Księżycowe góry i planety medycejskie - pierwsze obserwacje kosmiczne

Dzięki wysokiej rozdzielczości teleskopom oraz radioteleskopom instalowanym na powierzchni Ziemi oraz wynoszonym na okołoziemską orbitę (Hubble'a, Webba, Comptona, Chandra, Spitzera) oczom współczesnych odsłaniają się coraz bardziej odległe obrazy najdalszych zakątków Kosmosu. Od samego początku odkrywanie przestrzeni kosmicznej wywierało oszałamiające wrażenie. Księżycowe góry, planety medycejskie, gwiazdy Drogi Mlecznej. Wspaniałe obrazy ukazujące się oczom pierwszych astronomów wymagały spełnienia jedynie dwóch warunków: przynajmniej 20-krotnego powiększenia optycznego oraz... skierowania lunety prosto w niebo.

Luneta 

Wymogi techniczne prowadzenia obserwacji zaczęły być realizowane na początku XVII wieku, kiedy kilku holenderskich szlifierzy szkieł mniej więcej w tym samym czasie wpadło na pomysł tuby z dwiema odpowiednio spreparowanymi soczewkami - soczewka wklęsła była okularem, zaś wypukła zbierającą światło. Pierwsze lunety miała zaledwie 3-krotne powiększenie, jednak ze względu na potencjalne znaczenie militarne, wieść o ich wynalezieniu bardzo szybko odbiła się szerokim echem. Wystarczył zaledwie rok od momentu gdy Hans Lippershey próbował opatentować swoją lunetę, a wieść o niej dotarła do Galileusza, który latem 1609 roku odkrywając optyczne zasady jej działania przystąpił do budowy własnego, znacznie zmodernizowanego, teleskopu. W lunecie jego konstrukcji zrealizowały się wszystkie wymienione wyżej warunki niezbędne, aby ujrzeć pierwsze zapierające dech w piersi obrazy kosmiczne. Jego szkła realizowały 30-krotne powiększenie i nie interesowała go obserwacja pola bitwy.

Pierwsze obserwacje

Oczom Galileusza, który jako jeden z pierwszych skierował teleskop ku obiektom niebieskim, ukazały się obrazy górzystej, pooranej kraterami powierzchni Księżyca, która dalece odbiegała od ówczesnego jej wyobrażenia. Dostrzegł pierścienie Saturna i księżyce Jowisza – Io, Europę, Kallisto i Ganimedesa. Zauważył plamy słoneczne i mnóstwo drobnych gwiazd wchodzących w skład Drogi Mlecznej, obserwował fazy Wenus i Gwiazdę Keplera. 

Waga tych odkryć była ogromna i oczywiście nie leżała w granicach doznań estetycznych. Ich konsekwencje były znamienne dla kwestii sposobu rozumienia Wszechświata. To, co dotąd było doskonałe, sferyczne i gładkie, okazało się chropowate jak powierzchnia Księżyca, to, co miało być stałe i niezmienne, stało się cykliczne i ruchome; planety krążyły wokół Słońca, księżyce poruszały się po okołoplanetarnych orbitach. Swoje odkrycia Galileusz zreferował w Gwiezdnym posłańcu (Sidereus Nuncius), który stał się najbardziej komentowaną publikacją tamtych czasów. Czego zatem dotyczyły i jakie były konsekwencje obserwacji Galileusza?

Góry Księżycowe

Zwracają swój teleskop w kierunku Księżyca Galileusz dostrzegł kratery i wzniesiania - białe fragmenty na obszarze nieoświetlonym okazały się szczytami gór, do których promienie wschodzącego Słońca docierały wcześniej (lub zachodzącego pozostawały dłużej). Znając promień Księżyca i wiążąc go poprzez twierdzenie Pitagorasa z odległością od oświetlonego szczytu góry do linii oddzielającą zacieniona i oświetloną półkulę, Galileusz pokusił się o nad wyraz precyzyjne wyznaczenie wysokości księżycowych szczytów. Zaobserwował także, iż niektóre wzniesienia tworzą struktury koliste, inne zaś układają się w podłużne łańcuchy. To spostrzeżenie skłoniło go do przyjęcia wniosków, iż Księżyc nie jest idealną kulą, jak tego oczekiwał Arystoteles. Starożytni oraz współcześni Galileuszowi ojcowie Kościoła musieli być zatem w błędzie - nie istniały doskonałe ciała niebieskie rozmieszczone w sferach o boskim charakterze, które otaczać miały Ziemię. Świat zaczął chwiać się w posadach. 

Księżyce Jowisza

Kierując lunetę w stronę Jowisza Galileo Galilei ujrzał cztery najjaśniejsze jego księżyce. Na cześć swego mecenasa nazwał je planetami medycejskimi. Ponieważ uważano, że istnieje jedynie ziemski Księżyc, nie potrzebowano wówczas terminu określającego satelity krążące wokół innych planet. Początkowo zresztą Galileusz uważał, że odkrył nieznane dotąd gwiazdy, w późniejszym toku obserwacji używając także wymiennie terminów “planety” lub “księżyce”. Ponieważ ich liczba oraz pozycje ulegały zmianom, obiekty musiały się poruszać. Nie mógł jednak zrozumieć jak mogą nie wchodzić w kolizję przemieszczając się po liniach prostych, czyli zgodnie z obowiązującą wówczas teorią. Obserwując Jowisza przez dwa miesiące ustalił w końcu ostateczną liczbę widzianych księżyców (4) oraz to, że były oświetlone przez Słońce i poruszały się obiegając planetę po różnych okręgach (orbitach).

Gdy Galileusz zauważył, iż obserwowane obiekty towarzyszą Jowiszowi podczas jego obiegu wokół Słońca, został twardym zwolennikiem teorii kopernikańskiej. Obroty księżyców posiadających węższe orbity były szybsze, co odpowiadało spostrzeżeniom Kopernika dotyczącym wzrostowi prędkości planet krążących bliżej Słońca. Jowisz wraz z satelitami stał się tutaj reprezentatywnym przykładem Kosmosu według Kopernika. Świat coraz bardziej chwiał się w posadach.

Wenusjańskie fazy

Także pozostałe z poczynionych obserwacji poddawały w wątpliwość istnienie Świata w formie jakiej znany był na początku XVII wieku. Monitoring Wenus doprowadził do zarejestrowania faz planety (podobnie jak w przypadku Księżyca). Zbliżając się do Słońca, planeta dochodziła do pełni, przy czym właśnie wtedy wydawała się najmniejsza. Jej rozmiary znacznie “wzrastały” kiedy miała kształt sierpa. Wyniki obserwacji wskazywały na to, iż Wenus okrąża Słońce. Gdyby bowiem miała krążyć między Ziemią i Słońcem, tak jak chcieli starożytni astronomowie, wówczas widoczna byłaby jedynie w formie sierpa. Kopernikański świat heliocentryczny wydawał się być jak najbardziej zasadny.

Potępiony astronom

Przeciwko odkryciom Galileusza wystąpił Kościół ze swoją nauką i interpretacją biblijnego Słowa. Kwestionowano obserwacje czynione za pomocą teleskopu jako niezgodne z przyjętym kanonem i po prostu je odrzucano. Oprócz działań inkwizycji wymierzonych w osobę badacza, zadziwiające były próby zdyskredytowania samej istoty poczynionych obserwacji. To co widziano miało być bowiem efektem konstrukcji i działania samego teleskopu, a nie zaś realnym obrazem istniejącej rzeczywistości. 

Badania Galileusza i wnioski z nich płynące były iście przełomowe. Intrygowały umysły otwarte, skłaniając do prowadzenia własnych obserwacji astronomicznych. Przykład Galileusza pokazuje jednak jak trudno było wówczas człowiekowi wierzącemu mierzyć się z konsekwencjami własnych badań - oskarżony o herezję, przez lata usiłował uzgodnić swoje obserwacje z nauką Kościoła i Biblią, dokonując karkołomnych prób interpretacji Pisma i dowodząc, że w istocie nie występują tu sprzeczności.