Természet Világa, 1973 (104. évfolyam, 1-12. szám)
1973-06-01 / 6. szám
1503 végén a harmincéves Kopernikusz — az egyházjog doktora, orvos, művész, matematikus és csillagász — véglegesen visszatért Lengyelországba. 1513-ig Heilsberg várában élt mint nagybátyjának háziorvosa. Nagybátyja halála után mint kanonok intézte Warmia egyházmegye gazdasági ügyek, rövid ideig az egyházi és politikai hatalmat is gyakorolva. Fromborkba költözött, ahol a székesegyház egyik tornyában rendezte be „házi” csillagvizsgálóját. Megfigyeléseit maga készítette műszerekkel végezte, amelyek azonban még a kor színvonalához viszonyítva sem voltak különösebben pontosak. Csillagászati munkássága mellett még sokirányú tevékenységet folytatott. Szegényeket, gazdagokat egyaránt gyógyított. Verseket írt, arcképeket festett, pénzügyi szakmunkát jelentetett meg. 1520-ban, amikor ismét kitört a háború Lengyelország és a német lovagrend között, Kopernikusz olyan hatásosan szervezte meg Olsztyn város védelmét, hogy az a lovagok számára bevehetetlennek bizonyult. A háború győzelmes befejezése után az újjáépítés vezetésében is élen járt, és csak élete utolsó 20 évében szentelhette magát teljesen a csillagászatnak. A kopernikuszi gondolat megszületése Kopernikusz már Olaszországban végzett olyan megfigyeléseket, melyek megerősítették kétkedését Ptolemaiosz rendszerének helyességében. Mi jellemzi a ptolemaioszi felfogást? Az alapfeltevés a hétköznapi szemléletből indul ki: a Világmindenség középpontjában a mozdulatlan Föld helyezkedik el. Az állócsillagok, valamint a Nap és a Hold látszó mozgása az égbolton aránylag egyszerű. A csillagok — a merevnek képzelt éggömbbel együtt — szigorúan egyenletes sebességgel körmozgást végeznek a Föld körül, nagyjából naponta végezve el egy keringést kelet-nyugati irányban. Az égitestek látszólagos napi mozgását Ptolemaiosz rendszere valódi mozgásokként fogja fel. A Nap és a Hold ezenkívül lassú, nyugatról keletre haladó mozgást is végez a csillagokhoz képest, azonban nem egyenletes sebességgel. A Nap másodlagos mozgása során egy év alatt körüljárja az égboltot az ekliptika mentén, havonként az állatövi soron következő csillagképébe lépve. Ezt a mozgást Ptolemaiosz ugyancsak valódinak képzelte, és azt tanította, hogy a Nap a Föld körül kering. A bolygók látszólagos mozgása már jóval bonyolultabb. Ugyanis nem haladnak mindig ugyanabba az irányba. Bár mozgásuk fő iránya a csillagokhoz képest nyugat-keleti, néha (az úgynevezett stacionárius pontokon) mintegy megállnak, azután visszafordulnak, és — ún. retrográd mozgást végezve — egy ideig ellenkező irányban haladnak (lásd az 1. ábrát). Ezután ismét megállás, majd a főirányban folytatódó — ún. direkt — mozgás hosszabb időszaka következik. A bolygók látszólagos pályájukon tehát időnként hurkot írnak le. (A Jupiter pályáján pl. 12 esztendő alatt 12 ilyen hurok figyelhető meg.) Emellett a bolygók fényessége periodikusan változik, ami arra enged következtetni, hogy a tőlünk mért távolságuk nem állandó. Ezeknek a megfigyelési tényeknek kellett tehát valamilyen módon magyarázatot adni. Ptolemaiosz elképzelése szerint a bolygók különös mozgása a következőképpen értelmezhető: a bolygók egyenletes körmozgással nem közvetlenül a Föld körül keringenek, hanem kisebb körökön egy képzeletbeli pont körül, és csak az a pont kerüli meg azután — szintén egyenletes körmozgást végezve — Földünket. Ptolemaiosz a kisebb köröket epiciklusnak nevezte, az epiciklus képzelt Föld körüli pályáját pedig deferensnek (2. ábra). A bolygók helyzetének, valamint fényességének pontos előrejelzése és a Hold, ill. a Nap mozgásában mutatkozó feltűnő egyenetlenségek magyarázata céljából fel kellett tételezni, hogy a Föld és a deferensek középpontja kisebbnagyobb távolságokra helyezkedik el egymástól. A geocentrikus rendszerben a Hold és a Nap közvetlenül deferenseiken keringenek. A Hold deferensének középpontja 9 évenként egyszer megkerüli a Földet. Tapasztalati szabályok egész sora érvényes a deferensek és epiciklusok helyzetére, relatív méretére vonatkozóan, amelyeket — további magyarázat híján — tényként kellett elfogadni. Ha a ptolemaioszi rendszert egészében átgondoljuk, akkor úgy találjuk, hogy egy egész sor olyan tulajdonsággal és törvényszerűséggel rendelkezik, melyek a keretein belül maradva érthetetlenek és teljesen véletlenszerűnek tűnnek. Így e rendszer semmiféle magyarázatot sem ad arra a különös tényre, hogy a Mars, Jupiter és Saturnus akkor és csak akkor vannak a legközelebb a Földhöz (epiciklusaik földközel pontján), amikor oppozícióban állnak a Nappal, azaz napnyugtakor kelnek és hajnalban nyugszanak. Vagy, ami még furcsább: miért van az, hogy a Mars epiciklusé óriási, a Jupiteré már kisebb és a Saturnusé még kisebb? Mi az oka annak, hogy a ptolemaioszi rendszerben az említett 3 bolygó epiciklikus rádiuszvektora (melyet úgy kapunk, hogy összekötjük a bolygó epiciklusának pillanatnyi középpontját a bolygóval) egymással mindig párhuzamos, továbbá párhuzamos a Földi Napiránnyal is! Miért esik a Merkúr és a Venus epiciklusainakközéppontja mindig arra az egyenesre, amelyik a megfigyelőt a Nap centrumával összeköti? (Ez vonja maga után azt, hogy a Merkúr és a Venus helyzete epiciklikus mozgásuk közben a Nap körül ide-oda ingadozik: a Merkur legfeljebb 28°-ra, a Venus pedig 48°-ra távolodhat el a Naptól.) Miért éppen 1 év ezen epiciklu- 1. ábra. A Mars bolygó látszó útja az Oroszlán csillagképben 1947 novemberétől 1948 júniusáig. A római számok a hónapok elejének megfelelő helyzetet jelölik 1 Két égitest akkor áll oppozícióban, ha geocentrikus szögtávolságuk 180°. 2. ábra. Epiciklusok és deferensek Ptolemaiosz rendszerében . 1 A Nap látszólagos évi mozgása folyamán 12 kitüntetett csillagképen halad keresztül, amelyek többsége már a régmúlt időkben állatokról kapott nevet. Ezek a Kos, Bika, Ikrek, Rák, Oroszlán, Szűz, Mérleg, Skorpió, Nyilas, Bak, Vízöntő, Halak. 244