在哥本哈根寻找天文学家第谷·布拉赫的传说

作为“童话王国”丹麦的首都,哥本哈根向来以小美人鱼铜像而闻名于世。但你可能不知道的是,除了小美人鱼、丹麦王宫、新港等必打卡景点之外,这里与天文学也有着不解之缘。

公元16世纪,著名的丹麦天文学家第谷·布拉赫曾在哥本哈根附近的汶岛上从事天文观测20余年,他以高精度的观测数据成为了推动近代天文学发展的奠基人之一。为了传承和纪念第谷对天文学的贡献,欧洲最古老的天文观测台之一——圆塔,以及第谷·布拉赫天文馆先后在哥本哈根市区建成,它们后来成为了天文爱好者们必去的朝圣地之一。

第谷·布拉赫(Tycho Brahe)于1546年出生在丹麦斯堪尼(今属瑞典)。作为一名丹麦贵族,13岁时便在哥本哈根大学开始了他的求学生涯。1560年8月,一次日食的发生成为了第谷人生的转折点,本来主修法律的他,对天文学产生了浓厚的兴趣。1566年,第谷前往德国罗斯托克大学攻读天文学,并由此开始了天文研究工作。

1572年11月11日,第谷注意到仙后座天区突然出现一颗新的亮星,便使用他自己制造的仪器对亮星进行了监测,直到1574年3月它变暗到肉眼不可见为止,前后进行了16个月的详细观察和记载。第谷确认这是一颗距离我们很遥远的恒星,而不是大气层内或者太阳系内的现象,并决定以“nova”一词为其命名。而新星的出现也彻底动摇了亚里士多德的天体不变学说,推动了新的研究领域以及新思维的诞生。现在我们知道,这是一次银河系内距离我们地球大约一万光年处的超新星(supernova)爆发事件,这颗超新星也被命名为第谷超新星(SN 1572)。

第谷对“SN 1572”的记录,字母I为第谷超新星,第谷著作《De Stella Nova(论新星)》 图

钱德拉X射线空间天文台拍摄到的“SN 1972第谷超新星”遗迹 NASA 图

1576年,丹麦国王腓特烈二世将丹麦与瑞典间的汶岛赐予第谷作为新天文台的台址,并给予他一笔经费。于是,第谷在汶岛开始建造“天堡”,也就是欧洲最早的大型天文台。1584年,第谷又在天堡之南建造规模稍小的“星堡”。在汶岛20多年的观测期间,第谷亲自设计了大批当时先进的天文仪器,如大型墙象限仪、赤道浑仪等等,取得了一系列重要成果。

第谷在汶岛的“天堡”中使用墙式象限仪进行天文观测。第谷·布拉赫 著,《Astronomiæ instauratæ mechanica》图

第谷是一位技巧高超的观测家,所有观测都是借助仪器并用肉眼来完成的,他非常细致地记录了日月行星以及恒星们的位置,其精度达到了同时代的巅峰,几乎是人眼分辨的极限,是望远镜时代之前最为精确的记录。要知道,直到第谷去世8年后的1609年,伽利略才第一次把望远镜对准了夜空进行天文观测,人类进入望远镜时代。

1600年,约翰尼斯·开普勒(Johannes Kepler)成为了第谷的助手。次年第谷去世,开普勒继承了第谷留下的大量天文观测资料,整理出了《鲁道夫星表》于1627年出版,成为当时最精确的星表。更重要的是,借助第谷长期观测的火星位置的资料,开普勒通过精心推算研究,最终总结出描述行星运动的三大定律——开普勒定律。

开普勒因为总结出著名的行星运动三定律,而被成称为“天空立法者”。 图

月球表面的第谷环形山与长长的放射状辐射纹,是月球上最为明显的地貌特征之一,从地球上用肉眼便能分辨。 资料图

第谷通过一己之力将丹麦的天文学水平推向了世界前沿,在他去世之后,丹麦国王克里斯蒂安四世为了继续推动天文学的发展,又发起建造了一座新的天文台,即目前位于哥本哈根市区的圆塔(Round Tower, 丹麦语:“Rundetårn”),该塔集合了天文台、图书馆、教堂三大功能于一身,于1642年建成。

兴建于17世纪中叶的圆塔,是欧洲目前仍在使用中的最古老的天文观测台。尽管随着时代的发展,圆塔早已无法满足专业天文观测的需求,也不再进行科学观测,但作为一个著名景点,面向所有公众开放。白天,游客们沿螺旋步道缓缓盘旋而上,在高约36米的塔顶观景平台上,哥本哈根老城的景色尽收眼底,到了夜晚,这里则可供天文爱好者们观测星空。

塔中的螺旋步道也通向图书馆大厅。据说该图书馆曾收藏着哥本哈根大学全部的图书,著名的丹麦作家安徒生过去常常到那里寻找写作灵感,如今大厅仍发挥着展示丹麦艺术、文化、历史和科学成就的作用。

第谷·布拉赫天文馆(Tycho Brahe Planetarium)则是哥本哈根这座城市中较为年轻的一处建筑。天文馆坐落于哥本哈根市区西南的人工湖畔,沿湖绿地景色秀丽清净,也是当地人休闲游玩的好去处。第谷·布拉赫天文馆于1989年11月1日正式对外开放,整体建筑外观为简洁的圆柱体,由建筑师Knud Munk设计打造。

巨大的球幕影院是第谷·布拉赫天文馆的看点之一,也是北欧地区最大的球幕影院,先进的天象仪可以将多达7500颗恒星、行星及星系等投影在球幕上,模拟出让人身临其境的美妙星空。最新升级的球幕也支持8K分辨率的影片放映。这里每日从早到晚提供多场次的影片放映,影片主题既有宇宙天体和航天探索,也有3D效果的微观世界和地质奇观等。需要注意的是,影片的旁白都是丹麦语,不过场馆也提供耳机来接收英文版配音。

除了球幕影院,第谷·布拉赫天文馆内也有着非常精彩的展览。踏入展厅,就仿佛进入到了一条时空隧道,置身于宇宙繁星当中。展览聚焦于一些最宏大的问题,例如宇宙是从哪里诞生?生命又是怎样起源的?借助交互式多媒体技术以及立体影音环绕效果,以一种激动人心的方式为我们展现宇宙中那些最惊人的天体与现象,以及构成生命及宇宙结构的基石,如粒子碰撞、恒星演化、星系并合等等,激发人们探索浩瀚宇宙的好奇心。

作为以第谷·布拉赫命名的天文馆,馆内自然少不了介绍第谷生平的资料,以及一些趣闻轶事。此外,展厅中还有一份重达200余克的珍贵月岩样品,是由1972年阿波罗17号任务的宇航员们收集并带回地球,是美国之外最大的一块由阿波罗任务带回的月球样品。馆内还有太阳观测塔,将太阳表面的实时图像投影到展厅内供大家观测太阳黑子等活动。假如逛累了展览,可以到馆内的“仙后座”餐厅中享用一顿美食。

今天的第谷·布拉赫天文馆已经成为科学家与公众沟通交流的桥梁与窗口,将天文学发展的历史和天文学研究最前沿的知识传递给大家,同时也让人们记住第谷·布拉赫,一位伟大的丹麦天文学家的故事。