1. Indledning

Tychos interesse for astronomi blev meget stimuleret af en astronomisk begivenhed, der fandt sted den 11.november 1572. På denne dato opdagede Tycho nemlig en ny stjerne på himlen. det skete mens Tycho boede hos hans morbror Steen Bille på Herrevad Kloster i Skåne. Siden oldtiden havde det været et udbredt synspunkt, at fixstjernehimlen var stationær, og derfor var den nye stjerne, "nova stella" af stor betydning i astronomien. Gennem fire måneder iagttog Tycho stjernen. Den beholdt sin position, så det var ikke et atmosfærisk fænomem, men den blev gradvist svagere og svagere indtil den forsvandt. I 1573 udgav Tycho en bog om stjernen med titlen "De Nova Stella". Billedet her er fra bogen. Det viser den nye stjernes placering (I på billedet) i det w - formede stjernebillede Cassiopeia (F,E,A,B,G).

I 1776 fik Tycho Brahe som 29-årig Hven som len på livstid af Frederik 2. Her boede han de følgende 21 år, og skabte en en forskningsinstitution af stor betydning for naturvidenskabens udvikling. Her byggede han sit lille slot Uranienborg, og for at skabe stabilitet til instrumenterne skabte han det underjordiske observatorium Stjerneborg.

2. Tycho Brahes instrumenter

På Hven udviklede Tycho Brahe instrumenter af forskellige typer. Her giver vi en beskrivelse af syv af dem:

1. MURKVADRANT

Tycho Brahes store murkvadrant

På Uranienborg opførte Tycho Brahe en stor murkvadrant til måling af meridianpassager. Meridianen er den storcirkel på himlen, der går gennem zenith (det punkt, man har lige over hovedet) og det sydligste og nordligste punkt af horisonten. Det hedder en kvadrant, fordi man kun kunne måle en kvart meridian, nemlig den sydlige. - Selve instrumentet har været kendt siden Oldtiden. Billedet viser, hvordan Tycho Brahe udførte sine målinger. Måleinstrumentet på billedet er et meridianinstrument, så sigtelinien fra personen helt ude til højre til sigtemarkeringen i spalten i muren oppe til venstre hele tiden peger på et punkt i meridianen. I det øjeblik, hvor en stjerne passerer meridianen, aflæser personen helt ude til højre stjernens højde over horisonten på gradskalaen. Samtidig aflæser ham, der står på gulvet til højre, klokkeslettet for stjernens meridianpassage. Observationerne nedskrives af sekretæren, der sidder ved bordet, og Tycho Brahe overvåger, at det hele går rigtigt til. - Det er nu ikke Tycho Brahe selv, der er på billedet. Hele baggrunden er et vægmaleri. De mange streger på den inddelte skala bruges ved aflæsningen for at forøge nøjagtigheden. Princippet illustreres på figuren herunder til venstre:

  

Figuren viser 5° af en gradskala. Hver grad er delt i 6 dele med korte streger. Mellem to korte streger er der altså 1/6 grad = 10´. Aflæsningen af den røde sigtelinie er altså lidt over 3° 20`. Hvert 10´ mellemrum er delt i 10 dele med prikkerne. Den røde streg går mellem den 6. og den 7. prik er aflæsningen 3° 26´ 30". Ovenfor til højre viser vi et fotografi af en rekonstruktion af Tychos gradskala. Rekonstruktionen findes på Hven.

Observationstidspunktet bestemmer stjernens rektascension , og kulminationshøjden bestemmer deklinationen . Detaljerne herom er forklaret under omtalen af passageinstrumentet i 1690 Rømer.

Den schweiziske urmager Jost Burgi (Joost Bürgi, 1552-1632) lavede ure til Tycho Brahe. I 1577 købte Tycho et godt ur lavet af Burgi. Dette ur havde sekundviser. Burgis ure satte en ny standard for ures nøjagtighed, for første gang var urene egnede til visse typer af videnskabelige observationer. Vi ved ikke, hvor nøjagtige Burgis ure var, men man får en ide om det, når Tycho Brahe besværer sig over, at "... en fejl på fire sekunder på uret bevirker en fejl på et helt bueminut i bestemmelsen af en stjernes plads.

Burgi var også en af opfinderne af logaritmerne. De var en af datidens helt uundværlige regnetekniske hjælpemidler. Se "1614 John Napier".

2. SEKSTANT.

Der er ikke tale om et instrument af den type, som man i nyere tid brugte til navigation og i undervisning. Disse instrumenter indeholdt normalt en kikkert, og den var jo ikke opfundet på Tycho Brahes tid.

Tycho Brahes store, astronomiske sekstant fra 1582.

Tycho Brahes sekstant kunne drejes i alle retninger omkring den store kugle, som anes bag sekstanten. Den understøttes i sit tyngdepunkt, så den er (næsten) i ligevægt i alle stillinger. Afstanden mellem sekstantens spids A og gradbuen er 2,5 meter. Sekstanten var meget omhyggeligt konstrueret af træ. Gradskalaen og andre detaljer var af messing. Den vigtigste anvendelse af sekstanten er måling af vinkelafstanden mellem to stjerner. Sekstanten indeholder 2 sigtelinealer. Den betjenes derfor af to observatører. Den ene sigtelineal er sekstantens venstre kant CF. Den anden sigtelineal er den brede , hvide på billedet. Den kan dreje sig om punktet A. Når vinkelafstanden mellem to stjerner skal måles, drejes sekstanten og den drejelige sigtelineal så observator 1 sigter mod den ene stjerne langs CF samtidig med at observator 2 holder den hvide sigtelineal i den position, hvor den peger mod den anden stjerne. Vinkelafstanden mellem stjernerne kan så aflæses på gradbuen. Med dette instrument kunne Tycho Brahe observere mere nøjagtigt, end astronomer før havde kunnet. Han kunne måle vinklerne med en nøjagtighed på ½ bueminut , dvs 1/120 af en grad og 1/60 af Månens tilsyneladende diameter. En af grundene til den store nøjagtighed er sigtemidlerne: Foroven på sigtelinealerne kan man se en cylinder. På den nederste ende af sigtelinealen er der to spalter, hvis afstand er cylinderens diameter. Sigtet er korrekt indstillet, når stjernen kan ses på begge sider af cylinderen gennem begge spalter, når man flytter øjet fra den ene spalte til den anden.

3. AUGSBURGKVADRANTEN

I Augsburg fik Tycho Brahe (22 år gammel) bygget denne store kvadrant. Der er over 5 meter (!) fra centrum til cirkelbuen. Der skulle 20 mand til at flytte rundt med den.

Fordelen ved den store radius var, at der var langt mellem gradmærkerne på skalaen. Men kvadranten var for uhåndterlig, så på Hven byggede han en mindre. Kvadranten er ophængt øverst, så den hænger hele tiden lodret. Den kan bruges til måling af en stjernes højde over horisonten.

4. STJERNEBORGKVADRANTEN

Den store kvadrant på Stjerneborg.

Denne kvadrant stod stationært og forsænket i jorden på Stjerneborg. Når den ikke var i brug, var den beskyttet af en flytbar kuppel. Kuplen kan ses på billedet af Stjerneborg nederst på siden her og også i vores biografi af Tycho Brahe. Den vandrette sigtelinie er rettet mod horisonten, så når man sigtede mod en stjerne med den drejelige sigtelineal, kunne stjernens højde over horisonten aflæses på gradskalaen.

5. SIGTELINEALEN

Tycho Brahes specialkonstruerede sigtelineal

Den traditionelle måde at indrette sigtelinealer på, var at sigte gennem to huller i hver sin ende af sigtelinealen. Den metode har den ulempe, at man, for at kunne se blot nogenlunde svage stjerner gennem instrumentet, må lave sigtehullerne ret store, så pupillen kan blive dækket af lys fra stjernen under observationen. Og store huller giver dårligt sigte. Derfor konstruerede Tycho Brahe den sigtelineal, der er vist på figuren. Det øverste sigte er en kvadratisk plade med en smal revne for neden. Hullet i midten er ikke nødvendigt til selve observationen, det bruges måske ved indstillingen af sigtet. Nærmest øjet er der en plade magen til den første. På denne plade er der på de 3 sider fastgjort en halvcirkelformet plade, så der opstår 3 revner, hvis bredde kan varieres. Forneden i pladen er der en revne, svarende til den i den øverste plade. Instrumentet sigter da korrekt på en stjerne, når stjernen kan iagttages gennem alle 4 revner omkring den nederste plade - når man flytter øjet uden at flytte instrumentet. Brahe øgede sigtenøjagtigheden til ½ bueminut, dvs en tredsindstyvendedel af Månens diameter.

6. HIMMELGLOBUS

Tycho Brahes himmelglobus fra 1570

Denne himmelglobus er den første, der nogensinde er blevet lavet. Kuglen er af træ, og den er beklædt med messingplader. Diameteren er 150 cm. Omkring kuglen er der inddelte kredse. Kuglen kan drejes, så man kan aflæse stjernernes koordinater på kredsene. På billedet kan man se ekliptika gennem dyrekredsens billeder: Tvillingerne, Krebsen og Løven. Endvidere ses himlens ækvator , der danner en vinkel på 23° med ekliptika. I 1595 havde Tycho Brahe afmærket 1005 fixstjerner på kuglen, - med nye, nøjagtige positioner. Himmelgloben brændte ved Rundetårns brand i 1728.

7. ÆKVATORIALARMILLARSPHERE

Tycho Brahes ækvatorialarmillarsphere

Aksen i midten peger mod Himlens Nordpol, så den cirkelring, hvis plan står vinkelret på aksen svarer til Himlens ækvator. Når man sigter på en stjerne gennem sigtekornene O og M, kan man aflæse stjernene rektascension og deklination på skalaerne. Man skal først finde forårspunktets beliggenhed ved observation af en stjerne med kendt rektascension. Ækvatorialarmillarspheren bruges altså til bestemmelse af en stjernes ækvatorkoordinater . Metoden giver ikke så god nøjagtighed som murkvadranten. Tycho Brahe brugte vist mest ækvatorialarmillarspheren til kontrolmålinger. Der er udkommet et frimærke med et billede af ækvatorialarmillarspheren, men den ser anderledes ud på Frimærket:

Opgave 18 Hvorfor er de to billeder af ækvatorialarmillarspheren så forskellige?

3. Tycho Brahes arbejde som astronom

Inden Tycho Brahe kom til Hven, holdt han forelæsninger på Københavns Universitet. I disse forelæsninger behandlede han planeternes bevægelser efter Kopernikus teorier, og under brug af hans data, men alt blev henført til en hvilende Jord.

Tycho observerede hyppigere og mere planmæssigt end nogen tidligere astronom, og resultaterne blev ordnet overskueligt. Som den første korrigerede han sine data for refraktionen . Blandt resultaterne var et stjernekatalog, den første virkelige forbedring på dette område siden Hipparchos. Hans hyppige målinger af planetpositioner blev udgangspunkt for Keplers arbejde. Hans teori for Månens bevægelse indeholdt 4 nye pertubationer. Han opdagede også, at de andre planeters akser ligesom Jordens udfører en præcessionsbevægelse (se Hipparchos). Tycho Brahe observerede 7 kometer. Han påviste, at kometerne bevæger sig blandt planeterne, langt fjernere end Månen. Han blev altså klar over, at den nye stjerne og kometerne er himmellegemer, og ikke atmosfæriske fænomener, som Aristoteles havde troet. Samtidig havde Brahe vist, at der ikke findes hårde, uigennemtrængelige planetsfærer, som Aristoteles havde hævdet, og endelig at fixstjernehimlen ikke, som Aristoteles havde hævdet, var uforanderlig.

4. Det Tychoniske Verdensbillede

Tycho Brahe kendte godt Det Kopernikanske Verdensbillede, men han troede ikke på det. Han prøvede nemlig på af måle parallaksen for en række stjerner, men han fandt ikke den ændring af sigtelinierne, som skulle findes, hvis Jorden gik rundt om Solen. Dette forhold havde Kopernikus forklaret ved at afstanden til stjernerne var så stor, at parallaksen var mindre end datidens målenøjagtighed. Det troede Tycho Brahe ikke på. Tycho antog bl.a. af denne grund, at det var Solen, der gik rundt om Jorden, og at stjernerne befandt sig lige uden for Saturns bane, således som det var opfattelsen i antikken. Thycho Brahe holdt fast ved det synspunkt, at alle bevægelser på himlen er epicykler, altså sammensat af jævne cirkelbevægelser. Han nåede ikke at opleve Keplers elliptiske planetbaner.

Det tychoniske verdensbillede

Figuren ovenfor er fra en af Tycho Brahes egne publikationer. Foroven ses yderst fiksstjernehimlen med Jorden i centrum. Over Jorden ses Solen, der bevæger sig i en bane rundt om Jorden. Rundt om Solen er de 5 planeters baner tegnet. På den nederste tegning er der også vist banen for en komet. Læg mærke til at Tycho Brahe forestillede sig stjernerne beliggende i et ret tyndt område lige uden for planetbanerne. (Det var han på en måde nødt til. For hvis stjernerne var langt væk, skulle de jo have en satans fart på for at nå rundt om Jorden på et år (eller endda et døgn!))

Nogle af Tycho Brahes håndskrevne optegnelser er bevaret. På figuren nedenfor vises et udsnit:

Det Tychoniske Verdensbillede, tegnet af Tycho Brahe selv.

Forneden ved C ses den stillestående Jord. Foroven ved h (Helios: Solen) ses Solen, og dens bane omkring Jorden er skitseret. Rundt om Solen ses baner for Merkur, Venus og en komet. Samtidig følger disse himmellegemer Solen rundt om Jorden, så deres baner er egenlig epicykloider. Læg mærke til, at kometens hale hele tiden (korrekt) vender væk fra Solen.

Det Tychoniske System var et kompromis mellem det Ptolemæiske og det Kopernikanske. Efter processen mod Galilei fandt det Tychoniske System mange tilhængere blandt katolske astronomer.

5. Konklusion

Tycho Brahe udviklede nye instrumenter, hvis målenøjagtighed overgik alt, hvad der tidligere havde været kendt. Han arbejdede målbevidst og overordentlig omhyggeligt og skabte et nyt grundlag for astronomien. Hans arbejde var en nødvendig forudsætning for Keplers og dermed Newtons arbejder. En af grundene til at Tycho Brahe opnåede så stor målenøjagtighed, var den stabilitet af instrumenterne, som sikredes af den underjordiske placering i observatoriet Stjerneborg. Læg mærke til, at der også var indrettet et opholdsrum nede i Stjerneborg.

Stjerneborg

Snit gennem Stjerneborg

Hvis du støder på et ord, hvis betydning du ikke kender, så søg på ordet.