WSTĘP

Potężny jest gmach Kosmosu, podrasta też z każdym rokiem gmach wiedzy o nim. Człowiek już od wielu tysiącleci stara się podpatrzyć i zrozumieć jego bujne życie. Od czasu do czasu pojawiają się umysły wnikliwe, które wnoszą donioślejszy wkład do rozwiązania tych problemów. Kiedyś, gdy wiedza o niebie była ściśle związana z religią, astronomowie rekrutowali się z rzeszy kapłanów w państwie Majów, w Babilonii i Egipcie. W Chinach byli to nadworni astronomowie na dworze cesarskim. Potem sztafetę wiedzy astronomicznej przejęli myśliciele greccy. Opanowawszy geometrię (Euklides), z powodzeniem - jako pierwsi - zastosowali ją do pomiarów na niebie (Hipparch).

Przez średniowiecze - z kolei - przeprowadzili ten dorobek ludzkości uczeni narodów islamu, a wśród nich najwybitniejsi Nasir al-Din al-Tusi i Uług-Beg. Okres nowoczesny zainicjowała Polska dziełem wielkiego reformatora astronomii i jej planisty - Kopernika.
W ślad za nim idą dwaj wytrwali i wybitni badacze: Galileusz i Kepler. Na przełomie XVI
i XVII wieku pojawiła się w Anglii pierwszy „Mechanik nieba” - Newton, a po nim we Francji i Niemczech włączają się do pracy genialni matematycy, Euler i Gauss; budują metody badawcze, oparte na nowych, przez siebie stworzonych działach matematyki. Wreszcie nadchodzi okres doskonalenia instrumentów obserwacyjnych. Widownią tych poczynań jest wiele krajów świata. Na szczytach gór powstają wielkie obserwatoria, wyposażone w kolosy optyczne. Następnie dźwigają się jeszcze potężniejsze od nich radioteleskopy ustawione z dala od miast.

Po kilku wiekach „Panowania” mechaniki nieba i penetracji tą drogą Układu słonecznego na pierwszy plan wysuwa się astrofizyka, a coraz donioślejszą role w tych badaniach odgrywa radioastronomia. Na świecie dział już wiele takich ośrodków, jeden zaś
z największych znajduje się w Porto Rico, gdzie powierzchnia 330-metrowego radioteleskopu ma aż 7,5 hektara.

Badacze zapuszczają się w głębiny odległe o miliardy lat światła, zbliżając się w ten sposób coraz bardziej do rozpoznania prawdziwego oblicza Kosmosu (Shapley, Hubble, Zwicky, Ambarcumian), wykrywając bogactwo gwiazd, galaktyk, supergalaktyk i obłoków supergalaktyk.

Przed kilkunastu laty zaczęto kierować na rakietach aparaturę badawczą Księżycowi, czego ukoronowaniem było lądowanie ludzi na jego powierzchni/ obecnie podobną aparaturę kieruje się ku najbliższym planetom (Merkury, Wenus, Mars, Jowisz), przygotowując na nie wyprawy człowieka.

Ten zwycięski pochód myśli ludzkiej spróbuję zobrazować poprzez sylwetki wielkich astronomów. Dorobek stu pokoleń eksploratorów nieba to parę dziesiątków tysięcy tomów prac specjalistycznych, wypełniających półki bibliotek wielkich obserwatoriów. Postaram się go przekazać w wielkim skrócie w tym oto referacie.

EUDOKSOS Z KNIDOS

(408 - 355 p.n.e.)

Uczony ten należał do najwybitniejszych astronomów starożytności. Pierwszy opracował geometrycznie platoński model świata, wprowadzając współśrodkowe, oczywiście fikcyjne strefy, które miały rzekomo unosić poszczególne planety i świat gwiazd.

Eudoksos wywodził się z miejscowości Knidos, położonej w Azji Mniejszej. Od 23 roku życia był uczniem Akademii Platońskiej w Atenach, po czym, chcąc pogłębić swą wiedzę, udał się do Egiptu. Tam spędził parę lat w Heliopolis pod okiem kapłanów świątyni boga Słońca, którzy od wieków uprawiali wiedzę o niebie. Do Grecji powrócił w wieku 30 lat i odtąd był wykładowcą w Akademii.

Oto jak „zbudował” świat ów wnikliwy myśliciel i geometra.

Środkiem miała być nieruchoma Ziemia. Okrążało ją 27 koncentrycznych sfer kryształowych różnych rozmiarów, które poruszały się z różnymi prędkościami kątowymi.
Na przykład dla wytłumaczenia zawiłych ruchów Księżyca przyjmował Eudoksos trzy sfery. Pierwsza okrążała Ziemię ruchem prostym (od zachodu na wschód) raz na miesiąc, druga
w podobny sposób toczyła się wokół Ziemi ruchem wstecznym (od wschodu na zachód) raz na 223 lunacje Księżyca, to jest w ciągu 18,5 lat. I ona to miała tłumaczyć osobliwe cofanie się w tym okresie węzłów drogi księżycowej wzdłuż ekliptyki. Wiadomo, że węzłami drogi Księżyca zwiemy dwa przeciwległe punkty jej przecięcia z pozorną drogą Słońca, czyli ekliptyką.

Eudoksos zauważył też nierównomierny ruch sfery Słońca w ciągu roku. By wyrównać wciąż „psujący się kalendarz” zaproponował wprowadzenie lat przestępnych w odstępach czteroletnich. Jednakże wskazanie to zrealizował dopiero w trzy wieki później Juliusz Cezar.

Analogicznie, a więc za pomocą sfer różnych pomiarów, wirujących z różną prędkością wokół Ziemi, tłumaczył Eudoksos także zawiłe ruchy jasnych planet, podówczas znanych. Krążyły one dokoła naszej planety w następującej kolejności: Księżyc, Słońce, Wenus, Merkury, Mars, Jowisz i Saturn.

Uczeń Eudoksos, Kallipos z Kyzikos, zmienił nieco model świata swego mistrza, zwiększając liczbę sfer do 33. Arystoteles ze Stagiry (384-322 p.n.e.) poszedł jeszcze dalej. Jego świat liczył aż 59 sfer, przy czym Arystoteles uważał, że sfery realnie istnieją,
a zbudowane są z idealnie przezroczystego kryształu. Tak skomplikowany model świata, który na krótką metę znośnie zdawał sprawę z tego, co obserwowano na niebie, przetrwał do czasu Ptolemeusza.

Eudoksos na największą tak zwaną elongację planety Wenus, to jest kątową odległość od Słońca, przyjmował 45°. Nie był tak daleki od prawdy, gdyż wynosi ona - jak wiemy- 45° 40΄.

Ziemię uważał za bryłę kulistą. Jako nachylenie ekliptyki do równika niebieskiego przyjmował kąt 24°. I tu pomylił się również niewiele, w rzeczywistości bowiem równa się on 23°27΄.

Za wzorem Babilończyków Eudoksos dzielił kąt pełny na 360 części, zwanych stopniami. Znany jest również z badań z dziedziny stereometrii (dział geometrii traktujący
o bryłach) oraz rozważań dotyczących proporcjonalności odcinków. Niestety, pisma Eudoksosa zaginęły. Treść ich jest znana ze wzmianek następców, którzy pełna dłonią czerpali z jego dorobku.

ARYSTARCH Z SAMOS

(ok. 320-250 p.n.e.)

Badacza tego również zalicza się do najwybitniejszych luminarzy umysłowych starożytności. Był pierwszym uczonym, który próbował obliczyć odległość naszego globu od Słońca i utrzymywał. Że ziemia je okrąża.

Z prac Arystarcha dochował się jedynie, i to pośrednio, w streszczeniu, krótki traktat
„O rozmiarach i odległości Słońca i Księżyca”. Posługuje się on metodą dedukcji, przyjętą
w szkole aleksandryjskiej. Najpierw więc zestawia sześć założeń i z nich dopiero wyprowadza swe wywody. Tok jego rozumowania przedstawiał się mniej więcej
w następujący sposób: 1. Księżyc otrzymuje światło od Słońca; 2. Ziemia znajduje się pośrodku sfery, po której krąży Księżyc; 3. podczas pierwszej i ostatniej kwadry obserwator ziemski znajduje się w płaszczyźnie koła, oddzielającego część oświetloną Księżyca od zaciemnionej; 4. w czasie obu tych faz kąt utworzony przez linie łączące obserwatora ziemskiego z księżycem i Słońcem jest o 3° mniejszy od kąta prostego. (Dziś wiemy,
że różnica ta wynosi tylko 1/6°); 5. średnica cienia Ziemi w odległości Księżyca jest równa dwóm średnicom księżycowym (w rzeczywistości = 2 2/3 średnicy); 6. tarcza Księżyca oraz Słońca dostrzegana przez obserwatora ziemskiego zajmuje 1/15 jednego znaku zodiaku, czyli 2° (w rzeczywistości 0,55°). Błąd ten sprostował już Archimedes (w latach 287-212 p.n.e.), przyjmując poprawnie 0,5°.

Z przyjętych założeń wyprowadził Arystarch osiemnaście twierdzeń. Rzeczywista średnica Słońca jest większa od takiej samej średnicy Księżyca więcej niż osiemnaście razy - mniej jednak niż dwadzieścia razy. Stosunek odległości tych ciał od Ziemi zawarty jest
w tych samych granicach (w rzeczywistości wynosi on około 400). Arystarchowskie oszacowanie rzeczywistej średnicy Słońca przetrwało w astronomii bardzo długo, bo dwa tysiące lat. Zapewne przyjęta przez Arystarcha tak wyraźna przewaga rozmiarów Słońca nad rozmiarami Ziemi skłoniła go do powzięcia idei, iż Ziemia okrąża Słońce, a nie odwrotnie.

Rozumowania Arystarcha były poprawne, jednak niektóre założenia błędne, wskutek czego otrzymane wyniki odbiegały częściowo od prawdy. W traktacie „Hipotezy” - też zaginionym - zwalczał Arystarch geocentryzm, przypisując Ziemi ruch po kole wokół Słońca.

Do ważnych jego osiągnięć należy dodać i to, że przyjął większe rozmiary dla Wszechświata niż jego poprzednicy. Był to krok naprzód.

Teorie Arystarcha omówił około dwudziestu lat młodszy od niego Archimedes w pracy „O liczbie ziaren piasku”. Tak więc Arystarch dał pierwszy zarys heliocentryzmu. Wywodów jego Kopernik nie znał, czytał tylko wzmiankę u Cycerona i Plutarcha, że pitagorejczycy: Filolaus, Heraklides i Ekfantes, przyjmowali ruch wirowy Ziemi. Treść „Hipotez” nie była mu dostępna, gdyż wyszły one drukiem dopiero po jego śmierci.

Ówcześni astronomowie nie przyjęli też Arystarcha. Trwano nadal przy poglądach Arystotelesa; widocznie trudno było uczonym rozstać się z pięknem sfer kryształowych. Obalił je dopiero Kopernik.

Arystarch ma swój pomnik na Księżycu. Jest nim krater na Oceanie Burz. Wprawdzie jeden ze skromniejszych - 46 km średnicy to jak na warunki księżycowe niedużo - ale za to najjaśniejszy ze wszystkich.

ERASTOTENES Z CYRENE

(275-194 p.n.e.)

Ten filozof, geograf i astronom grecki pochodził z Cyrene. Około 235 r. p.n.e. powołany przez Ptolemeusza III Euergetesa na stanowisko dyrektora słynnej biblioteki w Aleksandrii, funkcję tę spełniał do późnej starości. Pod koniec życia utracił wzrok i jakoby z tego powodu miał popełnić samobójstwo.

Erastotenes pierwszy wyznaczył rozmiary ziemi. Wertując nieustannie zbiory papirusów, znalazł dla kogoś innego nic nie mówiącą wzmiankę, że w miejscowości Syene (dzisiejszy Assuan) w prawdziwe południe podczas letniego przesilenia dnia z nocą nawet
w głębokich studniach daje się zauważyć zupełny brak cienia. Wywnioskował stąd, że Słońce przyświeca tam wówczas w zenicie. Sprawdził to zresztą osobiście za pomocą przenośnego gnomonu, zwanego skafe. Pomiar podobny powtórzył też w czasie przesilenia letniego
w Aleksandrii, znajdując z długości cienia odległość zwaną zenitalna Słońca 7 1/2°, to jest 1/50 część obwodu koła. A że odległość Aleksandria - Syene wynosiła około 5000 stadionów, przeto po przeliczeniu na obwód Ziemi otrzymał pięćdziesięciokrotność tego dystansu, to znaczy około 250 000 stadionów. Opierając się na źródłach starożytnych, według których długość stadionu równa się 157 metrów, otrzymujemy - na podstawie pomiarów Erastotenesa - wartość bliską prawdy, bo 39 250 km. A więc błąd niewielki, dziś bowiem, po wielu pomiarach, przyjmuje się, iż obwód Ziemi wynosi 40 010 km.

Następny tego typu pomiar został powtórzony dopiero przez Posidoniusza
(135-51 p.n.e.). obserwował on wysokość nad horyzontem jasnej gwiazdy Canopus w czasie jej górowania. Dostrzeżeń dokonał na wyspie Rodos i w Aleksandrii. W wyniku otrzymał wartość 240 000 stadionów, czyli 37 700 km, co jak widzimy, nieco bardziej odbiega od rzeczywistości.

Erastotenes mierzył też nachylenie ekliptyki do równika niebieskiego. Znalazł 11/88 obwodu koła, czyli 23°51΄. Wynik bliski prawdy.

Najbardziej znany astronom starożytności. Od Hipparcha dzieli go prawie trzy stulecia. Był to okres zastoju w nauce o niebie.

Działalność Ptolemeusza przypada na lata 127-151 n.e. Jest on autorem jedynego
w tamtych wiekach podręcznika astronomii: „Mathematkie Syntaxis” (Matematyczne dzieło), znanym też pod tytułem „ Megale Syntaxis” (Wielkie dzieło). Które liczyło 13 ksiąg. Ptolemeusz opracował stworzoną przez Eudoksosa, Arystotelesa i Hipparcha teorie geocentrycznej budowy świata. Według niej wszystkie ciała niebieskie poruszają się w tym samym kierunku ruchem jednostajnym wokół nieruchomej Ziemi, biegnąc zasadniczo po kołach zwanych deferentami. Po tych drogach w podobny sposób ślizgają się środki mniejszych kół zwanych epicyklami. Po obwodzie epicyklów biegną ostatecznie planety. Ciała niebieskie uszeregował Ptolemeusz w następującej kolejności: najbliższy jest Księżyc, potem Merkury, Wenus, Słońce, Mars, Jowisz i Saturn. Poza nimi - według niego - znajduje się sfera gwiazd stałych. Średnice epicyklów miały być równe 0,0869 średnicy odnośnych deferentów. Epicykle - według Ptolemeusza - obiegane są przez planety w okresie rocznym. Nie dotyczyło to epicyklu Księżycu]a, którego obieg po deferencie miał trwać miesiąc. Ptolemeusz przyjął, że zaobserwowanie nieregularności w ruchu planet są spowodowane ekscentrycznym względem Ziemi położeniem ich deferentów.

A jak przedstawiał sobie Ptolemeusz stosunek średnic Księżyca i Ziemi oraz Ziemi
i Słońca? Pierwszy stosunek wyraził bliska prawdy wartością 1:3 (dziś przyjmuje się 1:3,7). Druga natomiast wartość rażąco odbiega od rzeczywistości. Stosunek bowiem średnicy Ziemi do średnicy Słońca wynosi 2:218, gdy u Ptolemeusza tylko 2:18,8.

W podręczniku swym przedstawił Ptolemeusz budowę sfery armilarnej i jej ulepszonego modelu zwanego astrolabium. Podał też długość roku, opisał zjawisko precesji i wyłożył sposoby obliczania momentów zaćmień Słońca i Księżyca. Dołączył nadto katalog 1028 gwiazd. Katalog ten jest powtórzeniem zaginionego katalogu Hipparcha z tym, że Ptolemeusz współrzędne gwiazd poprawił o aktualną wówczas wartość precesji 3,5°. Jeśli idzie
o dokładność obserwacji, to średni błąd pomiarów położenia ciał niebieskich był u niego mniejszy niż u Hipparcha. Ptolemeusz opisał położenie Drogi Mlecznej na tle konstelacji, wspomina też pierwszy o refrakcji atmosferycznej, przyjmując na niej wartość przy horyzoncie ½°. Idzie tu o załamywanie się światła ciał niebieskich w atmosferze ziemskiej, która je niejako nieco podwyższa w odniesieniu do horyzontu. Tak więc podręcznik Ptolemeusza dawał geometryczny obraz świata w granicach ówczesnej dokładności pomiarów astronomicznych. Było to zarazem szczytowe osiągnięcie astronomii greckiej. Ustalony przez niego geocentryczny układ świata, poparty następnie autorytetem Kościoła, bez większych zmian przetrwał aż do czasów Kopernika - a więc trzynaście wieków.

Prócz podręcznika astronomii napisał Ptolemeusz jeszcze dwa dzieła: „Wstęp do geografii” oraz „O[tykę”, dając w nich syntezę ówczesnej wiedzy.

Szkołą uczonych aleksandryjskich przetrwała jeszcze parę wieków. Lecz bez większych sukcesów. Jej upadek nastąpił w roku 640, kiedy to w czasie zdobywania Aleksandrii przez Arabów spłonęła tamtejsza biblioteka.

IBN J*NIS

(ok. 950 - 1009)

Gdy uczeni greccy zakończyli swą twórczą działalność w budowie wiedzy astronomicznej, schedę po nich przejęli Arabowie. Przeprowadzili oni tę naukę aż do czasów nowożytnych, rozbudowując niektóre jej działy. Ibn J*nis pochodził z Kairu. Był nadwornym astronomem tamtejszego kalifa al-Hakima, który zbudował mu duże obserwatorium.
I stamtąd tez Ibn J*nis obserwował Kosmos aż do śmierci. Prócz swoich dostrzeżeń opublikował też rekordowa ilość obserwacji innych astronomów arabskich, dokonanych
w okresie prawie 200 lat. W tym zbiorze znalazły się dwie obserwacje zaćmienia Słońca
i jedna Księżyca, dokonane przez niego osobiście w pobliżu Kairu w latach 977,978,979. stały się dlań podstawą do wykrycia tak zwanego wiekowego przyspieszenia średniego ruchu Księżyca. Nazwał je „Tabelami Hakemida”. Są one najważniejszym dorobkiem astrologii arabskiej oraz stanowią zarazem dokument jej historii.

Ibn J*nis ulepszył gnomon i dowiódł, że jego cień wskazuje wysokość nad horyzontem górnego brzegu tarczy Słońca, a nie środka. Oceniając dorobek pracowitego życia Ibn J*nisa, należy zaliczyć go do najaktywniejszych astronomów arabskich.

NASIR AL-DIN AL-TUSI

(1201-1274)

Wezyr sławnego władcy mongolskiego Hulagu-Chana, który w roku 1258 podbił Mezopotamię i Syrię, zakładając chanat perski imperium mongolskiego. Nasir al-Din al-Tusi był doskonałym astronomem i matematykiem, jednym z najwybitniejszych uczonych muzułmańskiego Wschodu. Na polecenie swego władcy założył obserwatorium astronomiczne w miejscowości Maraga (irański Azerbejdżan), leżącej na wschód od jeziora Urmia i na południe od Tabrizu.

Pierwszym dyrektorem nowo założonego obserwatorium został mianowany Nasir al-Din al-Tusi. Zgromadził w nim wielu astronomów z różnych krajów, poczynając od Chin na wschodzie, a kończąc na Hiszpanii na zachodzie. Wykonywali oni systematyczne obserwacje położeń planet na niebie w celu ułożenia nowych tablic planetarnych wyniki tych obserwacji zostały zawarte w dziele „Tablice II Chana”, zwanym też „Tablicami Ilchanidzkimi”. Największe jednak zasługi naukowe położył Nasir al-Din al-Tusi, tworząc wraz ze swymi uczniami nową geometryczną teorie ruchu planet. Była ona rzeczywiście oparta na geocentrycznym modelu Ptolemeusza. Jednakże poszukiwali oni takich sposobów, aby zachowując ptolemeuszowski system kół orbitalnych, uwolnić go od konstrukcji ekwantu.

Pojęcie ekwantu do astronomii planetarnej wprowadził Ptolemeusz celem wytłumaczenia pewnych nieregularności w biegu planet. Oznaczał on punkt położony poza środkiem deferentu, w odniesieniu do którego ruch środka epicykla po deferencie odbywał się jednostajną szybkością kątowa. W ten sposób Ptolemeusz obszedł niewzruszoną zasadę jednostajnych ruchów kołowych i w istocie środek epicykla z nadzianą na odwodzie planeta biegł po deferencie ze zmienną prędkością.

Szczytem osiągnięć szkoły Nasira al-Dina al-Tusi była geocentryczna teoria Ibn al-Szatira (1304-ok.1375), sławnego astronoma z Damaszku. W swym modelu budowy świata odrzucił on zupełnie ekwanty, trzymając się ściśle jednostajnych ruchów kołowych. Był nawet bliski koncepcji geometrycznej, z którą półtora wieku później wystąpił nasz Kopernik.

ULUG-BEG

(1394-1449)

Wielki książę tatarski. Był nie tylko protektorem astronomii, ale i jej samodzielnym pracownikiem. To on właśnie zbudował w Samarkandzie najlepsze wówczas na świecie obserwatorium i wyposażył je w komplet dobrych narzędzi astronomicznych. Jego kwadrant murowany był największy, jaki kiedykolwiek zbudowano. Gmach obserwatorium Uług-Bega o kształcie cylindrycznym miał 46,4 m średnicy i 51-55 m wysokości. Wznosił się na skalistym wzgórzu o powierzchni 85*170 m zachował się opis obserwatorium podany przez Gyas-Ad-Dir-Dżemszeda, jednego z pracowników tej dostrzegalni, wynalazcy ułamków dziesiętnych. Placówka ta, uruchomiona w roku 1428, czynna była tylko 21 lat, gdyż po tragicznej śmierci swego twórcy została przez fanatycznych derwiszów zrównana z ziemią. Gdy w roku 1918 archeolog rosyjski W.S.Wiatkin odnalazł „Wzgórze Obserwatorium”, udało mu się odkopać resztki wielkiego kwadranta. Dobrze zwłaszcza zachowała się jego podziemna część przebiegająca przez tamtejszy południk, jak wymaga tego typu instrument. Narzędzie było zbudowane z wypalonej cegły i obłożone płytami alabastru. Przesuwano przeziernik na mosiężnych szynach, dokonując pomiarów położenia ciał niebieskich w czasie ich górowania. Jednemu stopniowi łuku na niebie odpowiadała na obwodzie kwadranta długość 702 mm, zatem jednej minucie łuku -12,7 mm. Z tego wynika, że promień ćwiartki kwadranta liczył aż 40 metrów!

Czego dokonał Uług-Beg? Przede wszystkim pomierzył na nowo współrzędne gwiazd katalogu Ptolemeusza z największa, jak była osiągalna, dokładnością bez użycia lunety. Na szerokość geograficzną obserwatorium otrzymał 39°37΄28˝ (prawdziwa wynosi 39°40'37”),
a na nachylenie ekliptyki do równika niebieskiego 23°30΄17” dla epoki 1437,0 (prawdziwa wynosiła 23°30'49”), na stałą precesję uzyskał wartość 51,4”, gdy wynosi ona 50,2”.

„Tablice gwiazdowe Uług-Bega”, ukończone w roku 1437, zachowały się do naszych czasów, wydano je drukiem w latach 1665, 1767, 1843 i 1917. zawierają opis sposobu liczenia czasu u ludów Wschodu, a trzeba dodać, że tych sposobów było około stu. Nadto znajdujemy tam zestawienie ówczesnych metod obserwacyjnych astronomii praktycznej oraz teorię ruchów planet. Nie brak też zasad... astrologii. Wszystkie prace imponują swą dokładnością, zwłaszcza tablice liczbowych wartości sinusów i tangensów, w których dopiero na dziewiątym miejscu dziesiętnym występują różnice w odniesieniu do wartości obecnie przyjętych, a wynoszą zaledwie jedną jednostkę.

Przy użyciu swego potężnego kwadranta osiągnął Uług-Beg przy jednorazowym pomiarze kątów dokładność jednej minuty. Nawet Tycho Brahe półtora wieku później nie przewyższył precyzji jego pomiarów.

Uług-Beg zginął w 56 roku życia, zamordowany podstępnie przez swych przeciwników politycznych. W pięćset lat po powstaniu dostrzegalni Uług-Bega założono na równoleżniku +39° jedną z placówek międzynarodowej służby kontrolującej precyzyjnie zmiany szerokości geograficznych na naszym globie.

Polski astronom Jan Heweliusz jako jeden z pierwszych uczonych europejskich zainteresował się dorobkiem naukowym Uług-Bega. W wydanym w roku 1690 dziele „Prodromus astronomiae” podaje dane z jego katalogu gwiazd, a na pięknej swego dzieła zamieszcza podobiznę uzbeckiego astronoma. Toteż z okazji 2500 rocznicy założenia Samarkandy wydano w Taszkiencie faksymile atlasu nieba Heweliusza. Jest to piękny przykład międzynarodowej współpracy astronomów na przestrzeni wieków.

Budowa Wszechświata według uczonych średniowiecza

Ziemia jest płaska, nad nią krąży Słońce i Księżyc, a gwiazdy są przymocowane do sfery niebieskiej za którą znajduje się siedziba Boga i Aniołów.

JAN MŰLLER

(1436-1476)

Najwybitniejszy przedkopernikański astronom epoki Odrodzenia. Od swego rodzinnego miasta Kőnigsberg we Frankfonii przyjął łacińskie nazwisko Regiomontanus i pod nim jest znany w dziejach nauki.

Regiomontanus był uczniem i przyjacielem, sławnego astronoma Jerzego Peurbacha (1423-1461), po którego śmierci doprowadził do końca przejęte w spuściźnie po nim opracowanie skrótu dzieła Ptolemeusza. Skrót ten, wzbogacony osiągnięciami arabskiej astronomii obserwacyjno-matematycznej, wydany został w r. 1496 pod tytułem „Epytoma Joannis De Monte Regio in Almagestum Ptolemei” (Skrót Jana z Monte Regio do Almagestu Ptolemeusza). Odegrał on poważną role w rozwoju nauki o niebie.

W roku 1452 Regiomontanus kończy uniwersytet w Lipsku, po czym udaje się na dalszą naukę do Wiednia i z czasem staje się najbliższym współpracownikiem Peurbacha. Po śmierci mistrza przenosi się do Budy na Węgry, obejmując tam stanowisko bibliotekarza króla Macieja Korwina. Wtedy zetknął się z astronomem krakowskim Marcinem Bylicą z Olkusza (ok.1433 -ok.1494), a owocem ich współpracy był „Dialog miedzy Wiedeńczykiem
i Krakowianinem o bredzeniach Gerarda z Kremony na temat teorii planetarnych”, zawierający krytykę przestarzałego wykładu astronomii. Także w Budzie pisze Regiomontanus traktat o astronomii sferycznej „Tabulae directionum” (Tablice kierunków) oraz fundamentalne dzieło o trygonometrii „De triangulis” (O trójkątach).

W roku 1471 zamieszkuje w Norymberdze, gdzie zakłada obserwatorium astronomiczne i podejmuje ożywioną działalność obserwacyjną. Zmarł nagle w Rzymie, dokąd przybył
w roku 1476 na wezwanie papieża Sykstusa IV celem udzielenia porady w sprawie poprawy kalendarza. Puerbach i Regiomontanus pierwsi zwrócili uwagę na szczególne położenie Słońca w stosunku do planet. Największe jednak usługi oddali astronomii przez jasny wykład teorii geocentrycznej Ptolemeusza i wskazanie na jej pewne braki. Dzięki temu astronomia zbliżyła się wreszcie do stanu wymagającego zasadniczej reformy, której - jak wiemy - dokonał w następnym stuleciu Kopernik.

MIKOŁAJ KOPERNIK

(19 II 1473 - 24 V 1543)

Gdy w czasach Uług-Bega „Stolicą astronomiczną świata” była Samarkanda, położona w stepach nad rzeką Amu-Darią, to w sto lat później przeniosła się ona na północne rubieże Polski, do nadbałtyckiego Fromborka. Wiedzę o niebie czekała tu renowacja i gruntowna przebudowa.

Dokonał tego Mikołaj Kopernik. Urodzony w grodzie nadwiślańskim, Toruniu, studiował w latach 1491-1494 na „wydziale sztuk” Uniwersytetu Krakowskiego, wybijającego się wówczas na pierwsze miejsce pośród uczelni „z tej strony Alp”. Tam zaznajomił się gruntownie z geometrią, arytmetyką i astronomią, w oparciu o podręcznik Ptolemeusza. Po rocznej przerwie kontynuował naukę na uniwersytetach w Bolonii i Padwie, by dnia 31.V.1503 roku doktoryzować się z prawa kanonicznego w Ferrarze.

Po odbyciu 7-letniego stażu w charakterze sekretarza i lekarza wuja Łukasza Watzenrodego, ówczesnego biskupa lennego Polsce biskupstwa warmińskiego, osiedla się Kopernik w 1510 roku na stałe we Fromborku jako jeden z szesnastu kanoników kapituły. Tutaj przez 33 lata kontynuuje prace nad głównym dziełem swego życia „De Revolutionibus” (O obrotach). Korzystając ze wskazówek zawartych u Ptolemeusza, zbudował sobie z jodły nadwiślańskiej narzędzie obserwacyjne. Przy użyciu tych zgoła skromnych przenośnych narzędzi dokonuje Kopernik brakujących mu aktualnie obserwacji położenia na niebie Słońca, Księżyca i planet. Pierwsze jego obserwatorium to wypoziomowana dokładnie platforma
z cegły (pavimentum), ulokowana na terenie jego kurii poza murami skastelizowanej katedry (była to prawdopodobnie Kuria św. Stanisława, obecnie schronisko PTTK).

W czasie wojny polsko-krzyżackiej, kiedy to uległa spaleniu jego kuria oraz przechowywany w niej przeznaczony do obserwacji ruchów Słońca - kwadrant, przenosi się Kopernik do jednej z siedmiu wież obronnych katedry, kupuje ją na własność i przerabia na mieszkanie. Dostrzegalnię swą zainstalował na ośmiobocznej wieży zachodniej, zwanej oktogonem, o murach 6-metrowej grubości, nie pokrytej dachem. Miał do niej dostęp drewnianymi gankami, które od wewnątrz łączyły wieże i mury obronne.

Wieści nowej teorii budowy świata, wedle których Ziemia przestała stanowić centrum układu, a stała się tylko jedna z planet okrążających nieruchome Słońce - rozeszły się szeroko po Europie. Dotarły one i do Wittembergi. W wyniku tego wiosną 1539 roku zjeżdża do Fromborka profesor matematyki wittemberskiego uniwersytetu Jerzy Joachim von Lauchen, zwany powszechnie Retykiem (1514-1574). Zapragnął u jej twórcy na miejscu zapoznać się
z nową nauką. Po trzyletnich studiach uwozi do drukarni w Norymberdze sporządzoną przez siebie kopię „De Revolutionibus”, stając się niejako redaktorem tego dzieł.

Legenda przekazała nam, że dnia 24.V.1543 roku zdrożony posłaniec przywozi do Fromborka pierwsze egzemplarze autorskie. Ale Kopernik od pół roku złożony ciężką chorobą już jest nieprzytomny. I tegoż dnia umiera.

Dziełem swym Kopernik definitywnie uwolnił ludzkość od złudzeń geocentryzmu
i płynących stad błędów. Aby tego dokonać, wprowadził do nauki pojęcie ruchów względnych, widząc w pozornych epicyklach planet obraz rzeczywistego obiegu Ziemi wokół Słońca w okresie rocznym. Wszystkie bowiem planety obiegały swe epicykle w okresie rocznym, a więc musiały mieć jakąś jedną wspólną przyczynę tego ruchu. Mechanizm świata przez takie postawienie zagadnienia stracił dotychczasowa zawiłość i sztuczność, stając się prostym i przejrzystym.

A oto poszczególne osiągnięcia twórcy nowego modelu świata. Na wstępie po mozolnych wieloletnich dociekaniach i obliczeniach uporządkował Kopernik chronologię, która będąc w wielkim chaosie nie mogła być bazą dociekań. Do tego celu użył zjawisk astronomicznych. Obliczał dokładnie ich momenty w przeszłości, by tą drogą skorygować rachubę i wyjściowe ery używanych w różnych czasach kalendarzy. Pozwoliło mu to powiązać ze sobą obserwacje astronomiczne starożytności i Średniowiecza i na tej podstawie obliczyć bliską prawdy długość zasadniczych okresów astronomiczny, jak na przykład rok
i miesiąc. Przy tej okazji wykrył między innymi, że Chrystus urodził się w czwartym roku przed naszą era.

Obserwował też Kopernik pilnie zaćmienia Słońca i Księżyca, gdyż w czasie tych zjawisk te dwa ciała niebieskie znajdują się na jednej linii prostej z Ziemią, co dawało dobrą ich lokalizację w tym momencie. W ciągu życia udało mu się prześledzić piętnaście zaćmień. Używał do tych obserwacji wynalezionej przez siebie metody ekranowej. Przez mały otwór
w okiennicy rzucał wiązkę promieni zaćmionego Słońca na przeciwległą ścianę komnaty i na niej dokonywał pomiarów. Był to właściwie prototyp kamery fotograficznej, wówczas nieznanej.

Tablice goniometryczne, potrzebne mu do rozwiązywania problemów astronomicznych, sam obliczył dla katów od 0° do 90° w odstępach 10 minut łuku. Przy tej okazji wynalazł funkcję secans. Wyprowadził też metodę rozwiązywania trójkątów sferycznych niezależnie od Regiomontanusa, z którego „Trygonometrią” zapoznał się dopiero pod koniec życia.

Kopernik przy obliczeniach używał jeszcze systemu dziesiątkowego, gdyż w Europie ułamki dziesiętne wprowadził dopiero w roku 1585 holenderski astronom i matematyk Simon Stevin (1548-1620). Na przykład symbolem 365.1524.45 oznaczył długość roku gwiazdowego, co dzisiaj napisalibyśmy 365^d6^g9^m54^s. Jeżeli chodzi o dokładność tej wartości, to jest ona o 30^s,5 dłuższa od rzeczywistej.

Jako konsekwencję systemu heliocentrycznego Kopernik przewidział fazy Wenus
i Merkurego. Potwierdził to później obserwacyjnie Galileusz. Wykrył też przyczynę precesji, widząc w niej skutek powolnego kołysania się osi ziemskiej w okresie 26000 lat. Liczba ta nie odbiega od wartości dzisiaj przyjmowanej.

Badając drogi planet, zauważył Kopernik, że najbliższy Słońca punkt ich orbit, zwany peryhelium, dla orbity Merkurego przesunął się od czasów Ptolemeusza o 20°. W latach 1527-31 wykrył kolejno podobne przesunięcia się o pewien kąt peryheliów innych planet. Te rozeznania sprawiły, że obliczenia Kopernika z reguły były bliższe prawdy niż współczesnych mu astronomów, którzy o ruchu peryheliów orbit planetarnych nic nie wiedzieli.

W księdze III ”De Revolutionibus”, powtarzając katalog gwiazd Ptolemeusza, występuje Kopernik jako reorganizator od podstaw tak zwanej astronomii pozycyjnej. Zarzuca mianowicie wyznaczanie położeń ciał niebieskich za pośrednictwem ruchomego Księżyca i również ruchomego Słońca, odnosząc je bezpośrednio do sfery gwiazd stałych, którą uznał za nieruchomą. Zrywa i z punktem równonocy, jak również ruchomym punktem odniesienia. Przyjmuje natomiast za punkt zerowy dla współrzędnych ciał niebieskich gwiazdę Mesarthim (gamma Barana”). Za czasów Ptolemeusza gwiazda ta była najbliższa punktu równonocy.

Godne uwagi są poglądy kosmologiczne Kopernika. Uważał on siłę ciężkości za przyczynę kulistości ciał niebieskich. W gwiazdach widział najdalsze ciała niebieskie świecące własnym światłem.

A oto określił rozmiary świata: ” Według oceny zmysłów rozmiary drogi Ziemi wokół Słońca mają się tak do rozmiarów świata, jak rzecz o rozmiarach skończonych do nieskończoności. Kosmos jest niezmierzony, jest całością w sobie zawartą, a do nieskończoności podobny”. Pokrywa się to ze współczesnymi poglądami wypowiedzianymi przez Einsteina.

Wpływ, jaki wywarło dzieło Kopernika, było ogromny. Rozładował on bezpowrotnie zacofany obskurantyzm średniowieczny, obalił poglądy, jakoby świat istniał tylko dla człowieka.

Kopernik był również czynny w takich dziedzinach wiedzy, jak geografia, fizyka
i ekonomia. Będąc kanonikiem warmińskim, przez wiele lat zajmował różne stanowiska
w administracji biskupstwa. Podczas ostatniej wojny z krzyżakami został obrany administratorem dóbr kapitulnych. Zwrócił wtedy szczególną uwagę na należyte przygotowanie do obrony Olsztyna, a niezależnie od tego w imieniu kapituły przesłał do króla Zygmunta Starego własnoręcznie napisany list z prośbą o pomoc zbrojna. Rok później kapituła powierzyła mu odpowiedzialne stanowisko komisarza Warmii.

Doczesne szczątki tego wielkiego człowieka spoczęły pod posadzką katedry fromborskiej, najprawdopodobniej w pobliżu ołtarza, który był pod jego opieką. Niektórzy sądzą że z kanonikatem Kopernika związany był ołtarz św. Krzyża i w jego pobliżu znajduje się grób genialnego astronoma.

TYCHO BRAHE

(1546-1601)

Wraz ze śmiercią Kopernika skończyła się rola Fromborka. W kilkadziesiąt lat później do przodującego głosu dochodzi wyspa Hven w cieśninie Sund. W Uraniborgu powstaje pierwsze wielkie obserwatorium na kontynencie europejskim. Ufundował je król Fryderyk II w wyniku zabiegów astronoma duńskiego Tychona Brahe.

Tycho Brahe był najaktywniejszym obserwatorem aż do czasów wynalezienia lunet. Uprawiał astronomię pozycyjną. Był to zresztą główny temat prac Uraniborga, gdzie mierzono głównie za pomocą wielkiego kwadranta murowanego położenia gwiazd i planet. Dokładność wynosiła 1-2 minut łuku.

Niewiele jednak lat Tycho mógł pracować w stworzonej przez siebie placówce. Wskutek intryg na dworze królewskim musiał w 1597 roku opuścić kraj i przyjąć w roku 1599 stanowisko nadwornego astronoma i matematyka w Pradze u cesarza Rudolfa II, obciążając się częściowo i alchemicznymi świadczeniami.

Niedługo to trwało. Zmarł tamże rok później (1601 r.), gdzie do dziś dnia można oglądać jego grobowiec w Tynskim chramie. Wydany w roku 1923 komplet prac Tychona liczy dziesięć dużych tomów.

Wkrótce po śmierci Tychona przestał istnieć Uraniborg, który został spalony w czasie działań wojennych. Spłonęły wówczas również autentyczne narzędzia we Fromborku Eliasza Cimbera wysłanego w roku 1584 przez Tychona dla sprawdzenia szerokości geograficznej tamtejszego pavimentum. Zniszczeniu uległ także portret Kopernika.

Tycho było początkowo zwolennikiem heliocentrycznej teorii świta, później jednak zarzucił ją, przyjmując, że wokół Ziemi oprócz Księżyca krąży Słońce obiegane przez resztę planet. Usiłował on zmierzyć ruchy paralaktyczne gwiazd, powodowane obiegiem Ziemi wokół Słońca w wyniku zasady względności ruchów. Nie powiodło się mu to jednak. I nic dziwnego. Szło tu przecież o pomiar kątów nie większych od 1,6˝ (sekundy łuku), a więc nieosiągalnych przy pomocy przezierników i gołego oka, gdy dokładność pomiarów kątów była u Tychona kilkadziesiąt razy mniejsza. I to niepowodzenie skłoniło go do zarzucenia teorii heliocentrycznej.

Tycho wykrył w gwiazdozbiorze Kasjopei Gwiazdę Supernową, która w 1572 roku zapłonęła na niebie, dorównując blaskiem najjaśniejszym planetom. Był to fakt nowy
(o podobnym odkryciu Hipparcha zapomniano), który przeczył dotychczasowym poglądom
o niezmienności świata gwiazd.

Tycho jest twórcą nowoczesnego kompletnego katalogu wszystkich gwiazd widocznych gołym okiem z północnych szerokości geograficznych odpowiadających Danii. Katalogiem tym otworzył nową erę w astronomii pozycyjnej gwiazd. Jako wartość stałej precesji podał 51”. Obserwował drogę komety z roku 1577, znajdując dla niej odległość sześć razy większą od dystansu Księżyca. Odkrył wraz ze współpracownikami w sumie pięć nowych komet. Były to obiekty lat: 1577, 1580, 1582, 1585 i 1599, a więc wszystkie, które wykryto w tym okresie czasu. Uważając jasność pozorną gwiazd za zależna od ich odległości, przyjmował na ich kątowe średnice następujące wartości: wartości: pierwsza wielkość gwiazdowa - 120, druga - 90, trzecia - 65, czwarta - 45, piąta - 30, wreszcie szósta - 20.

Mało nam znane jest życie prywatne Tychona Brahego. Musiało być jednak nieco awanturnicze, skoro w pojedynku stracił część nosa. Odtąd musiał nosić srebrną protezę.

JAN KEPLER

(1571-1630)

Ten wybitny astronom odkrył słynne prawa ruchu planet. Później prawa te zostały rozszerzone na wszystkie ciała niebieskie w Kosmosie. Trudne było życie Keplera, często gnębił go niedostatek. Mimo to wykazywał nie gasnący nigdy zapał do prac astronomicznych i wytrwałość, co przy wybitnych zdolnościach matematycznych stworzyło grunt pod doniosłe wyniki. Trzeba bowiem przyjąć za zasadę, że geniusz to - obok zdolności - praca.

W roku 1591 został magistrem matematyki w Tubingen. W trzy lata później objął wykłady tego przedmiotu w Grazu, gdzie też w roku 1596 wydał drukiem pierwszą swą prace pt. „Mysterium Cosmographuim” (Tajemnica Kosmosu). Zwróciła ona uwagę Tychona
i Galileusza. Niebawem jako protestant musi Kepler opuścić Graz. Udaje się do Pragi, gdzie Tycho angażuje go do pomocy przy opracowaniu tablic ruchu planet. Tablice te opierał on na doskonałych długoletnich ciągach obserwacji uraniborskich. Przy apodyktycznym charakterze Tychona współpraca nie układała się pomyślnie. Gdy Tycho umarł, Kepler objął po nim stanowisko „cesarskiego matematyka” z pensją 500 gulden…ów rocznie. Wtedy właśnie wykrył dwa pierwsze prawa ruchu planet, nazywane później „prawami Keplera”. Ogłosił je drukiem w Pradze w „astronomia nova” (1609). Oto ich brzmienie:

1. Orbita każdej planety jest elipsą ze Słońcem w jednym z ognisk.

2. Promień wodzący planety zakreśla równe pola w różnych odstępach czasu.

Niebawem jednak zjawiły się kłopoty rodzinne i trudności w otrzymywaniu stałego wynagrodzenia. Trzeba było przerwać pracę naukową, a wziąć się do opracowywania kalendarzy i horoskopów astrologicznych. Na dobitek umiera cesarz Rudolf II. Kepler traci stanowisko na dworze i musi przyjąć prace nauczyciela w Linzu. Ale właśnie tam, w małej podówczas mieścinie, znalazł czas na napisanie dzieła `Harmonia mundi” (Harmonia świata), w którym ogłosił trzecie prawo ruchu planet. Ujął w prosty związek okresy obiegu planet (T) i połowy wielkich osi ich orbit (a):

Życie w Linzu też nie było dlań łatwe. Stracił swą pierwszą żonę, przeżył również długi, ciężki okres. Jego sędziwa matkę uznano za czarownicę i wytyczono proces. A jednak w tym ciężkim okresie ukończył tablice ruchu planet. Odtąd stanowiły one podstawie do wszystkich oblicze ruchu planet na całe stulecia. Były to słynne „Tabulae Rudolphine” z roku 1627.

Po ich wydaniu Kepler opuścił Linz i w charakterze astrologa zamieszkał w Żaganiu na Śląsku. Działo się to jednak w okresie wojny trzydziestoletniej i możny protektor nie kwapił się z udzieleniem pomocy uczonemu. Toteż był on zmuszony udać się do Ratyzbony, aby upomnieć się o zaległą pensję „cesarskiego matematyka”. W drodze rozchorował się i zmarł w 59 roku życia. Znaleziono przy nim w trokach 57 egzemplarzy jego `Efemeryd na rok 1631”, 16 egzemplarzy „Tabulae Rudolphine” oraz... 7 fenigów gotówki.

Keplera należy uważać za twórcę mechaniki nieba. Uzupełnił on w znakomity sposób teorię Kopernika i przygotował grunt Newtonowi do wykrycia prawa powszechnej grawitacji. Zbiorowe wydanie jego prac. Które wyszło we Frankfurcie w latach 1858-71, liczy 8 tomów.

GALILEO GALILEI

(1564-1642)

Wielki astronom i fizyk włoski, żarliwy obrońca teorii kopernikańskiej. Już w 19 roku życia wykrył prawa ruchu wahadłowego. Do tego doniosłego odkrycia posłużyła mu obserwacja wahania się lampy zawieszonej na długim sznurze u pułapu kościelnego. Trwanie tych wahań mierzył po prostu uderzeniami własnego pulsu. Dzieląc tak wymierzony czas obserwacji przez liczbę wahań, otrzymywał dokładny czas trwania jednego wahnienia. Okazało się, ze czas ten jest stały i zależy tylko od długości sznura, a nie od wielkości wychylenia wahadła. W roku 1609 doszły go wieści, że w Holandii szlifierze szkła skonstruowali lunetę, za pomocą której z dużej odległości można dostrzec zbliżające się wojska nieprzyjacielskie, wkrótce zbudował podobne narzędzie.

Była to luneta tak zwana ziemska, dająca obraz prosty. Obiektyw jej stanowiła soczewka dwuwypukła o długim ognisku, okular zaś - dwuwklęsła o krótkim ognisku. Pierwsza luneta Galileusza powiększała zaledwie 3-krotnie, późniejsze pozwoliły mu uzyskać powiększenie 30-krotne. Niebawem też wykrył góry na Księżycu. Na podstawie pomiaru długości cienia rzucanego przez te wyniosłości zmierzył ich wysokość. Jakie wrażenia przeżył ten człowiek. Odkrycia szły lawiną jedno za drugim. Droga Mleczna okazała się rojowiskiem słabo świecących gwiazd. Pierwszy też dostrzegł fazy planety Wenus
i Merkurego, podobnie jak 4 najjaśniejsze księżyce Jowisza i zarysy pierścieni Saturna.

Nie koniec na tym w Orionie wykrył około 80, a w Plejadach 29 nieznanych gwiazd, nadto, zauważywszy plamy na Słońcu, stwierdził, że obraca się ono dookoła swej osi. Ponieważ większość odkryć Galileusza jak najmocniej podpierała heliocentryczną teorię Kopernika, a była wręcz sprzeczna z wypowiedziami Biblii, przeto inkwizycja uznała ją za niezgodną z dogmatami wiary i w roku 1616 zabroniła krzewienia idei kopernikańskiej.

W rok później zaproponował Galileusz, by zjawiska zachodzące w układzie księżyców Jowisza zastosować do wyznaczania długości geograficznej. Widział w nich bowiem jakby dobrze wyregulowany zegar, przechodzący czas, tak potrzebny przy tych pomiarach. I metoda ta w ciągu wieków używana była przez żeglarzy.

W roku 1626 przystąpił Galileusz do opracowania swych słynnych „Dialogów o dwóch systemach świata”, gdzie udowadniał słuszność tez Kopernika. W sześć lat później ogłosił je drukiem we Florencji. Na to papież Urban VIII zwołał komisję uczonych w celu rozpatrzenia przez nich, o ile poglądy te są sprzeczne z założeniami kościoła. W wyniku wytoczono Galileuszowi proces. Groziło mu to oskarżeniem o herezję i w następstwie więzieniem,
a może i spaleniem na stosie. Zmuszony wiec był wyrzec się publicznie nauki Kopernika. Po procesie miał jednak wypowiedzieć słowa: „E pur si muove” - a jednak się porusza.

„Dialogi” zostały wciągnięte na indeks ksiąg zakazanych przez Kościół, zdjęto je
z niego dopiero w roku 1835. po procesie, który odbył się w Rzymie, Galileusz zmuszony został do zamieszkania w Arcetri pod Florencją. Żył tam w odosobnieniu, w wynajętej posesji wiejskiej. Ale pracował dalej i tam też wykrył kołysanie się (librację) globu Księżyca. Nadto zaproponował zastosowanie wahadeł do zegarów, co stało się podstawą ich użyteczności
w nauce i życiu codziennym.

Pod koniec życia stracił całkowicie wzrok. Przedtem jednak zdążył ukończyć najważniejsze swe dzieło: „Dyskusje i dowody matematyczne dwóch nauk”.

Omówił w nich odkrycia i związane z nimi doświadczenia dotyczące praw swobodnego spadku, ruchu wahadeł i innych zagadnień mechaniki. Badania swobodnego spadku ciał przeprowadzał z pochyłej wieży w Pizie jeszcze za czasów młodości. Praca ta wyszła drukiem w roku 1638 w Lejdzie, w tłumaczeniu zaś polskim ukazała się w roku 1953. Galileusz zmarł w Arcetri w 78 roku żucia. Zbiorowe wydanie jego prac ukazało się w latach 1890-1904 i liczy 21 tomów.

ISAAK NEWTON

(1643-1727)

Jest on jednym z największych astronomów wieków nowoczesnych. Jego dzieło to wykrycie praw powszechnego ciążenia (grawitacji), które stanowi fundament mechaniki nieba. Newton pochodził z rodziny farmerskiej. W 18 roku życia, jako wybitnie uzdolniony młodzieniec, wstąpił na uniwersytet w Cambridge, gdzie w osiem lat później otrzymał katedrę matematyki. W roku 1672, zatem mając 29 lat, był już członkiem Royal Astronomical Society (Królewskie Towarzystwo Astronomiczne) w Londynie, a w roku 1960 - 47 roku życia- jego prezesem. W Cambridge wykładał przez 30 lat. W wieku 84 lat po dwuletniej chorobie

zakończył swoje - pod każdym względem owocne - życie. Spoczywa w Panteonie angielskim, w opactwie Westminster.

Największą zasługa naukową Newtona jest to, że wprowadził on do mechaniki nieba działania siły powszechnego ciążenia (S). Wyraził je prostym wzorem:

gdzie m₁, m₂ oznaczają dwie masy odległe od siebie o dystans r, natomiast k jest stałym współczynnikiem grawitacji równającej się 6,670 ּ10^-8 dyn. Z taką to siłą k przyciągają się dwie cząstki materialne, każda o masie 1 grama, umieszczone od siebie w odległości
1 centymetra. Przy wyprowadzaniu swej koncepcji oparł się Newton na prawie bezwładności, któremu podlegają wszelkie ciała materialne. Zastosował też składanie sił, czyli ich sumowanie się, w siłę wypadkowa. Wypowiedział zasadę, iż każdemu działaniu równa się przeciwdziałanie. Udowodnił, że ciała niebieskie mogą się poruszać jedynie po przecięciach płaszczyzną pobocznicy stożka prostego, a wiec po: kołach, elipsach, parabolach
i hiperbolach; ruchy te mogą być jednak zakłócane przez przyciąganie innych ciał.

Siłę ciężkości uznał Newton za szczególny przypadek siły grawitacji, prawa zaś ruchu Keplera za wynikające z prawa powszechnego ciążenia. W ten sposób wyjaśnił tajemnicę ruchów ciał niebieskich. Jego prawo grawitacji nie tylko pozwala badać ruchy tych ciał, ale
i przewidywać ich położenie w przestrzeni.

W ślad za tym rozeznaniem nastąpił żywiołowy rozkwit mechaniki nieba. Trwał on przez dwa wieki.

Główne dzieło Newtona nosi tytuł: „Philosophiae naturalis principia mathematica” (Zasady matematyczne filozofii naturalnej). Wyszło ono drukiem w roku 1687 w Londynie. Newton jest też autorem „Opticks” (1704) i „Arithmetica universalis” (1707), w której podał podstawy rachunku różniczkowego. W „Philosophiae naturalis principia mathematica” wyłożony jest problem tworzenia sztucznych satelitów Ziemi, które - raz wmanewrowane
w orbitę - będą krążyć wiecznie bez dalszego wkładu sił napędowych. Projekt ten został zrealizowany w 270 lat później.

LEONARD EULER

(1707 - 1783)

Uczony ten pochodził z Bazylei. Już w wieku 14 lat zaczął uczęszczać na uniwersytet, studiując równocześnie matematykę, teologię i języki wschodnie. W sześć lat później przesiedlił się do Petersburga, gdzie powołano go na członka tamtejszej Akademii Nauk,
po czy, w tym samym charakterze przeniósł się do Berlina. Praca naukowa pochłaniał go do tego stopnia, że wskutek przemęczenia już w wieku 27 lat zaniewidział na jedno oko, a mając 59 lat stracił drugie wskutek nieumiejętnego zdjęcia katarakty.

Euler to jeden z najgenialniejszych matematyków. Bibliografia jego prac liczy 900 866 pozycji, był bowiem czynny w wielu dziedzinach nauki. Z tej liczby 11% pozycji przypada na astronomię, a głównie na teorię zakłóceń ruchu ciał niebieskich. Zwłaszcza cenne jest jego dzieło wydane w roku 1742 „Theoria motuum planetarum et cometarum” (Teoria ruchu planet i komet).

W roku 1747 wskazał na możliwość budowania lunet achromatycznych w celu uzyskania w ognisku obrazów wolnych od barwnych obwódek.

Wydanie pośmiertne dzieł Eulera liczy 69 wielkich tomów. Niemal wszystkie rozprawy mają charakter klasyczny. Nie tracą wartości i nadal torują drogę do odkryć.

KAROL GAUSS

(1777 - 1855)

Wielki matematyk i astronom, teoretyk. Był synem ubogiego rzemieślnika. Już
w dzieciństwie wykazał zdolności matematyczne, przerastające swym zasięgiem niepomierne możliwości rówieśników. Po ukończeniu szkoły w rodzinnym mieście Brunszwiku wstąpił na uniwersytet w Getyndze. Jako 19-letni młodzieniec opublikował pewne twierdzenie
o wielokątach foremnych, które było pierwszym przyczynkiem do geometrii Euklidesa.

W astronomii dał się poznać przez wyprowadzenie metody obliczenia okołosłonecznych dróg planet. Gdy planetoida Ceres odkryta przez Piazziego „zagubiła się”, a wszyscy astronomowie na próżno usiłowali nakreślić jej drogę na podstawie stosunkowo krótkiego okresu obserwacji dokonanych bezpośrednio po odkryciu, Gauss przy pomocy własnej w tym celu wprowadzonej metody podał natychmiast rozwiązanie tego problemu tak, że wkrótce została oszukana. Metoda ta z małymi zmianami jest do dzisiaj stosowana.

Gauss rozbudował również teorię magnetyzmu ziemskiego. W roku 1807 otrzymał nominację na dyrektora obserwatorium w Getyndze i profesora matematyki na tamtejszym uniwersytecie. Funkcję tę pełnił do końca życia.

Gauss rozwinął matematykę czystą i stosowaną niemal we wszystkich jej dziedzinach. Do najcenniejszych zdobyczy należy wprowadzenie tak zwanej metody najmniejszych kwadratów, stosowanej szeroko w wielu gałęziach nauki przy opracowywaniu obserwacji.

Życie swoje z niewiadomych przyczyn zakończył samobójstwem. W latach 1870-1929 wydano w Getyndze w 12 tomach całość prac Gaussa, uwzględniając także liczne pozostawione przez niego rękopisy.

EDWIN HUBBLE

(1889-1953)

Amerykanin, ekspert w sprawach dotyczących galaktyk, stąd nazywany „obserwującym kosmologiem”. Urodził się w Mansfield. Ukończywszy studia prawnicze w Chicago, rozpoczął praktykę. W roku 1914 zainteresował się żywo astronomią i wrócił na uniwersytet, by studiować tę wiedze. W czasie drugiej wojny światowej, służył w armii amerykańskiej jako oficer transportu, osiągając stopień majora. Po wojnie natychmiast wrócił do astronomii. Niebawem został pracownikiem obserwatorium na Mount Wilson i tam spędził resztę swego życia.

Mając dostęp do największego w tym czasie teleskopu świata o średnicy zwierciadła 2,5 metra, wyzyskał go umiejętnie do swych słynnych penetracji głębin przestrzeni. Stosując „metodę cefeid”, czyli pomiaru jasności widomej gwiazd zmiennych typu „delta Cephei”, które wykrywał we wnętrzu galaktyk, pomierzył odległości tych obiektów w promieniu miliona lat światła. To był jego pierwszy krok w Kosmos. Teraz użył metody „najjaśniejszych gwiazd” w galaktykach znacznie górujących blaskiem nad cefeidami. Przy ich pomocy dotarł na odległość 6 milionów lat światła. Następnie posłużył się wyzyskaniem rzeczywistej jasności i kątowych rozmiarów galaktyk, które po bliższym zbadaniu okazały się tworami co do jasności i rozmiarów standaryzowanymi. W ten sposób, posługując się ich pomiarami na kliszach fotograficznych osiągnął dystans 250 milionów lat światła. Był to prawdziwy skok
w głębiny przestrzeni kosmicznej. Ta metodą, stosując 5-metrowy teleskop na Mount Palomar, posunął się w swych pionierskich badaniach na odległość 500 milionów lat światła osiągnięcia jego potwierdził M. Slipher przy pomocy analizy widomej w oparciu o zjawisko „ucieczki galaktyk”. Bo galaktyki - jak już wiadomo - odsuwają się od nas, o to tym prędzej, im są dalsze.

Epokowe badania Hubble'a dotyczące świata galaktyk, wykonane na Mount Wilson 2,5 metrowym teleskopem stały się podnietą do budowy teleskopu 5-metrowego na Mount Palomar. Spodziewano się bowiem przy jego pomocy dotrzeć obserwacyjnie do kresów Kosmosu. Pierwsze honorowe zdjęcie nowym urządzeniem w dniu 26.I.1949 roku wykonał Hubble. Zagadnienie rozmiarów wszechświata nadal pozostaje w centrum uwagi astronomów. Hubble został odznaczony medalami: Bernarda, Bruce'a, Franklina oraz złotym medalem Królewskiego towarzystwa Naukowego w Londynie.

ZAKOŃCZENIE

Przez wiele lat, jeszcze w XV wieku sądzono, że gwiazdy są przymocowane do gigantycznej sfery niebieskiej, która co dobę obraca się wokół Ziemi.

Duże znaczenie miała teoria geocentryczna, powstała w Grecji starożytnej, gdzie stale ulegała doskonaleniu. Był to pogląd na budowę Wszechświata, zgodnie z którym centralnym punktem Kosmosu jest nieruchoma Ziemia, wokół której poruszają się planety i gwiazdy. W późniejszym czasie, wraz z całą nauką grecką, teoria geocentryczna została przejęta przez starożytną kulturę śródziemnomorską, następnie europejską. System geocentryczny doprowadził do wielkiej precyzji Klaudiusz Ptolemeusz. Sformułowana przez Mikołaja Kopernika w XVI wieku teoria heliocentryczna doprowadziła do upadku geocentrycznej teorii budowy Wszechświata.

Wszyscy ci filozofowie, astronomowie, ich biografie charakteryzują nam jak w ciągu wieków zmieniał się pogląd na budowę wszechświata. Przekazywali nam oni nowe punkty widzenia na jego budowę.

Podałam dorobek i krótkie biografie tych (spośród wybitniejszych) astronomów, którzy zamknęli księgę swego życia. Nie jest to tylko historia, bo choć nie biorą oni już bezpośredniego udziału w nieustającym ataku umysłów na twierdze kosmicznych zagadnień, to jednak ich prace, choćby nawet bardzo dawno wykonane, znakomicie ułatwiają następcom osiągnięcia.

8

KLAUDIUSZ PTOLEMEUSZ

(ok.100 - ok.168 n.e.)

---