Tycho Brahe's Observations and Instruments

Tycho ‘ s observations of stellar and planetary positions waren opmerkelijk zowel voor hun nauwkeurigheid als kwantiteit. Zijn hemelse posities waren veel nauwkeuriger dan die van enige voorganger of tijdgenoot. Tycho was geen Copernicus, maar stelde een “geo-heliocentrisch” systeem voor waarin de zon en de maan om de aarde cirkelden, terwijl de andere planeten om de zon cirkelden., Hoewel Tycho ‘ s planetaire model al snel in diskrediet werd gebracht, waren zijn astronomische waarnemingen een essentiële bijdrage aan de wetenschappelijke revolutie.

1572 Novae

1572 (super) nova.

weergegeven, rechts, is een diagram in Tycho Brahe ‘ s 1573 boek, “De Nova Stella”, die de positie van de 1572 (super) nova ten opzichte van de heldere sterren in het sterrenbeeld Cassiopea. Een gebrek aan detecteerbare parallax dwong Brahe om de nova te lokaliseren buiten de bol van de maan, d.w.z.,, in het Hemelse Rijk, zogenaamd onveranderlijk volgens de aristotelische doctrine.

1577 komeet en orbitale reconstructie

de 1577 komeet.

rechts is een afbeelding van de komeet 1577 waargenomen door Tycho, die zichtbaar bleef van November 1577 tot januari 1578. Zijn waarnemingen onthulden geen meetbare parallax, wat impliceert dat de komeet zich buiten de bol van de maan bevond.,zijn reconstructie van de baan van de komeet (links), van het oplichten en dimmen en verplaatsen ten opzichte van de achtergrondsterren, gaf aan dat de komeet zich bewoog over de concentrische planetaire kristallijnen bollen. Dit ondersteunde de notie van een ‘vloeibare hemel’ en weersprak de fysieke realiteit van deze sferen als echte, harde, transparante en aaneengesloten bolvormige schelpen.

Baanpad (1577 komeet).,

het pad van de komeet wordt getekend binnen het planetenstelsel van Tycho, waar alle planeten rond de zon draaien, waarbij de laatste om een vaste aarde draait. Merk op dat het pad van de komeet vele planetaire bollen doorkruist, waaruit Tycho concludeerde dat de genoemde bollen geen kristallijnen, vaste objecten konden zijn, zoals Aristoteles aannam. Net als Nicolaus Copernicus en andere eerdere astronomen, klampte Tycho vast aan de notie van perfect cirkelvormige banen voor alle hemellichamen; Johannes Kepler zou de eerste zijn om van deze specifieke theorie te breken.,het tychoniaanse planetaire model, ontworpen door Tycho rond 1583, was een niet overtuigende poging om het geocentrisme in het copernicaanse planetenstelsel te herintroduceren.”Uit zijn waarnemingen van de “1572 (super) nova en” 1577 komeet, ” Tycho was overtuigd van de valsheid van het Ptolemaeïsche systeem. In Tycho ‘ s systeem is de aarde absoluut gefixeerd, zodat de dagelijkse beweging van de vaste sterren wordt toegeschreven aan een dagelijkse rotatie van de buitenste bol, zoals in het Ptolemaeïsche systeem. Een soortgelijk planetenstelsel werd in de oudheid voorgesteld door Heraklides van Pontus (ca., 388-310 v. Chr.), die echter aan de aarde een dagelijkse axiale rotatie toeschreef.

1583 tychonian planetary model.

vanuit het standpunt van schijnbare planeetbewegingen gezien vanaf de aarde, is dit systeem observationeel niet te onderscheiden van het copernicaanse model, maar behoudt de fixiteit van de aarde., Dit laatste geloof werd door Tycho tot het einde van zijn leven vastgehouden, grotendeels omdat hij niet in staat was geweest om de jaarlijkse parallax van de vaste sterren te detecteren, voorspeld door het copernicaanse model, ondanks de ongekende nauwkeurigheid van de observaties uitgevoerd met zijn “gigantische instrumenten” in Uraniborg. Tycho kon de parallax meten tot 2 boogminuten (1/30 van een graad); zijn gebrek aan parallaxdetectie voor vaste sterren impliceerde dat deze laatste 700 keer verder weg zou moeten zijn dan Saturnus, de buitenste planeet die toen bekend was.,

Tycho ‘ s Instrumenten

1598 getinte gravure uit Tycho ‘ s “Astronomiae instaurata mechanica”.Uraniborg was een Deens astronomisch observatorium en alchemisch laboratorium, opgericht en geëxploiteerd door Tycho Brahe. Het werd gebouwd van 1576-1580 op Hven, een eiland in de Øresund tussen Zeeland en Scania, dat op dat moment deel uitmaakte van Denemarken. Uraniborg was het eerste op maat gemaakte observatorium in het moderne Europa, maar niet de laatste die zonder telescoop werd gebouwd., Het observatorium had een groot muurkwadrant aangebracht op een Noord-zuidmuur, die werd gebruikt om de hoogte van sterren te meten toen ze de meridiaan passeerden. Dit werd, samen met vele andere instrumenten van het observatorium, gedetailleerd beschreven in Brahe ‘ s boek “Astronomiae instaurata mechanica” (getinte gravure) uit 1598.)

1576 Messing azimutaalkwadrant

1576 messing azimutaalkwadrant.

Tycho ‘ s messing azimutale kwadrant, 65 centimeter in radius, werd gebouwd in 1576 of 1577., Het was een van de eerste instrumenten gebouwd in Hveen, en werd gebruikt voor waarnemingen van de komeet 1577. Het had een geschatte nauwkeurigheid van 48,8 boogseconden.

Tycho ‘ s grote wereldbol (links), ongeveer 1,6 meter in radius, was meer dan 10 jaar in de maak. Dit instrument kwam eind 1580 in dienst. Het grootste deel van het werk betrof het maken van de holle houten bol zo perfect bolvormig mogelijk, waarna het werd bedekt met messing platen.

1580 Grote wereldbol

de grote wereldbol.,

de bol had twee primaire wetenschappelijke toepassingen; het werd gebruikt om de positie van sterren te registreren die door Tycho werden waargenomen. In 1595 had hij 1000 nauwkeurig geobserveerde sterren ingeschreven op de wereldbol. Echter, het was oorspronkelijk bedoeld als een computationeel apparaat. Door middel van hulpcirkels werden de lokale AZIMUT/hoogtecoördinaten, gemeten met Tycho ‘ s instrumenten, omgezet in de conventionele hemelcoördinaten die worden gebruikt om sterren-en planeetposities vast te leggen.

1581 Armillaire Bol

1581 armillaire bol.,

een armillaire bol is een model van objecten aan de hemel (in de hemelsfeer), bestaande uit een bolvormig raamwerk van ringen, gecentreerd op de aarde, die lijnen van hemellengte en breedtegraad en andere astronomisch belangrijke kenmerken zoals de ecliptica vertegenwoordigen. Als zodanig verschilt het van een hemelse bol, een gladde bol met als voornaamste doel de sterrenbeelden in kaart te brengen.Tycho ‘ s armillaire bol had een straal van 1,6 meter en werd gebouwd in 1581., Tycho gaf snel op met het gebruik van grote versies van de klassieke armillaire bol, omdat hij ontdekte dat hun nauwkeurigheid aangetast werd door buigen en buigen vanwege het grote gewicht van de verschillende componenten. Dit leidde tot het ontwerp van de superieur equatoriale armillairen.

1582 driehoekige Sextant

1582 driehoekige sextant.

Tycho ‘ s driehoekige Sextant, ongeveer 1,6 meter in radius, werd gebouwd in 1582., Naarmate Tycho ’s sextants groter werden, werden ze vaste instrumenten, hoewel Tycho’ s ingenieuze globe mount veel van de veelzijdigheid van het gebruik van kleinere, conventionele draagbare sextants behield.

1585 Grote equatoriale armillaire

1585 grote equatoriale armillaire.,met grote instrumenten zoals deze, met verbeterde waarnemingsapparatuur en meetschalen, en Tycho ‘ s geavanceerde procedures voor het corrigeren van atmosferische breking, kon hij de posities van sterren en planeten consistent nauwkeurig berekenen tot op een boogminuut. Tycho ‘ s bepaling van het tropische jaar was ongeveer een seconde te klein, en zijn bepaling van de omloophoek van de aarde (die Tycho, toegewijd aan de vastheid van de aarde zoals hij was, aangeduid als de hoek tussen de ecliptica en de hemelevenaar) met een halve boogminuut., Tycho ‘ s grote equatoriale armillaire, 3 meter in diameter, werd gebouwd in 1585. Dit is een armillaire bol gereduceerd tot zijn kale essentie, en een van Tycho ‘ s werkpaard instrumenten. Het heeft een geschatte nauwkeurigheid van 38,6 boogseconden.

1586 draaibaar houten kwadrant

1586 draaibaar houten kwadrant.

Tycho ‘ s draaiende houten kwadrant, 1,6 meter in radius, werd gebouwd in 1586. Het had een geschatte nauwkeurigheid van 32,3 boogseconden, gebaseerd op acht referentiesterren.,

1588 draaibaar stalen kwadrant

1588 draaibaar stalen kwadrant.een verbetering ten opzichte van Tycho ‘ s houten versie, zijn draaiende stalen kwadrant, met een straal van 2 meter, werd gebouwd in 1588. De geschatte nauwkeurigheid was 36,3 boogseconden.Tycho verliet Hveen in 1597, omdat hij niet in de gunst kwam van de Deense koning Christiaan IV. toen hij zich in Praag vestigde, regelde hij dat het grootste deel van zijn instrument naar Hveen werd verscheept. Na zijn dood leidden juridische gevechten tussen Kepler en Tycho ‘ s erfgenaam ertoe dat de instrumenten werden opgeborgen., Behalve de grote wereldbol van Tycho werden ze vernietigd in de nasleep van de Boheemse burgeroorlog van 1619. De grote wereldbol vond zijn weg terug naar Kopenhagen, en bleef in de universiteit observatory tower tot die toren en al zijn inhoud werden vernietigd door brand in 1728. Alles wat we weten van Tycho ‘ s instrumenten is van zijn (gelukkig uitgebreide) gepubliceerde geschriften. Bibliografie:

Thoren, V. E. 1973, Journal for the History of Astronomy, 4, 25.Wesley, W. G. 1978, Journal for the History of Astronomy, 9, 42.