Keskiajan tähtitiede

Rooman valtakunnan hajottua Euroopassa alkoi sekasortoinen kausi. Samoihin aikoihin levisi myös uusi oppi, kristinusko, joka ei väkivaltaisuutta ainakaan vähentänyt. Noin tuhat vuotta kestäneeseen keskiaikaan on aikaisemmin liitetty attribuutti pimeä. Sittemmin mielipiteet ovat heilahtaneet toiseen äärimmäisyyteen: keskiajasta uljaine ritareineen ja hehkeine linnanneitoineen on tullut muotiaihe, jota kuuluu ihannoida. Ruusuntuoksuinen romantiikka ei kuitenkaan muuta miksikään sitä, että keskiaika oli Euroopassa tieteiden kannalta varsin takaperoista aikaa. Tärkeimpiä tutkimusaloja olivat teologia ja logiikka, jota sitäkin tarvittiin lähinnä teologiseen väittelyyn.

Kristinuskon kannalta tarpeellista tähtitieteellistä tietoa oli vain se, mitä tarvittiin kalenterin ja erityisesti pääsiäisen päivämäärän laskemiseen. Tästä tehtävästä huolehti käytännöllistä matematiikkaa edustava oppi, joka tunnettiin nimellä computus eli laskento (tai computus ecclesiasticus).

Aasia

Tsingis-kaani ja Timur (jolle persialaiset viholliset antoivat lisänimen Lenk eli rampa) ovat mielissämme hurjia ja julmia aasialaisia valloittajia. Harva tietää, että molemmilla oli pojanpoika, joka edisti tähtitiedettä.

Tsingis-kaanin pojanpoika Hulagu Il-Khan perusti 1200-luvulla Persian Maraghaan observatorion, johon hankittiin ajanmukaiset havaintovälineet. Observatorion johtajaksi tuli kyvykäs tähtitieteilijä Nasir al-Din al-Tusi (1201-1274). Maraghaan muodostui etevien tähtitieteilijöiden ryhmä, joka tunnetaan Maraghan kouluna.

Maraghan koulukunta poisti planeettateoriasta epäaristoteeliset piirteet, kuten ekvantit. Tätä varten malliin oli lisättävä entistä useampia episyklejä. Planeetan liike hajotettiin siis summaksi useista tasaisista ympyräliikkeistä. Maraghalaisten mukana nämä opit ilmeisesti kantautuivat muuallekin sivistyneeseen maailmaan. On mahdollista, että niillä oli aikanaan vaikutusta myös Kopernikuksen kehittämään planeettaliikkeen malliin.

Toistakymmentä vuotta vaatineiden havaintojen jälkeen al-Tusi julkaisi Ilkhaaniset taulut, jotka sisältävät tähtiluettelon ja taulukot planeettojen liikkeiden laskemiseksi. Maraghalaiset onnistuivat myös määrittämään prekession suuruudelle lähes nykyisen arvon.

Timurin pojanpoika Ulugh Beg perusti Samarkandin observatorion. Tärkein havaintoväline oli kiinteä pohjois-eteläsuuntaan rakennettu kvadrantti, jolla voi mitata tähtien korkeuksia niiden ohittaessa eteläsuunnan. Kvadrantin kaaren säde oli peräti 40.4 metriä. Tällaisella kaarella yksi aste vastaa noin 70 cm:n matkaa. Kaari muodostui portaikosta, jonka keskellä oli kaksi marmorikaidetta. Havaitsija mahtui juuri kaiteiden väliin, ja kaiteiden päälle sijoitettiin tähtäinlaite. Havaittava kohde näkyi tähtäimen ja katossa olevan aukon lävitse.

Samarkandin observatorion suuri kvadrantti. Havaitsija istui kaiteiden välissä, ja kaiteiden päälle asetettiin siirrettävä tähtäin. Havaitsija katsoi tähteä tähtäimen ja katossa oleva aukon lävitse.

Samarkandissa Ulugh Beg havaitsi 1420- ja 1430-luvuilla yli tuhannen tähden paikat. Siten hänestä tuli Hipparkhoksen ja Ptolemaioksen aikojen jälkeen ensimmäinen tähtitieteilijä, jonka tähtiluettelo perustui omiin havaintoon. Aikaisemmat luettelot oli vain muokattu Almagestistä laskemalla tähtien paikkoihin prekessiokorjaukset. Valitettavasti luettelo painettiin Euroopassa vasta 1665, jolloin muitakin uusia luetteloita oli jo ehtinyt ilmestyä.

Eurooppa

Eurooppalaisessa tähtitieteessä alkoi tapahtua mainittavaa edistystä vasta 1100-luvun lopulla. Ensimmäisiä julkaisuja olivat Gerard Cremonalaisen kääntämä Almagest ja Johannes de Sacroboscon kirjoittama pallotähtitieteen oppikirja De Sphaera, joka säilyi käytössä Kopernikuksen aikoihin saakka.

Keskiajan Euroopasta on säilynyt hyvin vähän tietoja tähtitaivaan tapahtumista. Poikkeuksena ovat komeetat, joiden ilmaantumista pidettiin huomattavina ennusmerkkeinä. Keskiaikainen Bayeux'n seinävaate esittää mm. Hastingsin taistelua vuonna 1066, jonka seurauksena normannit saivat vallan Englannissa. Seinävaatteeseen on kuvattu myös Halleyn komeetta, joka nähtiin ennen taistelua.

1200-luvun merkittävimpiä oppineita oli dominikaani-isä Albertus Magnus, joka teki Aristoteleen kirjoituksia tunnetuksi. Samaa työtä jatkoi hänen oppilaansa Tuomas Akvinolainen (n. 1225-1274), joka onnistui sulauttamaan aristoteelisen ajattelun kirkon oppien osaksi. Tässä skolastiikan muodossa pyhityksen saanut aristotelismi tuli hallitsemaan tiedettä seuraavien kolmen vuosisadan ajan.

Koska maailma oli ihmistä varten, täytyi lukemattomille taivaankappaleillekin keksiä hyötykäyttöä. Kirjansa Summa theologica kysymyksessä CXV Tuomas Akvinolainen pohdiskelee, mitä vaikutuksia taivaankappaleilla on ihmisen toimintaan. Sieltä osuu silmiimme seuraavaa:

Kohta 4: Ovatko taivaankappaleet syynä ihmisten tekoihin?
-- --
Vastalause 3. Edelleen, astrologit usein ennustavat totuuden sotien tuloksista ja muista ihmisten teoista, joiden periaatteina ovat äly ja tahto. Mutta he eivät voisi tehdä tätä taivaankappaleiden avulla, elleivät ne olisi ihmisten tekojen syynä. Siksi taivaankappaleet ovat syynä ihmisten tekoihin.
-- --
Vastaus vastalauseeseen 3. Enemmistö ihmisistä seuraa intohimojaan, jotka ovat aistihalujen liikkeitä, joihin liikkeisiin taivaankappaleet voivat myötävaikuttaa, mutta harvat ovat riittävän viisaita vastustamaan näitä intohimoja. Siten astrologit pystyvät kertomaan totuuden useimmissa tapauksissa, erityisesti yleisessä mielessä, mutta eivät yksittäisissä tapauksissa, sillä mikään ei estä ihmistä vastustamasta himojaan vapaalla tahdollaan. Niinpä astrologit itse sanovat, että viisas ihminen on vahvempi kuin tähdet, so. niin kauan kuin hän voittaa himonsa.

Tämähän on kuin nykyaikaisen astrologin suusta. Näin siis tuli astrologiakin vedetyksi mukaan Tuomas Akvinolaisen oppien sulatusuuniin.

Empiirisempään suuntaan tiedettä kehittivät erityisesti englantilaiset Robert Grosseteste ja Roger Bacon. Pariisin yliopistossa muutamat filosofit, kuten Jean Buridan ja Nicolas Oresme arvostelivat Aristoteleen liikeoppia.

Aristoteleen mukaan kappale pysyy liikkeessä vain, jos siihen kohdistuu koko ajan liikettä ylläpitävä voima. Jo 500-luvulla Johannes Philoponos oli kritisoinut tätä oppia. Vähitellen sitä korvaamaan kehittyi impetusteoria, jota varsinkin Buridan kannatti innokkaasti. Sen mukaan esimerkiksi kiveä heitettäessä kivi saa mukaansa kiven painoon ja nopeuteen verrannollisen impetuksen, voiman, joka pitää kiven liikkeessä. Nykyaikaisen fysiikan termein impetus on kappaleen liikemäärä eli impulssi. Kysymyksessä ei siis ole voima. Kuten Newton myöhemmin osoitti, voimaa tarvitaan liikemäärän muuttamiseen, mutta ei liikkeen ylläpitämiseen.

Almagestin yhteydessä mainittiin jo Georg Purbach. Purbachin työtä jatkoi hänen oppilaansa Johann Müller eli Regiomontanus. Hän perusti Nürnbergiin oman kirjapainon, jonka ensimmäinen tuote oli Purbachin planeettaliikkeen oppikirja Theoricae Novae Planetarum. Julkaisuohjelma jäi pahasti kesken, sillä paavi kutsui Regiomontanuksen Roomaan kalenteriuudistuksen vuoksi ja tuolla matkalla hän kuoli. Hän oli kuitenkin ehtinyt koota joukon opiskelijoita, jotka jatkoivat hänen työtään. Menestyksekkäin heistä oli Bernhard Walter, joka teki suuren määrän havaintoja. Havaintolaitteet olivat kuitenkin vielä varsin alkeellisia.

Tähtitiede saavutti 1400-luvulla vihdoin Ptolemaioksen tason ja uusien havaintojen ansiosta alkoi jo vähitellen päästä jopa sitä korkeammalle. Tieteen uuteen nousuun oli kaksi käytännön syytä. Ensinnäkin löytöretkien ja lisääntyvän merenkulun vuoksi tarvittiin paikanmääritykseen soveltuvia tähtitieteellisiä tauluja. Vähäisempi merkitys oli ajanlaskulla. Juliaaninen kalenteri oli tuolloin luisunut jo selvästi pois vuodenaikojen mukaisesta rytmistä, ja kalenteriuudistusta kaivattiin kipeästi. Ehkä muulla ajanlaskulla nyt ei ollut niin väliä, mutta pääsiäisen paikkaan liittyvät ongelmat olivat synti ja häpeä. Vaikutuksensa tähtitieteen edistymiseen oli luonnollisesti myös yleisemmällä tieteitä ja luontoa kohtaan tunnetulla kiinnostuksella, jonka perimmäisenä tarkoituksena oli pyrkiä hallitsemaan luontoa.

Lähteitä

Gingerichin kirja on kokoelma Sky and Telescope -lehdessä ilmestyneitä artikkeleita, joista muutamat liittyvät keskiajan tähtitieteeseen. Pallojen maailma on Helsingin yliopiston kirjastossa järjestettyä näyttelyä varten laadittu luettelo, jossa on myös runsaasti taustatietoa erityisesti keskiaikaisesta alan kirjallisuudesta. Sheglovin teos on Heveliuksen kartaston näköispainos, mutta se käsittelee myös Ulugh Begiä ja hänen tähtiluetteloaan.

Gingerich, Owen: The Great Copernicus Chase and other adventures in astronomical history, Sky Publishing Co and Cambridge University Press 1992.

Lehti, Raimo: Pallojen maailma - Tähtitiedettä ennen Kopernikusta, Helsingin yliopiston kirjasto 1984.

Pedersen, Olaf: Early Physics and Astronomy, Cambridge University Press 1973; toinen uusittu laitos 1993.

Sheglov, V.P. (ed.): Jan Hevelius: The Star Atlas, FAN press, Uzbek SSR, 1968.

Tuomas Akvinolainen: Summa Theologica, GB.