無邊無際的星空吸引了無數(shù)人仰望它,幾乎每個人都想過遠方夜空的真實面目。
這種思考引起了太多的爭論,天文學也經(jīng)歷了推陳出新。
如今,我們常常認為地球繞太陽轉,宇宙浩瀚,星辰遙遠。
幾千年前的人們對宇宙的看法與我們不同。
哈勃太空望遠鏡拍攝,星系名Arp273
被稱為水晶球系統(tǒng)的亞里士多德提出了最早的完整宇宙觀。
他認為整個宇宙是有限和封閉的,就像一層一層的“球形透明殼”日月星辰依附于“球形透明殼”上,一起運轉。
因為亞里士多德認為“月球軌道恒古不變”。
因此在他看來,星辰變換、流星劃過、新星爆發(fā)只是地球的氣象變化。
后來托勒密的地心說,他仍然認為宇宙是一個有限的球體。
地球就在這個有限的球體中央,其它的星體繞著地球轉,劃出一個偏心圓。
勒密將繞地球劃出的圓稱為“均輪”,每一個小圓都叫“本輪”。同時,假設地球不是均勻輪的中心,而是偏離一定距離“偏心圓”。
這兩種理論都有相似的邏輯:有限而不變的宇宙和地心。
這也使得兩者在一定程度上相互印證,地心說被大多數(shù)人所接受。
13世紀以后,水晶球體系被宗教官員認可,正式成為教會的教條。
而打破同心水晶球體系的日心說則是命運坎坷。
雖然哥白尼提出的日心說只是“日心地動”它符合現(xiàn)代宇宙觀,但也代表著天文學朝著正確的方向發(fā)展。
后來天文學家走了兩個方向,支持地心說或日心說。
但是第谷不同,他既不同意日心說的異端理論,也無意中證實了地心說的不合理之處。
作為當時著名的大天文學家,他做出了符合自己身份的決定——提出了一個全新的宇宙系統(tǒng),試圖折中日心說和地心說。
他認為除了地球之外,所有的行星都繞著太陽轉,而太陽則帶著每一顆行星繞著地球轉。
這個新理論贏得了很多人的認可,也成為了清代“欽定”官方天文學。
直到他死后的50年,第谷體系仍被視為最優(yōu),而此時地心說已經(jīng)打完了。
雖然第谷系統(tǒng)不夠“接近宇宙的真實情況”而且不能真正領先于日心說。
但當時,第谷系統(tǒng)比日心說更經(jīng)得起推敲。
這是因為當時第谷建造了許多相當先進的觀星儀器,而且大部分都是他的新作。
盡管沒有望遠鏡,第谷還是準確地計算了火星的位置,黃經(jīng)誤差小于2分。
在他計算的太陽運動表中,誤差甚至不超過20秒,而哥白尼的太陽表誤差高達15~20分。
表示角度使用度、分、秒。在度與分、分與秒之間采用六十進制,距離越遠,角度偏差越大。
除了不同時代的局限之外,很大的原因是權力和金錢。
第谷的父親是丹麥皇家法院的重要人物,母親來自一個富有父親和政治家的家庭。
他的父親曾經(jīng)答應把他送給沒有孩子卻富可敵國的叔叔。
但是由于他的兩兄弟在生完孩子后就去世了,這使得第谷的父親反悔。
結果,未經(jīng)父母同意,他的叔叔強行帶走了第谷,從一個官二代變成了富二代。
13歲時,他進入哥本哈根大學攻讀法律,卻愛上了天文學。
這是一種預測的日食,因此,日食的實際時間與預測時間相差只有一天。
這深深地震撼了第谷,他開始主動學習天文學,研究了所有的星歷,發(fā)現(xiàn)沒有兩個是一樣的。
此時他才17歲,已經(jīng)有了通過測量徹底了解宇宙的想法。
由于經(jīng)濟繁榮和政治上的天賦和關系,第谷比當時的大多數(shù)天文學家都要舒適。
簡而言之,有錢有權,他可以隨意搭建輔助測量工具,也可以得到多個國王的支持。
后人最容易記住的是肉眼觀星、金屬鼻子和奇怪的死亡。
1566年12月,年輕氣盛的第谷在教授的家庭宴會上與貴族發(fā)生爭吵。
第谷本是一個脾氣暴躁、善于爭吵的人,他們反復爭吵,導致了一場決斗。
決斗之夜,滿天星辰?jīng)]有給第谷力量,他終于被割斷了部分鼻梁。
他開始對醫(yī)學和煉金術,他開始對醫(yī)學和煉金術感興趣。
他用金、銀、銅做了幾種不同的錢“鼻梁”為了在不同的場合有不同的選擇。
機械朋克風的樣子
盡管鼻梁看起來很滑稽,但是第谷的天文學成就足以讓人忘記這一點滑稽。
當時大家只能選擇肉眼觀星,但沒有一個精度能趕上他。
因此,他也被稱為最后一位天文學家。
一次超新星爆發(fā)發(fā)生在1572年,吸引了許多天文學家的觀察。
第谷是唯一一個會詳細記錄和計算這次爆發(fā)的人,這也成為了他懷疑的主要原因。
超新星的距離是通過多種方式計算出來的,但無論如何,這次大爆發(fā)都落在了月球外的地區(qū)。
再加上他意識到彗星軌道不可能是一個完美的圓形,必然會超出月球的范圍。
以上兩點和亞里士多德所說的“月球以外的地區(qū)是恒古不變的”相反,托勒密的地心被間接駁倒。
由于這個原因,第谷感到害怕,他開始尋求一種折中的方式來解釋地心說和日心說,這也有第谷系統(tǒng)。
天文學家利用錢德拉X射線天文臺從2000年到2015年拍攝的照片,首次合成了第谷超新星遺跡隨時間演變的動態(tài)圖像。
他曾經(jīng)為不同的國王工作(制作星歷、計算星體軌跡等),許多國王都想留住他。
為了留住他,丹麥國王提供了一整個島(汶島)為他建造天文觀測臺。
他在汶島工作了20年,完成了大量的計算,也完善了自己的第谷體系。
最后,由于多次與新上任的丹麥國王爭吵,變得不受歡迎。
他也不打算留下來,搬到了圣羅馬帝國的布拉格,在這里他遇到了前來學習的開普勒。
開普勒擅長計算,所以希望開普勒能幫助他做天體運算。
但是開普勒和第谷在一起工作,卻有兩個不可調和的問題。
一方面,第谷不愿意讓開普勒接觸他的太多信息。
另一方面,開普勒同意日心說而不是第谷系統(tǒng)。
生來貧窮的開普勒,在第谷辦公室工作必然要談工資。
結果又因為第谷的脾氣,兩人鬧翻后,開普勒就離開了。
后來,第谷主動向開普勒表態(tài),希望重歸于好,開普勒也坦然接受。
但是這種既師又友的友誼并沒有堅持太久。
在參加大型宴會時,第谷為了遵守社交禮儀,拒絕半途而廢。
結果回到家后,泌尿系統(tǒng)出現(xiàn)了問題,11天后便去世,第谷也成了第一個憋尿而死的天文學家。
還有傳言說,第谷的暴亡其實還有另外一個秘密,他是丹麥新國王派人用水銀毒死的。
甚至有人懷疑開普勒,說他可能為了得到第谷的實驗室而毒害了他的老師。
2010年由捷克共和國和丹麥科學家組成的一個調查小組進行的尸檢顯示,第谷不太可能死于謀殺,很可能死于膀胱破裂。然而,400多年前發(fā)生的這樣一起死亡事件仍然充滿了疑問。
臨死前,第谷將畢生數(shù)據(jù)交給開普勒,可見他對開普勒寄予厚望。
他希望開普勒能在天體系統(tǒng)中選擇第谷系統(tǒng),這也是他最后的愿望。
后來,開普勒真的不負眾望,從第谷的數(shù)據(jù)中得到了啟示,制定了開普勒三定律。
幾千年來,他把人們信仰的圓形軌道換成了橢圓軌道,但他仍然選擇了基于哥白尼的日心模型進行改造。
16世紀,第谷o布拉赫(TychoBrahe)的靈柩
第谷和開普勒兩人從未聯(lián)合發(fā)表過作品,但卻有著最成功的互補與合作。