Kisah lama tentang permusuhan sains dan gereja jauh dari kenyataan
Pada awal abad XVII,
Johannes Kepler berpendapat bahwa di alam semesta ada ribuan tubuh besar, begitu besar sehingga mereka sendiri bisa menjadi alam semesta. Kehadiran tubuh-tubuh raksasa ini, seperti yang dikatakan Kepler, memberikan kesaksian mendukung kekuatan yang luar biasa, serta kecanduan pribadi, pencipta Allah yang maha kuasa. Tubuh-tubuh raksasa dalam pandangannya adalah bintang-bintang yang terakumulasi di sekitar Matahari, pusat tubuh Semesta yang berukuran relatif kecil, di mana rombongan planet yang bahkan lebih kecil bergerak dalam orbit.
Pandangan aneh tentang Semesta yang dipegang oleh Kepler, seorang inovator-astronom yang mengatur panggung untuk Isaac Newton dan munculnya fisika modern, menyelamatkan astronomi dari lingkaran Aristoteles yang ideal dan menghitung sifat elips dari gerakan orbital, juga didukung oleh beberapa pengikut awal
Nikolai Copernicus dan heliosentrisnya ( teori "berpusat pada matahari". Ilmu pengetahuan menekankan teori Kepler - pengamatan bintang dengan pengulangan yang tinggi dan analisis matematis data yang diperoleh sebagai hasil dari pengamatan ini. Dan itu adalah kelemahan Achilles dari teori Copernicus. Para astronom yang menganggap Bumi tidak bergerak di pusat Semesta berbicara tentang absurditas bintang-bintang raksasa yang ditemukan oleh pendukung Copernicus hanya sehingga teori favorit mereka bertepatan dengan data. Kisah "bintang-bintang raksasa" yang menggambarkan alam semesta telah dilupakan.
Ilustrasi ini menunjukkan efek Coriolis, gaya yang bekerja pada hampir semua benda yang bergerak di permukaan bola yang berputar. Mereka dilukis oleh seorang Jesuit abad ke-17 Claude Francis Miglier Deschall , yang menggunakannya sebagai argumen menentang pergerakan Bumi. Ilustrasi di sebelah kiri menunjukkan bola F yang jatuh dari menara. Jika Bumi tidak bergerak, maka bola jatuh dari titik F ke titik G. Jika Bumi bergerak, maka, karena bagian atas menara lebih jauh dari pusat bumi daripada pangkalan, bagian atas akan bergerak lebih cepat selama jatuhnya bola daripada bagian bawah: bagian atas berada pada titik H, dan bagian bawah - pada titik I. Oleh karena itu, bola yang bergerak dengan kecepatan puncak menara pada saat dilepaskan harus mendarat bukan di I, tetapi di L [tampaknya, ini adalah kesalahan, dan berarti "tidak di G, tetapi di Saya "/ kira-kira. diterjemahkan.]. Di Bumi yang berputar, bola tidak akan jatuh lurus ke bawah. Ilustrasi di sebelah kanan menunjukkan gagasan yang sama, hanya untuk proyektil. Senapan itu menembaki target yang terletak di utara. Jika Bumi tidak berputar, maka inti terbang lurus dan mengenai sasaran yang dituju oleh pistol. Jika Bumi berputar, maka meriam, karena lebih dekat ke garis khatulistiwa daripada target, akan bergerak ke kanan lebih cepat daripada target ketika inti terbang keluar darinya. Oleh karena itu, inti tidak akan mengenai target, tetapi akan pergi ke kanan. Dalam kedua kasus tersebut, seharusnya dimungkinkan untuk mendeteksi rotasi Bumi. Dan lawan-lawan Copernicans benar. Jauh lebih sulit untuk mendeteksi efek-efek ini daripada yang diperkirakan sebelumnya.Dan itu sangat disesalkan. Kisah Kepler dan bintang-bintang raksasa menggambarkan dinamika yang melekat dalam sains sejak lahir. Ini kontras dengan kisah-kisah biasa yang memberi tahu kita tentang asal-usul sains, kisah-kisah yang menggambarkan perselisihan tentang teori Copernicus, sebagai kasus-kasus ketika sains ditekan oleh kekuatan yang kuat, dan berakar kuat. Cerita-cerita tentang penindasan sains, dan bukan tentang dinamismenya, tidak memberikan pelayanan yang baik untuk sains. Dan kisah tentang bintang-bintang raksasa akan bermanfaat baginya.
Johannes Kepler menguraikan ide-idenya tentang bintang-bintang raksasa dalam sebuah buku yang ditulisnya pada 1606, dan berjudul
De Stella Nova , atau About the New Star. Buku itu berbicara tentang bintang baru yang muncul begitu saja di langit pada 1604. Menurut Kepler, bintang baru itu menaungi semua orang, bahkan Sirius, yang paling cemerlang dari semua bintang, secara teratur muncul di langit malam. Dalam buku itu, Kepler merefleksikan ukuran bintang baru, dan menyimpulkan bahwa ketebalannya jauh melebihi ukuran orbit Saturnus (planet paling jauh yang dikenal pada waktu itu). Sirius seharusnya sekitar sebesar, dan bahkan bintang terkecil, menurut pendapatnya, seharusnya lebih besar dari orbit Bumi.
Bintang-bintangnya umumnya seukuran alam semesta. Mantan bos Kepler,
Tycho Brahe , mengusulkan teori Alam Semesta, yang dipinjam dari Copernicus, yang menurutnya Bumi tidak bergerak di pusat Semesta. Sesaat sebelum kematiannya pada 1601, Braga mempersonifikasikan "sains agung" pada zamannya - ia memiliki sebuah observatorium besar, alat terbaik, banyak asisten luar biasa (seperti Kepler), penerbitan bukunya sendiri, dan banyak uang. Dalam model geosentris (“bumi-sentris”) dari Brahe, Matahari, Bulan, dan bintang-bintang berputar di sekitar Bumi yang tidak bergerak, dan planet-planet berputar mengelilingi Matahari. Bintang-bintang terletak tepat di belakang Saturnus, menandai tepi alam semesta yang dapat diamati. Ukuran yang diberikan oleh Kepler ke bintang baru dan Sirius melebihi seluruh alam semesta Brahe, dan ukuran bintang yang tersisa sebanding dengan alam semesta ini.
Mengapa Kepler mengatakan bahwa ukuran bintang sebanding dengan alam semesta? Ketika data berbicara tentang ini, setidaknya jika teori heliosentrisnya benar. Menurut teori ini, Bumi bergerak mengelilingi Matahari dalam lingkaran, membuat revolusi dalam setahun. Karena itu, jika suatu saat dalam setahun dia bergerak ke arah bintang tertentu, maka setelah enam bulan dia pindah dari bintang ini. Seseorang akan mengharapkan beberapa bintang untuk membakar lebih terang di musim semi ketika Bumi mendekati mereka, dan kemudian menjadi lebih redup di musim gugur. Efek serupa disebut paralaks. Tapi tidak ada yang mengamati paralaks. Copernicus menjelaskannya dengan cara ini: orbit Bumi akan tampak sebagai titik kecil dibandingkan jarak ke bintang-bintang. Orbit Bumi dapat diabaikan untuk bintang-bintang, dan gerakan Bumi dapat diabaikan. Seperti yang ditulis Copernicus sendiri, "fakta bahwa tidak ada paralaks seperti itu yang diamati di antara bintang-bintang tetap menunjukkan bahwa mereka berada pada ketinggian yang sangat besar, di mana lingkaran gerak tahunan Bumi menghilang."
Masalahnya adalah ukuran yang bisa diabaikan dan jarak yang sangat jauh. Orang-orang dengan penglihatan yang baik, memandang ke langit, akan melihat bintang-bintang dalam bentuk titik-titik bulat kecil, dengan ukuran yang terlihat kecil namun terukur. Para astronom, bahkan selama zaman Ptolemeus pada abad kedua M, menetapkan bahwa bintang-bintang paling terang berasal dari sepersepuluh hingga seperdu dari diameter bulan. Dalam buku "On a New Star," Kepler menulis bahwa bintang-bintang terang sekitar sepuluh kali lebih kecil dari diameter bulan, dan Sirius sedikit lebih besar dari mereka. Masalahnya adalah bintang yang ukurannya sepersepuluh dari ukuran bulan bisa sepuluh kali lebih kecil dari ukuran fisik diameter bulan hanya jika jaraknya sama dengan kita dengan bulan. Tetapi bintang-bintang lebih jauh dari kita. Jika bintang 10 kali lebih jauh dari bulan, maka ukuran sebenarnya akan bertepatan dengan bulan - dan itu akan muncul sepuluh kali lebih kecil dari bulan hanya karena jaraknya. Jika sebuah bintang 100 kali lebih jauh, diameter sebenarnya akan 100 kali lebih besar dari bulan. Jika 1000 kali lebih jauh dari bulan, ukuran sebenarnya akan 1000 kali lebih besar [
mungkin, itu berarti 10 kali dan 100 kali lebih besar, masing-masing / kira-kira perev. ]
Tetapi bagaimana jika bintang ini, yang ukurannya jelas sepuluh kali lebih kecil dari bulan, akan berada pada jarak yang diperlukan teori Copernicus sehingga kita tidak melihat paralaks? Bintang ini, menurut Kepler, akan menjadi ukuran orbit Saturnus. Dan benar-benar semua bintang yang terlihat di langit tidak kurang dari orbit Bumi. Bahkan bintang terkecil pun akan beberapa kali lipat lebih besar dari Matahari. Hari ini pernyataan ini mungkin tampak aneh bagi kita, karena kita sudah tahu bahwa bintang-bintang memiliki ukuran yang berbeda, dan jika beberapa bintang lebih besar dari orbit Bumi (
Betelgeuse dari konstelasi Orion akan menjadi contoh yang mengejutkan), sebagian besar bintang adalah katai merah, jauh lebih kecil dari pada matahari. Namun, pada masa Kepler, pertanyaannya hanyalah pengamatan sederhana, pengukuran, dan matematika - masalah ilmiah biasa. Astronom waktu itu, yang percaya pada Copernicus, pengukuran dan matematika, harus percaya bahwa semua bintang itu besar (sedikit kemudian kita akan membahas apa yang salah tentang mereka).
Argumen yang mendukung bintang-bintang besar begitu meyakinkan sehingga rincian pengukuran mereka tidak masalah. Johann Georg Loher dan mentornya,
Christopher Scheiner, dengan indah merangkum masalah bintang-bintang raksasa dalam buku astronomi 1614 Disquises Mathematicae, atau Survei Matematika. Mereka menulis bahwa, menurut teori Copernicus, orbit Bumi seperti titik di alam semesta yang penuh bintang; tetapi bintang, memiliki ukuran yang dapat diukur, lebih dari titik; oleh karena itu, di alam semesta Copernicus, setiap bintang harus lebih besar dari orbit Bumi, dan, tentu saja, lebih besar dari Matahari.
Karena bintang-bintang raksasa, Locher dan Scheiner menolak teori Copernicus dan mendukung teori Brahe. Teori ini bertepatan dengan penemuan terbaru yang dibuat dengan teleskop, misalnya, dengan fase Venus, membenarkan bahwa ia bergerak mengelilingi Matahari. Menurut teori Brahe, bintang-bintang itu terletak tidak jauh - tepat di belakang Saturnus. Seorang astronom di masa Kepler, yang percaya pada Braga, pengukuran dan matematika, tidak wajib percaya bahwa bintang-bintang sangat besar. (Brahe menghitung bahwa ukurannya bervariasi dari planet besar hingga Matahari). Loher dan Scheiner tidak sendirian - bagi banyak astronom, termasuk Brahe sendiri, yang mempelajari masalah ini, teori bintang raksasa adalah sesuatu yang luar biasa.
Tapi Kepler tidak punya masalah dengan bintang raksasa. Baginya itu adalah bagian dari struktur umum alam semesta; dan Kepler, yang melihat elips dalam orbit dan
polihedron reguler dalam organisasi gerakan planet, selalu mencari seluruh struktur. Baginya, bintang-bintang raksasa merupakan ilustrasi kekuatan Tuhan dan keinginannya untuk menciptakan alam semesta yang holistik. Membahas bagian-bagian dari alam semesta - bintang-bintang, tata surya (sistem "bergerak", sebagaimana Kepler menyebutnya), dan Bumi - teks buku "On a New Star" menjadi hampir puitis, bahkan dalam terjemahan.
Pengikut Copernicus lainnya berbagi pandangan Kepler. Orang-orang seperti
Thomas Digges ,
Christoph Rothman, dan
Philip Lansberg berbicara tentang bintang-bintang raksasa sebagai contoh kekuatan ilahi, sebagai istana Allah, atau istana para malaikat, atau bahkan sebagai pejuang Allah. Copernicus sendiri menyebutkan kekuatan Tuhan, membahas jarak yang sangat jauh ke bintang-bintang, mencatat "betapa sangat akurat karya ilahi dari seniman-seniman terbaik dan terbaik."
Tetapi lawan-lawan Copernicus tidak kehilangan sudut pandang mereka. Loher dan Scheiner mencatat bahwa "menyelinap" Copernicus tidak menyangkal fakta bahwa di alam semesta Copernican bintang-bintang pasti raksasa. "Alih-alih," tulis dua astronom ini, "mereka berbicara tentang bagaimana, atas dasar ini, setiap orang dapat lebih merasakan kebesaran Sang Pencipta," dan mereka menyebut gagasan ini "konyol." Salah satu penentang Copernicus, astronom
Giovanni Battista Riccioli , menulis bahwa seruan kepada kekuatan ilahi untuk mendukung teori "tidak dapat memuaskan orang yang lebih cerdas." Yang lain,
Peter Kruger , mengomentari ukuran bintang-bintang sebagai berikut: "Saya tidak mengerti bagaimana sistem Pythagoras atau Copernican di alam semesta dapat bertahan."
Penentang Copernicus tidak hanya menyangkal teorinya. Loher dan Scheiner melaporkan penemuan mereka. Mereka meminta para astronom untuk melakukan pengamatan sistematis menggunakan teleskop untuk menggunakan gerhana bulan-bulan Jupiter untuk mengukur jarak ke Jupiter, dan "menyertai" Saturnus (maka mereka masih tidak mengerti bahwa ini adalah cincin) - untuk mempelajari gerakannya. Mereka berusaha menjelaskan bagaimana Bumi dapat bergerak mengelilingi Matahari: terus-menerus jatuh di atasnya, seperti halnya inti besi dapat terus-menerus jatuh di Bumi. (Gagasan ini muncul beberapa dekade sebelum kelahiran Newton, yang dapat memberi kita penjelasan modern tentang bagaimana orbit adalah jenis jatuh dan menggambarkan orbit dengan contoh senapan yang ditembakkan dari gunung). Mereka juga menyelidiki bagaimana rotasi Bumi dapat memengaruhi jalur tubuh dan cangkang yang jatuh. Selama abad ke-17, musuh Copernicus seperti Riccioli bekerja pada gagasan ini, mengemukakan teori tentang efek yang kita sebut hari ini sebagai "kekuatan Coriolis" (dinamai menurut ilmuwan yang menggambarkannya pada abad ke-19) dan berpendapat bahwa tidak adanya efek seperti itu juga bermanfaat satu bukti bahwa bumi tidak bergerak.
Ketika kami mempelajari Revolusi Copernicus di sekolah, kami tidak mendengar apa pun tentang argumen mengenai ukuran bintang dan efek Coriolis. Kami diberitahu sebuah kisah yang jauh kurang dinamis secara ilmiah di mana para sarjana seperti Kepler mencoba mengalahkan perusahaan yang maha kuasa, berakar, dan memberontak dengan ide-ide yang benar secara ilmiah. Saat ini, terlepas dari kemajuan teknologi dan pengetahuan, orang-orang menolak sains, mengklaim bahwa ia menderita tipuan, konspirasi, dan kurangnya data yang disebabkan oleh kemapanan yang kuat.
Tetapi sejarah revolusi Copernicus menunjukkan bahwa sains sejak awal adalah proses yang dinamis, di dalamnya ada saat-saat yang sukses dan tidak berhasil, apalagi, di kedua sisi diskusi. Hanya beberapa dekade setelah munculnya "Bintang Baru" Kepler dan "Survei Matematika" oleh Loher dan Scheiner, para astronom mulai menemukan bukti bahwa ukuran bintang yang mereka ukur, baik dengan mata maupun melalui teleskop, dibesar-besarkan oleh efek optik, dan bahwa bintang-bintang Alam semesta Copernicus tidak harus sebesar itu.
Jika penemuan yang jelas menentang pendirian mahakuasa dalam sejarah revolusi Kopernik yang sudah dikenal, tidak mengherankan bahwa beberapa orang mengharapkan jawaban dan penemuan yang cepat dan jelas dari sains, dan mereka melihat tangan kekuatan berpengaruh yang konspiratorial dalam ketidakjelasan ilmiah. Kita semua akan memiliki harapan yang lebih realistis dari sains jika kita belajar bahwa revolusi Copernicus mengandung konsesi timbal balik yang dinamis, bahwa ada orang-orang rasional di kedua sisi proses ini, dan bahwa penemuan dan kemajuan tidak merata, dengan batu sandungan, dan terkadang mengarah ke jalan buntu - seperti bintang Kepler raksasa. Ketika kita memahami bahwa pertanyaan sederhana apakah Bumi bergerak telah menjadi masalah ilmiah yang sangat sulit selama beberapa waktu, maka kita akan memahami bahwa pertanyaan ilmiah saat ini dapat memberi kita jawaban yang kompleks, dan itu hanya dengan waktu.