Земли Браге тоже не признавал. С чисто расчётной точки зрения, эта модель ничем не отличалась от системы Коперника, однако имела одно важное преимущество, особенно после суда над Галилеем: она не вызывала возражений у инквизиции. Среди немногочисленных сторонников системы Браге в XVII веке был видный итальянский астроном Риччиоли. Прямое доказательство движения Земли вокруг Солнца появилось только в 1727 году, но фактически система Браге была отвергнута большинством учёных ещё в XVII веке как неоправданно и искусственно усложнённая по сравнению с системой Коперника-Кеплера.
В своём труде «De Mundi aeteri» Браге так излагает свою позицию:
Я полагаю, что старое птолемеево расположение небесных сфер было недостаточно изящным, и что допущение такого большого количества эпициклов… следует считать излишним… В то же время я полагаю, что недавнее нововведение великого Коперника… делает это, не нарушая математических принципов. Однако тело Земли велико, медлительно и непригодно для движения… Я без всяких сомнений придерживаюсь того мнения, что Земля, которую мы заселяем, занимает центр Вселенной, что соответствует общепринятым мнениям древних астрономов и натурфилософов, что засвидетельствовано выше Священным Писанием, и не кружится в годичном обращении, как желал Коперник.
Сам Браге искренне верил в реальность своей системы и перед смертью просил Кеплера поддержать её. Он подробно аргументировал в письмах, почему он считает ошибочной систему Коперника. Один из самых серьёзных аргументов вытекал из его ошибочной оценки углового диаметра звёзд и, как следствие, расстояния до них. Рассчитанные Браге расстояния были на несколько порядков меньше действительных и должны были, если признать движение Земли вокруг Солнца, вызвать заметные смещения звёздных долгот, чего в действительности не происходило. Отсюда Браге сделал вывод, что Земля неподвижна. На самом деле видимые диаметры звёзд были увеличены атмосферной рефракцией, а параллаксы звёзд астрономы сумели обнаружить только в XIX веке.
Тихо Браге родился 14 декабря 1546 года в небольшом датском городке Кнудструп. Его настоящее имя было Тюге, а латинизированный вариант – Тихо был взят уже позже, в зрелом возрасте. Родители мальчика принадлежали к старинному дворянскому роду и по сложившейся традиции передали его на воспитание в семью родного дяди, который был адмиралом датского флота. Тот подошел к делу обучения приемного сына весьма ответственно, поэтому Тихо получил лучшее образование, какое было возможно в то время. Это позволило ему уже в возрасте 12 лет поступить в Копенгагенский университет, где главным предметом его занятий стала астрономия. Проучившись три года, Тихо переводится в Лейпцигский университет, который, однако, ему не удалось окончить из-за начавшейся войны. Вскоре, уже после возвращения в Данию, умер его приемный отец, оставив в наследство достаточно большое состояние. Это дало Тихо Браге возможность самостоятельно заниматься астрономией, не нуждаясь в посторонней помощи.
После ряда приключений, при содействии своего друга – ландграфа Гессен-Кассельского астроном получает от короля в пожизненное владение остров Вен, расположенный неподалеку от Копенгагена. Здесь, на выделенные королем средства, дополненные собственными деньгами, Тихо строит обсерваторию, названную им Ураниборгом.
В ней он проработал свыше 20 лет, до тех пор, когда из-за нехватки финансирования ему пришлось переехать в Прагу, приняв приглашение императора Рудольфа II. В этом городе он и умер 24 октября 1601 года.
Тихо Браге был единодушно признан лучшим астрономом-наблюдателем периода до изобретения телескопа. Точность составленных им звездных каталогов была очень высока, и поэтому они сохраняли свою актуальность еще длительное время, даже после появления оптических приборов. Ученый лично изготавливал инструменты для своих наблюдений, разработав ряд методик повышения их точности. Это позволило ему составить новые солнечные таблицы, а также определить продолжительность года с погрешностью менее одной секунды. Что же касается наблюдения планет и звезд, то ошибка при их наблюдении уменьшилась более, чем в 15 раз по сравнению с предшествующими. Также Тихо Браге опубликовал первые таблицы, в которых были определены видимые искажения положения ряда небесных тел из-за воздействия земной атмосферы.
Одним из наиболее известных исследований, выполненных ученым, стало наблюдение за сверхновой звездой, вспыхнувшей на небосклоне 11 сентября 1572 года в созвездии Кассиопеи. По его результатам была написана книга под названием «О новой звезде». 
Кроме того, Браге впервые сделал вывод о внеземном происхождении комет, что было революционным открытием того времени. Материалом для него стали наблюдения Большой кометы 1577 года, которая в тот год была хорошо видна во всем мире.
Именно по результатам, полученным Тихо Браге за время его научной деятельности, Иоганн Кеплер вывел свои знаменитые законы, описывающие движение планет Солнечной системы. Стоит отметить, что в отличие от него датский ученый не принял гелиоцентрическую систему мира Коперника. Он предложило собственную гипотезу (так называемая гео-гелиоцентрическая система), которая был признана ошибочной вскоре после его смерти.
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.
Из книги Занимательно об астрономии автора Томилин Анатолий Николаевич3. Серебряный нос дворянина Тихо Браге Если бы нам удалось в середине XVI века заглянуть вдруг в окно богатого копенгагенского особняка, то не исключено, что мы увидали бы такую сцену: в мрачноватом зале, освещенном камином и пламенем свечи, спорят два брата, два датских
Из книги Движение. Теплота автора Китайгородский Александр Исаакович6. Астроном, не верь глазам своим! Однажды известный всему миру физик был остановлен полицейским за то, что въехал под красный свет светофора. Попавшемуся на нарушении свойственно оправдываться.- Видите ли, сержант, я ехал настолько быстро, что красный свет показался мне
Из книги автораГромко и тихо Органы чувств человека во многих отношениях совершеннее самых лучших приборов. Это справедливо и для слуха. Мы способны воспринимать в виде звука волны с интенсивностью от 10?9 эрг/(см2·с) до 104 этих единиц интенсивности. Таким образом, сильнейший звук
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.
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.
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).
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.
Поделиться с друзьями: Следуя придворному этикету, во время званого обеда нельзя было уходить ни при каких обстоятельствах. За столом следовало оставаться даже при сильнейших позывах справить нужду. Хорошие манеры Тихо Браге привели к трагическим последствиям: через несколько дней после пиршества он умер от разрыва мочевого пузыря. Так гласит миф о датском ученом, умершем в Праге 24 октября 1601 года. Истинная причина, возможно, была иная, и в течение последних четырех столетий предположений по поводу внезапной кончины ученого было множество.На смену догадкам в ближайшее время должны прийти факты: в ноябре этого года группа датских ученых под руководством Йенса Беляева, археолога, специализирующегося на Средневековье, отправится в Прагу для вскрытия гробницы Тихо Браге в Тынском соборе. В течение недели ученые возьмут образцы для проведения анализов, обследуют гробницу и подвергнут останки Браге сканированию. В последний раз гробница вскрывалась в 1901 году, но с тех пор наука шагнула далеко вперед.
Ошибка помогла выбрать верный путь
Тихо Оттесен Браге родился в 1546 году в семье дворянина, по традиции он должен был получить юридическое образование и служить королю. Неполное солнечное затмение, случившееся в 1560 году, потрясло подростка, и он стал лелеять мысль о том, чтобы стать астрономом и изучать звезды. Однако, с точки зрения его семьи, это было бесполезнейшим занятием. Так что когда в 1562 году Тихо отправили в Лейпциг изучать юриспруденцию, ему строго-настрого наказали штудировать исключительно своды законов. 16-летний датчанин и в самом деле добросовестно изучал правовые вопросы - днем. Но как только наступала ночь, Браге приступал к другим занятиям: наблюдению за звездным небом. Он тайно тратил карманные деньги на учебники по астрономии, которые, как он впоследствии напишет, читал украдкой, «чтобы не заметил главный наставник». Заодно приобрел небольшой глобус звездного неба и менее чем за месяц полностью освоил расположение всех созвездий. Следующим шагом стало изучение планет, и он приобрел таблицы, позволяющие рассчитать планетарные позиции на много лет вперед.
Летом 1563 года произошло событие, повлекшее за собой серьезные последствия не только для Тихо Браге, но и для развития науки в целом. В августе этого года в соответствии с планетарными таблицами орбиты Юпитера и Сатурна должны были пересечься в ночном небе, и это событие юноша ни за что не хотел пропустить.
С помощью одного только циркуля Тихо рассчитал позиции двух планет, вершину циркуля располагая как можно ближе к глазу, а обе его ножки направив на два небесных тела. К своему великому удивлению, Браге заметил, что в планетарных таблицах, составленных учеными, содержалась, по его мнению, «недопустимая ошибка». В одной из них была указана дата с ошибкой на целый месяц, во второй несовпадение составляло двое суток. Эти серьезные расхождения свидетельствовали о том, что астрономия была еще далека от того уровня, на который рассчитывал юный астроном, и работы, считавшиеся авторитетными, не стоили того, чтобы тратить на них бумагу.
С помощью глобуса звездного неба Браге рассчитывал движение известных в то время планет
Открытие стало решающим для дальнейших поступков Браге: он осознал, что не только не может полагаться на накопленные знания, но именно ему предстоит выстроить с нуля астрономию как науку. С этого момента жизнь молодого ученого превратилась в лихорадочный
поиск самых точных способов измерения и разработку более эффективных и надежных инструментов.
Новая звезда родила ученого
Осенью 1572 года в жизни астронома произошло еще одно потрясение. За год до этого, окончив пятилетние курсы университета, усвоив все доступные в то время знания по астрономии и заодно придав своему датскому имени Tyge латинизированную форму Tycho, ученый поселился у дяди в монастыре Херревад провинции Сконе. Здесь он занялся алхимией, или «земной астрономией», как сам это называл, но однажды после захода солнца вечером 11 ноября Браге стал свидетелем небесного явления, которое заставило его забыть о химических опытах.
Пересекая монастырский двор, он неожиданно обнаружил новую яркую звезду в созвездии Кассиопея. Не поверив собственным глазам, Тихо позвал других обитателей монастыря, которые подтвердили, что необычное зрелище, описанное Браге, - это «величайшее чудо природы со времен сотворения мира».
В последующие месяцы астроном пристально наблюдал яркую звезду. С помощью собственноручно сооруженного секстанта и стержня Якоба он выполнял замеры и расчеты для так называемой Stella nova («новой звезды») и обнаружил, что она находилась не между Землей и Луной, а далеко в небесном пространстве. Данное наблюдение противоречило всем известным учениям, опиравшимся на идею о том, что все в небесном пространстве за пределами Луны было неизменно и являлось творением Бога. Сегодня мы можем констатировать: то, что увидел Браге, было сверхновой, то есть старой, умирающей звездой, которая взорвалась, резко увеличив свою яркость, но в XVI веке никто понятия не имел о том, как можно трактовать это явление.
Королевский подарок
Тихо Браге был не единственным обратившим внимание на новую звезду, после угасания которой последовала целая серия научных публикаций. Некоторыми наблюдателями появление звезды толковалось как предупреждение о близком конце света.
Георг Буш из Эрфурта, немецкий астроном и художник, опубликовал памфлет, в котором пояснялось: данное небесное тело есть комета, образовавшаяся из постоянно растущего облака испарений человеческих грехов и зажженная гневом Божьим. Теперь же ядовитая пыль дождем посыпется с кометы, вызывая всякого рода бедствия вроде «неблагоприятной погоды, внезапных смертей, мора и французов».
Буш был не одинок, называя звезду кометой, и поэтому, прочитав причудливые объяснения других астрономов, Браге решил издать книгу, основанную на собственных наблюдениях. В этом труде «De nova stella» (О новой звезде), опубликованном в мае 1573 года, он отметил, что светило от Земли было дальше, чем от Луны, что однозначно свидетельствовало: перед нами - новорожденная обитательница звездной сферы.
Издав книгу, Браге зарекомендовал себя одним из ведущих астрономов мира и вскоре стал востребованным преподавателем в европейских университетах. Во время одной из своих многочисленных поездок за границу он побывал в швейцарском Базеле, где был встречен с такими почестями, что даже стал подумывать о возможности перебраться туда насовсем. Поэтому, когда до датского короля Фредерика II дошли сведения о планах Браге эмигрировать, он сделал знаменитому астроному предложение, от которого последний не смог отказаться. Зимой 1576 года в частной беседе в охотничьем замке на острове Зеландия король рассказал Браге, что во время своего пребывания в замке Кронборг, возводившемся в Эльсиноре, он заприметил из окна маленький остров Вен, расположенный в окружении 30-метровых скал в водах между Сконе и островом Зеландия: «Мне пришла в голову мысль, что остров этот мог бы стать наиболее подходящим местом для проведения ваших научных исследований в области как астрономии, так и химии, ибо расположен высоко и находится в уединении. Там, разумеется, негде жить, на строительство необходимы средства, но это я могу вам устроить. Так что если вы захотите обосноваться на острове, я с удовольствием предоставляю его в ваше распоряжение».
Фредерик II мечтал о том, что Тихо Браге своими трудами прославит «страну, короля и самого себя»
После непродолжительных раздумий Браге согласился на предложение, и 8 августа 1576 года на небольшом клочке суши был заложен фундамент астрономической обсерватории и замка Ураниборг. Здесь Браге приступил к осуществлению своего проекта: с помощью систематических наблюдений и новейших инструментов он решил детально исследовать Вселенную и объяснить, как она устроена. За два десятилетия на обдуваемом ветрами острове между Зеландией и Сконе Тихо Браге удалось внести существенный вклад в астрономическую науку, отметив точное положение более тысячи звезд на небесном глобусе.
Тем временем тучи сгущались над головой ученого: крестьяне острова беспрестанно жаловались на Браге-землевладельца. Например, он бросал крестьян в темницу, если они уклонялись от выполнения своих обязанностей. Браге же был подданным не самым добросовестным: положение королевского наместника обязывало его заботиться о состоянии маяка на оконечности Куллен и о королевской гробнице в кафедральном соборе города Роскилле. Но даже когда маяк погас, а потолок в часовне готов был вот-вот обрушиться, он не стал вмешиваться.
Астроном оказался плохим вассалом
Со смертью короля Фредерика II в 1588 году власть Браге на острове Вен пошатнулась. Потоком сыпались жалобы, а наследник престола Кристиан IV не пожелал потакать высокомерному астроному. Однажды летним днем 1592 года 15-летний Кристиан прибыл с визитом на остров Вен и был глубоко впечатлен всем, что там увидел. Год спустя молодой король побывал в кафедральном соборе в Роскилле, где часовня с гробницами его отца и деда пребывала в таком плачевном состоянии, что монарх пришел в негодование. Король написал Браге письмо, приказав ему немедленно привести здание в порядок. Письмо короля астроном проигнорировал, и часовня продолжала разрушаться. Год спустя Кристиан IV написал еще одно письмо, но уже в более резком тоне. Оно возымело результат, но часовню ученый восстановил неряшливо. Постепенно Кристиан IV лишил Браге земли, средств и привилегий, и в 1597 году астроном, не получив в очередной раз вознаграждения за свои заслуги, в гневе покинул остров.
Крестиан IV восхищался всем, что показывал ему Браге. Но это не спасло их отношений
В 1599 году Тихо был назначен придворным астрономом императора Рудольфа II, резиденция которого находилась в Праге, но в скором времени ученый убедился, что золотые горы, которые сулил ему император, - всего лишь пустые обещания. Разочарованный Браге пригрозил, что найдет другого покровителя, но прежде чем ему это удалось, судьба настигла его.
Во время званого обеда у друга 13 октября 1601 года Браге, по словам его ученика Иоганна Кеплера, сел за стол, «не сходив по нужде, что обычно делал всегда». Несмотря на то что он выпил достаточно много, ради соблюдения этикета ученый предпочел пренебречь здоровьем. По возвращении домой он почувствовал себя плохо. После пяти бессонных суток ему удалось облегчиться, но с большим трудом и со страшной болью. К бессоннице прибавилась лихорадка, а затем еще и бред. Привычки в питании, отказаться от которых ученый не смог, только усугубляли боль. В ночь на 24 октября 1601 года Браге, по словам Кеплера, бредил, но иногда наступали моменты просветления, когда он неоднократно восклицал: «Жизнь прожита не напрасно!» К утру жизнь покинула его, и «небесные писания Тихо Браге были прерваны, а 38 лет наблюдений завершились», написал впоследствии Кеплер.
Браге создал свою вселенную
Согласно птолемеевскому устройству мира, Солнце, Луна и все планеты вращались вокруг Земли. Это представление было опровергнуто польским астрономом Николаем Коперником в его новаторском трактате 1543 года «De Revolutionibus coelestium orbium» («Об обращении небесных сфер»), где самым мятежным образом центр Вселенной от Земли сместился к Солнцу.
Гелиоцентрическая модель Коперника впечатлила Тихо Браге, и, полагаясь на собственные наблюдения, он также убедился в том, что древнегреческую теорию следовало пересмотреть. В результате ученый создал собственное уникальное представление о мире, своего рода компромисс между старым и новым. В 1588 году он представил на суд общественности систему мироздания, где неподвижную Землю снова поместил в центр Вселенной. Вокруг Земли вращались Солнце и Луна, а другие планеты, в свою очередь, вращались вокруг Солнца.
В своем учении Тихо Браге подчеркивает главное: оно не противоречит Библии, где Земля описывается как незыблемый центр. Мысль о движении Земли казалась Браге необоснованной и противоречащей здравому смыслу. Он также считал абсурдным утверждение о существовании пустоты между Солнечной системой и звездами. «Природа не создает ничего без надобности», - гласят его записи.
