Przyrządy astronomiczne Kopernika

Jarosław Włodarczyk
Instytut Historii Nauki PAN

Konstruując swój system świata i przedstawiając go w dziele O obrotach, Mikołaj Kopernik wykorzystywał obserwacje dawnych astronomów i własne, robiąc to w sposób wypracowany jeszcze przez Klaudiusza Ptolemeusza: materiał obserwacyjny był ograniczony do minimum, niezbędnego do obliczenia parametrów modeli planetarnych.

Nic więc dziwnego, że podstawowe instrumenty Kopernika, których opisy znajdujemy w O obrotach, stanowiły kopie przyrządów z Almagestu Ptolemeusza. Były to: kwadrant słoneczny, służący do wyznaczenia nachylenia ekliptyki do równika niebieskiego; astrolabium pierścieniowe – najbardziej złożony instrument dawnej astronomii, pozwalający mierzyć długość i szerokość ekliptyczną gwiazd i planet; przyrząd lub trójkąt paralaktyczny (trikwetrum), którym można określić odległość zenitalną ciała niebieskiego, a który wykorzystywano do wyznaczenia parakalsy Księżyca.

Drzeworyt z XVI w.

Te instrumenty Kopernika były zapewne drewniane (choć w przypadku kwadrantu astronom sugerował również kamień lub metal) i przenośne, ustawiane na „płycie kamiennej, ułożonej w płaszczyźnie horyzontu i tak bardzo starannie zniwelowanej za pomocą wagi wodnej, czyli poziomicy, żeby się nie pochylała w żadną stronę” (tłum. S. Oświecimski). Żaden z tych instrumentów nie zachował się do naszych czasów, choć wiemy, że drewniany trójkąt paralaktyczny istniał jeszcze w 1584 r., gdyż został wówczas podarowany przez kanonika warmińskiego Johannesa Hanowa współpracownikowi Tychona Brahego, Eliasowi Olsenowi Morsingowi, który odwiedził Frombork. Instrument trafił do obserwatorium Uraniborg na wyspie Hven, a uradowany Brahe ułożył nawet poemat na cześć trikwetrum Kopernika. Warto zauważyć, że gdy Bernard Walther z Norymbergi realizował w l. 1472–1504 jeden z najciekawszych programów obserwacyjnych tamtych czasów, posługiwał się przyrządem paralaktycznym i astrolabium pierścieniowym tego samego rodzaju co Kopernik.

Jedyny zachowany przyrząd Kopernika można obejrzeć w krużganku zamku w Olsztynie. Jest to wykreślona na pionowej ścianie, przypuszczalnie metodą refleksji gnomonicznej, tablica pozwalająca wyznaczać momenty równonocy i śledzić ruch Słońca po ekliptyce w okolicach punktów równonocnych. Kopernik wykonał tablicę zapewne podczas swojego kilkuletniego pobytu w Olsztynie, rozpoczętego w 1516 r.

Obserwacja częściowego zaćmienia Słońca metodą camera obscura. Gemma Frisius, De radio astronomico et geometrico, Antwerpia 1584

Wiemy również, że do wyznaczania maksymalnej fazy częściowych zaćmień Słońca w l. 1530–1541 Kopernik wykorzystywał camera obscura – świadczą o tym systematyczne błędy w obserwacjach zapisanych ręką astronoma na kartach pochodzącej z jego biblioteki książki Johanna Stoeflera Calendarium Romanum magnum. Niestety, żadnych bezpośrednich opisów stosowanej metody Kopernik nie pozostawił. Relacja taka, prawdopodobnie za sprawą Retyka, który w l. 1539–1541, z niedużą przerwą, przebywał we Fromborku, pojawiła się jednak w komentarzu Erasmusa Reinholda do wydanych przez niego w 1542 r. dzieła Peurbacha Nowe teorie planet. Obserwacja zaćmienia miałaby wyglądać tak:

„Kiedy obliczenia zapowiadają zaćmienie Słońca, wejdź albo pod dach wysokiego domu, albo do niezbyt niskiej izby lub też na piętro, które tym zdatniejsze będzie do tego zadania, im jest wyższe. Niech miejsce, w którym rozpoczniesz obserwacje, będzie pozbawione wszelkiego światła, na ile to możliwe. Niemniej jeśli nawet zamkniesz i pozatykasz wszystko, z pewnością znajdzie się jakaś szczelina czy też otwór dowolnego kształtu, przez który promienie Słońca zdołają się wedrzeć. Gdyby tak się nie stało, sam odsłoń niewielki otwór dla wpadających promieni. Kiedy to uczynisz, albo na płaszczyźnie posadzki, albo na cegle leżącej naprzeciw otworu zaobserwujesz wpadające światło słoneczne i ujrzysz (doprawdy, rzecz to nadzwyczajna), że przedstawia ono obraz Słońca i że brakuje tyle słonecznej tarczy, ile zabiera Księżyc, wchodząc w nasze pole widzenia. I w ten sposób dojrzysz na własne oczy, jaka część 12 cali świetlistej tarczy została przesłonięta [...], jeśli nawet będziesz przyglądał się nie niebu, lecz ziemi. Utalentowany obserwator z tak ulotnego przedstawienia znacznie więcej zrozumie, oszacuje etc”.