Ураниборг: Первая астрономическая обсерватория Европы без телескопа

Введение

Астрономическая обсерватория в Швеции

Ураниборг — астрономическая обсерватория и алхимическая лаборатория, основанная и управлявшаяся датским астрономом Тихо Браге. Это была первая обсерватория, построенная специально для этих целей в современной Европе, и последняя, построенная без телескопа как основного инструмента. Ураниборг был построен примерно в 1576–1580 годах на острове Вен, расположенном в проливе Эресунн между Зеландией и Сконе, Швеция, который в то время входил в состав Дании. Комплекс был расширен подземным сооружением Стернеборг (Stjärneborg) на соседнем участке. Браге также разработал и изготовил множество прецизионных инструментов, которые использовал для проведения своих исследований в обсерватории. Тихо и его помощники проводили исследования в области астрономии, алхимии и метеорологии. Браге покинул Ураниборг и Стернеборг в 1597 году после потери благосклонности датского короля Кристиана IV; Браге покинул страну, а учреждение было разрушено в 1601 году после его смерти. Остров Вен впоследствии перешел к Швеции, а в 1642 году в Копенгагене была открыта Круглая башня (Rundetårn) в качестве замены астрономическим функциям Ураниборга. Реставрация территории Ураниборга началась в 1985 году.

История

Здание было посвящено Урании, музе астрономии, и получило название Ураниборг, «Замок Урании». Это была первая обсерватория, построенная по индивидуальному проекту в современной Европе, и последняя, возведенная без телескопа в качестве основного инструмента. Краеугольный камень был заложен 8 августа 1576 года. Здание из кирпича, облицованное песчаником и известняком, строилось с 1576 по 1580 год. Возведенное в стиле фламандского Ренессанса, строительство площадки осуществлялось под надзором датского архитектора Ханса ван Эмдена и скульптора Йохана Грегора ван дер Шардта. Основное здание Ураниборга имело квадратную форму, примерно 15 метров в длину каждой стороны, и было построено преимущественно из красного кирпича. Две полукруглые башни, по одной с северной и южной сторон главного здания, придавали сооружению в целом несколько прямоугольный силуэт. Первый этаж состоял из четырех комнат, одна из которых была занята Браге и его семьей, а остальные три – для приезжающих астрономов. На этом уровне в башнях размещались основные астрономические инструменты, доступ к которым осуществлялся как снаружи здания, так и через двери на этом этаже. На балконах, поддерживаемых деревянными столбами, устанавливались дополнительные инструменты, расположенные немного дальше от здания, что обеспечивало им более широкий угол обзора. Третий этаж представлял собой чердак, разделенный на восемь небольших комнат для учеников. До этого уровня доходили только крыши башен, однако над чердаком в центре здания возвышалась дополнительная башня, напоминающая смотровую площадку, доступ к которой осуществлялся по винтовой лестнице с третьего этажа. Ураниборг также располагал большим подвалом. В одном конце находилась алхимическая лаборатория, а в другом – хранилище для продуктов питания, соли и топлива. В Ураниборге была небольшая тюремная комната для содержания непокорных арендаторов или гостей. В обсерватории был установлен большой муральный квадрант, прикрепленный к стене, ориентированной с севера на юг, который использовался для измерения высоты звезд при их прохождении через меридиан. Этот и многие другие инструменты обсерватории были изображены и подробно описаны в книге Браге «Astronomiae instauratae mechanica», опубликованной в 1598 году. Вокруг Ураниборга планировалось возвести большую стену длиной 75 метров и высотой 5,5 метров, но она так и не была построена; вместо этого был сооружен высокий земляной вал. Этот вал сохранился до наших дней, являясь единственным сохранившимся элементом обсерватории. Ураниборг располагался в самом центре, между земляным валом и зданием располагался обширный партерный сад. Помимо декоративной функции, сады поставляли травы для медицинских и химических экспериментов Браге. В настоящее время сады воссоздаются с использованием семян, найденных на месте или идентифицированных в трудах Браге. В воротах Тихо Браге разместил свою типографию и тюрьму острова. В 1590 году король Яков VI Шотландский раздавал золотые монеты строителям и рабочим на бумажных и зерновых мельницах. Строительство Ураниборга было уникальным явлением, поскольку оно произошло в переломный момент истории. Это была одна из последних обсерваторий, построенных до изобретения телескопа, и одна из первых, полностью финансируемых государственным учреждением для проведения исследований. Потеряв финансовую поддержку преемника Фридриха II, Кристиана IV Датского, Браге покинул Вен в 1597 году. Новый король не питал симпатий к Браге, и из-за потери популярности и финансирования при дворе оба астрологических комплекса были разрушены вскоре после смерти Браге. В 1950-х годах в Стернеборге были проведены археологические раскопки, в результате которых обсерватория была восстановлена. В настоящее время в Стернеборге демонстрируется мультимедийное шоу.

The building was dedicated to Urania, the Muse of Astronomy, and it was named Uraniborg, "The Castle of Urania". It was the first custom built observatory in modern Europe, and the last to be built without a telescope as its primary instrument. The cornerstone was laid on August 8, 1576. The sandstone and limestone framed brick building was constructed from the year 1576 to 1580. Built in the Flemish Renaissance style, the erection of the site was overseen by Danish architect Hans van Emden and sculptor Johan Gregor van der Schardt. The main building of Uraniborg was square, about 15 meters on a side, and built mostly of red brick. Two semi circular towers, one each on the north and south sides of the main building, gave the building a somewhat rectangular footprint overall. The main floor consisted of four rooms, one of which was occupied by Brahe and his family, the other three for visiting astronomers. On this level, the towers housed the primary astronomical instruments, accessed from outside the building or from doors on this floor. Balconies, supported on wooden posts, housed additional instruments slightly further from the building, giving them a wider angle of view. On the third floor was a loft, subdivided into eight smaller rooms for students. Only the roofs of the towers reached this level, although a single additional tower extended above the loft in the middle of the building, similar to a widow's walk, accessed via a spiral staircase from the 3rd floor. Uraniborg also featured a large basement. It housed an alchemical laboratory at one end, and storage for food, salt and fuel at the other. Uraniborg contained a small prison room, in order to deal with disorderly tenants or guests. The observatory had a large mural quadrant affixed to a north–south wall, used to measure the altitude of stars as they passed the meridian. This, along with many other instruments of the observatory, was depicted and described in detail in Brahe's 1598 book Astronomiae instauratae mechanica. A large wall, 75 meters on a side and 5.5 meters high, was planned to surround Uraniborg, but was never built; instead, a high earth mound was constructed. That mound has lasted until modern times, being the only remnant of the observatory still in place. Uraniborg was located in the very middle, with an extensive parterre garden between the mound walls and the building. In addition to being decorative, the gardens also supplied herbs for Brahe's medicinal chemistry experiments. The gardens are currently being re created, using seeds found on site or identified in Brahe's writings. At the gatehouses, Tycho incorporated his printing workshop and the island's prison. In 1590 James VI of Scotland gave gold coins to builders and workmen at the paper and corn mills. Uraniborg's construction was a unique phenomenon because it occurred at an interesting point in history. It not only was one of the last observatories built before the development of the telescope, but it was one of the first observatories to be completely funded by a government entity for the purpose of research. Upon losing financial support from Frederick II's successor, Christian IV of Denmark, Brahe abandoned Ven in 1597. The new king was not a fan of Brahe and due to loss of popularity and funding at court, both astrological sites were destroyed shortly after Brahe's death. Stjerneborg was the subject of archaeological excavations during the 1950s, resulting in the restoration of the observatory. Stjerneborg now houses a multimedia show.

Исследования

Ураниборг был местом изучения астрономии, метеорологии, астрологии и алхимии. За время существования Ураниборга у Тихо Браге было более тридцати различных помощников, а также визиты многих других исследователей и представителей королевской семьи; Мартин Зейлер, Николаус Реймерс, Эрик Ланге и Давид Вундерер были одними из известных посетителей. В лучшие времена данные Браге были точны до угловой минуты, что в десять раз превышало доступную ранее точность. Наблюдая за кометой 1577 года, Браге обнаружил неточности в положении звезд как в системе Птолемея, так и в системе Коперника. С тех пор Браге стремился создать более точную небесную карту. Используя математику и наблюдения, полученные в Ураниборге, Тихо Браге опубликовал свою первую модель ночного неба в 1588 году – Тихоническую систему. В системе Браге Земля находилась в неподвижном центре, вокруг нее вращали Луну и Солнце, Меркурий, Венеру, Марс, Юпитер и Сатурн вращались вокруг Солнца, а звезды располагались на самом внешнем вращающемся круге. Пол Виттих посетил Ураниборг на несколько месяцев в 1580 году и помог Браге в создании Тихонической системы. Браге также проводил метеорологические исследования для датского короля Фредерика II, однако не указывал свое имя в публикациях. Главным стимулом для исследований Браге в Ураниборге было желание превратить астрологию в эмпирическую науку и избавить ее от "ошибок и суеверий". Обширная коллекция работ Браге и его помощников по небесной картографии (печатный звездный каталог) была опубликована для всеобщего ознакомления только в 1627 году его бывшим помощником и коллегой-астрономом Иоганном Кеплером. Хотя Кеплер и опубликовал таблицы, предоставленные Браге, он сделал это, чтобы поддержать коперниковскую модель космоса, в которой Солнце находится в центре Вселенной, а не Земля. Кроме того, в своей публикации Кеплер установил понятие эллиптических орбит, заменив устаревшее представление об идеально круговых орбитах, являвшееся артефактом аристотелевской космической системы. Пикар также вернулся в Ураниборг для изучения атмосферной рефракции, то есть искривления света в атмосфере. Была начата работа по соединению Стернеборга с химической лабораторией Тихо под Ураниборгом, но тоннель так и не был завершен. Тихо Браге был новатором в астрономии своего времени. В обсерватории Ураниборг он использовал передовые методы наблюдения и строил новые инструменты для повышения точности своих измерений. Стремление Браге к получению точных данных о космосе повлияло на создание широкого спектра приборов для подтверждения его теорий о положении небесных тел и геогелиоцентрической (тихонической) модели Солнечной системы, согласно которой Земля является центром вращения Солнца и Луны, а Солнце – центром вращения остальных планет. Он увеличивал размеры своих инструментов; одним из сохранившихся инструментов является латунный азимутальный квадрант, созданный в 1576 году. Вместо дерева, как в предыдущих моделях, он построил новый из металла и каменной кладки, чтобы повысить его устойчивость и, следовательно, точность измерений. Азимутальный квадрант предназначался для наблюдения за Великой кометой 1577 года с точностью 48,8 угловых секунд. Он также использовал высококачественные линзы и оптическое оборудование в сочетании с другими инструментами, такими как секстанты и армиллярные сферы. Для дальнейшего повышения точности измерений он использовал экваториальную систему координат вместо зодиакальной, используя специально разработанные инструменты. В 1580 году Браге создал Большой глобус – полый деревянный шар, покрытый латунными пластинами для записи наблюдаемых им звезд и планет. К 1595 году на глобусе было нанесено более 1000 звезд. 777 из них были нанесены в течение большей части пребывания Браге в Ураниборге, а последние 223 – незадолго до его отъезда. Он и его помощники также отслеживали движение планет в течение двух десятилетий. В 1582 году Браге создал треугольный секстант. Это устройство имело диаметр около 3,2 метра и было неподвижно закреплено, в отличие от меньших, портативных версий. Хотя ученые впоследствии установили, что Браге не мог прийти к значимым выводам из-за ошибок в общепринятых таблицах рефракции того времени, измерения, выполненные с помощью Большого экваториального армиллярного круга в сочетании с другими его инструментами, обеспечили беспрецедентную точность его результатов и расчетов. Вскоре после повторного открытия были восстановлены внешние стены первоначального дворца. В 1980-х годах был разработан проект по восстановлению первоначального участка Ураниборга. Реставрация окружающих садов началась в 1985 году с целью восстановления садов XVI века. Шведский университет сельскохозяйственных наук и отдел культуры Ландскроны провели археологические исследования растительного материала для определения видов растений и их местоположения. Позже, в 1992 году, был создан план реконструкции примерно четверти валов. Этот план реконструкции включал детали об ongoing work, а также гипотезы о структуре, растительном материале и приобретениях и формах 1580-х и 1590-х годов. Новый участок теперь включает восстановленную четверть оригинального сада Браге с растениями и травами, высаженными в грядках, огороженных деревянным забором. В центре павильона также был разбит фруктовый сад. Восстановленные структуры Ураниборга и Стернеборга были включены в Музей Тихо Браге. На территории расположены остановки у руин бумажной мельницы и у воссозданного озера, которое когда-то питало лабораторную систему дворца во времена Тихо Браге. Добраться сюда можно как из Швеции, так и из Дании на лодке.

Uraniborg was a place for the study of astronomy, meteorology, astrology, and alchemy. Over the life span of Uraniborg it had upwards of thirty different assistants for Tycho Brahe, and visits from many other researchers and royalty; Martin Zeiler, Nicolaus Reimers, Erik Lange, and David Wunderer being some of the noted visitors. At its best, Brahe's data was accurate up to a minute of arc, an improvement of ten times compared to what was previously available. While tracking the comet of 1577, Brahe saw inaccuracies with the location of stars in both Ptolemy's and Copernicus's systems. From then Brahe sought after a better celestial map. Using both mathematics and observation from Uraniborg, Tycho Brahe released his first model of the celestial night in 1588, the Tychonic system. Brahe's system had Earth stationary in the center, the Moon and Sun revolving around it, Mercury, Venus, Mars, Jupiter, and Saturn revolving around the Sun, and the outer most circle where the stars rotate around. Paul Wittich visited Uraniborg for several months in 1580 and aided Brahe in the construction of the Tychonic system. Brahe had also researched meteorology for the King of Denmark, Frederick II, although Brahe did not put his name on the publications. Brahe's driving force for research at Uraniborg was the desire to make astrology an empirical science and rid it of "mistakes and superstition." Brahe's larger collection of his and his assistants' work in celestial cartography (a printed version of their star catalogue) was not published for public viewing until the year 1627 by his former assistant and fellow astronomer Johannes Kepler. Though Kepler did publish the tables as indicated by Brahe, he did so in an effort to endorse the Copernican model of the cosmos that placed the Sun as the center of the universe, in place of the Earth. Additionally, Kepler established the notion of elliptical orbits to replace the antiquated convention of perfectly circular orbits, an artifact of the Aristotelian cosmic system, in his publication. Picard also went back to Uraniborg to study atmospheric refraction, which is the bending of light due to the atmosphere. Work had been started to connect Stjerneburg to the Tycho's chemistry laboratory under Uraniborg but the tunnel was never completed. Tycho Brahe was an innovative astronomer of his time. Within the Uraniborg observatory, he utilized innovative observing methods and built new instruments to improve the accuracy of his readings. Brahe's goal to gather accurate data on the cosmos influenced the creation of a wide range of contraptions to prove his theories on the celestial positions and a geo heliocentric (Tychonic) model of the Solar System, a theory that the Earth is the center of the Sun and Moon while the Sun is also the center of the other planets. He upsized his instruments; one of the surviving instruments being the Brass Azimuthal Quadrant created in 1576. Instead of using wood like with previous models, he built the new one out of metal and masonry to enhance its stability and therefore improve the accuracy of his measurements. The azimuthal quadrant was meant to observe the Great Comet of 1577 with an accuracy of 48.8 seconds of an arc. He also used highly refined lenses and optical equipment in conjunction with other instruments, such as sextants and armillary spheres. To increase the accuracy of his readings further, he utilized the equatorial coordinate system instead of the zodiacal coordinate system with his specially designed instruments. In 1580, Brahe created the Great Globe, a hollow, wooden sphere layered with brass plates to document the stars and planets he observed. By 1595, over 1,000 stars had been etched onto the globe. 777 of these were placed over the majority of Brahe's time at Uraniborg, and the last 223 just before he left. He and his assistants also tracked the movements of the planets over two decades. In 1582, Brahe created the Triangular Sextant. This device was around 3.2 meters in diameter and was fixed in one place instead of being mobile like the smaller versions. Though scientists have determined in retrospect that Brahe could not have come to a meaningful conclusion due to errors in commonly used refraction tables of the era, the measurements taken by the Great Equatorial Armillary in conjunction with his other instruments led to unprecedented accuracy in his results and calculations. Shortly after rediscovery, the external walls of the original palace were reconstructed. A proposal was done in order to start the reconstruction of the original Uraniborg site during the 1980s. Restoration of the surrounding gardens began in 1985 with the goal of replanting of 16th century garden. Archaeological studies of the plant material were done by the Swedish University of Agricultural Sciences and the Landskrona Department of Culture in order to determine the plant type and location. Later in 1992, a reconstruction plan for around one quarter on the ramparts was created. This reconstruction plan included details on the ongoing work that also included the planted hypothesis on the structures, the plant material, and acquisitions and forms during the 1580s and 1590s. The new site now includes a restored quarter of Brahe's original garden with plants and herbs laid out in beds that are also boxed in with a wooden fence. A fruit orchard was also placed within the center of the pavilion. The refurbished structure of Uraniborg and Stjerneborg have been incorporated into the Tycho Brahe Museum. The grounds include stops at the ruined paper mill and the replica lake that once powered the palace laboratory during the time of Tycho Brahe. It is accessible from both Sweden and Denmark by boat.