Store opdagelser: Kopernikus og det heliocentriske verdensbillede

Siden 1500-tallet er der gået inflation i begrebet om videnskabelige revolutioner, der i dag annonceres næsten hver uge, men Kopernikus’ indsats er en af de få ægte revolutioner, der fuldstændigt og uigenkaldeligt ændrede natur- og verdensopfattelsen.

Ved at gøre Jorden til en planet, der som alle andre planeter kredser om den centrale Sol, leverede han ouverturen til den naturvidenskabelige revolution, der sidenhen blev udviklet og fuldført af giganter som Galilei, Kepler, Descartes og Newton.

Det er ikke uden grund, at hans indsats blev kendt som det kopernikanske verdensbillede.

Hvem var Kopernikus?

Som ung mand havde Kopernikus foretaget omfattende studier i matematik, jura og medicin, og i 1503 tog han sin doktorgrad i kirkeret ved universitetet i Ferrara i Italien. Der var lagt op til, at han skulle følge en kirkelig karriere og måske avancere til biskop, men sådan skete det ikke.

I 1511 slog han sig ned i Frombork i enklaven Ermland i det nuværende Polen (‘den fjerneste afkrog af verden’, mente han selv). Han blev her udnævnt til kannik ved domkapitlet, en stilling han beholdt livet igennem. Kopernikus var altså gejstlig, men han var ikke præst, sådan som det ofte hævdes.

Siden 1200-tallet havde det uanfægtede verdensbillede været baseret på de teorier, den alexandrinske astronom Ptolemaios (ca. 100-165) og andre af antikkens autoriteter havde udtænkt. Ifølge dette paradigme var den urokkelige Jord universets centrum, og uden om den kredsede alle planeterne, herunder Solen og Månen, i jævne cirkelbevægelser.

Alleryderst i det fysiske univers, hinsides Saturns bane, var stjernerne samlet i en gigantisk kugleskal, der ligeledes drejede sig omkring Jorden, én gang i løbet af et døgn.

Allerede omkring 1510 havde Kopernikus i håndskriftet Commentariolus formuleret grundtrækkene i sin revolutionerende kosmologi, men først i hans dødsår 1543 udkom hans samlede fremstilling på tryk. Kopernikus var perfektionist og ønskede, at værket skulle være perfekt.

Den første bog om Kopernikus’ heliocentriske teori var dog udkommet tre år tidligere, da hans elev Georg Rheticus (1514-1574) udgav en afhandling med titlen Narratio prima, hvilket kan oversættes til ‘Første Fortælling’. Den blev genoptrykt allerede det følgende år.

Solen som universets midte

Kopernikus’ storværk er en skelsættende klassiker i videnskabshistorien. Sproget var naturligvis latin, og det bar titlen De revolutionibus orbium coelestium, dvs. ‘Om Himmelsfærernes Omløb’. Mens første del af bogen var en kvalitativ gennemgang af den nye kosmologi og dens fortræffeligheder, var størstedelen helliget den astronomiske teori for himmellegemernes bevægelser.

Revolutionibus var et krævende og stærkt matematisk præget værk, der ikke var beregnet for den almindelige læser. Tværtimod, Kopernikus fremhævede på bogens forside, at den var skrevet for matematikere og teknisk kyndige astronomer. Den var desuden bemærkelsesværdig ved at være kemisk renset for astrologi – på den tid sjældent for et astronomisk værk.

Det kopernikanske system var først og fremmest heliocentrisk såvel som heliostatisk. Solen befandt sig ikke blot i universets midte, men var også ubevægelig. I denne henseende adskilte det sig radikalt fra det kendte ptolemaiske system, men i andre henseender var det påfaldende konservativt.

Det gjaldt for eksempel det grundlæggende postulat om, at himmellegemerne bevæger sig i jævne cirkelbevægelser – eller i kombinationer af sådanne – og at kosmos er en gigantisk kugle, hvor stjernerne var klistret på kugleskallen.

Kopernikus var forbløffende nøjagtig

Når Kopernikus overhovedet foreslog den dengang fuldstændig vanvittige idé, at vi befinder os på en planet, der med stor fart hvirvler omkring Solen og samtidig roterer omkring sin egen akse, var det hovedsageligt, fordi han så kunne vise de himmelske fænomener på en mere simpel og harmonisk måde.

Desuden kunne han fastlægge planeternes rækkefølge og relative afstande fra verdenscentret, mens tidligere astronomer havde været henvist til kreative gætterier. Og Kopernikus’ værdier for planeternes afstande fra Solen, regnet i enheder af Jordens afstand (den såkaldte ‘astronomiske enhed’), var forbløffende nøjagtige.

Således fandt han middelafstanden for Jupiter til at være 5,22, mens den moderne værdi er 5,20. For afstanden mellem Solen og Jorden overtog han den alt for lille værdi cirka 7 millioner kilometer fra oldtiden. Først i slutningen af 1700-tallet blev astronomer klar over, at en astronomisk enhed er tæt på 150 millioner kilometer, altså mere end tyve gange så stor.

Et uendeligt univers kunne ikke accepteres

Den måske mest dramatiske forskel på det gamle og det nye verdensbillede var, at når Solen blev anbragt i centrum, blev universets dimensioner umådeligt meget større.

Efter Kopernikus’ teori måtte sigtelinjen til stjernerne ændre sig i takt med Jordens årlige banebevægelse omkring Solen. Man måtte gennem året kunne observere stjernerne fra forskellige vinkler og se ændringer i en såkaldt stjerneparallakse.

Men en sådan parallakse kunne ikke observeres før i 1838, og Kopernikus var derfor tvunget til at flytte stjernesfæren så langt væk, at parallaksen blev mindre, end hvad øjet kan skelne.

Denne metodologisk set noget tvivlsomme manøvre resulterede i et univers, der var mindst 400.000 gange så stort som det, man dengang kendte!

‘Hvor langt ud egentlig dette umådeligt store himmelrum strækker sig, er slet ikke afgjort’, hedder det i De revolutionibus. Omend ufatteligt stort, var Kopernikus’ univers dog endeligt. Et uendeligt univers kunne han ikke acceptere, blandt andet fordi der da ikke ville være noget centrum, hvor Solen kunne være placeret.

Teorien beundres af Tycho Brahe

Dagen før sin død nåede Kopernikus akkurat at se et trykt eksemplar af Revolutionibus. Bogen vakte imidlertid ikke stort postyr i 1500-tallet, hverken i videnskabelige eller kirkelige kredse, om end den var velkendt blandt astronomerne. Kun et fåtal kunne dog tilslutte sig teorien om Jordens dobbelte bevægelse.

Blandt dem, der afviste det heliocentriske system, var Tycho Brahe, der ganske vist beundrede det kopernikanske system som en matematisk hypotese, men fandt det absurd som en fysisk teori om universets virkelige struktur. Blandt hans indvendinger var, at der ifølge Kopernikus måtte være et enormt tomrum mellem Saturns sfære og stjernesfæren, hvilket han ikke kunne acceptere. Et sådant uøkonomisk univers måtte utvivlsomt være i modstrid med Guds skaberplan, mente han.

Flere andre astronomer delte Tychos standpunkt og valgte at opfatte systemet som blot en sofistikeret regneteknik, der kunne redegøre for og forudsige himmellegemernes bevægelser. Kopernikus selv var overbevist om, at systemet gengav den virkelige verden, sådan som Gud havde skabt den. I filosofisk henseende var han realist og ikke instrumentalist.

Værket var dedikeret til paven

Det kopernikanske verdensbillede var forvirrende og problematisk, men det blev ikke oprindeligt set som værende i strid mod den sande tro og de kirkelige autoriteter. Ifølge en sejlivet myte ventede Kopernikus med at publicere Revolutionibus til sit livs slutning af frygt for repressalier fra Kirken. Myten har dog intet med den historiske virkelighed at gøre, men er en ideologisk konstruktion af senere dato.

Tværtimod blev Kopernikus tilskyndet til at udgive sit værk af den katolske kirke, og da det udkom, var det med en dedikation til paven, Paul III (1468-1549). Naturligvis var Kopernikus klar over den konflikt, der kunne være mellem hans kosmologi og en bogstavelig læsning af Bibelen med dens faste og ubevægelige Jord. Men han mente ikke, at konflikten var reel, for kun ‘dumrianer’ – Kopernikus’ udtryk – ville opfatte Bibelen som en præcis naturbeskrivelse.

Som bekendt ændrede det neutrale forhold mellem kopernikanismen og Kirken sig fra omkring 1600 og med kulminationen i 1633, da Galilei blev domfældt og tvunget til at benægte sit kætterske forsvar for det heliocentriske verdensbillede.

Kopernikus nyfortolkede astronomisk data

Kopernikus ‘opdagede’, at Jorden er en planet i bevægelse og ikke det urokkelige midtpunkt i universet. Denne indsigt var dog ikke baseret på nye observationer, men udelukkende på en teoretisk nyfortolkning af astronomiske data.

Det samme var tilfældet med den græske astronom Aristarchos (cirka 310-230 f.Kr.), der allerede i oldtiden havde foreslået et heliocentrisk system, hvilket Kopernikus var bekendt med.

I De revolutionibus nævnte han ikke Aristarchos, men derimod filosofferne Herakleides (cirka 390-310 f.Kr.) og Philolaos (cirka 450 f.kr.), der endnu tidligere havde overvejet en bevægende Jord.

Jorden får planetstatus

Under alle omstændigheder blev Kopernikus’ nye system af afgørende betydning for den naturvidenskabelige revolution og frigørelsen fra det hævdvundne verdensbillede og den aristoteliske naturfilosofi. Ved at give Jorden status af en roterende planet og gøre Månen til blot en lokal satellit i stedet for en planet, åbnede Kopernikus op for en ødelæggende kritik af al tidligere fysik.

Den knæsatte tvedeling af universet i to helt forskellige dele, nemlig den jordiske region under Månen og den himmelske region over den, gav ikke længere mening. Det fulgte af det nye system, at hele universet var tilgængeligt for fysiske undersøgelser og at de æteriske regioner ikke fulgte helt andre love end dem, der gælder på Jorden.

Newtons verdensbillede bygger på Kopernikus’ teori

Det verdensbillede, der på Newtons tid havde sejret i videnskabelige kredse, havde sine rødder i Kopernikus’ teori fra 1543, men på væsentlige punkter var det anderledes, endog anti-kopernikansk. I dag er det kun i en noget ahistorisk forstand, vi kan kalde os kopernikanere.

For Kopernikus var det afgørende, at Solen var ubevægelig og placeret i universets centrum, og at planeterne bevæger sig jævnt i cirkulære baner. Allerede 100 år senere vidste man, at Solen roterer og at den blot er en stjerne blandt mange andre.

Man vidste også, at planeterne bevæger sig i elliptiske, ikke cirkulære baner. Hvis Kopernikus var genopstanden i slutningen af 1600-tallet, ville han umuligt have kunnet erklære sig som kopernikaner.