Store opdagelser: Tycho Brahe og astronomiens genfødsel

I 1572, da Tycho Brahe så den forunderlige stjerne, havde han allerede studeret både filosofi og jura, der var mere passende for en adelsmand. Men han havde tidligt fattet interesse for himlen og besluttet sig for at vie sit liv til de astronomiske videnskaber.

Nu var Tycho Brahe naturligvis ikke den eneste, der bemærkede det lysende himmelfænomen, men han var den første til at drage vidtrækkende astronomiske og kosmologiske konklusioner fra det.

Han beskrev sine iagttagelser i skriftet ‘De nova stella’ (Om den Nye Stjerne, 1573), der i dag regnes som en af astronomihistoriens absolutte klassikere, og som allerede dengang satte Tycho Brahe på verdenskortet som en førende astronom.

Stjernen var en supernova

I dag ved vi, at stjernen var en supernova kaldet SN 1572, en eksploderende stjerne i en afstand af cirka 9.000 lysår fra Jorden. Det var Tycho Brahe naturligvis ikke klar over. Derimod var han klar over, at det faktisk var en stjerne, og det beviste han gennem meget omhyggelige observationer.

Blandt andet påviste han, at den klart lysende plet gennem måneder fastholdt sin afstand til andre af Cassiopeias stjerner. Og han kunne ikke finde nogen parallakse for den, som man skulle forvente, hvis pletten var et atmosfærisk fænomen. Det var godt nok forunderligt.

En stjerne skabt af Gud

Naturen af den nye stjerne – eller hvad det nu var for noget – vakte voldsom diskussion blandt Europas astronomer, og mange fremkom med alternative forklaringer. For Tycho Brahe var der dog ingen tvivl om, at der var tale om en stjerne skabt af Gud. Når han betegnede den som et mirakel, mente han det helt bogstaveligt.

Ej heller var han i tvivl om, at fænomenet var i direkte modstrid med den hævdvundne aristoteliske opfattelse om stjernehimlens uforanderlighed. I ‘De nova stella’ konkluderede han, at vel var stjernehimlen ædel og ophøjet, men den var ikke desto mindre foranderlig ligesom den jordiske verden.

I 1570’erne var dette en meget radikal påstand, og det tog tid, før den blev alment accepteret.

Tycho Brahe bygger Uraniborg

Tycho Brahes videnskabelige indsats vandt imidlertid ikke kun indpas hos fagfæller. Også den danske Frederik II værdsatte hans arbejde og forlenede ham i 1576 med øen Hven i Øresund.

Her byggede Tycho Brahe det navnkundige slot Uraniborg, der mere havde karakter af en forskningsinstitution end af en fornem adelsmands smukke slot. Tiden på Hven fra 1576 til 1597 blev særdeles frugtbar for Tycho Brahe og dansk naturvidenskab.

Det første vigtige resultat var analysen af en stor komet, der først var blevet iagttaget fra Peru den 1. november 1577, og som Tycho Brahe så fra Uraniborg 12 dage senere.

Kometer var langtfra nye, og der havde været beretninger om ‘hårstjerner’ allerede i oldtiden, hvor fænomenerne normalt blev set som uheldssvangre varsler og som himmellegemer, der hørte til i atmosfæren mellem Jorden og Månen. Men Tycho Brahes observationer fortalte en anden historie.

Tycho sluttede, at den store komet var meget længere væk end Månen, ja, måske længere væk end selv Venus. Kometer måtte således være himmelske og ikke atmosfæriske fænomener i modstrid med, hvad Aristoteles og andre autoriteter havde hævdet.

Hvad mere var – den store komet bevægede sig tilsyneladende uhindret gennem Venus’ bane, hvilket betød, at den traditionelle forestilling om faste krystalhimmelsfærer, der bærer planeterne rundt i deres omdrejninger om Jorden, måtte forkastes.

Nye fænomener med detaljerede beskrivelser

I bogen ‘De mundi aetheri recentioribus phaenomenis’ (Om de Nye Fænomener i Æterverdenen, 1588) gav Tycho Brahe en detaljeret beskrivelse af sine observationer og konkluderede: ‘Det kan fastslås med tilstrækkelig sikkerhed, at hele himlen er gennemsigtig og klar og ikke fyldt med faste og virkelige sfærer.’

Dermed forsvandt endnu en bestanddel af det verdensbillede, der havde været accepteret siden oldtiden.

Man måtte nu forestille sig planeterne frit bevægelige i verdensrummet uden sfærer som styrende mekanismer. Selv om Tycho Brahes forståelse af kometernes baner og afstande var innovativ, var hans forståelse af deres betydning traditionel. Hans bog fra 1588 var ikke mindre rig på astrologiske varsler end de fleste andre af datidens beretninger om kometer.

Tycho Brahe beundrede Kopernikus

Det etablerede verdensbillede stammede fra antikkens Grækenland, især fra Aristoteles (384-322 f.Kr.) og Ptolemaios (ca. 100-165), hvis Almagest fra cirka 150 var den traditionelle astronomis hovedværk.

I middelalderen var astronomernes verdensbillede blevet forenet med kirkens opfattelse af verden, og stadig i slutningen af 1500-tallet var det den foretrukne forståelse af universet. Billedet af planeterne og deres bevægelser kunne Tycho ikke længere tage alvorligt, men han beholdt andre dele af det.

Allerede som ung havde han stiftet bekendtskab med Kopernikus’ (1473-1543) alternative astronomi, som han på mange måder beundrede og værdsatte – han kaldte Kopernikus ‘den anden Ptolemaios’.

Beundringen gjorde ham dog ikke til kopernikaner, for den var i det væsentlige begrænset til Kopernikus’ matematiske teori for planeterne, mens den ikke omfattede den heliocentriske kosmologi, der trods alt var kernen i det kopernikanske alternativ.

Argumenter var baseret på aristotelisk fysik

Men hvorfor tilsluttede den innovative og progressive Tycho Brahe sig ikke den nye og, skulle det vise sig, sejrrige teori om et univers med Solen i midten? Tycho angav flere videnskabelige grunde og også sådanne, som vi i dag nok vil kalde uvidenskabelige (men ikke var det for Tycho og hans samtidige).

Til de videnskabelige hørte fraværet af en iagttaget stjerneparallakse, der ifølge Kopernikus måtte findes som et resultat af Jordens årlige omdrejning om Solen.

Til de mindre videnskabelige hørte de bibelpassager, der taler om en urokkelig Jord i verdens midte. Desuden brugte han fysiske argumenter imod hypotesen om en bevægende Jord, men vel at mærke argumenter baseret i den aristoteliske fysik.

Endelig troede han ikke på Kopernikus’ teori om et gigantisk tomrum mellem Saturn og stjernehimlen, da man ellers ikke ville kunne redegøre for den manglende stjerneparallakse. Et sådant kosmisk tomrum fandt han uskønt, usandsynligt og uøkonomisk – kort sagt imod Guds skaberplan.

Brahe præsenterer det ‘tychoniske system’

Efter at have afvist såvel det ptolemaiske som det kopernikanske system så Tycho Brahe ingen anden udvej end at konstruere sin egen model for universet. Han præsenterede det ‘tychoniske system’ i sin bog om den store komet.

I overensstemmelse med traditionen beholdt han den faste og hvilende Jord i universets midte og med Solen og Månen kredsende om Jorden. Men alle de øvrige planeter fra Merkur til Saturn kredsede her i cirkelbaner om Solen.

Yderst var der, som hos både Ptolemaios og Kopernikus, en kugleskal med plads til stjernerne. I modsætning til det kopernikanske systems kolossale tomrum nåede Saturn i sin yderste bane næsten helt ud til stjernerne. Tychos univers var mere overskueligt og langt mindre end Kopernikus’:

Middelafstanden fra Jorden til Saturn var ca. 10.500 jordradier, og afstanden til stjernerne blot omkring 13.500 jordradier.

Hans univers havde altså en radius af størrelsesordenen 86 millioner kilometer, mindre end den afstand vi i dag ved Jorden har fra Solen. Hele systemet var desuden konstrueret så snedigt, at det var matematisk ækvivalent med Kopernikus’ heliocentriske system. Man kunne altså dengang ikke skelne observationelt mellem de to verdensbilleder og dermed ikke afgøre, hvilket verdensbillede der var det rigtige.

Tychos system var et attraktivt alternativ

I ‘De mundi aetheri’ behandlede Tycho også, hvad man kan kalde fysisk astronomi, idet han spekulerede over stjernernes natur. Han foreslog, at stjernerne var koncentrationer af den æteriske substans, der fyldte hele verdensrummet, på samme måde som Mælkevejen var det; blot var æteren koncentreret meget stærkere i stjernerne, end tilfældet var i den tågede Mælkevej.

Når stjernerne blinkede, var det, fordi de drejede sig om deres akser. Mens han i 1573 havde erklæret den nye stjerne for et uforklarligt mirakel, mente han nu, at den måske var en ufuldkommen og midlertidig koncentration af den himmelske æter.

I perioden fra omkring 1620 til 1660 havde det tychoniske system mange tilhængere, ikke mindst blandt astronomer i det katolske Europa. Efter processen mod Galilei i 1633, og den katolske kirkes fordømmelse af det heliocentriske system, blev Tycho Brahes system blandt mange set som et attraktivt alternativ.

Det bibeholdt jo den faste og centrale Jord og stred af denne grund ikke mod, hvad romerkirken opfattede som Bibelens lære.

Nyt værk argumenterer for Tycho Brahes verdensbillede

Den fremtrædende italienske astronom, jesuitten Giovanni Riccioli (1598-1671), skrev i 1651 et stort værk med titlen ‘Almagestum novum’ (Den Nye Almagest), hvori han argumenterede for Tychos verdensbillede. Flere katolske astronomer var dog ‘skabskopernikanere’ og tilsluttede sig kun det tychoniske system som en midlertidig erstatning.

Under alle omstændigheder var tiden løbet ud for Tychos hybridsystem i slutningen af 1600-tallet. Trods alt var det grundlæggende forkert.

Når Tycho Brahe har en helt særlig position i astronomiens historie, skyldes det alligevel ikke så meget hans verdensbillede som hans observationsmæssigt velbegrundede kritik af den traditionelle astronomi. Hans program for en reformation af astronomien var baseret på nye og egne målinger, der erstattede de gamle og utilstrækkelige.

Med sine overlegne instrumenter og forbedrede observationsmetoder opnåede han en hidtil ukendt nøjagtighed. Det samlede resultat af Tychos indsats blev en drastisk forbedring af observationsdata, der nu blev bestemt med en nøjagtighed af samme størrelsesorden som øjets opløsningsevne (en vinkel på omkring 1 bueminut).

Med andre ord: Han havde praktisk talt nået grænsen for den nøjagtighed, der var teoretisk mulig før kikkertens indførelse i den astronomiske videnskab.