Tycho Brahe 1546 - 1601 Astronomi

Tycho Brahe: Astronomi

Tycho Brahe viede sit liv til at studere stjernehimlen. Han lavede de hidtil mest præcise opmålinger af himmelrummet. Hans opmålinger har dannet skole for moderne naturvidenskabelig metode.

Se filmen om Tycho Brahe

Personen Tycho Brahe

Brahe ændrede vores verdensbillede

Tycho Brahe Tycho Brahe var en ilter type, der var glad for druk, fest og ballade. Han var målrettet, stædig og modig. Ikke bange for at gøre sig uvenner med den danske konge. I en fægteduel mistede han et stykke af næsen og gik derfor med en metalprotese i stedet.

Tycho Brahe blev født d. 14. December 1546 i Skåne, som dengang var en del af Danmark. Han blev født af adelige forældre og tilhørte derfor automatisk samfundets top.

Som adelig havde man visse forpligtelser i slutningen af 1500-tallet. Og det var forventet af Tycho Brahe, at han skulle drive landbrug og styre bønderne i sit len og gifte sig med en adelig kvinde og drive politik og føre krig for kongen. Men Brahe ville hellere arbejde med astronomi, matematik og andre af datidens videnskaber som for eksempel alkymi. Han var også kongens astrolog, så hans arbejde var blandt andet at lægge horoskoper og tolke varsler om fremtiden.

Finder fejl i de andres arbejder

Tycho Brahe var interesseret i astrologi, altså læren om, hvordan menneskers liv på Jorden og fremtidige begivenheder kan læses ud af planeternes baner blandt stjernerne. I dag kender vi dog Tycho Brahe som astronom, altså en videnskabsmand, der beskæftiger sig med, hvordan universet skal forklares og kortlægges.

Det diskuteres stadig, hvornår unge Tycho fik lyst til at beskæftige sig med astronomi. Men det vi ved er, at det er fejl i datidens tabeller over planeternes bevægelser, som motiverede ham til at skabe verdens første videnskabelige center. Hans mål var at måle stjernerne og planeternes bevægelser på himlen med højest mulig præcision.

På grund af sine gode forbindelser til det danske kongehus fik han overdraget øen Hven, som på det tidspunkt var dansk lige som Skåne.

Her byggede han omkring 1580 Uranienborg, og senere Stjerneborg. Hans videnskabelige projekt var enormt, set med datidens øjne. Brahes havde mere end 100 håndværkere, studerende og assistenter ansat for at bygge instrumenter, måle himlens stjerner op og lave matematiske beregninger, så resultaterne kunne sammenlignes med observationer på andre tider af døgnet og året.

Første naturvidenskabsmand

Brahe menes at være den første, som forstod betydningen af nøjagtige data i videnskab. Han var fuldstændig besat af at skabe nøjagtige målinger. Og da nøjagtige målinger netop var grundlaget for moderne videnskab, er Tycho Brahe i dag kendt som en af verdens første moderne naturvidenskabsfolk. Men han arbejdede altså samtidig med både astrologi og alkymi, der i dag betragtes som overtro og ikke som videnskab.

Brahes observationer på Hven blev hurtigt kendt for deres præcision. Derved blev han inddraget i datidens lærde diskussion om, hvordan solsystemet er opbygget.

På den tid var den officielle forklaring baseret på Aristoteles beskrivelse fra oldtiden, hvor Jorden var placeret ubevægelig i Universets midte, mens planeterne, Månen, Solen og stjernerne bevægede sig rundt om Jorden i såkaldte krystalsfærer – det vil sige glaskupler eller rum af glas. Forklaringen var tilpasset den kristne bibels ord. Derfor lå Paradiset og Guds hjem i den yderste krystalsfære, som var Guds perfekte himmel.

Uvenner med kongen

Men der var også andre bud på, hvordan vores verden så ud. Blandt andet Kopernikus’ system fra 1543, hvor solen var i midten og planeterne udenom, som vi kender det i dag.

Tycho Brahe blev støttet det meste af sit liv af den danske konge, Frederik 2, på grund af familiens gode forbindelser til kongehuset. Men da Christian 4. blev konge i stedet, mistede Tycho Brahe sin royale støtte.

I løbet af få år kom han i konflikt med Christian 4. og måtte rejse bort fra Danmark. Han byggede et observatorium i Prag i Bøhmen, det nuværende Tjekkiet. Her døde han i 1601. Man har spekuleret over, om Tycho Brahe blev forgiftet, men undersøgelser af resterne i hans grav tyder ikke på det.

Opdagelsen

Himlen kan gennembrydes

Tycho Brahe kender vi først og fremmest, fordi han ændrede vores syn på verdensrummet ved at benytte videnskabelige metoder i sit arbejde. Hans største bidrag til astronomien var:

  1. Han skabte gennem et helt liv den hidtil mest nøjagtige optegnelse af stjernehimlen og derved også planeternes baner, som man siden oldtiden havde ment, var vandrende stjerner. For at nå sit mål forbedrede han gang på gang sine instrumenter, og han arbejdede energisk på at fjerne fejlkilder, altså årsager til, at en måling blev upræcis. Han var den første videnskabsmand i verden til at beskæftige sig så grundigt med fejlkilder.
  2. Han påviste, at 2 fænomener måtte være meget fjerne. Nemlig dels en stjerne, Stella Nova, som pludselig dukkede op på himmelen i 1572, dels kometer – især en, som prydede himlen i 1577. Derved beviste han, at datidens opfattelse af verdensrummet var forkert. I 1500-tallet mente man nemlig, at himlen var bygget op af uigennemtrængelige krystalsfærer og blev mere og mere perfekt og uforanderlig jo længere, man kom væk fra Jorden.

Krystalsfærer. Sådan troede man verdensbilledet så ud i 1500-tallet. Jorden i centrum og små engle skubber alle himmellegemer over himlen. Illustration: LARSEN ET RASMUSSEN

Krystalsfærer. Sådan troede man verdensbilledet så ud i 1500-tallet. Jorden i centrum og små engle skubber alle himmellegemer over himlen.
Illustration: LARSEN ET RASMUSSEN

Men Tycho Brahe kunne altså påvise, at den nye stjerne opstod yderst på himlen blandt de andre stjerner. Og at kometerne var så langt væk, at de bevægede sig ude mellem planeternes krystalsfærer, som derfor måtte være gennemtrængelige. Stjernehimlen kunne derfor ikke være uforanderlig, og krystalsfærerne ikke uigennemtrængelige.

Brahes nøjagtige optegnelserne blev få år efter hans død afgørende for at man kunne skelne mellem tidens modeller for verdensrummet. Du kan se tre af disse modeller her på siden.

Sådan gjorde han

Tycho Brahes skabte sit kort over stjernerne og planeternes bevægelser ved nat efter nat omhyggeligt at måle afstandene mellem himlens objekter i form af grader på en vinkelmåler.

Hans målinger blev mere og mere præcise, fordi han ustandselig forbedrede sine instrumenter. Det gjorde han ved at bygge dem større og større, og af metal, i stedet for træ, som slår sig i vind og vejr. Kikkert brugte han aldrig. Den blev først opfundet nogle år senere. Han kunne derfor kun se det, vi andre også ser, når vi kigger mod himlen.

Brahe var den første, som korrigerede sine målinger for de brydninger af lyset, nattehimlen skaber. Atmosfæren ændrer nemlig lysets retning, ligesom vand gør. Du kender sikkert det, at du rækker ned i vand efter noget på bunden, men bliver snydt, fordi tingene ikke ligger der, hvor de ser ud til at ligge. Det samme sker altså i atmosfæren. Hvis vi kunne række ud efter en stjerne ville vi opdage, den ikke altid ligger, hvor det ser ud til. Men Brahe lavede en tabel, så han kunne korrigere målingerne for denne effekt, der kaldes refraktion.

Måler afstande i rummet

Desuden beregnede Tycho Brahe afstandene til de nærmeste himmellegemer ved brug af såkaldte parallakser.

Du kan opleve parallaksefænomenet, hvis du kigger på tingene i lokalet foran dig, og flytter hovedet lidt fra side til side. Så kan du se, at de ting, der er nærmest, flytter sig mere i billedet, end de, der er længst væk.

Det var med parallaksemetoden, han var i stand til at påvise, at kometen i 1577 og den nye stjerne på himlen i 1572 lå længere væk end Månen.

Ved at sammenligne sine målinger af kometens position med målinger lavet i Prag samtidig, kunne Brahe vise, at kometen lå på samme position mellem stjernerne, uanset om målingen var lavet i Prag eller på Hven. Månens placering derimod, var en lille smule forskellig set fra Prag og Hven. Det beviste, at kometen lå længere væk end Månen.

Tycho tog fejl

Tycho kunne se på sine målinger, at planeterne i solsystemet sandsynligvis var i kredsløb om Solen og ikke om Jorden. Men til gengæld kunne han også se i sine resultater, at stjernerne lå fuldstændig fast. De flyttede sig aldrig i forhold til hinanden. Derfor mente han, at himlens stjerner var fikserede på himlen, og at Jorden derfor også logisk set måtte ligge fast i forhold til stjernerne. Han konstruerede derfor en model, hvor Jorden var fast centrum, Solen cirklede om Jorden og de andre planeter var i kredsløb om Solen. Yderst lå stjernerne.

Tycho Brahe udviklede det Tychoniske verdensbillede. Jorden er i centrum. Solen kredser om jorden, med alle andre planeter kredsende om sig. Illustration: LARSEN ET RASMUSSEN

Tycho Brahe udviklede det Tychoniske verdensbillede. Jorden er i centrum. Solen kredser om jorden, med alle andre planeter kredsende om sig.
Illustration: LARSEN ET RASMUSSEN

Men Tycho Brahe tog fejl. Når stjernerne ikke rykkede sig på himlen under hans målinger skyldtes det, at de var så langt væk, at man ikke kunne måle de små forskelle i parallakse med datidens instrumenter.

Johannes Kepler kom senere med et bedre bud. Han brugte Brahes arbejde til at påvise, at ud af tidens mange teorier for, hvordan solsystemet var opbygget, var Kopernikus’ solsystem det mest korrekte.

Heliocentrisk verdensbillede med solen i centrum og planeterne i kredsløb udenom, som vi ser verden idag. Dog mente man stadig at stjernene var fikseret langt ude på himlen. Illustration: LARSEN ET RASMUSSEN

Heliocentrisk verdensbillede med solen i centrum og planeterne i kredsløb udenom, som vi ser verden idag. Dog mente man stadig at stjernene var fikseret langt ude på himlen.
Illustration: LARSEN ET RASMUSSEN

Kepler kunne endda vise, at planeterne bevægede sig i ellipser rundt om solen og ikke i perfekte cirkler, som man troede.

Nutiden

På skuldrene af Brahe

Nutidens astronomi bygger videre på Tycho Brahes opdagelser, og bruger i vidt omfang samme metode: De laver omhyggelige målinger og forsøger at teste ideer om, hvordan Universet er bygget op, ved at se om deres data passer med forklaringerne. Og en af de vigtigste metoder er stadig at kigge ud i rummet – dog med bedre og bedre instrumenter.

Kort efter Tycho Brahe begyndte italieneren Galileo Galilei at konstruere og bruge kikkerter. Englænderen Isaac Newton forbedrede kikkerten ved at bruge et krumt spejl i stedet for en linse. Siden da har man brugt spejlteleskoper, som blot er blevet større og større og mere og mere præcise.

De sidste godt 100 år har vi fået mulighed for at lave målinger på andre bølgelængder end synligt lys, for eksempel røntgenstråling og radiostråling fra rummet.

I dag ved vi, at hverken solsystemet eller Jorden er verdens centrum. Faktisk er der slet ikke er et centrum for universet. Solsystemet er blot et blandt et ukendt antal stjerner med planeter omkring i vores galakse Mælkevejen. Der findes flere hundrede milliarder stjerner i vores galakse.

Du er stjernestøv

Men vi ved også, at nogle stjerner eksploderer, når de brænder ud – det kalder vi supernovaeksplosioner. Og det var sådan en supernova eksplosion, man kaldte Stella Nova i 1572. Under en stjerneeksplosion dannes næsten alle de grundstoffer, som planeter og liv er sammensat af. De atomer, du består af, stammer altså i høj grad fra stjerner, der er eksploderet for længe siden. Du kan roligt sige, du består af stjernestøv.

Verdensrummet er blevet større og større siden Brahe. Omkring 1900 mente man, at vores galakse udgjorde hele Universet. Siden har astronomerne fundet helt ubegribeligt mange galakser i rummet.

Og astronomerne er i dag ganske sikre på, at universet strækker sig meget længere end det, vi kan se. Måske er det uendeligt. I hvert tilfælde ser vi kun den del af det, som rækker 13.8 milliarder lysår ud i rummet fra os. Og hvis det er uendeligt, mener man, at det var uendeligt fra starten og – hvor besynderligt det end kan lyde – har udvidet sig lige siden.

Altings begyndelse

Vi har oven i købet en teori, Big Bang, som fortæller os, hvordan det hele begyndte – og hvornår det begyndte. Ikke sådan på klokkeslæt og dato, men præcist nok til at man kan sige, det skete for omkring 13.8 milliarder år siden, hvor universet begyndte at udvide sig fra en ekstremt varm og tæt tilstand.

Siden har det udvidet sig kolossalt og er kølet af, til det, vi kender i dag, hvor rummet næsten er tomt for stof, og der er uhyre langt mellem galakserne og deres stjerner. For cirka 4,5 milliarder år siden, da universet var 9,3 milliarder år gammelt, dannedes solsystemet, hvor vi i dag bor på tredje planet fra Solen.

Astronomi er blevet svært forståeligt og meget kompliceret siden Tycho Brahes tid. Men lige som dengang er der stadig rigtig meget, man mangler at forklare. I dag forsøger astronomerne at forklare den mystiske form for energi, de ved, er derude, nemlig mørk energi. Man ved den er der, for det er den energi, der får rummet til at udvide sig. Men man ved ikke, hvorfor den er der, og hvad dens natur er. De leder også efter tegn på mørkt stof, som er usynligt stof, der svæver rundt i vores galakser. Så der er rigeligt at opdage endnu i vores uendelige univers.

Ny forskning: Stjerne-detektiven fra Hadsund

Jens Jessen-Hansen er astronom og aflurer stjernernes inderste hemmeligheder. Den unge forsker drømmer om at arbejde på et kæmpeteleskop.

Jens Jessen Hansen - Foto: Christoffer Muusmann

  Jens Jessen Hansen – Foto: Christoffer Muusmann

Flere steder rundt om i verden findes enorme teleskoper. De kan bruges til at udforske universet med en detaljegrad, man kun kunne drømme om for et par årtier siden. Og flere, endnu større, er på vej. Med teleskopernes gigantiske spejle kan man komme helt tæt på gigantiske stjernehobe, fremmede galakser og mystiske gasskyer.

En af dem, der drømmer om at komme til at arbejde på et af kæmpeteleskoperne, er den unge forsker og astronom Jens Jessen-Hansen. På den måde kan han fortsætte det astronomiske detektivarbejde, som hans liv allerede i dag er fuld af.

Jens Jessen-Hansen er ph.d.-studerende i astronomi ved Stellar Astrophysics Center på Aarhus Universitet. Her arbejder han med at undersøge stjerner i de enorme klumper, man kalder for stjernehobe. At han er endt med at beskæftige sig med astrofysik, er ikke helt tilfældigt:

”De fysiske fænomener, man kan opleve i rummet, har fascineret mig fra jeg var helt lille. At det hele er så stort og vildt. I universet tager man fysikkens fænomener til ekstremer – tænk eksempelvis på sorte huller og døende stjerner,” fortæller han.

Tæt på stjernernes indre

”Mit arbejde handler om at studere stjerner. Hvad består de af? Hvor store er de? Hvor gamle er de? Det er spørgsmål, som er ret tricky at besvare, når man arbejder med himmellegemer, der er tusindvis af lysår væk,” siger han.

De billeder og data, som Jens Jessen-Hansen bruger, stammer fra et fælles nordisk teleskop, der ligger på den canariske ø La Palma. Han studerer især såkaldte dobbeltstjerner, som er to stjerner, der kredser om hinanden. Nogle gange vil de to stjerner skygge for hinanden, og ved at måle de forandringer i det lys, de udsender, når det sker, kan man blive klogere på deres størrelse, masse, afstand til Jorden og meget andet. Det specielle ved at arbejde med dobbeltstjerner er, at man kan få utrolig nøjagtige målinger – helt ned til en procents nøjagtighed. Det er ret exceptionelt inden for astronomi.

”De resultater, jeg får, kan bruges til at forbedre de teoriske modeller, man har om stjerner i dag. Og helt som forventet, så er der nogle fejl i modellerne, så teoretikerne må tilbage til skrivebordet og arbejde lidt ekstra,” siger han med et smil.

Lange arbejdsdage

Selvom der både er gode kolleger og et helt univers at udforske, er det dog også hårdt at være ph.d.-studerende:

”Jeg er meget ambitiøs, så det gælder om at tøjle sine egne forventninger. Og man kommer let til at tvivle. Gør man det nu godt nok? Hvorfor tager den her opgave så lang tid for mig? – Jeg burde kunne gøre det meget hurtigere.”

Som ph.d.-studerende har man også ganske mange deadlines, og så er man med i en slags on-going konkurrence, hvor det gælder om at publicere artikler om sin forskning de rigtige steder – og gerne så ofte som muligt.

Drømmer om kæmpeteleskop

Meget af Jens’ arbejde foregår ved en computer, men skulle han selv vælge, ville det foregå et helt andet sted:

”Jeg vil gerne af sted og arbejde ved et stort teleskop. Det at udtænke et helt nyt projekt og så foretage observationerne højt oppe på et bjerg, kunne være rigtig spændende. Og teleskoperne ligger mange eksotiske steder rundt om på kloden. Med smukke landskaber og en helt fantastisk nattehimmel som baggrundstæppe.”

Når arbejdsdagen falder lidt lang, så giver det derfor for Jens Jessen-Hansen et gedigent rygstød at tænke på det år, han allerede har været udsendt til et teleskop på en af de canariske øer. Og så drømmer han også om at komme til at arbejde ved verdens største teleskop, der åbner i 2025 i Chile – og som en række europæiske lande står bag.

”Det kunne være virkelig spændende! Teleskopet har så gigantisk et spejl, at man vil kunne opdage ting, som i dag er meget svære at blive klog på – både om stjernernes indre og om fremmede planeter, der kredser om disse stjerner.”