他肉眼觀星準確度堪比儀器,曾助開普勒發現三定律
無垠星空吸引了無數人仰望它,幾乎所有人都曾思考過那遙遠夜空的真實樣貌。
這份思考引起太多的爭論,天文學一途也歷盡了推陳出新。
現在的我們慣然認為地球繞著太陽轉、宇宙浩瀚、星辰遙遠。
數千年前的人們卻和我們有著不一樣的宇宙觀。
哈勃太空望遠鏡拍攝,星系名Arp 273
亞里士多德提出了最早的完整宇宙觀,被稱為水晶球體系。
他認為了整個宇宙是有限而封閉的,就像是一層層的「球形透明殼」,而日月星辰是依附在「球形透明殼」上,被攜帶著一起運轉。
因為亞里士多德認為「月球軌道以上恆古不變」。
所以在他看來星辰變換、流星划過、新星爆發都不過是地球的氣象變化。
隨後便是托勒密的地心說,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,其他星體則繞著地球轉,划出一個個本輪、偏心圓。
托勒密將繞地球划出的圓叫「均輪」,每個小圓叫「本輪」。同時假設地球恰好不在均輪的中心,而偏開一定的距離,則是「偏心圓」。
托勒密體系宇宙圖
兩者理論有著相似的邏輯在內:有限而不變的宇宙和地心之說。
這也使兩者一定程度上相互印證,地心說被多數人所接納。
而水晶球體系則在13世紀後才被宗教官方認可,正式成為教會欽定的教條。
而打破了同心水晶球體系的日心說卻是命運坎坷。
儘管哥白尼提出的日心說僅在「日心地動」上契合現代宇宙觀,但也已經代表天文學走向了正確的方向。
隨後天文學家走向了兩個方向,支持地心說或支持日心說。
但第谷不一樣,他既無法認同日心說這種異端學說,又無意中驗證了地心說的不合理之處。
第谷·布萊赫
作為當時名噪一時的大天文學家,他做出了一個符合身份的決定——提出一個全新的宇宙系統試圖折中日心說和地心說。
他認為除了地球,所有行星都繞著太陽轉,而太陽則帶著各個行星繞著地球轉。
這個全新理論贏得了不少人的認同,還成為了大清「欽定」官方天文學。
直至他死後的50年,第谷體系仍被視作最優,而此時地心說早已經玩完了。
第谷體系
儘管第谷體系因為不夠「接近宇宙真實情況」而無法真的領先於日心說。
但在當時,第谷體系較之日心說更經得起推敲。
這是因為第谷建設了許多在當時頗為先進的觀星儀器,且當中大多數都是他的新作。
儘管沒有望遠鏡,通過肉眼觀星,第谷依然精確地推算了火星的位置,黃經誤差小於2分。
這並不是偶然,在他推算出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則高達15分~20分。
表示角度使用度、分、秒。度與分、分與秒之間一律採用六十進位,距離越遠則角度帶來的偏差越大。
這其中除了不同時代的局限,很大原因是因為權和錢。
第谷的父親是丹麥皇家法庭的重要人物,母親來自一個盛產神父和政治家的家族。
他的父親曾答應將他送給沒有子嗣但富可敵國的伯父。
但因為他的孖生兄弟在生產後便死亡了,這讓第谷的父親反悔了。
結果他的伯父未經其父母同意便強行帶走了第谷,從此,第谷從一個官二代變成了一個富二代。
他13歲便入學哥本哈根大學,攻讀法律,卻愛上了天文學。
那是一次被預言的日食,結果日食發生的實際時間只和預言時間相差了1天。
這深深震撼了第谷,他開始主動學習天文學,研究了所有的星曆表,竟發現沒有哪兩個是相同的。
他此時方才17歲,已經有了通過測量徹底了解宇宙的想法。
經濟富裕以及政治上的天賦和關係,使得第谷在當時過得比大多天文學家自在。
總之有錢有權,他可以隨心建設輔助的測量工具,也可以得到多個國王的支持。
第谷渾儀
第谷最容易讓後人記住的,是肉眼觀星、金屬的鼻子和蹊蹺的死亡。
在1566年12月,年輕氣盛的第谷在一場教授的家宴上與一名丹麥貴族發生了爭吵。
第谷本就是一個脾氣暴躁、擅於吵架的人,他們反覆爭吵,並導致了一場決鬥。
原本的樣子
決鬥當晚,滿天星辰沒有賦予第谷力量,他最終被削去了一部分鼻樑。
為了做出一個鼻樑的替代品,他開始對醫學和鍊金術產生興趣。
他用金、銀、銅做了數款不同的「鼻樑」,以便在不同的場合下有不同的選擇。
機械朋克風的樣子
儘管鼻樑看起來滑稽,但第谷的天文學方面的成就足以讓大家忘了這點滑稽。
當時所有人都只能選擇肉眼觀星,卻沒有一個精度趕得上他。
他也因此被稱為最後一個肉眼觀星的天文學家。
1572年發生了一次吸引了眾多天文學家觀察的超新星爆發。
第谷是唯一一個將這次爆發詳細記載並計算的人,這也成為了他懷疑地心說的主要原因。
他通過多種方式計算超新星的距離,但無論如何,這場大爆發都落在月球之外的區域。
再加上他意識到彗星軌道不可能是完美的圓周形,必然超出月球的範圍。
以上兩點和亞里士多德所說的「月球以外的區域恆古不變」相對立,間接將托勒密的地心說駁倒。
為此,第谷感到惶恐,他開始尋求一種折中的方式解釋地心說和日心說,這也就有了第谷體系。
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利用錢德拉X射線天文台自2000年到2015年拍攝的照片,天文學家第一次合成了第谷超新星遺迹隨時間演變的動態影像。
他曾為不同的國王效力(製作星曆表、計算星體軌跡等),許多國王都希望留住他。
丹麥國王為了挽留他,提供了一整個島(汶島)給他建造天文觀測台。
他在汶島工作了20年,完成了大量的計算,更是完善了自己的第谷體系。
最終因為多次嘴欠和新上任的丹麥國王爭吵,變得不受待見。
他也無意停留,搬到了聖羅馬帝國的布拉格,在這裡他遇見了前來向他學習的開普勒。
開普勒擅長計算,為此第谷希望開普勒能幫他做天體運算。
開普勒
但開普勒和第谷在一起工作,卻有著兩點不可調和的問題。
一方面第谷不願意讓開普勒接觸太多他的資料。
而另一方面,開普勒是認同日心說而非第谷體系。
開普勒出生窮苦,在第谷處工作必然不可避免要談論薪資問題。
結果又因為第谷的暴脾氣,兩人鬧翻後,開普勒便遠走他鄉。
後來,第谷主動向開普勒表態,希望重歸於好,開普勒也坦然接受了。
但這份亦師亦友的友情並沒有堅持太久。
第谷(左)、開普勒(右)
第谷在參加一次大型宴會時,為了恪守社交禮儀,拒絕中途去解手。
結果回到家後泌尿系統出了問題,11天後便撒手人寰,第谷也就成為了第一個憋尿而死的天文學家。
也有傳言稱第谷的暴亡其實另有隱情,他是被丹麥新任國王派人用水銀毒死的。
甚至有人懷疑到開普勒,說他可能為了得到第谷的實驗室而毒死了自己的老師。
一個由捷克和丹麥科學家組成的調查小組於2010年所做的屍檢表明,第谷不太可能死於謀殺,很有可能死於膀胱破裂。然而這樣一樁400多年前發生的死亡事件,至今仍疑團重重。
臨死之前,第谷將畢生資料交由開普勒,可見他對開普勒寄予的厚望。
他希望開普勒可以在天體系統上選擇第谷體系,這也算是他最後的遺願。
開普勒後來確實不負所托,從第谷的數據中得到了啟示,做出了開普勒三定律。
他把人們千年來信奉不渝的圓形軌道換作了橢圓軌道,只是他依然選擇基於哥白尼的日心模型做改造。
16世紀,第谷?布拉赫(Tycho Brahe)的靈柩
第谷和開普勒兩人從未聯名發表過著作,卻有著最成功的的互補和合作。
第谷的墓志銘上寫著「他活著時像聖人,死的時候卻像個傻子」。
這說不定是他臨終前桎梏在自己計算的其他誤差中,始終不能完善,甚至意識到自己的體系錯誤。
他直到離世的時候才很難過地發現自己所了解的依然太少,儘管他已經是那時候數一數二的天文學家了。
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在真理面前,也許我們始終都像個傻子。
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