Kukaan tiedemies ei ole vaikuttanut enemmän paikkamme ymmärtämiseen maailmankaikkeudessa kuin Nikolaus Kopernikus. Kopernikaanisen maailmankaikkeusmallin (eli heliosentrismin) luoja, hänen havaintonsa siitä, että Maa ja muut planeetat pyörivät Auringon ympäri, käynnisti älyllisen vallankumouksen, jolla tulisi olemaan kauaskantoisia seurauksia.
Sen lisäksi, että hänen ajatuksillaan oli merkittävä rooli 1600- ja 1700-luvun tieteellisessä vallankumouksessa, ne muuttivat tapaa, jolla ihmiset katsoivat taivasta ja planeettoja, ja ne vaikuttivat syvällisesti sellaisiin miehiin kuin Johannes Kepler, Galileo Galilei, Sir Isaac Newton ja moniin muihin. Lyhyesti sanottuna ”kopernikaaninen vallankumous” auttoi aloittamaan modernin tieteen aikakauden.
Kopernikuksen varhaiselämä:
Kopernikus syntyi 19. helmikuuta 1473 Torunin (Thorn) kaupungissa Puolan kuningaskunnan kruunussa. Hyvin toimeentulevan kauppiasperheen nuorimpana neljästä lapsesta Kopernikus ja hänen sisaruksensa kasvatettiin katoliseen uskoon, ja heillä oli monia vahvoja siteitä kirkkoon.
Hänen vanhemmasta veljestään Andreaksesta tuli augustinolaiskanoni, kun taas hänen sisarestaan Barbarasta tuli benediktiiniläisnunna ja (viimeisinä vuosinaan) erään luostarin priori. Vain hänen sisarensa Katharina meni koskaan naimisiin ja sai lapsia, joista Kopernikus huolehti kuolemaansa saakka. Kopernikus itse ei koskaan mennyt naimisiin eikä hänellä ollut omia lapsia.
Syntyessään pääasiassa saksalaisessa kaupungissa ja maakunnassa Kopernikus puhui nuorena sujuvasti sekä saksaa että puolaa, ja opetteli opintojensa aikana myös kreikkaa ja italiaa. Koska se oli hänen aikansa akateemisen maailman sekä katolisen kirkon ja Puolan kuninkaallisen hovin kieli, Kopernikus puhui sujuvasti myös latinaa, jolla suurin osa hänen säilyneistä teoksistaan on kirjoitettu.
Kopernikuksen koulutus:
Vuonna 1483 Kopernikuksen isä (jonka mukaan hän sai nimensä) kuoli, minkä jälkeen hänen äidinpuoleinen setänsä, Lucas Watzenrode nuorempi, alkoi valvoa hänen koulutustaan ja uraansa. Ottaen huomioon yhteydet, joita hänellä oli Puolan johtaviin älymystöhahmoihin, Watzenrode varmisti, että Kopernikus sai paljon kosketuspintaa joihinkin aikansa älymystöhahmoihin.
Vaikka hänen varhaislapsuudestaan on saatavilla vain vähän tietoa, Kopernikuksen elämäkerturit uskovat, että hänen setänsä lähetti hänet Torunin Pyhän Johanneksen kouluun, jossa hän itse oli ollut oppilaana. Myöhemmin hänen uskotaan käyneen Wloclawekin katedraalikoulua (joka sijaitsee 60 km kaakkoon Torunista Veiksel-joen varrella), joka valmisti oppilaita pääsyä varten Krakovan yliopistoon – Watzenroden omaan Alma materiin.
Vuonna 1491 Kopernikus aloitti opinnot Krakovan yliopiston taiteiden laitoksella. Tähtitiede kiehtoi häntä kuitenkin nopeasti, kiitos sen, että hän tutustui moniin aikalaisfilosofeihin, jotka opettivat tuolloin kukoistuskaudellaan olleessa Krakovan matemaattis-astrologisessa koulussa tai liittyivät siihen.
Kopernikuksen opinnot antoivat hänelle perusteellisen pohjan matemaattis-astronomiseen tietämykseen sekä Aristoteleen, Eukleideen ja useiden humanististen kirjoittajien filosofiaan ja luonnontieteellisiin kirjoituksiin. Krakovassa ollessaan Kopernikus alkoi kerätä laajaa tähtitiedettä käsittelevää kirjastoa, ja siellä hän aloitti analyysinsä kahden suosituimman tähtitieteen järjestelmän loogisista ristiriidoista.
Nämä mallit – Aristoteleen teoria homosentrisistä sfääreistä ja Ptolemaioksen mekanismi eksentrisistä palloista ja episykleistä – olivat molemmat luonteeltaan geosentrisiä. Klassisen tähtitieteen ja fysiikan mukaisesti ne kannattivat sitä, että Maa oli maailmankaikkeuden keskipisteessä ja että Aurinko, Kuu, muut planeetat ja tähdet pyörivät sen ympärillä.
Ennen tutkinnon suorittamista Kopernikus lähti Krakovasta (n. 1495) matkustaakseen setänsä Watzenroden hoviin Warmiaan, Pohjois-Puolassa sijaitsevaan maakuntaan. Koska hänen setänsä oli vuonna 1489 nostettu Warmian ruhtinaskunnan piispaksi, hän pyrki sijoittamaan Kopernikuksen Warmian kanttoriksi. Kopernikuksen asettautuminen kuitenkin viivästyi, mikä sai setänsä lähettämään hänet ja hänen veljensä opiskelemaan Italiaan edistääkseen kirkollista uraansa.
Vuonna 1497 Kopernikus saapui Bolognaan ja aloitti opinnot Bolognan juristien yliopistossa. Siellä hän opiskeli kanonista oikeutta, mutta omistautui ensisijaisesti humanististen tieteiden ja tähtitieteen opiskelulle. Bolognassa hän tapasi myös kuuluisan tähtitieteilijän Domenico Maria Novara da Ferraran, jonka oppilaaksi ja avustajaksi hänestä tuli.
Kopernikus alkoi ajan mittaan tuntea kasvavaa epäilystä aristoteelisia ja ptolemaiolaisia maailmankaikkeusmalleja kohtaan. Näitä olivat muun muassa ongelmalliset selitykset, jotka johtuivat planeettojen epäjohdonmukaisesta liikkeestä (eli takaperoisesta liikkeestä, ekvantiteeteista, deferenteistä ja epikyyleistä), sekä se, että Mars ja Jupiter näyttivät olevan suuremmat yötaivaalla tiettyinä aikoina kuin toisina aikoina.
Haluessaan saada ratkaisun tähän ongelmaan Kopernikus käytti aikaansa yliopistossa opiskellakseen kreikkalaisia ja latinankielisiä kirjailijoita (esim. Pythagoras, Cicero, Plinius vanhempi, Plutarkhos, Heraklides ja Platon) sekä niitä historiallisia tiedonpätkiä, joita yliopistolla oli antiikin tähtitieteellisistä, kosmologisista ja kalenterijärjestelmistä – joihin sisältyi muitakin (pääasiassa kreikkalaisia ja arabiankielisiä) heliosentrisiä teorioita.
Vuonna 1501 Kopernikus muutti Padovaan opiskelemaan muka lääketiedettä kirkollisen uransa puitteissa. Aivan kuten hän oli tehnyt Bolognassa, Kopernikus suoritti nimettyjä opintojaan, mutta pysyi sitoutuneena omaan tähtitieteelliseen tutkimukseensa. Vuosina 1501-1503 hän jatkoi antiikin kreikkalaisten tekstien tutkimista; ja uskotaan, että juuri tuolloin hänen ajatuksensa uudesta tähtitieteen järjestelmästä – jossa maapallo itse liikkuisi – kiteytyivät lopullisesti.
Kopernikaaninen malli (alias heliosentrismi):
Vuonna 1503, saatuaan vihdoin tohtorintutkintonsa kanonisen oikeuden alalta, Kopernikus palasi Lämminhämärään, jossa hän vietti loput neljäkymmentäviisikymmentä vuotta elämästään. Vuoteen 1514 mennessä hän alkoi asettaa Commentariolus-teoksensa (”Pieni kommentti”) ystäviensä luettavaksi. Tässä neljänkymmenen sivun käsikirjoituksessa hän kuvasi ajatuksiaan heliosentrisestä hypoteesista, joka perustui seitsemään yleiseen periaatteeseen.
Näissä seitsemässä periaatteessa sanottiin seuraavaa: Kaikki taivaankappaleet eivät pyöri yhden pisteen ympärillä; Maan keskipiste on Kuun pallon – Kuun kiertoradan Maan ympärillä – keskipiste; kaikki pallot pyörivät Auringon ympärillä, joka on lähellä maailmankaikkeuden keskipistettä; Maan ja Auringon välinen etäisyys on merkityksetön murto-osa Maan ja Auringon etäisyydestä tähtiin, joten tähdissä ei havaita parallaksia; tähdet ovat liikkumattomia – niiden näennäinen päivittäinen liike johtuu Maan päivittäisestä pyörimisestä; Maa liikkuu pallona Auringon ympäri, mikä aiheuttaa Auringon näennäisen vuosittaisen vaelluksen; Maalla on enemmän kuin yksi liike; ja Maan kiertoliike Auringon ympäri aiheuttaa planeettojen liikkeiden näennäisen suunnan kääntymisen.
Sen jälkeen hän jatkoi tietojen keräämistä yksityiskohtaisempaa teosta varten, ja vuoteen 1532 mennessä hän oli lähes saanut valmiiksi käsikirjoituksen pääteoksestaan De revolutionibus orbium coelestium (Taivaan pallojen kierrosta). Siinä hän esitti seitsemän pääargumenttiaan, mutta yksityiskohtaisemmassa muodossa ja niiden tueksi yksityiskohtaisia laskelmia.
Peläten kuitenkin, että hänen teorioidensa julkaiseminen johtaisi kirkon tuomitsemiseen (sekä ehkä myös peläten, että hänen teoriansa sisältäisi joitakin tieteellisiä puutteita), hän pidättäytyi tutkimuksistaan vuoteen ennen kuolemaansa. Vasta vuonna 1542, kun hän oli lähellä kuolemaa, hän lähetti tutkielmansa julkaistavaksi Nürnbergiin.
Kopernikuksen kuolema:
Vuoden 1542 loppupuolella Kopernikus sai aivoverenvuodon tai aivohalvauksen, jonka seurauksena hän halvaantui. Toukokuun 24. päivänä 1543 hän kuoli 70-vuotiaana, ja hänet haudattiin tiettävästi Fromborkin katedraaliin Fromborkissa, Puolassa. Sanotaan, että hänen kuolinpäivänään 24. toukokuuta 1543 70-vuotiaana hänelle esiteltiin ennakkokappale kirjastaan, jolle hän hymyili ennen kuolemaansa.
Vuonna 2005 arkeologinen ryhmä tutki Fromborkin katedraalin lattian ja ilmoitti löytäneensä Kopernikuksen jäännökset. Tämän jälkeen Puolan poliisin rikosteknisen keskuslaboratorion rikostekninen asiantuntija käytti esiin kaivettua kalloa rekonstruoidakseen kasvot, jotka muistuttivat läheisesti Kopernikuksen piirteitä. Asiantuntija määritteli myös, että kallo kuului miehelle, joka oli kuollut noin 70-vuotiaana – Kopernikuksen iässä kuolinhetkellä.
Nämä havainnot saivat vahvistusta vuonna 2008, kun vertaileva DNA-analyysi tehtiin sekä jäänteistä että kahdesta hiuksesta, jotka löytyivät kirjasta, jonka Kopernikuksen tiedetään omistaneen (Johannes Stoefflerin kirjoittama Calendarium Romanum Magnum). DNA-tulokset täsmäsivät, mikä osoitti, että Kopernikuksen ruumis oli todellakin löydetty.
22. toukokuuta 2010 Kopernikus sai toiset hautajaiset messussa, jota johti Józef Kowalczyk, entinen paavin nuntsius Puolassa ja vastikään nimitetty Puolan priimus. Kopernikuksen jäännökset haudattiin uudelleen samalle paikalle Fromborkin katedraaliin, ja mustasta graniitista tehty hautakivi (kuvassa yllä) osoittaa hänet nyt heliosentrisen teorian perustajaksi ja myös kirkon kanoniksi. Hautakivessä on kuva Kopernikuksen aurinkokuntamallista – kultainen aurinko, jota ympäröi kuusi planeettaa.
Kopernikuksen perintö:
Huolimatta siitä, että hän pelkäsi väitteidensä tuottavan halveksuntaa ja kiistoja, hänen teorioidensa julkaiseminen johti vain lievään tuomitsemiseen uskonnollisten viranomaisten taholta. Ajan mittaan monet uskonnolliset oppineet yrittivät argumentoida hänen malliaan vastaan käyttämällä Raamatun kaanonin, aristoteelisen filosofian, ptolemaiolaisen tähtitieteen ja tuolloin hyväksyttyjen fysiikan käsitysten yhdistelmää diskreditoidakseen ajatuksen siitä, että maapallo itsessään kykenisi liikkumaan.
Kopernikuksen teoriasta tuli kuitenkin muutamassa sukupolvessa laajemmin levinnyt ja hyväksytympi, ja se sai sillä välin monia vaikutusvaltaisia puolustajia. Heidän joukossaan oli Galileo Galilei (1564-1642), joka kaukoputken avulla tekemiensä taivaan tutkimusten ansiosta pystyi ratkaisemaan tuolloin heliosentrisen mallin puutteina pidettyjä seikkoja.
Näihin kuuluivat muun muassa Marsin ja Jupiterin ulkonäön suhteelliset muutokset niiden ollessa oppositiossa vs. konjunktiossa Maan kanssa. Vaikka ne näyttävät paljain silmin suuremmilta kuin Kopernikuksen mallin mukaan pitäisi, Galilei osoitti, että tämä on illuusio, joka johtuu valon käyttäytymisestä etäisyydellä ja joka voidaan selvittää kaukoputkella.
Teleskoopin avulla Galilei havaitsi myös Jupiteria kiertäviä kuita, auringonpilkkuja ja kuun pinnan epätäydellisyyksiä, jotka kaikki auttoivat horjuttamaan käsitystä, jonka mukaan planeetat olivat täydellisiä palloja eivätkä Maan kaltaisia planeettoja. Vaikka Galileon kannattaminen Kopernikuksen teorioiden puolesta johti hänen kotiarestiinsa, muut seurasivat pian perässä.
Saksalainen matemaatikko ja tähtitieteilijä Johannes Kepler (1571-1630) auttoi myös tarkentamaan heliosentristä mallia ottamalla käyttöön elliptiset kiertoradat. Tätä ennen heliosentrinen malli käytti vielä ympyräratoja, jotka eivät selittäneet, miksi planeetat kiersivät Aurinkoa eri aikoina eri nopeuksilla. Osoittamalla, miten planeetat nopeutuivat radan tietyissä kohdissa ja hidastuivat toisissa kohdissa, Kepler ratkaisi tämän.
Lisäksi Kopernikuksen teoria siitä, että Maa on kykenevä liikkumaan, innoitti jatkossa koko fysiikan alan uudelleenajatteluun. Kun aiemmat käsitykset liikkeestä olivat riippuvaisia ulkopuolisesta voimasta sen käynnistämiseksi ja ylläpitämiseksi (esim. tuuli työntää purjetta), Kopernikuksen teoriat auttoivat inspiroimaan painovoiman ja hitausvoiman käsitteitä. Nämä ajatukset muotoili myöhemmin Sir Isaac Newton, jonka teos Principia muodosti perustan nykyaikaiselle fysiikalle ja tähtitieteelle.
Tänään Kopernikusta kunnioitetaan (yhdessä Johannes Keplerin kanssa) episkopaalisen kirkon (Yhdysvallat) liturgisessa kalenterissa juhlapäivällä 23. toukokuuta. Vuonna 2009 kemiallisen alkuaineen 112 (joka oli aiemmin nimetty ununbiumiksi) löytäjät ehdottivat, että Kansainvälinen puhtaan ja soveltavan kemian liitto nimeäisi alkuaineen uudelleen copernicumiksi (Cn) – kuten se tekikin vuonna 2011.
Saksan liittotasavalta (eli Länsi-Saksa) laski vuonna 1973 hänen syntymäpäivänsä 500. vuosipäivänä liikkeeseen 5 markan hopeakolikon (kuvassa yllä), jonka toisella puolella oli Kopernikuksen nimi ja heliosentrisen maailmankaikkeuden esitys.
Elokuussa 1972 laukaistiin avaruushavaintoja suorittamaan Kopernikus – NASA:n ja Ison-Britannian tiede- ja tutkimushallinnon (UK’s Science Research Council) luoma kiertävä tähtiobservatorio. Alun perin OAO-3:ksi nimetty satelliitti nimettiin uudelleen vuonna 1973 Kopernikuksen syntymän 500-vuotispäiväksi. Helmikuuhun 1981 asti toiminut Copernicus osoittautui OAO:n tehtävistä menestyksekkäimmäksi, sillä se tuotti laajaa röntgen- ja ultraviolettitietoa tähdistä ja löysi useita pitkän jakson pulsareita.
Kaksi kraatteria, joista toinen sijaitsee kuussa ja toinen Marsissa, on nimetty Copernicuksen kunniaksi. Euroopan komissio ja Euroopan avaruusjärjestö ESA toteuttavat parhaillaan Kopernikus-ohjelmaa. Ohjelman, joka tunnettiin aiemmin nimellä GMES (Global Monitoring for Environment and Security), tavoitteena on saada aikaan itsenäinen, monitasoinen ja toiminnallinen maapallon observatorio.
Helmikuun 19. päivänä 2013 maailma juhli Kopernikuksen syntymäpäivän 540-vuotispäivää. Vielä nytkin, lähes viisi ja puoli vuosisataa myöhemmin, häntä pidetään yhtenä suurimmista koskaan eläneistä tähtitieteilijöistä ja tiedemiehistä. Sen lisäksi, että hän mullisti fysiikan ja tähtitieteen alat sekä käsityksemme liikkeen laeista, itse modernin tieteen perinne on suuressa kiitollisuudenvelassa tälle jalolle oppineelle, joka asetti totuuden kaiken muun edelle.
Universe Todaylla on monia mielenkiintoisia artikkeleita muinaisesta tähtitieteestä, kuten What is the Difference Between the Geocentric and Heliocentric Models of the Solar System.
Lisätietoa kannattaa lukea Nicolaus Copernicus, Nicolaus Copernicuksen elämäkerta, ja Planetary Motion: The History of an Idea That Launched the Scientific Revolution.
Astronomy Castissa on jakso Episode 338: Copernicus.