Viduramžių Europoje buvo visuotinai pripažinta, kad nejudanti Žemė yra baigtinės Visatos centre, o Saulė, planetos ir žvaigždės sukasi apie ją. Fizika ir kosmologija, kuria rėmėsi ši astronomija, kaip žinia, iš esmės buvo Aristotelio fizika ir kosmologija, išplėtota dar IV-jame a. pr. Kr. ir iki detalios astronominės sistemos, nusakančios dangaus kūnų orbitas, II-jame a. modifikuota bei patikslinta.
Koperniškoji revoliucija – ilgas ir sudėtingas procesas
Pirmaisiais XVI-ojo a. dešimtmečiais lenkų dvasininkas, geografas, ekonomistas ir astronomijos mėgėjas Mikalojus Kopernikas pasiūlė požiūrį, kuris metė iššūkį Aristotelio-Ptolemajo sistemai ir galiausiai ją nurungė. Ši paradigmos transformacija dažnai pavadinama „koperniškąja revoliucija“.
Dėl tokios formuluotės galime susidaryti įspūdį, jog iki Koperniko skendėjome tamsybėse, o jis užmetė akį dangun, šiek tiek pagalvojo ir – voila! – jau žinome visą tiesą apie Visatos sąrangą. Deja, tai toks pat mitas, kaip naratyvai apie Archimedo eureką, Niutono obuolį ar Einšteino E=mc² – supaprastinta, romantizuota, iškreipta istorinių įvykių versija.
Lemtingoms idėjoms subręsti ir pasekmėms kilti iš tiesų reikia nemažai laiko.
Supraskime teisingai: heliocentrizmo idėją graikų mąstytojai iškėlė dar III-jame a. pr. Kr., o Koperniko modeliui įsitvirtinti prireikė ištiso amžiaus, ją nuosekliai įrodžius, patvirtinus ir patobulinus mažiausiai trims didiems mokslininkams – Tichui Brahei (Tycho Brahe, 1546-1601), Johanui Kepleriui (Johannes Kepler, 1571-1630) ir, žinoma, Galilėjo Galilėjui (Galileo Galilei, 1564-1642). Koperniko vaidmuo dėl šios aplinkybės nė kiek nesumenksta – tiesiog apie „koperniškąją revoliuciją“ privalome kalbėti kaip apie ilgą paklydimų ir atradimų kupiną ieškojimų procesą.
Astronomijos mokslas – aukštyn kojomis
Manoma, jog Kopernikas astronomija susidomėjo dar jaunystėje, 1491-1495 m. Krokuvoje studijuodamas teologiją ir filosofiją. Nėra visiškai aišku, ar apie heliocentrinę sistemą jis sužinojo iš Antikos mąstytojų tekstų (kai kurie jų, pavyzdžiui, pitagoriečių ar neoplatonikų, Vatikano buvo draudžiami ar, mažų mažiausiai, nerekomenduojami dėl jų turinio neatitikimo Bažnyčios mokymui), ar heliocentrizmo idėją išrutuliojo savarankiškai, atskleisdamas aristoteliškosios-ptolemajiškosios sistemos loginius prieštaravimus.
Žinome, jog Kopernikui nepatiko Ptolemajo nupieštas pasaulio vaizdas, kadangi geocentrinė sistema reikalavo, kad planetos, judėdamos orbitomis ir epiciklais, turi keisti savo greitį. Jis buvo įsitikinęs, kad judėjimas apskritimu privalo būti pastovus. Kopernikas pamėgino įrodyti, jog heliocentrinė sistema šią sąlygą tenkina bei išsprendžia kitas Aristotelio-Ptolemajo modelyje glūdinčias problemas.
Apie 1514-uosius po ilgų apmąstymų, specialių ir gretutinių studijų Italijos bei Vokietijos aukštosiose mokyklose, diskusijų su garsiais to meto mokslininkais, padrąsintas šalininkų ir bendraminčių, Kopernikas paskelbė visiškai tuometinio religinio pasaulėvaizdžio neatitinkantį alternatyvų modelį, kurį mes visi puikiai žinome: Saulė nejudėdama stovi sistemos centre, o Žemė su Mėnuliu bei kitomis planetomis sukasi apie ją apskritomis orbitomis.
Pasakojama, jog protestantizmo pradininkas Martynas Liuteris, išgirdęs apie jo pažiūras, sušuko: „Šitas kvailys savamokslis astronomijos mokslą nori apversti aukšyn kojomis!“.
Ironiška, tačiau garsiausias lenkų astronomo veikalas „Apie dangaus sferų sukimąsi“, vainikavęs viso gyvenimo darbą, buvo išspausdintas prieš pat jo mirtį 1543 m. protestantizmo širdyje Niurberge, Vokietijoje ir Koperniko valia dedikuotas popiežiui.
Įdomu tai, jog iš pradžių veikalas Bažnyčios nemalonės neužsitraukė, o į garsųjį Vatikano draudžiamų knygų sąrašą pakliuvo tik kito amžiaus pradžioje, kuomet italų mąstytojas Džordanas Brunas (Giordano Bruno, 1548-1600) kai kuriuos traktato teiginius panaudojo savajam okultiniam mokymui pagrįsti...
Koperniko teorijos privalumai lemiamos persvaros nesuteikia
Mikalojaus Koperniko teorija buvo patraukliausia tuo, kad nuosekliai paaiškino kai kuriuos planetų judėjimo bruožus, kuriuos jos varžovė Ptolemajo teorija aiškino palyginus sudėtingai ir dirbtinai, o būtent: grįžtamąjį planetų judėjimą ir tai, kad skirtingai nuo kitų planetų, Merkurijus ir Venera niekada nenutolsta nuo Saulės.
Kaip jau esame rašę ankstesnėse publikacijose, planetų judėjimo specifikai paiškinti Ptolemajas prie įprastinių orbitų pridėjo epiciklus, sugalvotus būtent šiam tikslui. Koperniko sistemai tokio „pritempimo“ nereikėjo: grįžtamasis judėjimas natūraliai seka iš to, kad Žemė ir planetos kartu sukasi aplink Saulę nejudančių žvaigždžių fone. Merkurijaus ir Veneros artumo Saulei problemos sprendimas taip pat išplaukia iš koperniškosios sistemos, nustačius, kad šių planetų orbitos yra Žemės orbitos viduje, t.y. apie Saulę jos skrieja arčiau nei Žemė.
Privalome pripažinti: iš pirmo žvilgsnio Koperniko teorija pasižymėjo tam tikrais privalumais, bylojančiais jos naudai. Šiaip abi konkuruojančios teorijos buvo daugmaž lygiavertės suderinamumo su planetų padėčių stebėjimo duomenimis požiūriu. Apskritiminės orbitos, kurių centras yra Saulė, nė vienoje iš modelių išties tų stebėjimo duomenų neatitiko, todėl Kopernikas, kaip ir Ptolemajas turėjo pridėti epiciklus, kurių bendras skaičius abiejose sistemose buvo maždaug toks pat.
Svarbu suprasti, kad XVI-ojo a. viduryje argumentai už Koperniko teoriją, kuriais buvo apeliuojama į jos matematinį paprastumą ir praktinį pritaikymą, vis dar nebuvo lygiaverte atsvara mechaniniams ir astronominiams argumentams prieš ją. Nepaisant to, netrukus ėmė kauptis įrodymai jos naudai, ir praėjo daugiau nei šimtmetis, kol Koperniko idėja buvo rimtai įvertinta, galutinai apginta bei pripažinta.
Galilėjaus ir Keplerio atradimuose – lemiami argumentai Koperniko teorijos naudai
Ko gero, daugiausiai prie Koperniko sistemos gynimo prisidėjo italų mokslininkas Galilėjo Galilėjus. Stebėdamas dangų jis naudojosi teleskopu ir tokiu būdu modifikavo stebėjimų duomenis, kurių paaiškinimo buvo reikalaujama iš Koperniko teorijos. Be to, Galilėjus paklojo pagrindus naujai mechanikai, pakeitusiai aristoteliškąją ir kuria remiantis mechaniniai argumentai prieš Koperniko sistemą neteko galios.
Nors nemažai Galilėjaus mokslo darbų buvo skirti Koperniko teorijos pozicijoms sustiprinti, pats italų mokslininkas detalios astronominės sistemos nesukūrė. Regis, kaip ir Aristotelio sekėjai, jis pirmenybę teikė apskritiminėms orbitoms, kurios vis dar buvo akivaizdus koperniškojo Visatos modelio trūkumas.
Šią problemą iš esmės išsprendė Galilėjaus amžininkas, vokiečių matematikas, astronomas Johanas Kepleris, mokęsis ir dirbęs pas genialųjį danų mokslininką Ticho Brahę. Išanalizavęs pastarojo surinktus duomenis apie planetų, pirmiausia, Marso judėjimą, XVII-ojo a. pradžioje Kepleris suformulavo garsųjį dėsnį, skelbiantį, kad planetos juda elipsine (ištęsto apskritimo) orbita, o Saulė yra šių elipsių židinys. Tai eliminavo sudėtingą epiciklų sistemą, kuri ne tik Ptolemajui, bet ir Kopernikui atrodė būtina.
Tačiau tokie supaprastinimai buvo visiškai neįmanomi ptolemėjiškajame modelyje, kurio centre yra Žemė. Elipsės „veikia“ tik koperniškajame Visatos modelyje su Saule sistemos centre, kas teoriškai ir praktiškai galutinai įrodė šio modelio teisingumą.
Tačiau detaliau apie visas peripetijas, kaip Galilėjus ir Kepleris pagelbėjo Kopernikui į visatos centrą „nutempti“ Saulę – kitą kartą.
