人物生平

1546年12月14日,第谷·布拉赫出生在斯凯恩,当时在丹麦,现在在瑞典。他是奥托·布拉赫和比特·比尔的长子,他们都来自丹麦的高级贵族家庭。他由他的叔叔格尔根·布拉赫抚养长大,成为他的继承人。1559年,十三岁的第谷·布拉赫进入哥本哈根大学学习法律和哲学。1560年,8月21日,观察日蚀,转向研究天文学和数学,买了几台天文仪器,后来他到德国受到进一步的培养和教育。1563年,观测到木星与土星相靠近的时间,比天文表预测早一个月,他制作出更精确可靠的天文表。1565年,在为论证关于数学的理论的决斗中失去了鼻子的大部分,第谷的鼻子被他的对手(数学家和贵族)割下。从那以后,第谷总是戴着假金属鼻子出现在公众面前。他于1570年回到丹麦。

第谷布拉赫观测星星有多准(第谷布拉赫开普勒的老师)(1)

第谷·布拉赫(1546-1601)

1572年,11月11日,第谷·布拉赫发现仙后座中的一颗新星,一直到1574年3月,第谷·布拉赫在一篇论文中首次发明了“新星”(Nova)一词,并指出星座一成不变的说法是错误的。后人为了纪念他,把这颗新星叫做第谷星。1574年,他在哥本哈根大学讲授了一门关于天文学的课程。他确信,天文学的进步取决于精确的观测。在另一次访问德国之后,他拜访了天文学家,第谷接受了国王腓特烈二世资助一个天文台的提议。他得到了位于哥本哈根附近的山特的汶岛,并在那里建造了乌拉尼堡天文台,成为当时欧洲最好的天文台。

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乌拉尼堡,第谷的汶岛天文台和研究中心

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第谷的汶岛天文台

第谷设计并建造了新的仪器,校准了它们,并建立了夜间观测系统。他还经营着自己的印刷机。许多学者参观了这个天文台,第谷在那里训练了一代年轻的天文学家学习观测技术。

1577年,观测一颗彗星,分析其外观的性质及它到地球的距离,并断定这颗彗星已穿过遥远的行星所环绕的太空,它不是地球大气层的一种现象(因为当时普遍这样认为)。

1582年,在教皇格里高里十三世主持下,完成了对基督世界延用了一千多年的儒略历的改历工作,颁行了格里高里历。把年的长度精确到一秒钟之内,略去10天,以便使这种历法与太阳的运动保持一致。

1588年,国王逝世,天文台资金十分困难,第谷艰难地维持了10年,于1597年3月被迫关闭天文台

1588年,发表《论天界新现象》,为了平衡哥白尼体系和托勒密体系,而提出第谷宇宙模型:水星,金星,火星,木星和土星围绕太阳旋转,太阳和月亮围绕地球旋转,地球仍是宇宙的固定不动的中心

1597年,国王逝世后,第谷与继任国王克里斯蒂安四世闹翻后,第谷在1597年收拾好他的设备和书籍,离开了丹麦。

1599年,在波希米亚皇帝鲁道夫二世的邀请下定居布拉格,担任帝国数学家,让约翰尼斯·开普勒(1571年-1630年)做他的助手。后来,开普勒依靠自己的能力成为了著名的天文学家。

1601年,根据开普勒的第一手资料,第谷在捷克共和国布拉格与神圣罗马皇帝共进晚餐。在这个过程中,第谷非常匆忙,但在皇帝面前离开是粗鲁的(如果没有特殊原因的话)。尽管第谷有特殊的原因,但他仍然不好意思离开这张桌子。当他终于回到家时,第谷发现小便既困难又痛苦。11天后,10月24日,他死于膀胱破裂,享年54岁。

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第谷布拉赫和约翰尼斯·开普勒

主要贡献

第谷的主要作品包括

  1. De Nova et Nullius Aevi Memoria Prius Visa Stella,从未见过的新星,哥本哈根
  2. De Mundi Aetherei Recentioribus Phaenomenis,关于现实世界的新现象,乌拉尼堡
  3. Astronomiae Instauratae Mechanica,天文学仪器,万德斯贝克

1602,Astronomiae Instauratae Progymnasmata,关于天文学的入门练习,布拉格

他的观察结果在他的一生中没有发表。约翰内斯·开普勒使用了它们,但它们仍然是第谷的继承人的财产。

第谷·布拉赫对天文学的贡献是巨大的。他不仅设计和制造仪器,还定期校准并检查它们的准确性。因此,他彻底改变了天文仪器设备。他还深刻地改变了观察实践。早期的天文学家已经满足于观察行星和月球在其轨道的某些重要点上的位置,而第谷和他的助手则在整个轨道上观察这些天体。因此,第谷明确指出了一些以前从未注意到的轨道异常。如果没有这些前所未有的完整系列观测,开普勒就不可能发现行星沿椭圆轨道运动。第谷也是第一个对大气折射进行修正的天文学家。总的来说,以前的天文学家的观测精确到大约15弧分,第谷的观测精确到大约2弧分,他最好的观测精确到大约半弧分。

第谷对1572年的新星和1577年的彗星的观察,以及他关于这些现象的出版物,有助于建立这样一个事实:这些天体在月球之上,因此天空(月上天)并不像亚里士多德所争论的那样是不可改变的。天空是多变的,因此亚里士多德在天堂和地球区域之间的划分受到了攻击,并最终被放弃。此外,如果彗星在天空中,它们就会穿过天空。到目前为止,人们一直认为行星是由彼此紧密结合的物质球(球壳)携带的。第谷的观察表明,这种排列是不可能的,因为彗星可以穿过这些球体移动。

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1572 (super) nova新星

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1577年,第谷观测到的彗星,从1577年11月到1578年1月一直可见

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第谷的宇宙模型

1577年彗星轨道,所有的行星都围绕太阳运行,太阳围绕固定的地球运行。彗星的轨道穿过许多行星天球,由此第谷得出结论,这些天球不可能像亚里士多德假设的固态水晶天球。像尼古拉·哥白尼和其他早期的天文学家一样,第谷坚定地坚持所有天体的完美圆形轨道的概念;约翰内斯·开普勒将是第一个打破这个特殊理论的人。

第谷的天文仪器

第谷对恒星和行星位置的观测因其准确性和数量而值得注意。他的天体位置记录比任何前任或当代的位置都要准确得多。

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1598年,第谷的《天文学仪器》中的彩色雕刻

乌拉尼堡是丹麦天文台和炼金术实验室,由第谷·布拉赫建立和运营。它建于1576-1580年,位于新西兰和斯堪尼亚之间的一个岛上,当时它是丹麦的一部分。乌拉尼堡是欧洲第一个定制的天文台,一个没有望远镜作为主要仪器的天文台。天文台的一堵墙上有一个巨大的壁画象限,用来测量恒星经过子午线时的高度。这一点和天文台的许多其他仪器一样,在布拉赫1598年的著作《天文学仪器》(彩色雕刻)中都有详细的描述。

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1576年,黄铜方位角象限仪

第谷的黄铜方位角象限,半径为65厘米,建于1576年或1577年。它是最早建造的仪器之一,曾用于观测1577年的彗星。它的估计精度为48.8弧秒。

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1580年,第谷的大地球仪

半径约为1.6米,于1580年底投入使用。空心木球尽可能完美的球形,有一个黄铜板的盖子。地球有两个主要的科学用途:其后记录了第谷观测到的恒星的位置,到1595年,他已经精确地观测到了1000颗地球上的恒星。然而,它最初是作为一种计算设备。通过辅助圆,用第谷的仪器测量的局部方位角/高度坐标被转换为用于记录恒星和行星位置的传统天体坐标。

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1581年,浑天仪

浑天仪是天空中物体在天球中的模型,由以地球为中心环的球形框架组成,代表天体经度、纬度线和其他天文学上的重要特征,如黄道。因此,它不同于天球,天球是一个平滑的球体,其主要目的是绘制星座图。第谷的浑天仪半径为1.6米,建于1581年。第谷很快放弃了制造更大的浑天仪,因为他发现由于各种部件的巨大重量,弯曲降低了它们的准确性。这导致了非常优越的赤道臂的设计。

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1582年,三角六分仪

第谷的三角六分仪,半径约1.6米,建于1582年。随着第谷的六分仪尺寸的增大,它们成为了固定的仪器,更小的六分仪是便携式的。

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1585年,赤道浑仪

像这样的大型仪器,通过改进的观测设备和测量尺度,直径到达3米,建于1585年。这是一个最基本的辅助工具,也是第谷的主力工具之一。第谷以先进的大气折射校正程序,使他能够计算出恒星和行星的位置,精确到一弧秒。第谷对回归年的测定太小了,只有1秒,他对地球轨道倾斜的测定精度是半弧秒。

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1586年,木质旋转象限仪

第谷的旋转木制象限仪,半径为1.6米,建于1586年。根据8颗参考恒星,它的弧度估计精度为32.3弧秒。

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1588年,钢质旋转象限仪器

对第谷的木制版本的改进,钢质旋转象限半径为2米,建于1588年。它的估计精度是36.3弧秒。

1597年,第谷失去了丹麦国王克里斯蒂安四世的青睐,离开了汶岛。在布拉格定居后,他安排把他的大部分乐器运到那里。在他死后,开普勒和第谷的继承人之间的法律斗争导致这些仪器被储存起来。在1619年波西米亚内战之后,除了第谷的大地球仪都被摧毁了。大地球仪回到了哥本哈根,一直放在大学的天文台里,1728年被大火烧毁。

第谷宇宙模型

第谷是哥白尼的追随者吗?他不是。第谷给出了各种不接受日心说的理由,他似乎不能放弃基于绝对位置概念的亚里士多德物理学。沉重的物体回到它们的自然位置,地球,这是宇宙的中心。如果地球不是宇宙的中心,那么当时所知的物理学就会被彻底破坏。另一方面,哥白尼系统有许多优势,一些技术上的(如更好的月球理论和更小的周期),还有一些更基于和谐(对行星逆行运动的明显解释,严格证明行星的日心距和距离)。

1583年,第谷提出行星模型,结合了二者长处的系统。他把地球保持在宇宙的中心,这样他就可以保留亚里士多德物理(当时唯一可用的物理)。月亮、太阳、固定恒星的外壳以地球为中心,围绕着地球旋转。但是水星、金星、火星、木星和土星都围绕着太阳转。他绘制了1577年彗星在金星和火星之间的路径。这个第谷宇宙模型在17世纪早期就流行起来,因为他们感到被迫抛弃托勒密的地心体系,但由于各种原因又无法接受哥白尼日心体系。

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第谷宇宙模型

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