Tycho Brahe: sfery niebieskie nie istnieją

Mikołaj Kopernik doprowadził do rewolucji w naukach astronomicznych. Jednak dopiero następcy Kopernika, tacy jak Tycho Brahe, przyspieszyli tę rewolucję.

Polski astronom pozostawił po sobie nieco zmodyfikowaną wizję Kosmosu. W jego centrum znajduje się Słońce, wokół którego orbitują planety, a jedną z nich jest Ziemia. Wokół Ziemi krąży tylko Księżyc. Model heliocentryczny Kopernika znacznie uprościł to, co skomplikował model geocentryczny Klaudiusza Ptolemeusza. Ruchy ciał niebieskich nagle nabrały sensu.

Ale Księżyc i planety to tylko niektóre zjawiska astronomiczne. Nocne niebo to przede wszystkim gwiazdy, w tym te wybuchające, czyli nowe i supernowe, a dodatkowo także komety. Do XVI wieku uważano, że komety są zjawiskiem meteorologicznym, należącym do królestwa ziemskiego¹. Z kolei gwiazdy mają być obiektami świecącymi na wielkiej kosmicznej sferze otaczającej cały stworzony Wszechświat. Co więcej, w modelu ptolemejskim istnieje też znacznie więcej niewidzialnych sfer, które odpowiadają za ruch planet. W modelu kopernikańskim jedna z tych sfer porusza również Ziemią dookoła Słońca.

I teraz na scenę wkracza Tycho Brahe (1546-1601), duński astronom żyjący w II połowie XVI wieku. I nie on jedyny – gdyby nie kilka dziwnych zjawisk, jakie miały wtedy miejsce na niebie, Brahe zapewne nie dokonałby znaczących odkryć.

Tycho Brahe – duński astronom

Tycho Brahe pochodził z duńskiej rodziny szlacheckiej i od młodzieńczych lat fascynował się astronomią. Ponieważ był bogatym szlachcicem, to już na starcie mógł pozwolić sobie na obserwacje astronomiczne przy pomocy najlepszych ówcześnie instrumentów. W 1563 roku, gdy miał 16 lat, Brahe był świadkiem tego, jak pierwszy raz od 20 lat Jowisz wyprzedza Saturna. Gdy jednak sprawdził Tablice alfonsyńskie oparte na modelu ptolemejskim oraz Tablice pruskie oparte na modelu kopernikańskim, okazało się, że obie źle przewidziały to wydarzenie. Te pierwsze myliły się o miesiąc, te drugie natomiast o 2 dni. Doszedł więc do wniosku, że należy zadbać o dokładność badań astronomicznych².

Supernowa w 1572 roku

Wtedy w 1572 roku nastąpiło niezwykłe wydarzenie. Na niebie pojawiła się wyjątkowo jasna gwiazda, która świeciła nie tylko w nocy, ale przez ponad tydzień nawet w ciągu dnia! Astronomowie uważali, że była to kometa, powszechnie uważana wtedy za zjawisko meteorologiczne. Tycho Brahe systematycznie obserwował nową gwiazdę przez półtora roku, dopóki stopniowo nie zniknęła. Doszedł do wniosku, że to nie mogła być kometa, ponieważ owo zjawisko znajdowało się cały czas w jednym i tym samym punkcie nieba, w gwiazdozbiorze Kasjopei. Brahe uznał, że była to nowa gwiazda, więc nazwał to zjawisko nową. Tak naprawdę była to supernowa, znana dziś jako SN 1572 lub supernowa Tychona³.

To jednak sprawiło, że astronom zaczął się zastanawiać nad naturą sfery niebieskiej. Tradycyjnie uważano, że sfera niebieska jest stała i niezmienna, a więc nie może dochodzić na niej do żadnych nowych zjawisk. Tymczasem miliony ludzi na świecie widziało, jak jakaś nowa gwiazda rozświetla nie tylko nocne niebo, ale nawet dzienne. Najwyraźniej sfera niebieska wcale nie jest taka statyczna, jak dotychczas sądzono. To wydarzenie zainspirowało Brahego do budowy w latach 1576-1580 pierwszego obserwatorium astronomicznego w Europie (pomijając starożytność), na wyspie Ven należącej wtedy do Danii. Nosiło ono nazwę Uranienborg (niebiański zamek) i było królewskim podarunkiem dla Tychona Brahego. Wkrótce potem astronom zbudował w pobliżu również drugie obserwatorium, Stjerneborg (gwiezdny zamek)⁴.

Wielka Kometa z 1577 roku i upadek idei sfer niebieskich

Wtem na nocnym niebie pojawiła się faktyczna kometa, zwana Wielką Kometą z 1577 roku. Musiał to być niezwykle spektakularny widok również dla Tychona Brahego. Astronom ustalił, że nie mogło to być zjawisko meteorologiczne. Jego pomiary doprowadziły go do wniosku, że kometa znajduje się daleko poza orbitą Wenus (w modelu geocentrycznym). Innymi słowy, Wielka Kometa należała do zjawisk astronomicznych, do których dochodzi w świecie planet. A skoro dotyczyło to jednej komety, to dotyczyło też wszystkich innych komet. Brahe zauważył ponadto, że ogon komety zawsze jest skierowany przeciwnie do Słońca. Uznał zatem, że kometa musi okrążać Słońce⁵.

Tu się jednak pojawił poważny problem. Dotychczasowe modele kosmologiczne oparte o filozofię Arystotelesa zakładały, że wszystkie planety są poruszane dzięki niewidzialnym sferom obracającym się wokół Ziemi. Wydawało się jednak, że Wielka Kometa może swobodnie je przekraczać, bez żadnych skutków katastrofalnych dla całego Kosmosu. W ten sposób Tycho Brahe doszedł do wniosku, że żadne sfery niebieskie nie istnieją, a planety same poruszają się po niebie⁶. Uświadomienie sobie tego faktu doprowadziło go do tego, że sformułował własną kosmologię łączącą cechy geocentryzmu i heliocentryzmu.

System tychoński – geocentryczny z cechami heliocentrycznymi

Tycho Brahe już wcześniej pracował nad koncepcją znaną już w V wieku n.e. Mówi ona, że planety Merkury i Wenus krążą wokół Słońca, a samo Słońce i pozostałe planety krążą wokół Ziemi. Astronom był jednak coraz bardziej przekonany, że tak naprawdę wszystkie planety krążą wokół Słońca, podczas gdy Słońce, tak jak Księżyc, krąży wokół Ziemi. Istniał tylko jeden problem: według jego obliczeń sfera unosząca Marsa musiałaby przecinać się ze sferą, która unosi Słońce. I to właśnie odkrycie dokonane dzięki Wielkiej Komecie z 1577 roku, że żadnych takich niewidzialnych sfer nie ma, usunęło ostatnią przeszkodę, aby Brahe otwarcie sformułował własny system geocentryczny opisany w dziele Astronomiae Instauratae Progymnasmata z 1588 roku⁷. Jest on dziś określany jako system tychoński.

Dlaczego Tycho Brahe nie przyjął modelu heliocentrycznego sformułowanego przez Mikołaja Kopernika? Z kilku powodów. Po pierwsze, był on gorliwym protestantem i podobnie jak Marcin Luter uważał, że model ten jest sprzeczny z Pismem Świętym. W Biblii znajdujemy bowiem wersety mogące sugerować stacjonarność Ziemi, np.:

• Przed obliczem Jego zadrżyj, ziemio cała! Umocnił On świat, by się nie zachwiał⁸;
• Mówcie wśród pogan: Pan jest królem. Umocnił świat, by się nie poruszył […]⁹.

Po drugie, powoływał się na przykłady wzięte z życia. Na przykład wypuszczenie strzały pionowo do góry sprawiało, że lądowała ona mniej więcej w tym samym miejscu. Uważał, że dzieje się tak dlatego, że ziemia pod naszymi stopami się nie porusza i jest całkowicie nieruchoma¹⁰.

Problem paralaksy

Wreszcie po trzecie, jeśli system kopernikański jest prawidłowy, to wszystkie gwiazdy na niebie musiałyby drastycznie zmieniać swoje położenie. Brahe, podobnie jak wszyscy przed nim, wierzył, że cały układ planetarny otacza sfera z gwiazdami i jest ona niewiele większa od samego układu. A ponieważ gwiazdy pozostają w tym samym miejscu na niebie, to i Ziemia z jej ludzkimi obserwatorami musi być stacjonarna. Gdyby tak nie było i Ziemia poruszałaby się wokół Słońca, to dałoby się wyznaczyć wyraźną paralaksę (zmiany w położeniu) gwiazd.

Jednak ani Tycho Brahe, ani nikt inny, włącznie z samym Kopernikiem, nie był w stanie zaobserwować paralaksy¹¹. A więc albo Kopernik się mylił, albo gwiazdy są strasznie odległe i leżą wielokrotnie dalej od Ziemi niż nawet najodleglejsza planeta. Dla duńskiego astronoma było to nie do pomyślenia, aby Bóg stworzył ogrom pustej, marnującej się przestrzeni.

Pomimo obiektywnych i subiektywnych wrażeń, które zmyliły Brahego, dokonał on przełomowych odkryć, jeśli chodzi o naturę poruszania się planet. Co więcej, jego obsesja na punkcie dokładności badań astronomicznych i sporządzania danych (Brahe sporządził katalog liczący 777 gwiazd z ich lokalizacjami¹²) są naprawdę godne podziwu. Odkrycia duńskiego astronoma, wespół z modelem kopernikańskim, zainspirowały kolejnych astronomów. Należał do nich m.in. Johannes Kepler, asystent Tychona Brahego w Pradze. Brahe przeniósł się tam pod koniec życia z powodu konfliktu z nowym królem Danii. Zmarł w 1601 roku.

Tycho Brahe i Biblia

Czy duński astronom przyjąłby model kopernikański, gdyby nie jego wiara protestancka podkreślająca nieomylność Pisma Świętego? Zapewne nie, ponieważ oprócz Słowa Bożego miał on do dyspozycji również dane empiryczne, jakkolwiek nie byłyby one mylące. Dla Brahego nie tylko wiara, ale i jego własne codzienne doświadczenie i obserwacje astronomiczne stanowiły powód, by uważać, że to jednak Ziemia znajduje się w centrum Wszechświata. Może gdyby miał dostęp do nowszych danych, a nawet do teleskopu Galileusza, rozważyłby model kopernikański na poważnie i porzuciłby argumenty na rzecz geocentryzmu, które, jak sam twierdził, znajdował w Biblii. Ale to już tylko spekulacja.

A co z wyżej przytoczonymi wersetami z Pisma Świętego rzekomo głoszącymi stacjonarność Ziemi, czyli geocentryczność Wszechświata? Wersety te wcale nie głoszą, że Ziemia nie może wykonywać żadnego prostego ruchu w przestrzeni, na przykład wokół Słońca. One mówią tylko, że Bóg stworzył niezwykle stabilny Wszechświat, włącznie ze stabilną Ziemią. Dziś wiemy, że Kosmos jest pełen ruchu, ale w tej pełni ruchu pozostaje nienaruszony. I tyle. Ziemia może krążyć wokół Słońca przez wiele tysięcy lat, a nawet dłużej, i wciąż być miejscem fizycznie stabilnym, aby można było na nim mieszkać. I gdyby Tycho Brahe żył w późniejszych czasach, to zapewne zrozumiałby te fragmenty Biblii podobnie jak my rozumiemy je dzisiaj.

Polecamy również poniższe artykuły:

• Filary Ziemi: Czy starożytni wiedzieli, że Ziemia jest okrągła?
• Kosmiczny pluralizm, czyli historia idei kosmitów
• Mit płaskiej Ziemi w historii chrześcijaństwa
• Co jest większe – Bóg czy wszechświat?

Przypisy

1. E. Brooke-Hitching, Atlas nieba. Najwspanialsze mapy, mity i odkrycia we wszechświecie, Dom Wydawniczy Rebis, Poznań 2023, s. 124-129.
2. M. Hoskin, Od geometrii do fizyki, w: M. Hoskin (red.), Historia astronomii, Wydawnictwa Uniwersytetu Warszawskiego, Warszawa 2007, s. 101-109.
3. E. Brooke-Hitching, Atlas nieba…, op. cit.
4. Ibid.
5. M. Bersanelli, Wielki spektakl na niebie. Osiem wizji wszechświata od starożytności do naszych czasów, Copernicus Center Press, Kraków 2020, s. 131-134.
6. Ibid.
7. M. Hoskin, Od geometrii…, op. cit.
8. I Księga Kronik 16,30.
9. Psalm 96,10.
10. M. Hoskin, Od geometrii…, op. cit.
11. Udało się ją zaobserwować dopiero w XIX wieku.
12. M. Hoskin, Od geometrii…, op. cit.

Wszystkie fragmenty biblijne pochodzą z Biblii Tysiąclecia.

© Źródło zdjęcia głównego: Canva.