Тихо Браге, хозяин Ураниборга
Не академические по общему признанию достижения Тихо вскоре обеспечили ему внештатную должность в университете Копенгагена, где он недолгое время читал лекции об идеях Коперника и раздавал своим студентам «Прусские таблицы». Прочитав «О вращениях», Тихо также приобрел рукописную копию «Малого комментария» у друга, который знал Ретика. Поняв важность этого документа для математики, Тихо заказал дополнительные копии, чтобы распространить их среди других математиков, хотя и отказывался признавать реальность движения Земли. Несмотря на свою смелость и нескрываемое восхищение Коперником, он твердо верил в неподвижную Землю. Ведь если Земля и вправду описывала большой круг вокруг Солнца, полагал Тихо, то наблюдатель на Земле должен был бы на протяжении года видеть, как расстояния между некоторыми звездами сужаются и расширяются. Он оценил это предположительное изменение, называемое параллаксом, в семь градусов, то есть примерно в пятнадцать диаметров полной Луны. Невозможность зафиксировать какой-либо, даже крошечный, параллакс убедила Тихо в том, что Земля не вращается. Объяснение Коперника (о том, что гигантское расстояние до звезд препятствует обнаружению параллакса), по мнению Тихо, отдавало фальшью. С какой стати, вопрошал он, расстояние до звезд должно подскочить с десяти тысяч земных диаметров по Птолемею до нескольких миллионов, требовавшихся в соответствии с концепцией Коперника? Какой цели служит вся эта пустота? Более того, звезды, видимые на таких колоссальных дистанциях, должны были быть неправдоподобно большими, возможно, больше всего коперниковского большого круга небесной сферы! Не веря в это, Тихо искал альтернативные способы реализации наиболее привлекательных аспектов идей Коперника без движения Земли и предложил компромисс, который носит его имя. В системе Тихо Браге Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн вращаются вокруг Солнца, в то время как Солнце водит их за собой, вращаясь вокруг центральной и неподвижной Земли.
Чтобы доказать превосходство своей системы, представленной публике в 1588 году, над системами Птолемея и Коперника, Тихо требовались достоверные данные о движении планет, такие, которые невозможно было получить раньше. Он установил новые стандарты точности наблюдений, для чего первоначально увеличил свои изготовлявшиеся на заказ инструменты до исполинских размеров. Например, вместо ручного угломера или компаса Тихо использовал гигантский квадрант двадцати футов в высоту, с которым управлялась целая команда слуг. Позже он заказал и другие инструменты, тоже внушительные, хотя и не такие громоздкие, позволявшие легко считывать данные с крупных четких шкал, на которых каждый градус делился на шестьдесят минут (а в некоторых случаях минуты даже раскладывались на секунды). При поддержке своей знатной семьи он построил первую в стране астрономическую обсерваторию, а затем и король Фредерик выделил ему землю и средства для строительства второй обсерватории, оснащенной большим количеством еще более грандиозных инструментов собственной конструкции Тихо, которые, по всеобщему признанию, давали самые точные в мире результаты при определении положений планет. Как сам Тихо, так и его великолепная обсерватория Ураниборг на острове Вен существовали на доходы от должностей каноников и прочих церковных бенефиций, выделенных ему королем. Здесь Тихо больше двадцати лет повелевал командой талантливых помощников, массой недовольных крестьян и всем ночным небом.
После смерти Фредерика датский трон занял Кристиан, а Тихо попал в немилость и вынужден был покинуть Ураниборг. Поиски нового покровителя в 1599 году привели его в Прагу, ко двору императора Священной Римской империи Рудольфа II. Будучи католиком, Рудольф тем не менее терпимо относился к лютеранам в целом и особенно тепло принял столь искусного в астрологии человека, как Тихо Браге. Император предложил ему на выбор несколько замков и поручил делать предсказания относительно государственных дел.
Переехав в Прагу, Тихо оказался неподалеку от Иоганна Кеплера, что поспособствовало их судьбоносному сотрудничеству. Кеплер, пока еще неизвестный большинству астрономов и ведущий скромный образ жизни, не мог бы позволить себе посетить остров Тихо. Он радовался приезду Тихо в Богемию как милости Божьей. Также волею судеб, присоединившись к команде замка в Бенатках весной 1600 года, Кеплер обнаружил, что главный помощник Тихо изучал Марс. «Я считаю божественным предопределением, — вспоминал Кеплер, — то, что я приехал туда в то самое время, когда намеревался заняться Марсом, движения которого дают единственно возможный ключ к тайнам астрономии».
Система Тихо Браге
В системе Тихо планеты вращаются вокруг Солнца, но Земля остается неподвижной в центре Вселенной. Хотя наблюдения Тихо продемонстрировали, что твердость небесных сфер — не более чем вымысел, он не мог поверить в то, что Земля движется по орбите и вращается вокруг своей оси.
В год описанной Тихо сверхновой Кеплер был еще грудным ребенком в Вайльдер-Штадте на юго-западе Германии, но в пять лет мать отвела его за руку на вершину холма за городом, чтобы посмотреть на Большую комету 1577 года. К тому времени зрение Кеплера уже начало слабеть. Благородное положение, когда-то отличавшее семью Кеплера, пошатнулось еще до его рождения, так что близорукий юный гений не унаследовал почти ничего, кроме геральдического щита. Однако благодаря своему интеллекту он получал стипендии на всем протяжении учебы в семинарии и университете. Он направлял свой «пылкий энтузиазм» на занятия астрономией, которые убедили его в правильности гипотезы Коперника.
Хотя Кеплер готовился к карьере лютеранского пастора, он принял первое полученное им предложение о работе — школьным учителем в Граце и математиком в провинции Штирия. Однажды в 1595 году, рисуя для школяров на доске повторяющуюся схему соединения Юпитера и Сатурна, он испытал озарение. Геометрия и божественная природа слились в его сознании и помогли интуитивно решить три космические загадки: почему планеты находятся на определенных расстояниях друг от друга, почему Бог создал только шесть планет и почему они вращаются с разными скоростями вокруг Солнца. В первые моменты восторга Кеплер представил сферы планет вписанными в правильные многоугольники — от треугольника к квадрату, пятиугольнику, шестиугольнику и так далее. Но поскольку правильных многоугольников существует сколько угодно, а планет только шесть, то Кеплер вскоре заменил их на более редкие трехмерные эквиваленты — так называемые правильные многогранники. Самый простой из них — тетраэдр из четырех граней, представляющих собой одинаковые равносторонние треугольники, — удачно вписался между сферами Марса и Юпитера. Куб (состоящий из шести равных квадратов) лежал в основе расстояния между Юпитером и Сатурном, а додекаэдр (образуемый двенадцатью идентичными пятиугольниками) объяснял расположение Земли внутри орбиты Марса. Чудесное совпадение пяти правильных геометрических тел с пятью межпланетными пустотами наполнило душу Кеплера ощущением счастья. Он расплакался слезами радости и направил все свои усилия в новую сторону.
