Teaduse ajalugu. John Gribbin
põhjustel. Tema mudel pidi just säärane olema, aga ei vastanud looja soovidele. Päikese paigutamine universumi keskpunkti oli suur samm edasi. Kuid Kuu jäi ometi Maa ümber tiirlema ning endiselt oli vaja epitsükleid, et selgitada, miks planeetide liikumine kord aeglustus, kord kiirenes.
Epitsüklid aitasid selgitada kõrvalekaldeid täiuslikust ringjoonelisest liikumisest, jättes samal ajal mulje, nagu oleks tegemist täiusliku ringjoonelise liikumisega. Aga Koperniku maailma suurim probleem olid hoopis tähed. Kui Maa tiirleb ümber Päikese ja tähed asuvad välimise planeedi sfääri taga, siis peaks Maa liikumine tekitama tähtede näiva liikumise – nähtuse, mida tuntakse parallaksina. Kui istuda sõitvas autos, siis tundub, et kogu maailm kihutab mööda, kusjuures lähemad objektid kiiremini, kaugemad objektid aeglasemalt. Kui istuda liikuval Maal, miks ei näe siis tähti möödumas? Ainus ilmne selgitus näis olevat see, et tähed asuvad planeetidest palju kaugemal, sadu kordi kaugemal, nii et tähtede näiv liikumine on mõõtmise jaoks liiga väike. Kuid miks pidi jumal planeetide ja tähtede vahele looma tohutu tühja ruumi, mis on sadu kordi suurem kui planeetidevaheline tühi ruum?
Liikuv Maa lisas teisigi probleeme. Kui Maa liigub, miks pole siis sellest tulenevat pidevat tuuleiili, mis alati vastu puhub, nagu näiteks siis, kui sõita kiirteel lahtise katusega autos. Miks ei kalluta liikumine ookeane ega tekita suuri tõusulaineid? Jah, tõepoolest, miks ei kisu liikumine Maad tükkideks? Pidagem meeles, et 16. sajandil tähendas liikumine ratsutamist galopeerival hobusel või maantee roobaste vahel kaarikus loksumist. Mõiste ühtlasest liikumisest (nagu on autosõit kiirteel) pidi igasuguse kogemuse puudumisel olema raskesti hoomatav. Veel 19. sajandil kerkis tõsine mure, kui kardeti, et rongi liikumiskiirus – umbes 25 kilomeetrit tunnis – võib olla ohtlik inimese tervisele. Kopernik ei olnud füüsik ega üritanudki neid probleeme selgitada, kuigi teadis, et need võivad tema ideed (16. sajandi perspektiivis) kahtluse alla seada.
Oli veel üks probleem, mis jäi 16. sajandi teadmiste sfäärist täiesti välja. Kui Päike on universumi keskpunkt, siis miks ei kuku kõik asjad sinna kokku? Kopernik oskas öelda ainult seda, et Maa „asjad” kukuvad Maale, solaarsed „asjad” kukuvad Päikesele ning Marsi lähedal olevad „asjad” kukuvad Marsile. Tegelikult tähendas see lihtsalt „Me ei tea”. Kuid üks tähtsamaid õppetunde, mille inimkond Koperniku-järgsetel sajanditel selgeks sai, on see, et teaduslik mudel ei pea tingimata kõike selgitama, et olla hea mudel.
1539. aasta kevadel Fromborki külastanud Georg Joachim von Lauchenil (tuntud ka Rhäticusena) õnnestus Kopernik lõpuks niikaugele viia, et kõigist kahtlustest ja paljudest kohustustest hoolimata nõustus viimane andma oma ideedele trükikõlbliku kuju. Wittenbergi ülikooli matemaatikaprofessor Rhäticus oli Koperniku tööst kuulnud ning tuli Fromborki, et sellega põhjalikumalt tutvuda. Ta mõistis kohe töö olulisust ja otsustas veenda õpetlast seda avaldama. Neil oli omavahel hea klapp ja aastal 1540 avaldas Rhäticus raamatukese pealkirjaga „Narratio prima de libus revolutionum Copernici” („Esimene aruanne Koperniku revolutsioonilisest raamatust”, ka lihtsalt „Esimene aruanne”), milles selgitati Koperniku mudeli keskset mõtet – Maa tiirleb ümber Päikese. Lõpuks nõustus Kopernik oma elutöö avaldamisega, kuigi (aga võib-olla just sellepärast) ta oli juba vana mees. Rhäticus võttis oma kohustuseks, et raamat trükitaks Nürnbergis, kus ta sel ajal elas, kuid asjad ei kulgenud nii, nagu plaaniti (see sagedane vabandus!). Enne kui raamat lõplikult trükivalmis sai, pidi Rhäticus vastu võtma uue töökoha Leipzigis ning ta delegeeris ülesande luterlikule teoloogile Andreas Osianderile, kes otsustas lisada anonüümse eessõna, milles kirjutas, et raamatus avaldatud mudel pole mõeldud universumi enda kirjeldusena, vaid lihtsalt matemaatilise vahendina, mis hõlbustab planeetide liikumisi näitavate arvutuste tegemist. Luterlasena oli Osianderil tõepoolest põhjust peljata raamatu halba vastuvõttu. Juba enne raamatu ilmumist oli Martin Luther ise (peaaegu Koperniku kaasaegne – elas aastatel 1483–1546) ägedalt rünnanud Koperniku mudelit, öeldes, et piiblis on selgelt kirjas: Joosua käskis seisma jääda Päikesel, mitte Maal.
Kopernikul polnud võimalust eessõna vastu protestida, sest ta suri 1543. aastal, samal aastal, kui tema elutöö lõpuks ilmavalgust nägi. Mõni autor on jutustanud liigutava, kuid arvatavasti apokrüüfilise legendi sellest, kuidas üks raamatu trükitud eksemplar tema surivoodile jõudis. Oli kuidas oli, raamat jäi igatahes ilma eestvõitlejata, kui väsimatu Rhäticus (kes suri 1576. aastal) välja arvata.
Iroonilisel kombel langeb Osianderi vaatenurk tänapäeva teaduse omaga kokku. Meie ideed universumi kohta on lihtsalt mudelid, mille abil selgitada vaatluste ja katsetuste tulemusi. Selles mõttes on täiesti sobilik eeldada, et Maa on universumi keskpunkt, ja teha kõik mõõtmised Maa suhtes. Niisugune lähenemine sobib väga hästi, kui me planeerime näiteks raketi lendu Kuule. Kuid mida kaugemale me Maast läheme, seda suuremaid raskusi me selle mudeliga kohtaks. Kui valmistatakse ette kosmoselendu, näiteks Saturnile, siis vaatlevad NASA teadlased Päikest universumi paigalseisva keskpunktina, kuigi see liigub tegelikult oma orbiidil ümber Linnutee galaktika keskpunkti. Teisisõnu kasutavad teadlased lihtsaimat mudelit, mis on vaadeldava nähtuse kõigi oluliste faktidega kooskõlas ja mis siis vajaduse korral sobivama vastu välja vahetatakse. Väitega, et vaatleme Päikest universumi keskpunktina selleks, et lihtsustada planeetide orbiitide arvutusi, on tänapäeval nõus iga planeete uuriv teadlane. Erinevalt tänapäeva teadlastest ei eeldanud Osiander, et tema lugejad (või õigemini Koperniku lugejad) nõustuksid, et ka väide „Maa, see on universumi keskpunkt” pole midagi enamat kui mugav matemaatiline konstruktsioon, mille abil Kuu liikumist lihtsamalt kirjeldada.
Ei ole alust väita, et Osianderi eessõna oleks raamatu ilmumise järel Vatikani vihast turri tõusnud sulgi silunud, sest faktid näitavad, et mingeid turris sulgi polnudki. „De revolutionibuse” ilmumisega ei kaasnenud katoliku kirikus mitte mingeid suminaid, tõtt-öelda pani Rooma 16. sajandil seda raamatut vaevu tähele. Ja tegelikult ei märganud seda raamatut alguses üldse keegi – esimest 400-eksemplarilist tiraaži ei õnnestunud läbigi müüa. Osianderi eessõna ei suutnud aga kindlasti lepitada luterlasi ning raamatule langes Euroopa protestantlike liikumiste hukkamõist. Kuid kuskil võeti „De revolutionibus” siiski hästi vastu ja sellest tulenevaid järeldusi hinnati vääriliselt – vähemalt tegid seda teadjad –, ja see oli Inglismaal, kus kuningas Henry VIII abiellus raamatu ilmumisaastal oma viimase naise Catherine Parriga.
Planeetide orbiidid
Erilist muljet avaldas Koperniku universumi mudeli juures asjaolu, et pannes Maa Päikest ümbritsevale orbiidile, reastusid ka kõik teised planeedid automaatselt loogilisse järjekorda. Juba antiikajast vaevati pead probleemiga, miks saab Merkuuri ja Veenust näha üksnes koidu ja eha ajal, ent ülejäänud kolme planeeti võib vaadelda kogu öö. Ptolemaiose arvates (tegelikult võttis ta „Almagestis” lihtsalt kokku tollase seisukoha) moodustasid Merkuur ja Veenus Päikese „kaaskonna”, sellal kui viimane tegi aastaga tiiru ümber Maa. Kuid Koperniku süsteemis tiirles Maa ümber Päikese ning kaht erinevat planetaarset liikumist sai seletada sellega, et Merkuuri ja Veenuse orbiidid asuvad Maa orbiidi sees (Päikesele lähemal kui meie), samal ajal kui Marsi, Jupiteri ja Saturni orbiidid asuvad Maast väljaspool (Päikesest kaugemal kui meie). Maa liikumist arvesse võttes suutis Kopernik välja arvutada aja, mis igal planeedil ühe täisringi tegemiseks kulub – ehk teisisõnu perioodi –, ja need perioodid moodustasid ilusa jada: kõigepealt Merkuur, mille aasta oli lühim, siis Veenus, Maa, Mars, Jupiter ja lõpuks Saturn, mille aasta oli pikim.
Aga see polnud veel kõik. Planeetide käitumise vaadeltatavaid erisusi seletatakse Koperniku mudelis planeedi ja Päikese vahelise kauguse erinevusega, võrrelduna Maa ja Päikese vahelise kaugusega. Isegi planeetide ja Päikese vahelisi kaugusi täpselt teadmata võis ta selle distantsi suurusi võrrelda ja planeedid suhtelise kauguse järgi Päikesest ritta panna, alustades lähimast. Järjekord osutus samaks – Merkuur, Veenus, Maa, Mars, Jupiter, Saturn. See väljendas kindlasti olulist tõde universumist. Neile, kel jätkus taiplikkust, leidus Koperniku astronoomias palju muudki kui lihtsalt väide, et Maa tiirleb ümber Päikese.
Leonard Digges ja teleskoop
Üks vähestest inimestest, kes kohe pärast „De revolutionibuse” ilmumist