Tycho de Brahe, a dán csillagász

Szerző: Csaba György Gábor

Gazdag év volt a természettudomány számára 1543. A tudományban hosszú évszázadok során alig történt előrelépés, de ebben az évben két korszakalkotó könyv is megjelent. Az egyik Vesalius műve volt, a „De humani corporis fabrica”, az emberi anatómia első pontos és hiteles atlasza, mely lehetővé tette az orvostudomány megújulását. A másikat Nicolaus Kopernikusz fromborki kanonok adta ki „De revolutionibus orbium coelestium” címmel; ebben a szerző az addig általánosan elfogadott földközéppontú világkép helyett napközéppontút ajánlott.

Kopernikusz azonban ragaszkodott ahhoz az elképzeléshez, hogy a bolygók egyenletes körmozgást végeznek. Ez pedig nem tette lehetővé az égitestek helyzetének pontos előrejelzését – holott erre fontos igény volt: a tengeri hajók a csillagászati táblázatok alapján navigáltak, és az adatok pontatlansága károkat, veszteségeket, sőt hajótöréseket okozott. Az új elméletet ezért egyelőre nem sokan fogadták el.

Három évvel Kopernikusz könyvének megjelenése (és a szerző halála) után egy igen előkelő főnemesi családban megszületett Tycho de Brahe. Családja diplomatának szánta, és 1559-től előbb Koppenhágában, majd német egyetemeken (Lipcse, Wittenberg, Rostock, Bázel, Augsburg) képeztették őt. Rá meglehetősen jellemző érdekesség, hogy egy alkalommal egy másik nemes ifjúval összevesztek egy matematikai tételen, s a vitát párbajjal döntötték el. Ennek során az ifjú kardjával lenyeste Tycho orrát – a csillagász ezután egész életében arany és ezüst ötvözetéből készült orr-protéziseket hordott, melyeket egy kis tégelyben mindig magánál tartott kenőccsel rögzített a helyére. A dolog később ízetlen tréfákra is alkalmat adott, pl. azt mondták róla: azért tudja olyan jól megfigyelni az égitesteket, mert nem csak a szemén, de az orrán is kilát.

Először tehát jogi tanulmányokba kezdett. Azonban 1559-ben látott egy – nem túl mutatós – részleges napfogyatkozást. A jelenséget természetesen előre jelezték a csillagászok, s ez a tény meglepően mély hatással volt a 14 éves Tycho-ra. Úgy látszik, azonnal elhatározta, hogy életét a csillagászatra teszi föl. Családja nem akart ebbe belemenni, ezért hogy ellenőrizze jogi tanulmányait, egy nála alig idősebb magántanárt (Anders Sörensen Vedel-t, akiből később az első nagy dán történész lett) adtak mellé. Így Tycho csak titokban foglalkozhatott csillagászattal, de ennek ellenére nagy szorgalommal belevetette magát. Egy kis éggömb segítségével megtanulta a csillagképeket, s egyszerű szögmérőkkel meg egy Jákob-pálcával megfigyeléseket végzett, míg mentora aludt. Műszereit az ágyában rejtegette a takaró alatt. Szakszerű oktatást nem kaphatott, mégis sikeresen elsajátította a csillagászat tudományának alapjait. Idővel rokonai belátták, hogy szenvedélye „gyógyíthatatlan”, s belenyugodtak.

1563-ban megfigyelte a Jupiter és a Szaturnusz oly szoros együttállását, hogy a két bolygó fénye szinte egybeolvadt a Rák és az Oroszlán csillagképek határa táján. Kénytelen volt megállapítani: a rendelkezésre álló csillagászati táblázatok elfogadhatatlanul pontatlanok: a jelenség időpontjában az ún. Alfonz-táblák egy hónapot, Kopernikuszé pedig néhány napot tévedett. Úgy gondolta, ez a pontatlanság megengedhetetlen (amiben igaza is volt); elhatározta, hogy pontosabb világképet s annak alapján pontosabb táblázatokat dolgoz ki.

Készített néhány jobb szögmérő műszert, többek között egy nagy quadránst. (Ne feledjük, hogy a távcsövet még nem találták föl, erre csak majd fél évszázad múlva kerül sor. Addig csak többé-kevésbé pontos szögmérők álltak a csillagászok rendelkezésére.) Ezekkel – többnyire német városokban – szorgalmasan végezte észleléseit. Eredményeit egy kis könyvbe jegyezte föl, hogy majd később ellenőrizhesse és fölhasználhassa őket. Köztük talán a legfontosabb volt az 1572-ben a Cassiopeia csillagképben feltűnt csillag megfigyelése. A jelenség nagy ámulatot és aggodalmat keltett a csillagászokban, mivel Arisztotelész óta úgy vélték: a csillagok közt (a Hold feletti égi szférában) nem történhetnek változások, csak a bolygók mozgása, de az is csak körpályán. Megpróbálták az égitestet Hold alattinak magyarázni, pl. üstökösnek, amit akkor még légköri jelenségnek hittek – de kitűnt, hogy a csillagokhoz képest nem mozdul el, tehát nem lehet üstökös. Tycho figyelte az „új csillagot” kb. 18 hónapig, azaz mindaddig, míg látható volt. Azután könyvet írt a titokzatos jelenségről, amelyről nem tudhatta, hogy valójában micsoda (ma már tudjuk: egy csillag robbanása, ún. szupernóva volt). Könyvére sokan felfigyeltek, köztük II. Frigyes dán király is. Ő meghívta Tycho-t a koppenhágai egyetemre, de ezt az ajánlatot Tycho nem fogadta el.

Eddig a csillagászok nem törekedtek túl nagy mérési pontosságra. Tycho azonban rájött: a bolygók mozgásának részletes elemzését csak a lehető legpontosabb adatok alapján lehet elvégezni. Tehát szüksége volt a korban elérhető maximális pontosságra képes műszerekre. Ilyeneket tervezett is, és amint módjában állt, el is készítette őket. A pontosság növelésének legegyszerűbb módja a műszer méretének növelése, ezért eszközei igazi monstrumok voltak, beállításukhoz gyakran több ember segítsége kellett.

Az volt a terve, hogy keres magának valahol német vagy svájci földön egy megfelelő helyet, ahol letelepedve obszervatóriumot építhetne magának. Választása Baselre esett. De mielőtt oda utazhatott volna, a dán király ismét kecsegtető ajánlatokkal kezdte „bombázni”, s végül felajánlotta neki Hven szigetét, hogy ott teljhatalmú úrként éljen s a király költségére építse meg csillagvizsgálóját. Némi habozás után Tycho ezt már nem utasította vissza. 1576-tól megépítette az obszervatóriumot (Uraniborg néven), felszerelte műszerekkel – s közben fejedelmi módon élt és uralkodott kis birodalmában. 17 évig dolgozott zavartalanul hatalmas és igen pontos műszereivel, s minden derült éjszakát kihasznált. Ez idő alatt kora legpontosabb megfigyeléseit végezte el és jegyezte föl (a mérés bizonytalanságának mértékével együtt). Először kimérte mintegy 1000 csillag pontos koordinátáit, figyelembe véve a légköri fénytörést és a precessziót. A bolygópozíciókat ezután úgy határozta meg, hogy megmérte három közeli csillagtól mért szögtávolságukat, s ezekből számolta ki a bolygó adatait. Sok csillag esetében is ugyanígy, három másik, már kimért csillaghoz viszonyította a pozíciót. A méréseket igyekezett olyan gyorsan végezni, hogy egy, vagy lehetőleg fél perc alatt elkészüljön, nehogy közben az égitestek helyzete észrevehetően megváltozzék. Ez természetesen sok gondos munkát és rengeteg bonyolult számítást igényelt, de így igen pontos eredményekhez jutott. Gondosan megvizsgálta a Nap és a Hold mozgását is, és ezekben egyenlőtlenségeket fedezett föl és mért ki (a Hold esetében a ma variációnak, ill. évi egyenetlenségnek nevezett változásokat). A légköri fénytörést (refractio) alighanem némileg pontatlanul vette figyelembe, mert úgy vélte, hogy ez a Nap esetében más, mint a csillagoknál.

1577-ben fényes üstökös tűnt föl. Tycho ezt is alaposan megfigyelte, és bebizonyította: az égitest egészen bizonyosan nem Hold alatti volt, hanem a Holdnál legalább hatszorta messzebb kellett lennie. Ebből arra következtetett, hogy az égen nem lehetnek szilárd kristályszférák, mint azt eddig általában hitték, hiszen azokat az üstökösnek, miközben közeledett, majd távolodott tőlünk, szét kellett volna törnie.

A Naprendszerről – ezt is figyelembe véve – felújított egy régi görög elméletet, Hérakleidész elképzelését. Eszerint a világ közepe a Föld, de csak a Hold és a Nap kering körülötte (körpályán). A bolygók, szintén körpályákon, a Nap körül keringenek. Az égi mozgásokat a Földhöz viszonyítva ez a kép lényegében helyes, ha a köröket ellipszisekkel helyettesítjük. (Csak az a gond, hogy mai fizikai ismereteink alapján dinamikailag bajos lenne megindokolni – de akkor még nem törődtek dinamikai megfontolásokkal.) Elméletét „De mundi aetheri recentioribus phaenomenis” című könyvében fejtette ki 1588-ban.

Sajnos miután II. Frigyes elhunyt, utóda nem támogatta az udvari csillagászt ugyanolyan gazdagon és türelmesen. Tycho számított rá, hogy Uraniborg nem marad örökre az övé. Eszközeit eleve hordozható kivitelben készítette el, s a szigetről távoztában magával vitte őket. Két esztendeig vándorolt Európában, míg 1599-ben II. Rudolf német-római császár és magyar király Prágába hívta és udvari csillagásznak nevezte ki. Itt – pontosabban a Prágától kb. 20 km-re levő  Benatkyban – újra felállította műszereit s folytatta mind a megfigyeléseket, mind a bolygópályák meghatározásának próbálkozásait. Meghívta Johannes Keplert munkatársnak, aki akkor éppen állás nélkül volt s örömmel elfogadta a meghívást.

Hamar kiderült, hogy a két csillagász sehogy sem fér meg egymással. Napirenden voltak köztük a súrlódások, viták, sőt botrányok. Ráadásul Tycho nagyúrként élt, Keplernek pedig csupán szegényes és rendszertelen jövedelmet biztosítottak.

Amikor 1600-ban Kepler megérkezett Benatekbe, Tycho és egyik segédje, Longomontanus épp a Mars pályájával vesződött. Kepler nagyképűen kijelentette: ha rá bízzák a problémát, ő vállalja, hogy 8 nap alatt megoldja azt. Szaván is fogták: Longomontanus átállt a Hold vizsgálatára? Kepler pdig megkapta a Marsot. Tapasztalnia kellett azonban, hogy amit vállalt, jóval nehezebb, mint gondolta. A 8 napból 8 év lett, de ezt „főnöke” már nem érte meg.

Tycho ugyanis 1601 október 13-án egy lakomán rosszul lett, mert udvariasságból túl sokáig visszatartotta vizeletét. Hazavitték, ám már későn. Néhány napi szenvedés után elhunyt, de előbb Keplerre bízta munkája folytatását. Persze az említett Hérakleidész-féle elképzelés bizonyítására gondolt, bár sejtette, hogy az talán mégsem helyes – és hogy talán éppen Kepler fogja azt megcáfolni és megtalálni a helyes elméletet. További néhány nap múlva Keplert a király kinevezte Tycho helyett udvari csillagásznak – de ez már egy másik történet.

Mérési adatait Tycho maga egy hatalmas műben foglalta össze, amelyet később kiegészítettek utolsó éveinek eredményeivel is (Historia coelestis, 1666). Az A4-esnél is nagyobb alakú könyv 977 számozott oldalból áll. Elején ajánlások, Tycho képe, előszó stb. található, majd a 22.-től a 92. oldalig minden olyan megfigyelés felsorolása, amit az ókor óta Tycho-ig készítettek, és amihez egyáltalán hozzá tudtak jutni. Ezután Tycho önéletrajza következik, utána pedig a 99. oldaltól Tycho eredményei. Ez utóbbiak töltik ki tehát a kötet mintegy 90 %-át!

Mint önéletrajzából is kiderül, Tycho babonás volt s hitt az asztrológiában. Bár be kellett ismernie, hogy egyelőre nem ért el kielégítő eredményeket benne, mégis állítja, fontos felfedezéseket tett. Ám „nem mindenki tud kellő körültekintéssel élni, felülemelkedve a babonákon és a túlzott hiszékenységen, amely egyetlen teremtményt sem illet meg. Ezért semmit, vagy legalábbis igen keveset fogunk idevonatkozó felfedezéseinkből nyilvánosságra hozni… Nem hasznos dolog ugyanis, ha ilyesmik közismertté válnak, és nem is megnyugtató dolog...”

Talán nem lesz érdektelen Tycho önéletrajzának elejét is ide iktatnom, hogy stílusát legalább néhány mondat erejéig élvezhessük.

Elérkeztünk a Krisztus születése utáni 1582. esztendőhöz. Ez nem megvetendő s nem szerencsétlen módon a Csillagászat küszöbön álló újjászületésére virradt föl.

Ez évben XIII. Gergely pápa új törvényeket szabott a Julián-naptárnak, hogy a niceai kánonok és legszentebb, legkegyesebb határozatok jobban érvényesüljenek.

S ugyanebben az évben kezdte meg Tycho Brahe a „Commentarium Animadversionum Coelestium”-ot, amit III. Ferdinánd császár is támogatott, s a most uralkodó legjobb és leghatalmasabb Lipót császár a köz javára és olvasói hasznára „Historia Coelestis” címen kiadott.” (A cikk szerzőjének fordításai)


A cikk a Magyar Tudományos Akadémia oldalán megjelent írás szerző által engedélyezett eredeti kéziratos változata.