第谷認為地球不會動 天文學家第谷是精確計算行星位置的第一人,但他不接受哥白尼認為行星系統繞著太陽運轉的看法;哥白尼認為地球繞太陽運轉,恆星因為太遙遠了,以致於沒有「視差」的現象。第谷說:「如果地球繞著太陽運轉,恆星應該有視差的現象,但從來沒看過。」而他認為如果地球繞著太陽運轉,恆星會在天球上畫一個圓圈;近一點的恆星畫大圈,遠一點的恆星畫小圈,這是「視差」的現象。如果你把左手臂向前伸直並豎起食指,再輪流用左眼和右眼看指頭,會發現食指在跳動。如果手指頭近一點,將發現跳動得更厲害,就是視差現象。如圖3,地球在A點時,將看見近恆星在天球1的位置,地球在B點時,近恆星在2的位置,C點是3,D點是4,它的軌跡在天球上形成一個小圈圈。第谷想用他的四分儀(圖4,俗稱之為「象限儀」)去測量恆星視差的大小,但只能精密到十分之一度,而無法順利獲得測量值。今天我們知道最近恆星的視差只有1.5弧秒,比第谷的最小值都還要遠 240倍,當然他的測量困難重重了! 第谷認為如果金星和水星在地球的軌道內繞太陽運轉的話,它們應該有像月亮的盈虧現象,但是不曾看過。因此第谷認為,月亮、太陽、火星、木星和土星都繞著地球運轉,而水星和金星繞著太陽運轉。奇怪的是,照第谷的模型,金星和水星還是得有盈虧現象,如果當時第谷有望遠鏡,他會看見新月形的金星的。從地球向金星觀測,可以看見金星的相變化(圖5);當金星在太陽對面時,可以看見小的圓盤面,當然因靠近太陽而觀測困難。之後漸變成凸月狀,但金星因為接近地球而變大,凸月面越來越小,金星越大,終成新月狀,而至眉月狀,直到金星介於太陽與地球之間時,就看不見金星了。之後,由大的眉月形倒過來漸又變相至小圓盤狀了。 天文學的國王 在1576年,丹麥國王允許第谷在介於丹麥和瑞典之間的維恩(Hveen)島建造一個叫Uraniborg的城堡(圖6), 和一個叫做Stjerneborg的天文台,成為世界的天文學研究中心,第谷就像一個天文學的國王,他在維恩製造更精密的天文儀器,使用肉眼的極限去觀測並記錄恆星和行星的位置,測量一年的長度並精確到秒。第谷窮其一生,重新估算每一個天文常數,並將曆法徹底改善。 第谷是一個非常自大又喜歡激烈爭論的人。1565年的耶誕夜,在德國的Rostock,他和丹麥貴族起衝突,結果鼻樑被打掉了,後來他裝上一個金銀合金的金屬代替鼻子,據說他和決鬥者後來又變成好朋友。1570年他回到丹麥。1588年,丹麥國王死了,新國王不準備再支持他的工作,因此,第谷在維恩住了20年之後便離開。1599年,第谷定居在布拉格(捷克首都) 附近的Benatky 城堡,當時他被皇帝魯道夫二世(Rudolf Ⅱ)指定為皇室的數學家,在那兒,他運用在維恩蒐集到的資料從事月亮的分析及行星觀測的工作,1600年2月4日起,年輕的刻卜勒開始參加他的研究工作,當時刻卜勒已經出版「神秘的宇宙」(Mysterium Cosmo-graphicum)一書,表示他自己是哥白尼的信徒。隔年,第谷去世,他把畢生苦心觀測行星所獲得的資料全部留給了刻卜勒,期勉他證明第谷的行星觀點是正確的理論;但諷刺的是:刻卜勒卻使用第谷的資料來驗證哥白尼的理論是正確的。 雖然第谷沒有講對行星的模型,但是他對於行星質量精確的測量,使行星的位置得以確定,尤其是火星。這對刻卜勒發明第一個行星運動的數學定律有很大的幫助,在天文領域上有相當的貢獻。
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