Astronomi ved Københavns Universitet 1479-1957

Michael Cramer Andersen

19. juni 2001

Indledning

Astronomi som fag har en lang tradition ved Københavns Universitet og i Danmark som helhed. Astrometrien kan således føres mere end 400 år tilbage. Astronomer som Tycho Brahe, Ole Rømer og i nyere tid Bengt Strömgren har sat Danmark på verdenskortet gennem deres forskning.

I den foreliggende artikel vil vi se tilbage på den historiske udvikling af astronomi ved Københavns Universitet fra det blev oprettet til nyere tid (1957).

Artiklen falder i tre dele. Første del handler om tiden omkring Tycho Brahe, anden del om tiden på Rundetaarn Observatorium 1642-1861 og tredje del om perioden ved Østervold 1857-1957.

Der kunne fortsættes med en fjerde del, der indbefatter brugen af moderne teleskoper i Brorfelde, La Silla (Chile) og på La Palma. Denne periode strækker sig fra 1950'erne til omkring 1996 da Astronomisk Observatorium flyttede sammen med rumforskning og geofysik på Rockefeller Instituttet. Der henvises her til [3], [5] og [6].

Artiklen skulle give et indtryk af den 'kongerække' af direktører der har markeret udviklingen af astronomi ved Københavns Universitet. Udviklingen sættes i perspektiv i forhold til samtidige begivenheder andetsteds.

Tidlig naturvidenskab ved Københavns Universitet

Københavns Universitet blev oprettet i 1479 og havde fra begyndelsen fire fakulteter: det artistiske, det medicinske, det juridiske og det teologiske. I næsten 300 år var det imidlertid teologi der dominerede [1]. Naturvidenskab var en sekundær aktivitet. Under romerpavens overhøjhed fungerede universitetet primært som en teologisk præsteskole med det formål at holde kætteriet nede. Andre fag end teologi var dårligt lønnede, og disse professorater blev regnet for andenrangs. Lidt friere blev forholdene da det nye protestantiske universitet blev oprettet, ved reformationen, i 1537. Forskningen bestod i at læse gamle bøger. Der blev udviklet meget lidt filosofi og matematik men der var professorater i disse fag, hvorunder astronomi var en underdisciplin. En vigtig opgave var imidlertid udgivelsen af Almanakken for Københavns Universitet. Almanakberegningen blev foretaget af én af professorerne i medicin fra omkring 1536, senere af en professor i matematik, og først fra 1717 af en professor i astronomi.

1. Tiden omkring Tycho Brahe (1479-1642)

Matematik og astronomi ved KU

Det filosofiske fakultet havde et professorat i matematik fra 1520. Fra 1623 indbefattede det også astronomi. Men denne adskillelse var mere af formel karakter. Professorer i matematik holdt hyppigt forelæsninger i astronomi og omvendt. En oversigt over matematik og astronomi professorerne samt optegnelser om deres astronomiske bidrag er givet i tabel 1 (se senere).

Astronomi indtog en fremskudt plads under den matematiske lærestol bl.a. takket være de vigtige impulser fra Tycho Brahes virke på Uraniborg på Hven 1576-97. Tycho Brahe ønskede ikke ansættelse ved universitetet, men bidrog kolossalt til den efterfølgende astronomiske tradition. I 1597 flyttede Tycho Brahe til udlandet. Tychos mangeårige og dygtige videnskabelige assistent Chr. Sørensen Longomontanus var både assistent ved Tychos forskning på Hven og senere i Bøhmen. Longomontanus blev matematikprofessor 1607-21, var den første direktør ved Rundetaarns Observatorium, og han har forvaltet arven fra den store astronom. Det vil være umuligt at forstå den astronomiske tradition efter Tycho Brahe uden et vist indblik i den store astronoms liv og arbejde.

Tycho Brahes forskning på Hven

Tycho Brahe blev født i Skåne 14. december 1546. Han voksede op i pleje hos farbroderen og blev i 1559 sendt til København for at læse retorik og filosofi. Den unge Tycho kan have set en solformørkelse den 21. august 1560 men han nævner ikke selv begivenheden senere. At han var interesseret i astronomi hersker der dog ikke tvivl om, for han anskaffede sig dette år en kopi af oldtidens astronomiske autoritet, Ptolemæus', skrifter, I 1562 blev Tycho sendt på en studierejse til Leipzig og i 1563, endnu kun 17 år gammel, observerede han Saturn og Jupiter i konjunktion (tæt på hinanden). Sådanne begivenheder kunne forudsiges omkring 1000 år ud i fremtiden ved hjælp af tabeller baseret på Ptolemæus' epicykelteori. Men der var fejl i positionen. Da naturen ikke tager fejl, måtte tabellerne altså være upålidelige og der måtte nyere og mere nøjagtige observationer til.

Sådan tænkte Tycho Brahe og det blev hans livsgerning at konstruere de nødvendige instrumenter for at tilvejebringe disse observationer. I 1564 byggede han sit første instrument, en radie (passer). Tycho Brahe rejste igen til Tyskland, hvor han observerede en solformørkelse i Rostock 1567. To år efter påbegyndte han bygningen af Den Store Kvadrant i Augsburg, en kæmpe vinkelmåler der gjorde det muligt at aflæse positioner med brøkdele af en grads nøjagtighed.

Året 1572 blev skelsættende, idet Tycho iagttog en ny stjerne på himlen i stjernebilledet Cassiopeia. I følge datidens opfattelse, som skyldtes Aristoteles, var fiksstjernehimmelen uforanderlig og en sådan begivenhed burde være umulig. Tycho kunne heller ikke tro sine egne øjne og han måtte have et sandhedsvidne til at bekræfte at der var en temmelig lysstærk stjerne, hvor der ellers havde været tomt. Tycho observerede stjernens lysstyrke som han dag for dag sammenlignede med andre stjerner og i 1573 udgav han bogen "De nova stella". Den gjorde ham verdensberømt. Sideløbende med dette bestemte Tycho, i øvrigt sammen med sin søster Sofie Brahe, solens perigæum (korteste afstand fra Jorden) under en måneformørkelse.

Tycho begyndte at forelæse på Københavns Universitet og fik tildelt en årlig løn på 500 rigsdaler af Frederik den II. Han fik bl.a. øen Hven i len og lod slottet og observatoriet Uraniborg bygge 1576-81. Uraniborg var opkaldt efter astronomiens muse og var rigt udsmykket. Ved at få dele af indtægterne fra Øresundstolden, svarende til 1% af kronens samlede indtægter (i otte år), kan man godt forstå, at han ikke ønskede ansættelse på universitetet. Men han bevarede en tæt kontakt til astronomiprofessorerne, som sendte dygtige studerende til Tychos observatorium på Hven.

 

Figure 1: Tycho Brahes Uraniborg Observatorium og renæssanceslot - Nordens astronomiske højborg.

Formålet med dette storstilede byggeri var at skabe Nordens førende astronomiske centrum. Det blev et samlingspunkt for videnskabsmænd i hele Europa og eleverne, eller 'disciplene', strømmede til. For en omfattende beretning om Tycho og hans elever se [7]. De blev alle oplært i Tychos strenge observationsteknik. Her blev observeret stjernepositioner, lysstyrker, planetbevægelser, kometer (1580, 1582) og under måneformørkelser kunne forskellige afstande i solsystemet bestemmes. Tycho rådede over egen papirmølle og trykkeri, så hans publikationer kunne nå ud til alle. Stjernepositionerne blev præget ind i en kæmpe kobberbeklædt globus. Instrumenterne var anbragt på balkoner, der var båret af stolper, men de var ikke tilstrækkeligt stabile overfor rystelser. Derfor blev det delvist underjordiske observatorium Stjerneborg bygget i 1584. Det lå tæt ved Uraniborg.

 

Figure 2: Tycho Brahes Stjerneborg bygget delvist under jorden.

Som et led i den videnskabelige forskning førte Tycho Brahe en meteorologisk journal, eller 'dagbog', hver dag fra 1582-97. I 1587 færdiggjorde Tycho "Kometbogen" der sammenfattede hans viden omkring kometer. Af alle planeterne var Mars den planet der blev studeret grundigst. Tycho forsøgte at bestemme afstanden til Mars når planeten var nærmest Jorden (i opposition) i 1582, 1585, 1589 og 1592. Det er en begivenhed der finder sted med godt 25 måneders mellemrum, men kun hvert tredje år er det gunstigt at observere. Dette projekt mislykkedes idet solparallaksen var behæftet med en fejl (en faktor 20 forkert) og positionsbestemmelser skulle korrigeres for refraktion i atmosfæren, et fænomen der endnu ikke var forstået (læs mere om dette i Aktuel Astronomi nr. 3 2001).

Kong Christian IV (1577-1648) besøgte Tycho på Hven i 1592 og han fik et mekanisk planetarium som gave. Den kun 15-årige konge var imponeret af den astronomiske forskning. Forskningen fortsatte indtil 1597. Tychos årlige pension blev inddraget, da han havde misligeholdt sine forpligtelser. Fyrtårnet på Kullen blev f.eks. ikke passet ordentligt. Bønderne var også utilfredse over at være undertrykt af den meget bestemte lensherre. Tycho samlede derfor de vigtigste instrumenter og efter et par måneder i København tog han videre sydpå til Rostock.

Den unge matematiker og astronom Johannes Kepler (1571-1630) skrev til Tycho Brahe om sin halvmystiske bog "Mysterium Cosmographicum" i 1597 og Tycho svarede kritisk tilbage uden den store interesse i at korrespondere med denne mystiske forfatter. Tycho var mere optaget af at få publiceret sine resultater. Kort tid senere skulle Kepler vise sig at blive af stor betydning for Tycho. Imens lod Christian IV Tychos slot og observatorier nedrive. Bønderne sørgede også for at fjerne sporene fra deres tidligere herre.

I 1598 udgav han et stjernekatalog med nøjagtige positioner for 1004 stjerner og han planlagde at udgive de forbedrede planettabeller som havde været et af målene med hans karriere. Til sin ærgrelse opdagede han en fejl ved sin måneteori under en formørkelse i 1599. Tycho flyttede nu til Rudolf II's slot Benatky udenfor Prag. Johannes Kepler kom til Benatky i 1600 for at blive hans matematiske assistent. Samme år blev alle Tychos 28 instrumenter flyttet fra Hven til Prag. Kepler fik til opgave at beregne nye planettabeller med positioner.

Under arbejdet med planettabellerne har Tycho og Kepler ivrigt diskuteret hvilket verdensbillede der stemte bedst med observationerne. Skulle Jorden eller Solen være centrum for bevægelserne af de andre planeter? Tycho havde tilbage i 1578 udviklet det geoheliocentriske system som kompromis mellem de to øvrige teorier. I Tychos model forblev Jorden i centrum med Solen i bevægelse omkring Jorden og de andre planeter kredsende omkring Solen. Samarbejdet ophørte før Tycho og Kepler kunne blive enige og før tabellerne kunne forberedes. I 1601 blev Tycho syg under en middag, muligvis af kviksølvsforgiftning, og han døde efter 10 dages sygdom.

Kejser Rudolf købte alle Tychos instrumenter og observationsprotokoler af arvingerne. Kepler fik sin mesters omfattende observationer med henblik på at udgive nye planettabeller: "De Rudolfinske Tavler". Som den matematiker han var, afprøvede han flere muligheder og fandt i 1609, at den simpleste beskrivelse af planeternes baner var hvis man antog, at de bevægede sig i ellipsebaner. I 1619 havde han også en relation mellem perioden og afstanden fra Solen: kvadratet på perioden er lig middelafstanden i tredje potens. Læser man Keplers afhandlinger finder man ikke blot 3 men omkring 20 love der søgte at forbinde hver planet med et af oldtidens metaller og deres baner blev indskrevet i de fem regulære polyedre (Platoniske legemer). Derudover komponerede han "Sfærernes Harmoni" - en lille melodi til hver planet. Keplers søn arvede Tychos papirer og solgte dem til den danske konge i 1662.

Observatoriet på Rundetaarn (1642-1861)

Christian IV, som havde besøgt Tycho Brahes forskningsimperium på Hven, byggede observationstårnet som først havde navnet "Københavns Kongelige Stjerneborg". Befolkningen omdøbte dog hurtigt det usædvanlige tårn til "Runde Tårn".

 

Figure 3: "Københavns Universitets Kongelige Stjerneborg" eller Rundetaarns Observatorium.

Tårnet blev bygget til Tycho Brahes elev og nære medarbejder Longomontanus og grundlagt i året 1637, fire år efter Leiden observatoriet. Det er dermed Europas næstældste statsobservatorium. De berømte observatorier i Paris og Greenwich blev grundlagt i h.h.v. 1667 og 1675. Da Rundetaarns Observatorium stod færdigt i 1642 fik Københavns Universitet sit første observatorium midt i byen. Det blev et midtpunkt i de følgende 200 år med tårn, kirke, universitetsbibliotek og studenternes kollegie "Regensen" lige ved siden af. Der var dog meget lidt praktisk astronomisk forskning de første år. Efter det kostbare byggeri var fuldbragt var der ikke flere penge til at indrette selve observatoriet med instrumenter og det blev overladt til Longomontanus at betale instrumenterne. Selve observatoriet var placeret under platformen. I 1650'erne byggedes det første observatorium over platformen og dette efterfulgtes af fire andre. Hvor Paris og Greenwich Observatorierne var rene forskningsinstitutioner, havde astronomiprofessorerne tilknyttet Rundetaarns Observatorium også pligt til at undervise ved Universitetet. Det er klart, at man kun vanskeligt kunne observere om natten efter en lang undervisningsdag. Der skulle gå 100 år efter tårnet blev taget i brug før der kom faste honorarer til to assisterende studenter. Observatoriet blev flere gange ombygget for private midler. Først under Ole Rømer begyndte en systematisk indsamling af stjernepositioner. Ole Rømers observatorium havde to drejelige kupler. Men Ole Rømers instrumenter var så nøjagtige, at tårnets rystelser fra trafikken forstyrrede observationerne. Han måtte rykke uden for byen, hvor han byggede et landobservatorium. Under Københavns brand i 1728 blev næsten alle Rømers instrumenter tilintetgjort, og observatoriet var lammet i næsten 50 år indtil Thomas Bugge fik observatoriet til at fungere perfekt igen i ca. 20 år. Thomas Bugges observatorium fyldte næsten hele platformen og hans observationer fra 1781-83 blev udgivet. Da H.C. Schumacher overtog observatoriet i 1815 efter Thomas Bugge, var det nedslidt og han brugte pengene på et observatorium og en instrumentsamling i sin hjemby Altona. Den sidste astronomiprofessor, C.F.R. Olufsen, arbejdede teoretisk baseret på talmateriale fra andre steder. I 1861 overgik forskningen til det nye observatorium på Østervold. Det nuværende folkeobservatorium blev installeret i 1929 på toppen af Rundetaarn.

Forskningen ved Rundetaarns Observatorium

Formålet med at bygge Rundetaarn var, at Longomontanus skulle observere efter Tycho Brahes principper. Det samme kan siges om astronomerne i hele Europa de næste tre hundrede år. Under den første periode af observatoriets historie var landet præget af pengemangel og krig mod Sverige. Danmark tabte Skåne i 1658 og deltog i Den Store Nordiske Krig 1700-1720. Danmark-Norge var et kongerige. Der er ikke bevaret detaljerede observationsprotokoller fra denne periode.

Én opgave var at udføre nøjagtige observationer af udvalgte fiksstjerners positioner til opbygning af et stjernekatalog. Tycho havde efterladt sig et katalog med over 1000 stjerner og det var umuligt for det stærkt underbemandede observatorium at tilføje noget her. En anden opgave var at bestemme positionerne af bevægelige himmellegemer som planeter og kometer for en senere bestemmelse af deres baner. Her var det igen svært at konkurrere med Tychos observationer af især planeten Mars. Disse observationer havde Kepler omsat til sine tre planetlove. En tredje opgave var, gennem observationer af sol- og måneformørkelser, at bestemme observatoriets geografiske koordinater bedre. En fjerde opgave var at føre en meteorologisk dagbog. Endelig havde observatoriet gennem 'tidstjenesten' til opgave at bestemme Jordens middelsoldøgn og årets længde, som er defineret ved den tid der går mellem at Solen passerer samme punkt på himlen, Vædderpunktet. Dette år omfatter 365,24220 middelsoldøgn, men i praksis veksles mellem 365 og 366 døgn med et ekstra døgn hvert fjerde år, som er skudår. Alle disse opgaver var vigtige for udgivelsen af almanakken.

Almanakudgivelse

Der har været udgivet almanakker helt siden middelalderen, men i 1636 fik Københavns Universitet eneret til denne udgivelse. Almanakken rummer typisk en fortegnelse over årets dage, kirkens helligdage, forudsigelser om vejret samt tidspunkter for måne- og solformørkelser. Der var også en betydelig mængde astrologiske forudsigelser og tabeller med hvilke dage på året der var egnet til 'åreladning'. Ved en reform i 1684, hvor Ole Rømer havde en finger med i spillet, blev alle de ubegrundede astrologiske gætterier udeladt og der blev lagt mere vægt på f.eks. bestemte planetkonstellationer. Med almanakken år 1700 overgik Danmark til den gregorianske kalender som var blevet indført i de katolske lande i 1582. Kirkeåret fulgte først den gregorianske kalender fra 1743. Ole Rømer gjorde et betydeligt arbejde i denne forbindelse. Ved overgangen rettede man op på mange århundreders ophobede fejl. Rent praktisk foregik det ved, at man skar 11 dage af februar måned.

Thomas Bugge forsøgte fra 1779 at fjerne alle spådommene, men konsistorium forlangte dem tilbage! C.F.R. Olufsen fjernede i 1834 vejrforudsigelserne, men erstattede dem med tabeller over de seneste års temperatur og nedbør. Helt frem til 1911 udgaven var der en beregning af tidspunktet for verdens skabelse - år 3967 f.kr. - udført af Longomontanus. Indtægterne fra almanakken gik delvist til driften af Rundetaarn Observatorium, og i slutningen af 1800-tallet var oplaget oppe i nærheden af 200.000 eksemplarer, en ikke ringe indtægt. I dag er almanakprivilegiet ophævet (1976) og indtægterne tilfalder staten. Oplaget er omkring 20.000. Almanakkens historie er beskrevet af Thorkil Damsgaard Olsen i 300 års jubilæumsudgaven af Almanakken 1985.

Igennem de sidste 30 år har astronom Ole Einicke stået for almanakberegningerne.

Astronomiprofessorer og direktører for Observatoriet

Københavns Universitet har i mange hundrede år haft professorstillinger i astronomi og matematik, nogle gange slået sammen. En ny professor overtog stillingen når en forhenværende døde. Fra indvielsen af Rundetaarn Observatorium var det tillige en forpligtelse at bestyre observatoriet og forestå beregningen af kalenderen til Almanakken. Der kunne være flere professorer samtidig og bestyreren behøvede ikke samtidig at være ansat som professor; men var det ofte.

Tabellen her i nærheden giver en oversigt over de personer, der har været professorer, først i matematik, der også indbefattede astronomi, og siden i begge fag eller ren astronomi. De væsentligste personer vil blive omtalt i gennemgangen af observatoriedirektørerne, mens andre må savne yderligere omtale p.g.a. sparsomme kilder. Tabellen er fortsat senere for perioden på Østervold.

Periode Navn Professor Astronomiske bidrag.

1520-44 Chr. Morsing mat Holdt fortrinlige matematiske og astron. forelæsninger.

1539-45 Mads Hak mat

1545-50 Eiler Hansen Malmøe mat Blev sindssyg.

1550-54 Marcus Jordan mat Forlod København p.g.a. pesten; borgmester i Holsten.

1554- Hans Svendsen Bager mat

1555-64 Claus Lauridsen Skovbo mat

1564-78 Anders Pedersen Kjøge mat

1578-90 J. Christoffersen Dybvad mat

1590-91 Anders Pedersen Krag mat

1591-02 Thomas Fincke mat

1602-03 H. Rasmussen Skomager mat

1603-07 Chr. Hansen Riber mat

1607-21 Chr. S. Longomontanus (dir) mat Fremragende matematiker, videnskabelig assistent for Tycho Brahe; indrettede Rundetaarn Observatorium 1642. Direktør for Rundetaarn Observatorium 1642-47.

1621-22 Jacob Jacobsen Hasebardt mat

1623-35 Jacob Fincke mat, ast Fremragende matematiker; kosmologisk disputats.

1636-45 Erik Olufsen Torm mat, ast Bidrog ved planlægningen af Rundetaarn Observatorium.

1647-48 Thomas Bartholin mat, ast Prof. i matematik ét år; prof. i anatomi; kgl. livlæge.

1647-51 Jørgen From (dir) mat, ast Indførte kikkerten; skrev om sfærisk astronomi og geografi.

1651-82 Villum Lange (dir) mat, ast Fysik og kronologi. Kritiserede Tychos solrefraktionstabeller.

1656-98 Rasmus Bartholin (dir) mat, ast Prof. i geometri; beskrev dobbeltbrydende kalkspat; lærer for Ole Rømer; observerede kometer og solpletter.

1672-86 Jørgen Eilersen (dir) mat, ast Skrev lærebøger i geometri, kronologi og astronomi.

1676-92 Ole Rømer (dir) mat, ast Tilknyttet Paris Observatoriet 1672-81; bestemte lysets hastighed; instrumentudvikling (meridiankredsen); fastlagde termometerskalaen.

1688-91 Søren Sørensen Glud mat, ast

1692-00 Johannes Fr. Bartholin mat, ast

1709-20 Mathias Anchersen mat, ast

1714-49 Peder Horrebow (dir) mat, ast Aktiv og dygtig astronom; videnskabelig assistent for Rømer; udgav Rømers arbejder på latin; opdagede stedbestemmelsesmetode.

1720- Thomas T. Bartholin mat, ast

1720-22 Chr. Bagger mat, ast

1722- Chr. Thestrup mat, ast

1722-69 Joachim Fr. Ramus mat, ast Fremragende matematiker.

1753-76 Chr. Horrebow (dir) mat, ast Fremragende matematiker; astronom, bestemte solpletter.

1753-76 Chr. Hee mat, ast Matematiker og lærer for Thomas Bugge.

1782-86 Joachim Michael Geus mat, ast

1787-18 Jeremias Wøldike mat, ast

1788-19 Jacob Andreas Wolf mat, ast

1777-15 Thomas Bugge (dir) mat, ast Byggede observatorium på hele platformen af Rundetaarn.

1815-32 H.C. Schumacher (dir) ast Stedbestemmelsesmetode v.h.a. kronometer-rejser.

1832-55 C.F.R. Olufsen (dir) ast Teoretiske arbejder, formørkelser.

Longomontanus - Tychos gamle elev

Christian Sørensen Longomontanus (1562-1647) blev udnævnt til astronomiprofessor i 1621 og var den ledende kraft ved indretningen af observatoriet på Rundetaarn. Christian IV havde store forventninger til Tychos dygtige elev og håbede at han ville stå på højde med, eller ligefrem overgå Tycho. Longomontanus havde været Tychos yndlingselev fordi han havde store evner som matematisk beregner. At Longomontanus ikke indfriede kongens forventninger kan ikke overraske, men til hans forsvar må siges, at han var 80 år da Rundetaarn stod færdigt, og da var alle pengene brugt på bygningen, mens instrumenterne var yderst sparsomme. Longomontanus var ikke klar over kikkertens betydning som sigteinstrument men brugte den udelukkende til forstørrelse af solen, månen og planeterne. På denne tid skelnede man skarpt mellem astrofysikken og astronomien, der primært bestod i astrometri, d.v.s. læren om himmellegemernes positioner og bevægelser. En astronoms opgave var 'at udmåle verdensmaskinens bevægelser'. Hvad himmellegemerne bestod af var en opgave for fysikere og ikke astronomer. Måske var det derfor han ikke anså kikkerten for et vigtigt astronomisk instrument. Tycho Brahe havde jo også klaret sig uden kikkerter. Longomontanus kritiserede desuden Keplers teorier for planeternes elliptiske baner; han tilsluttede sig Tychos verdensbillede fuldt ud, men lod sig også inspirere af Kopernikus.

Longomontanus udgav en grundlæggende astronomibog som blev brugt til universitetsundervisningen i astronomi: "Astronomia Danica". Værket indeholdt to dele. Første del handlede om den sfæriske astronomis og astrologis grundbegreber og havde beskrivelser af instrumenter og observationsmetoder. Anden del indeholdt en udførlig gennemgang af sol- måne- og planetteorierne. Astronomica Danica kom i to udgaver (1622 og 1640) og fungerede som astronomilærebog i det meste af Europa i henved 50 år. Longomontanus' største fortjeneste er nok, at han etablerede observatoriet på Rundetaarn som skulle fungere i mere end to hundrede år. Ved indretningen blev han hjulpet af Jørgen From og Erik Olufsen Torm (1607-1667) som var professor i matematik og astronomi fra 1636-45. Longomontanus havde allerede i 1610 etableret et privat observatorium og han donerede sine private instrumenter, bl.a. en 6-fods sekstant fra 1607, til Rundetaarn Observatorium. Blandt inventaret var også Tycho Brahes store himmelglobus. Longomontanus var den første direktør for Rundetaarn Observatorium og døde efter 5 år i embedet - 85 år gammel.

Jørgen From (1605-1651) studerede primært i Tyskland, men fik sin magistergrad i 1641 ved Københavns Universitet. From var udset til at efterfølge Longomontanus, og indtil han døde fungerede han som professor i logik og retorik. I 1643 skaffede han den første astronomiske kikkert til Rundetaarn. From var tilhænger af Tychos verdensbillede og forsvarede dette. I Froms 4-årige embedsperiode kom der heller ikke meget gang i observationerne på Rundetaarn, hans evner lå mere på det undervisningsmæssige, bl.a. i form af flere pædagogiske afhandlinger.

Villum Lange (1624-1682) efterfulgte Jørgen From og han havde studeret i Holland, England og Frankrig. Han beskæftigede sig med fysik og 'kronologi'. Han foreslog at kirkeåret skulle følge den gregorianske kalender, men det blev først indført af Rømer i 1700. Fra Langes hånd har vi bevaret den første observation - af en måneformørkelse - foretaget fra Rundetaarns Observatorium den 13. marts 1653. Han har desuden observeret en komet i 1664-65. Lange var først Tychonianer men skiftede senere og gik ind for det kopernikanske verdensbillede. Han bestemte verdens skabelse til mandag den 30. april 4042 f.kr, et eksempel fra kronologien. I Langes periode udvidedes instrumentbestanden og biblioteket i Rundetaarn indviedes 1657. Trinitatis Kirke blev også indviet. Det skal nævnes at Lange i 1661 blev udnævnt til landsdommer i Jylland, et ærefuldt og godt lønnet job. I perioden 1660-80 beholdt han sit professorat, mens direktørembedet blev varetaget af vikarerne Rasmus Bartholin (fra 1660-76), Jørgen Eilersen (fra 1660-76), Christoffer Bartholin (fra 1676-80) og Sebastian Lauremberg (1680). Lange vendte tilbage i 1680 og bestred posten i to år før han døde.

Rasmus Bartholin - en blomstringstid på Rundetaarn

Rasmus Bartholin studerede først i København og derefter i Holland, Frankrig, Italien og England. I 1646 afbrød han sine udenlandsstudier og tog magistergraden i København. I studieårene udvikledes en interesse for matematik og astronomi, men han tog doktorgraden i medicin i Padova, Italien, 1654. Bartholin havde stiftet bekendtskab med Descartes filosofi og blev trofast cartesianer som det var på mode. Bartholin blev udnævnt til professor i matematik i 1657 og fungerede i denne stilling sammen med Jørgen Eilersen. Da Lange blev landsdommer i Jylland fungerede Bartholin som direktør for Rundetaarn Observatorium sammen med Jørgen Eilersen. Det blev en blomstringsperiode for observatoriet. Nu begyndte de første systematiske observationer. Jupiter og Saturns konjunktioner (1663), kometen 1664/65, observation af en stor solplet (1671), kometen 1672 og endelig bestemmelse af Københavns geografiske bredde og længde samt Rundetaarns meridian (1673).

Udover disse observationer fik Bartholin til opgave at redigere Tychos observationer, som kongen havde købt af Keplers søn Ludvig Kepler i 1662. Trods sin fars uvenskab med Tycho var kong Frederik III udmærket klar over, at en udgivelse af Tychos observationer ville være af stor betydning. Bartholin skulle stå for det store redaktionelle arbejde og fik en fyrstelig betaling for det. Han ansatte seks studerende til afskrivningsarbejdet bl.a. den meget lovende studerende Ole Rømer. Det første manuskript var klar til at blive trykt i 1668.

I 1671 ankom den franske astronom Jean Picard fra Paris Observatoriet. Formålet var at bestemme forskellen i længdegrad mellem Uraniborg og Paris Observatoriet til brug for geodæsien. Han medbragte nøjagtige pendulure efter Huygens' konstruktion og skulle benytte formørkelser af Jupiters måner til at synkronisere urene med tilsvarende ure i Paris. Metoden gik ud på at finde tidsforskellen ved passageobservationer af udvalgte stjerner i Paris og på Hven. Picard blev bistået i disse observationer af Rasmus Bartholin og to studerende, Ole Rømer fra Danmark og Anders Spole fra Sverige. Picard var så glad for Rømer, at han inviterede ham med tilbage til Paris.

Rasmus Bartholin har utvivlsomt æren for, at forskningen på Rundetaarn Observatorium blomstrede op. Her fik Ole Rømer, der endnu var i 20'erne, en bred uddannelse som var et godt grundlag for hans senere arbejde i Paris. Rømer var en periode domesticus (assistent) for Bartholin og boede i professorboligen. Ole Rømer blev i øvrigt gift med professorens datter.

Efter en stille periode med Jørgen Eilersen, Christoffer Bartholin og Sebastian Lauremberg som vikarer og hvor instrumenterne forfalder, blev tiden moden for den 38-årige Ole Rømer, og han vendte i 1681 hjem til sit matematikprofessorat, direktørposten for Rundetaarn Observatorium samt en masse administrative poster.

Fysikken vinder frem

I dag kan man dårligt tænke sig astronomisk forskning uden en tæt forbindelse til fysikken. Fysik hørte på Københavns Universitet indtil 1850 under det medicinske fakultet, og fysiske eksperimenter blev udført som demonstrationsforsøg ved undervisningen og ikke regnet for en kilde til afgørende ny viden. Man gjorde ikke eksperimenter for at klarlægge naturlovene, man læste gamle bøger. Fra 1540-1800 var der 18 professorer i fysik ved Københavns Universitet. De fleste virkede som læger og manglede ofte matematiske kundskaber; dog virkede fire af professorerne også i matematik. Fysikprofessoratet blev 1733 inddraget til fordel for endnu et teologiprofessorat, et tegn på teologiens dominans. Fysik var derefter kun et bifag, som enkelte professorer i medicin kunne få lov til at undervise i. Det gav ikke meget plads til egentlig forskning.

Andre steder i Europa begyndte man i 1600-tallet langsomt en eksperimentel praksis i fysik. I Italien udførte matematikprofessoren Galileo Galilei i begyndelsen af 1600-tallet små simple eksperimenter. Det var faldforsøg: kugler der rullede på et skråplan og pendulsvingninger med forskellige længder af snoren. Begge typer bevægelser var bestemt af en konstant acceleration, tyngdeaccelerationen. Begrebet naturlov begyndte at vokse frem og man begyndte at forstå, at en hypotese kun havde begrænset levetid. En hypotese måtte ideelt set kunne formuleres matematisk og afprøves eksperimentelt, så den kunne bekræftes eller forlades.

Et par undtagelser fra det lidt dogmatiske billede der er skitseret ovenfor, finder vi også herhjemme. Caspar Bartholin, professor i medicin 1613-24, skrev en lærebog i fysik. Anatomen Nicolaus Steno, 1638-86, opdagede de konstante krystalvinkler og formulerede geologiens grundsætning: dybere lag i jorden repræsenterer ældre aflejringer mens de øverste lag repræsenterer yngre aflejringer. Fra denne idé stammer udviklingstanken som Darwin byggede sin biologi på - et videnskabeligt alternativ til Bibelens idé om et skabt univers. Rasmus Bartholin (1656-98) opdagede dobbeltbrydende islandsk kalkspat i 1669 og bidrog til optikken. Men trods denne gryende interesse for de eksakte videnskaber var der ingen kontakt til astronomien, som hørte under det filosofisk-matematiske fakultet.

En person, som både havde astronomens evner til at observere og beregne samt fysikerens evner til at udvikle målemetoder og instrumenter, finder vi i Ole Rømer. Hans geni nærmer sig Isaac Newtons og Tycho Brahes.

Ole Rømer - opfinder og reformator

Ole Rømer (1644-1710) var søn af en navigatør, voksede op i Århus og fik sin uddannelse på Århus Katedralskole. Han rejste til København i 1662 og studerede, efter at have taget magistereksamen, hos Rasmus Bartholin. Rømer fik ansvaret for at redigere Tychos observationer og gøre dem klar til udgivelse. Rømer deltog også i opmålingerne på Hven, som den franske astronom Picard var kommet for at foretage i 1671. Da Picard blev syg kom Rømer til at foretage størstedelen af målingerne, der blandt andet bestod i triangulationer mellem Uraniborg, Rundetaarn, Kronborg, Helsingborg, Landskrona og Lunds Domkirke, samt passageobservationer i meridianen og jupitermåneobservationer. Man kan sige, at Rømer har haft de bedste betingelser med de to dygtige læremestre Bartholin og Picard. Ved at arbejde med Tycho Brahes originale observationsprotokoller kan man desuden sige, at Ole Rømer blev den posthume elev af den ubestridte mester Tycho Brahe.

Ole Rømer tog med Picard tilbage til Paris sammen med Tychos originale observationsprotokoller som Picard ville udgive og Rømer havde arbejdet med. Samtidig kunne Rømer få den bedst mulige videreuddannelse ved Pariserobservatoriet, som var datidens astronomiske højborg. Rømer kom i kontakt med betydelige videnskabsmænd i alle fag i det årti han var i Frankrig (fra 1672 til begyndelsen af 1681). Han lærte bl.a. den noget ældre Christian Huygens (1629-1695) og den jævnaldrende Gottfried W. Leibniz (1646-1716) at kende. Alle tre 'udlændinge' rejste hjem i begyndelsen af 1680'erne, muligvis p.g.a. at de ikke tilhørte den katolske tro som ellers dominerede i Frankrig.

Enevoldsmagten i Danmark forsøgte at kalde Rømer tilbage flere gange, og han blev designeret til professor i 1676 efter nyheden om hans opdagelse af lysets tøven. Rømer var da endnu kun 32 år. Han vendte hjem i 1681 og tiltrådte straks sit professorat i matematik. Men han blev i perioder også bebyrdet med en række praktiske og administrative hverv som: borgmester, brand- og politimester, højesteretsassessor, universitetsrektor, universitetsbibliotekar og generalkvartermester ved flåden. Han reformerede ordensmagten på mange punkter og indførte gadebelysning. Han ordnede landets opmåling og indførte et nyt rationelt system for mål og vægt (der blev snydt meget ved handel hvor de gamle lodder blev brugt). Men hans usædvanlige evner som videnskabsmand blev ikke udnyttet fuldt ud. Omvendt kan de mange poster have været med til at holde ham i et usædvanlig højt aktivitetsniveau.

Selv satte Rømer sin astronomiske forskning højest. Det har ikke været let at komme fra et inspirerende holdarbejde ved Paris Observatoriet til at sidde på en ensom post i København uden ligesindede at diskutere med. Men Rømer havde kontrol over håndværkerne på Holmen, og han udviklede og forfinede de observationsmetoder han havde lært i Paris af Picard og Cassini.

Rømer opfandt flere epokegørende instrumentkonstruktioner: en kvadrant, et azimuthal- og ækvatorialinstrument, et passageinstrument og endelig - som kronen på værket - Meridiankredsen som har revolutioneret positionsastronomien ved sin store nøjagtighed og enkelhed. Meridiankredsen er et instrument der kun kan dreje omkring en vandret akse og altid er rettet mod syd. Ved at måle positionshøjden af et himmellegeme og det tidspunkt det passerer retningen syd kan man let omregne til positionen på himlen givet ved deklinationen (højden) og rektascensionen (tiden).

Da Rømer i 1685 overtog direktørposten for observatoriet på Rundetaarn, var det helt nedslidt. Han ryddede instrumenterne og bygningerne og lod et nyt observatorium bygge (for egne private midler). Observatoriet var inspireret af Tycho Brahes Stjerneborg, men havde som noget nyt to drejelige kupler. Rømer indførte kikkerten som sigteinstrument i Danmark med trådkors og mikrometer i brændplanet. Nøjagtig tidsbestemmelse blev foretaget med pendulure (opfundet af hans ven og kollega Huygens i 1657).

Med sine instrumenter opstillet på Rundetaarn ville Rømer forsøge at måle afstanden til stjernerne og Jordens bevægelse omkring Solen. Han ville også udvide og forbedre Tychos stjernekatalog. Men forholdene på toppen af Rundetaarn var ikke optimale. Hestevognkørsel fik tårnet til at skælve, og vindstød rystede hans kikkerter. Nøjagtigheden af instrumenterne var bedre end bygningen kunne understøtte. Rømer indrettede derfor i sin professorbolig i Store Kannikestræde, få hundrede meter fra Rundetaarn, et husobservatorium med et passageinstrument til at kontrollere målingerne udført med azimuthalinstrumentet på Rundetaarn.

 

Figure 4: Rømers husobservatorium i Store Kannikestræde. Instrumentet kunne drejes i meridianen og højden (deklinationen) aflæses gennem mikroskop på en graddelt skala. Rektascensionen blev bestemt når en stjerne passerede en række parallelle lodrette tråde ved at aflæse tidspunktet på to præcise pendulure suppleret med et sekundpendul der lavede et klik hvert sekund.

Men her stoppede Rømer ikke i sin stadige forfinelse og forenkling af instrumenterne. Da han havde udviklet meridiankredsen, valgte han at opstille den to mil vest for Rundetaarn nær landsbyen Vridsløsemagle tæt på sin svigerfars gård. Her indrettede Rømer sit landobservatorium "Observatorium Tusculanum" i 1704. Såvel husobservatoriet i Store Kannikestræde som landobservatoriet i Vridsløsemagle fungerede som anneks-observatorier for Rundetaarn. Urene blev synkroniseret mellem de tre observatorier ved hjælp af lyssignaler forstærket af hulspejle. Ole Rømer har uden tvivl rådet over de dygtigste studerende som assistenter. Han var rektor for universitetet og desuden en streng lærer. De vigtigste elever, som senere efterfulgte ham, var Lauritz Th. Schiwe (fra 1709-1711), Jørgen Rasch (fra 1712-1714) og Peder Horrebow (fra 1714-1753).

Rømer var interesseret i varmeudvidelsen af skalaen på hans passageinstrument. Der fandtes omkring år 1700 flere termometre rundt omkring i Europa, men Rømer der var klar over hvor vigtige standarder var for den eksperimentelle fysik, fik omkring 1702 fremstillet fem termometre hvis skala var fastlagt efter to fikspunkter: frysepunktet og kogepunktet for vand. Rømer inddelte skalaen i 60 'Rømer-grader'. Termometervæsken var sprit farvet med safran. I 1708 fik Rømer besøg af den kun 24-årige glaspuster Daniel G. Fahrenheit (1686-1736) som så og eftergjorde Rømers glastermometre. Fahrenheit hentede meget inspiration til at forbedre sine termometre og erstattede senere spritten med kviksølv som vi kender det i moderne termometre. Sådan kunne der nævnes utallige opdagelser først gjort af Rømer og siden genopdaget eller udbredt af andre som høstede berømmelsen.

Rømer udgav ingen af sine forskningsresultater eller instrumentmetoder. En del blev udgivet af Horrebow i 1735, se senere. Af Rømers observationer er bevaret 'tredøgnsobservationerne' (Triduum) fra 20.-23. oktober 1706, som fandtes i flere kopier. Ellers gik det meste (bl.a. 3 bind observationer) tabt under Københavns brand 1728.

Rømer troede, at Triduum observationerne beviste stjernernes parallakse, men tvivlede og undlod at udgive dem.

Den største astronomiske arv fra Rømer er nok hans epokegørende bestemmelse af lysets hastighed i 1676 hvor han endnu kun var 32 år. På instrumentsiden må nævnes meridiankredsen, som blev installeret i alle de største observatorier, efter at Horrebows værk om Rømers instrumenter blev udbredt i Europa i midten af 1700-tallet.

Sideløbende med Rømers bestræbelser på at udvide Tychos stjernekatalog - uden held - lykkedes projektet faktisk for John Flamsteed (1646-1719) som bestyrede Greenwich Observatoriet. Flamsteeds store katalog med 3000 stjerner blev udgivet i 1725 efter hans død. Rømers elev Peter Horrebow bearbejdede Rømers observationer (dem der var tilbage efter branden) og udgav positioner for fiksstjerner i 1735. Senere bidrog Rømers Triduum observationer afgørende til, at Tobias Mayer i 1756 kunne påvise stjernernes egenbevægelse. Mayer sammenlignede sine observationer med Rømers meget præcise observationer foretaget 50 år tidligere.

Newton og Rømer - to samtidige genier

Udviklingen af fysikken som videnskab i det 18. århundrede kulminerede med Isaac Newton (1642-1727). Newton formulerede mekaniske love for tyngdekraften, han spaltede lyset fra solen med et prisme og observerede dermed solens spektrum, og han konstruerede det første spejlteleskop som reducerede størrelsen og vægten af store teleskoper betragteligt. Hans betydning for astronomien kan næppe overvurderes. Det blev efter Newton muligt at beregne månen og planeternes baner samt formørkelsesfænomener. På grundlag af Newtons bevægelseslove kunne man 300 år efter sende mennesker til månen.

Danmarks modstykke til Newton var Ole Rømer (1644-1710), og han anvendte i høj grad metoder fra fysikken i sin astronomiske forskning. Han var professor i matematik og astronomi fra 1676-92 og hans forskning er omtalt ovenfor. Som opfinder af instrumenter havde Rømer den særlige egenskab, at han konstruerede instrumenter som var skræddersyet til det ønskede formål. Det er afgørende for at man kan nedbringe fejlkilder. Meridiankredsen var konstrueret til måling af stjernernes positioner. En særlig kikkert med variabel brændvidde (verdens første zoom-kikkert) blev brugt til at måle solens og månens diametre (vigtigt for kalenderberegninger). Rømers termometer satte en ny standard for temperaturmåling o.s.v. Den samme egenskab genfindes hos den store fysiolog og Nobelpristager August Krogh (se "Fakultære Højdepunkter", Det Naturvidenskabelige Fakultet 2000 eller "Aktuel Naturvidenskab" nr. 2 maj 2001).

Peder Nielsen Horrebow - Rømers udgiver

Peder Nielsen Horrebow (1679-1764) var en af Ole Rømers dygtigste elever. Han var søn af fattige fiskerfolk fra Løgstør og var gennem livet fattig, primært fordi han skulle forsørge sin familie (han fik 20 børn med den samme kone). Horrebow blev student 1703 og fik en teologisk eksamen 1705. Da både Schiwe og Rasch var døde, efter hver to år på posten, uden at kunne videreføre Rømers arbejde, lå vejen åben for Peder Horrebow, han søgte astronomiprofessoratet.

Ludwig Holberg som var i udlandet på det tidspunkt, var imidlertid blevet designeret (udpeget men ikke indtrådt) til professoratet, selv om hans evner var mere ud i det litterære. Ved kong Frederik IVs hjælp og nogle kyndige upartiske dommere, der vurderede Horrebows astronomiske afhandlinger, vandt Horrebow striden og fik astronomiprofessoratet, som skulle vare i mere end 35 år. Holberg krævede til gengæld at Horrebow skulle betale 20 rigsdaler om året til Holberg, som desuden skulle bevare sin førsteret til et mere passende professorat når det blev ledigt. Horrebow accepterede først, men hans økonomi kunne ikke bære det og det medførte adskillige retssager mellem Horrebow og Holberg senere.

Horrebow udrettede væsentlige ting i sit embede. Han udgav værket "Basis Astronomica" (1735) som beskriver Ole Rømers instrumenter og metoder, den vigtigste kilde til Rømers forskning overhovedet. Horrebow opbevarede de fleste af Rømers notater, og han anså det for sin livsopgave at fuldføre den forskning Rømer havde påbegyndt. Han ville bevise fiksstjernernes parallakse. Horrebow observerede flittigt, men teorien bag beregningerne voldte ham store vanskeligheder, idet han kun havde været med til rutinemæssige opgaver under Rømer og været bortrejst i Rømers sidste leveår. Rømers landobservatorium var ved at forfalde, og instrumenterne blev flyttet til Rundetaarn omkring 1716, hvor de muligvis blev repareret så observationerne kunne videreføres. Horrebow opbevarede også en række kobbertavler som Rømer havde forberedt med tanke for udgivelse af et værk, der beskrev hans instrumenter og metoder.

Beregningerne voldte imidlertid problemer, og nogle vigtige størrelser manglede at blive bestemt præcist: refraktionskorrektioner, solparallaksen (solbevægelsen) samt en række instrumentfejl som følge af unøjagtigheder i instrumentopstillingerne (aksehældningen, retningen øst-vest m.m.): for mange ukendte størrelser. Det lykkedes Horrebow at forbedre værdien af solparallaksen fra 3" til 9" hvor den moderne værdi er 8,8".

Horrebow observerede desuden bevægelser i solsystemet og udviklede selvstændigt en approksimationsmetode til løsning af den Keplerske ligning, som angav en planets position i banen som funktion af tiden. På dette tidspunkt var der endnu strid om, hvorvidt man skulle bruge Newtons gravitationslov eller Descartes hvirvelteori for bevægelserne i solsystemet. Horrebow tilsluttede sig Descartes, men anvendte og udviklede altså Keplers empiriske lov. I 1718 udviklede Horrebow en månebevægelsesteori, sandsynligvis inspireret af Rømers 'eklipsarium'. Med denne geniale mekaniske indretning demonstrerede Rømer principperne bag formørkelser af Solen og Månen.

Efterhånden troede Horrebow at have bevist stjerneparallaksen, og han udgav i 1727 bogen "Copernicus Triumphans". Konklusionen holdt dog ikke, og nederlaget blev genstand for Holbergs satire.

I komedien "Erasmus Montanus" gør Holberg således grin med Horrebow ved at skildre en typisk Horrebow student, Erasmus, som hævder, at Jorden er rund, men han kan ikke bevise det. Det var en populær satire af den tilsvarende situation hos Horrebow. Han mente fejlagtigt at have bevist stjernernes parallakse. I Holbergs komedie er der mange astronomiske hentydninger som har til formål at latterliggøre Horrebow.

Den katastrofale brand i København 1728 ramte især kvarteret omkring Rundetaarn men Rundetaarn selv blev ikke så hårdt ramt. Der blev formentlig flere større dele tilbage af Rømers ækvatorialinstrument og meridiankreds. Fra sit hjem, der også brændte, reddede Horrebow kobbertavlerne og nogle af Rømers papirer. De følgende år gik med at opbygge et nyt observatorium og forberede værket "Basis Astronomica" som udkom i 1735. Det beskriver Rømers tre observatorier i detaljer. I Horrebows samlede værker (1741) findes yderligere materiale om hans store mester.

Det genopbyggede observatorium stod færdigt i 1741, og sammen med tre af sine sønner, der også blev astronomer, forsøgte Horrebow i 1740'erne atter engang at påvise stjerneparallaksen - uden held. Instrumenterne havde ikke den krævede nøjagtighed. Den nu 65-årige mand måtte give op og han trak sig tilbage. Horrebow døde 1764 i en alder af 85 år.

Christian P. Horrebow - observatoriet forfalder

Christian Pedersen Horrebow (1718-1776) var søn af Peder Horrebow. Christian Horrebow fungerede som vikar for sin far fra 1743 og fik det egentlige ansvar for tårnets ledelse i 1753. Han blev udnævt formelt til direktør ved faderens død 1764 efter godt 20 år på posten. Det var en nedgangsperiode, hvor instrumenterne langsomt forfaldt. Christian Horrebow gennemførte fra 1738 regelmæssige observationer af solen og var i 1775 tæt på at opdage den 11-årige solplet-cyklus. Hans tegninger er meget detaljerede, og der findes ret omhyggelige beskrivelser af sol-fænomenerne. Observationsprotokollerne blev ikke udgivet, men er bevaret fra 1761-75. Christian Horrebow forfattede en lærebog i astronomi, skrev om Venuspassagen 1761 og fik udgivet de årlige beretninger om solpletter af Videnskabernes Selskab.

Ved Venus-passagen i 1761 mødte formanden for Videnskabernes Selskab, Grev Thott, op med 14 astronomer for at observere den meget sjældne begivenhed. Men besøget blev en katastrofe, instrumenterne var umoderne, og urene gik upræcist. Forsøget på at observere mislykkedes. Efter denne episode besluttede kongen at sættes observatoriet i stand. I 1766-68 blev der indkøbt nye instrumenter og medarbejderstaben voksede til 11 personer.

I 1760'erne troede mange astronomer rundt omkring i Europa, at planeten Venus havde en måne. Venus-månen blev 'opdaget' i 1761 af Rødkier og blev også 'observeret' af Christian Horrebow i 1764. Han skrev tre små afhandlinger sammen med Rødkier. Andre observerede den også, men i 1887 blev det påvist, at effekten skyldtes reflektioner i okularet fra hornhinden i observatørernes egne øjne! Den meget lysstærke planet havde alligevel ingen måne.

Observatoriet havde også opgaver udefra. Fra 1772 skulle man på observatoriet, to dage om ugen, give et 'tidssignal' ved at vifte med et flag på toppen af Rundetaarn, når klokken var 12 middag. Signalet blev givet efter lokal sand soltid, som gennem året afveg med flere minutter i forhold til den jævne middelsoltid. For at bruge signalet skulle urmagere og dem der vedligeholdt offentlige ure først læse i en tabel i almanakken for at se hvor meget tiden afveg fra sand soltid, før de kunne indstille deres ure. Efter flere klager blev signalet fra 1784 givet efter middelsoltid.

Ved Christian Horrebows død som 58-årig i 1776 var stort set alle instrumenter i forfald, kun et engelsk ur og en af de store kikkerter var anvendelige. Broderen Peder Horrebow den yngre var medansvarlig og blev afskediget med pension. Der skulle nye kræfter til.

Thomas Bugge - opgangstid

Thomas Bugge (1740-1815) var tidligere beskæftiget med kortlægningsprojektet for Videnskabernes Selskab. Da Bugge overtog direktørposten for Rundetaarn Observatorium betød det en øget effektivitet. Han publicerede flittigt, dels i Videnskabernes Selskabs Skrifter, og Bugge var den eneste astronom, der fik udgivet en længere serie observationer udført fra Rundetaarn. Bugge foretog en rejse til England i 1777, hvor han besøgte alle de berømte instrument- og urmagere i London. Han noterede flittigt ned og tegnede skitser og lavede grundige beskrivelser af alle stats- og universitetsobservatorier. Han deltog i observationsarbejdet ved forskellige instrumenter og fandt frem til de håndværkere, der var dygtigst til at lave forskellige typer af instrumenter - et meget grundigt forstudie, før han skulle opbygge det nye observatorium på toppen af Rundetaarn. Han vendte hjem til København sidst på året, en masse erfaringer rigere og med en mængde bøger og instrumenter.

De følgende tre år opbyggede Bugge et nyt observatorium, efter at det gamle var fjernet. Det blev en trefløjet bygning med fire hovedinstrumenter: Et passageinstrument (6 fod) for tidsbestemmelser (giver rektascension), En murkvadrant (6 fod) for højdebestemmelser (giver deklinationen), En zenitsektor (12 fod) og et transportabelt cirkelinstrument (radius 2 fod). Der blev bevaret to store kikkerter og to ure fra det gamle observatorium. Observatoriet kostede 7000 rigsdaler og blev indviet 1780.

 

Figure 5: Thomas Bugges observatorium på Rundetaarn fra 1780.

I 20 år fungerede observatoriet ligesom i Rømers dage, selvom Bugge havde andre forpligtelser. Han var bl.a. lektor ved Søetaten, og da truslen om krig med England blev stærkere i år 1800 kom der øget undervisningsforpligtelse af det nye mandskab ved Søetaten. Krigen udmøntede sig bl.a. i "Slaget på Reden" 1801 og "Københavns Bombardement" 1807. Man havde forudset at noget sådant kunne ske, så de fleste instrumenter var taget ned fra Tårnet. Men Bugges professorgård brød i brand. Af hans omfattende bogsamling på 8000 bind brændte de 4000.

I den frugtbare fredsperiode 1780-1800 var økonomien bedre end den tidligere havde været, bl.a. p.g.a. indtægterne fra almanakken (se afsnittet Almanakudgivelse). Der var råd til adskillige medarbejdere og studerende.

Fra 1781-83 arbejdede Thomas Bugge på et omfattende værk på latin. Det indeholdt observatoriets historie, instrumentbeskrivelser, meteorologiske observationer, bestemmelse af jordmagnetismen og kulminationer for alle slags himmellegemer med tilhørende meridianhøjder. Positionerne blev bestemt med passageinstrumentet og murkvadranten og sammenlignet med tilsvarende observationer af Halley og Lalande. Den helt nyopdagede planet Uranus (Herschel 1781) havde 24 positionsbestemmelser.

Med sin yndlingskikkert, et spejlteleskop af Herschels type, observerede Bugge flittigt og publicerede over 60 artikler i Videnskabernes Selskabs Skrifter. Bugge var en flittig herre.

Det er bemærkelsesværdigt at finde en artikel om en metode til bestemmelse af Algols lysvariation. Den franske astronom Pierre Louis Maupertuis (1698-1759) forklarede lysvariationen med, at nogle stjerner var fladtrykte kugler, som skiftevis vendte den runde og den ovale side mod iagttageren under rotationen. Bugge var inde på den korrekte forklaring: En mørk ledsager formørker hovedstjernen i perioder, svarende til deres omløb om hinanden. Desværre kunne Bugge ikke forestille sig en så stor planet, og han valgte at tilslutte sig Maupertuis' forklaring.

Bugge forsøgte sig også med at bestemme Saturns fladtrykthed, da planetens ringe (som ligger i rotationsplanet) sås fra kanten i 1789. Bugge fandt forholdet mellem de to diametre (ækvator:nord-syd) til at være 148:100. Den store astronom William Herschel observerede også fænomenet med sit enorme 20 fods teleskop. Han kunne bedre observere de mørke polområder og fandt forholdet 110:100, tættere på den moderne værdi.

Planen med observatoriet var stadigt at udbygge det med flere instrumenter, og der var dimensioneret plads til det i observatoriebygningerne. Der skulle også udgives observationer kontinuerligt, hvert femte år. Men de økonomiske midler til dette udeblev. Bygningerne forblev ret rummelige og observationerne efter 1783 blev aldrig udgivet. Observationsprotokollerne strækker sig ellers helt frem til 1797, men der var ikke tid. Andre opgaver beslaglagde Bugges tid. Årene efter 1797 var som nævnt også præget af truslen om krig med England.

Bugge havde forbindelse til mange af tidens førende astronomer og instrumentmagere. Han havde desuden mange dygtige og trofaste elever. Jesper Bidstrup og Johannes Ahl, begge instrumentmagere; Isac Hansen og Abraham Pihl, dygtige observatører. Ole Warberg (1759-1821) var landmåler og assistent for Bugge og af ham selv udset til sin efterfølger. Warberg havde observeret planeter sammen med William Herschel med det store 17 fods teleskop. Han blev i 1800 professor i astronomi, hvorefter han overtog Bugges forelæsninger.

Bugges sidste år har været svære. Hans professorgård brændte 1807 og i 1810 udnævntes hans yndlingselev Ole Warberg til møntdirektør. Hans drøm om en tro elev, der kunne sikre hans eftermæle brast. I stedet blev H.C. Schumacher designeret til professor, nok mest fordi han havde gode forbindelser til administrationen og kongehuset.

I 1813 observerede Bugge en solformørkelse - sin sidste - med sin yndlingsrefraktor. Sønnen Mathias Bugge havde overtaget det praktiske arbejde ved observatoriet; den aldrende verdensmand måtte give slip. Han var en dygtig observatør, var instrumentkyndig, elskede bøger og holdt pædagogiske forelæsninger. Thomas Bugge døde 1815 i en alder af 75 år.

H.C. Schumacher - tysk påvirkning

Heinrich Christian Schumacher (1780-1850) var søn af kabinetssekretær hos Christian VII, Andreas Schumacher. H.C. Schumacher var imidlertid interesseret i astronomi og efter faderens død, hvor Heinrich blot var 10 år, fik han sin uddannelse i Altona i Tyskland. Han studerede jura i Kiel og Göttingen, men fik genopvakt sin interesse for astronomi af astronomiprofessoren Haffner, mens han docerede i Dorpat 1805-1807.

Herefter studerede Schumacher i tre år under én af tidens dygtigste forskere - matematikeren og astronomen Carl Friedrich Gauss (1777-1855). Gauss var i en alder af kun 30 år vidt berømt, på den astronomiske front på grund af udviklingen af 'de mindste kvadraters metode' som han anvendte til at bestemme banerne for de to først opdagede asteroider Ceres (1801) og Pallas (1802). Det gjorde astronomerne i stand til at genfinde de små himmellegemer og følge dem. Gauss havde været professor i astronomi og leder af det nye universitetsobservatorium i Göttingen i 3 år. Det må have været en inspirerende tid for den næsten jævnaldrende Schumacher. Der er bevaret en omfattende brevveksling mellem de to venner. Schumacher var imidlertid ikke på så god fod med Thomas Bugge. Da Schumacher i 1810 blev designeret til professor i astronomi - og dermed udset til Bugges efterfølger - var han ikke begejstret for at vende hjem. Han arbejdede på to andre tyske observatorier indtil Bugges død i 1815.

Schumacher overtog et observatorium med næsten nedslidte instrumenter og kasserede de fleste. Han havde selv en voksende samling instrumenter, antagelig erhvervet under sit mangeårige ophold i Tyskland. Han fik aldrig rigtig gang i de pligtforelæsninger som han skulle holde, måske var han ikke længere så god til dansk? I hvert fald må det have betydet en dårlig kontakt til studerende og mulige assistenter. Observatoren, Mathias Bugge (1782-1820), var stadig medarbejder ved Rundetaarn Observatorium. Schumacher medbragte en sekstant, og sammen med den unge Bugge observerede han korresponderende solhøjder til kontrol af urene.

Schumachers projekt var at bestemme koordinaterne af Rundetaarn. Det store kortlægningsprojekt var næsten fuldført af Thomas Bugge for Videnskabernes Selskab. For at tegne nøjagtige kort skal man have nøjagtige positioner for mange steder. De mest præcise stedbestemmelser var naturligt nok for observatorierne rundt om i Europa.

Efter i 1816 at have foretaget ca. 400 observationer med zenitsektoren af Nordstjernen og flere sydlige stjerner samt fra 1820-21 yderligere 279 observationer af 25 zenitnære stjerner kunne Schumacher bestemme breddegraden af Rundetaarn Observatorium. Resultaterne var 55$^\circ$40'52,6" (med sektor) og 55$^\circ$40'54" (med kreds). Han sammenlignede i en artikel i det tyske tidsskrift "Astronomische Nachrichen" med bestemmelser udført af Picard (1671), Peder Horrebow og Thomas Bugge. Fejlen er mindre end 11" svarende til ca. 340 meter.

 

Figure 6: Rundetaarn og Trinitatis Kirke malet af H.G.F. Holm omkring 1830.

Schumacher opfandt desuden en metode til bestemmelse af et steds længdegrad: kronometer-rejser. Metoden gik ud på, at man overførte et givet steds lokaltid til et andet ved hjælp af et kronometer (ur). Ved en tidsbestemmelse på det nye sted (f.eks. gennem måling af solhøjden) kunne forskellen i længdegrad udregnes. Metoden blev anvendt på talrige kronometerrejser af Schumacher og andre rundt om i Europa.

Schumacher satte sig for at udføre en dansk gradmåling fra Skagen til Lauenburg med hjælp fra Gauss, som var blevet interesseret i geodæsien. Det førte ham atter sydpå, og flere danske studerende fulgte ham. Schumacher blev fritaget fra sine forelæsningsforpligtelser og i 1821 drog han sydpå til Altona. Her slog den 41-årige astronom sig ned for resten af livet. Der blev opstillet flere og flere instrumenter, mange af dem var betalt af den danske stat, hvad der nok var medvirkende til, at observatoriet på Rundetaarn samtidig forfaldt. Han grundlagde desuden 'verdens første astronomiske tidsskrift': "Astronomische Nachrichen" (astronomiske efterretninger), som han redigerede til sin død i 1850.

Ved sit virke ved observatoriet i Altona uddannede Schumacher flere danske astronomer. Peder Andreas Hansen (1795-1874) arbejdede bl.a. på månens bevægelser. Christian August Frederich Peters (1806-1880) studerede hos Bessel, blev professor i Königsberg og efterfulgte Schumacher ved hans død i 1854 både som leder af observatoriet i Altona og som redaktør af Astronomische Nachrichen. Theodor Brorsen (1819-1895) opdagede tre kometer og fik tildelt en 'kometmedalje'.

Kometmedaljerne var indstiftet af Schumacher i 1831 med det formål at hædre europæiske astronomer. Gennem sine gode forbindelser til den danske stat havde Schumacher næsten ubegrænset adgang til den danske finanskasse, og han forstod at bruge pengene på utraditionelle måder. Da observatoriet i Altona i 1873 blev nedlagt, kom halvdelen af de indkøbte instrumenter imidlertid tilbage til Danmark. Da var observatoriet på Rundetaarn erstattet med Østervold.

C.F.R. Olufsen - solsystemteoretiker

C.F.R. Olufsen (1802-1855) vandt i 1824 universitetets guldmedalje som 22-årig for en afhandling om beregning af formørkelser. Han blev assistent ved observatoriet samme år. Olufsen rejste til Königsberg for at studere under Bessel. Han deltog i opmålinger i Holsten, bestyrede observatoriet i Hamborg og blev siden observator.

I 1831 havde Schumacher været væk fra Rundetaarn i 10 år. Olufsen blev ansat som lektor og vikar for Schumacher. Året efter blev han professor, endnu kun 30 år gammel. Denne post besad han til sin død i 1855, men hver gang der skulle foretages ændringer ved observatoriet skulle Schumacher godkende det fra sit 'eksil' i Tyskland.

Olufsen er mest kendt for sine teoretiske arbejder og bearbejdelse af andres observationer hvilket gav ham betydelig international anerkendelse. Han reducerede 677 ældre deklinationsbestemmelser for fundamentalstjerner som Bessel havde fået fra Greenwich. Bessel var en af de største astronomer og han reformerede og udviklede hele astronomien. Bedst kendt er han for at bestemme den første stjerneparallakse i 1838 (se følgende afsnit).

Et af Olufsens større forskningsprojekter var "Soltavlerne", et værk der indeholdt matematiske-numeriske beregninger af Jordens bevægelse omkring Solen med påvirkningerne fra planeterne Venus, Mars, Jupiter og Saturn. Beregningerne blev sammenlignet med observationer over et langt tidsrum. Ved arbejdet blev Olufsen assisteret af P.A. Hansen som havde været Schumachers medarbejder ved gradmålingen. Olufsen bearbejdede det anvendte observationsmateriale med bl.a. Gauss' og Bessels reduktionsteknik og Hansen stod for det teoretiske arbejde. Det stort anlagte værk førte til en forbedret bestemmelse af jordbanens elementer.

Værket med "Soltavlerne" blev udgivet i 1853 og var i en lang årrække et standardværk. Hele teorien om Jordens klimaudvikling bygger især på den periodiske variation af: jordbanens excentricitet (100.000 års periode), jordaksens hældning (41.000 års periode) og jordaksens præcession (26.000 års periode).

Solsystemets bevægelser beregnet efter gravitationsloven var igennem 1800-tallet hovedemnet indenfor den teoretiske astronomi, og Bessel kom med flere nyskabelser omkring bevægelsesberegninger. Som Bessels elev havde P.A. Hansen lært sig teknikken og var blandt pionererne. Et højdepunkt i hele denne disciplin blev opdagelsen af planeten Neptun i 1846. Det blev englænderen J.C. Adams og franskmanden U.J. Leverrier der, uafhængigt af hinanden, forudsagde positionen af en mulig 8. planet, som kunne forklare uoverensstemmelserne i Uranus' bane. Observationerne som førte til opdagelsen blev foretaget af J.G. Galle med assistance fra H.L. d'Arrest, som senere bestyrede observatoriet på Østervold (mere om denne senere).

Olufsen havde flere medarbejdere udover Hansen. Peter Pedersen var observator 1832-1846, Sievers var observator 1846-1850 og H.C.F.C. Schjellerup 1861-1887. Sievers observerede bl.a. den nyopdagede planet Neptun og mange småplaneter og kometer.

Lysets natur - udviklingen i fysikken i 1800-tallet

Astronomi anvender både rent teoretiske (matematiske) redskaber og praktiske instrumenter til at studere lyset fra himmellegemerne. Lyset er næsten den eneste information vi har adgang til fra himmellegemerne, bortset fra meteoritnedfald (og i dag kosmiske partikler og månesten).

Afstande til stjernerne var et vigtigt problem. Det lykkedes hverken Tycho Brahe eller Ole Rømer at måle de små bevægelser i stjernernes position, der afslører, at de ikke befinder sig uendelig langt væk. Det blev først muligt i 1838 da F. Bessel ved parallaksemetoden målte, at stjernen 61 Cygni (i stjernebilledet Svanen) flyttede sig 0,294 buesekunder (svarende til ca. 1/12250 grad) ved observationer med et halvt års mellemrum. Parallaksebevægelsen kan omsættes til en afstand: 700.000 gange afstanden mellem Jorden og Solen eller omkring 11 lysår.

I denne frugtbare periode af fysikkens historie lå Danmark periodevis i krig. "Treårskrigen" 1848-50 om Slesvig-Holsten og "Slaget ved Dybbøl" i 1864, hvor det endte med et skæbnesvangert nederlag. Det er den sidste krig der er udkæmpet på dansk grund.

Året 1864 blev derimod et triumfår for fysikken da J.C. Maxwell fuldførte det projekt som H.C. Ørsted havde startet henved 44 år tidligere ved sin opdagelse af forbindelsen mellem elektricitet og magnetisme. Maxwell formulerede de komplette feltligninger, der sammenfatter alle elektromagnetiske fænomener og han kunne beregne hastigheden af de bølger som var løsning til hans ligninger. Det var overraskende nok lysets hastighed som Ole Rømer havde opdaget knap 200 år tidligere. Rømer og Ørsted bidrog dermed afgørende til forståelsen af, hvad lys er. Efter en lang periode med den såkaldte 'æter-teori', blev det efterhånden klart, at lys måtte fortolkes som elektromagnetiske bølger der udbreder sig i vakuum; altid med samme hastighed. Dette er selve fundamentet for Einsteins specielle relativitetsteori. Nye metoder til at opsamle lys elektrisk skulle revolutionere astronomien omkring 100 år senere.

Disse opdagelser var af enorm betydning for erkendelsen af Universet og dets opbygning. F.eks. var William Herschel udmærket klar over, at når han observerede med sine store teleskoper i 1880'erne, så kiggede han tilbage i tiden på et fortidigt univers. Lyset havde allerede brugt tusinder af år på at rejse gennem rummet, før det nåede hans selvlavede, håndslebne spejle.

Siden Newton (1665) vidste man, at lys kunne spaltes med et prisme, så man kan iagttage et spektrum. J. Fraunhofer fandt i 1814 over 500 mørke linjer i Solens spektrum, og de kunne ikke forklares. Det var derfor af stor betydning for den astronomiske forskning, at G.R. Kirchhoff og R. Bunsen opfandt spektrometeret i 1859. Da Kirchhoff og Bunsen studerede Fraunhofers linjer med deres nye spektroskop, fortolkede de det straks som grundstoffernes 'fingeraftryk'. Det blev starten på astrokemien som senere udviklede sig til astrofysikken, videnskaben om stjernernes fysiske egenskaber. Man kunne nu begynde at udtale sig om stjernernes natur og hvad der fik dem til at lyse. Stjernerne blev inddelt i spektralklasser og nye stjernekataloger skulle opbygges med spektraltype, parallakse og egenbevægelse før man kunne besvare spørgsmålene om stjernernes fordeling og bevægelse i rummet.

Mens denne udvikling foregik i vore nabolande, var observatoriet på toppen af Rundetaarn gået i forfald. Den sidste direktør, Olufsen, døde i 1855 og hans medarbejder observator Schjellerup passede arbejdet. Der var brug for et nyt observatorium med moderne instrumenter samt en kompetent leder. Byggeriet stod færdigt i 1861.

Observatoriet på Østervold - perioden 1857-1957

I 1861 blev Københavns Observatorium taget i brug som universitetsobservatorium. Observatoriet blev bygget på Østervold, en del af det nedlagte voldterræn 'udenfor byen'. Oprindeligt skulle der have været to statuer af henholdsvis Tycho Brahe og Ole Rømer ved hovedindgangen som det ses på denne tegning. Det blev ikke gennemført, men en Tycho Brahe statue blev udført (og opstillet) i 1859 i indkørslen hvor han skuer mod Rosenborg.

 

Figure 7: Københavns Universitets Observatorium på Østervold.

I dag strækker byen sig milevidt forbi observatoriebygningen som siden 1996 er blevet anvendt til Det Naturvidenskabelige Fakultets administration. Den smukke bygning er tegnet af Christian Hansen inspireret af byzantinske kirker, ligesom det nærliggende Kommunehospital og kirke. Bygningen fungerede som observatorium i knap 100 år.

Observatoriet var fra starten af udstyret med en refraktor (linse-teleskop) med objektivdiameter på 28 cm og brændvidde på 4,9 m. En drejelig kuppel, der kunne åbnes beskyttede instrumentet mod vejr og vind. Desuden installeredes et passageinstrument og en meridiankreds, som er blevet brugt til et meget stort antal positionsbestemmelser.

Direktører ved Astronomisk Observatorium 1857-1957

De første 100 år af Østervolds tid er beskrevet i Axel V. Nielsens artikel "Hundrede års astronomi på Østervold" [4]. Tabellen herunder giver en oversigt over direktører og observatorer på Østervold i denne periode. Det var almindeligt, at professoren i astronomi samtidig var direktør og der var derudover kun ansat en observator og en assistent. Fra omkring 1970, da 'professorvældet' blev afskaffet, kunne bestyrerposten gå på skift.

Periode Titel Navn

1857-1875 professor H.L. d'Arrest.

1861-1887 observator H.C.F.C. Schjellerup.

1875-1907 professor Th.N. Thiele.

1888-1914 observator C.F. Pechüle.

1907-1940 professor Elis Strömgren.

1914-1921 observator Johs. Braae.

1922-1960 observator J.M. Vinter Hansen.

1940-1957 professor Bengt Strömgren.

Det videnskabelige arbejde fra 1857-1957 kan inddeles i 4 grupper (efter [4]):
Observationelt arbejde. Observationer af tåger og stjernespektre gennem den visuelle refraktor (d'Arrest). Visuelle og fotografiske observationer af asteroider og kometer (Pechüle, Vinter Hansen, Møller, Naur, Laustsen, Petersen). Positionsbestemmelse med meridiancirklen og transit instrumentet (Schjellerup, Nørlund, Braae, B. Strömgren og Johannsen).
Beregningsmæssigt arbejde. Originale baner for kometer (E. Strömgren m.fl.); Periodiske baner i trelegeproblemet (E. Strömgren m.fl.); Baner for asteroider fra Trojanerne og for den periodiske komet Comas Solá; Egenbevægelser; Check af himmelækvatorens position.
Teoretisk arbejde. Metode til bestemmelse af dobbeltstjerners baner (Thiele); Teori om fejl (Thiele); Metode til første bestemmelse af kometbaner (B. Strömgren; Astrofysiske undersøgelser (B. Strömgren og Rudkjøbing); Teori om Schmidt spejle og et fotografisk objektiv (B. Strömgren).
Historisk arbejde. Fransk udgave af Al-Sûfi's katalog (Schjellerup); Dansk udgave af Horrebows beskrivelse af Rømers instrumenter (E. Strömgren); Engelsk udgave af Tycho Brahes beskrivelse af sine egne instrumenter (B. Strömgren, E. Strömgren og H. Ræder).

I det følgende behandles de fire professorer og deres forskning mere detaljeret.

Heinrich Louis d'Arrest - løste tågernes mysterium

Heinrich Louis d'Arrest (1822-1875) fik sin uddannelse i Berlin og var af fransk slægt. Han var observator i Leipzig, da han blev hentet til København for at lede et helt nyt og moderne observatorium. H.. d'Arrest var energisk og dygtig både som observator og teoretiker.

Han var en ivrig kometjæger; d'Arrest opdagede sin første komet i 1844, han fik en kometmedalje i 1845 og en komet er opkaldt efter ham. Han undersøgte tågepletterne og udførte spektroskopisk klassificering af stjerner som en af de allerførste. Han beregnede derudover asteroiden Astraeas banebevægelse. Endelig havde han været med ved opdagelsen af planeten Neptun få år tidligere. Valget var derfor ideelt.

Ved det danske statsobservatorium på Østervold brugte d'Arrest det meste af sin tid på studiet af tågerne. Der fandtes et katalog fra 1833 udført af pioneren på området: William Herschel. Han havde taget udgangspunkt i Charles Messiers katalog over 110 'udflydende himmellegemer som kunne forveksles med kometer', observeret fra 1750-1784. William Herschels katalog omfattede et par tusinde objekter. Det var blevet udbygget og udgivet af sønnen John Herschel i 1864. Et mindre arbejde af E. Laughier i 1853, omfattende 53 tåger, førte d'Arrest på sporet af tågerne. Studiet af tågerne blev påbegyndt, mens d'Arrest var i Leipzig og fortsat med 28 cm refraktoren på Østervold.

I perioden 1861-1867 bestemte d'Arrest positioner for 1.942 tåger, heraf 215 nyopdagede. Dette indbefattede 4800 observationer fordelt på 390 observationsnætter. For at få de svageste tåger med (omkring 15. størrelsesklasse) havde d'Arrest 'klap for øjet' mellem observationerne, for at bevare det følsomme nattesyn. Kataloget med de 1.942 tåger blev udgivet på latin i 1867 men fandt ikke så stor anvendelse i udlandet. Observationerne blev imidlertid benyttet i J.L.E. Dreyers tågekatalog, "New General Catalogue" i 1888. Dreyer var elev af d'Arrest og blev siden professor og direktør for observatoriet i Armagh i Irland. Dreyer reviderede Herschels katalog og inkluderede sin læremesters observationer i det store engelsksprogede katalog med 7840 NGC-numre. Det blev et standardværk i de næste mange år. Spektroskopien var født i 1859 og d'Arrest havde gennem 1860'erne udført spektroskopiske studier af solpletter, planeter og stjerner med et større teleskop. Han var faktisk pioner på området, da han i 1872 publicerede "Undersøgelser over de nebulose Stjerner i Henseende til deres spektralanalytiske Egenskaber". I dette arbejde beskrev han 122 tågers spektre. Han lavede en systematisk deling af tågerne efter deres spektrum. Nogle havde emissionslinjespektrum andre kontinuert spektrum. Denne inddeling i 'gaståger' og 'stjerne-konglomerater' (galakser) har vi endnu i dag. Katalogets gruppe med 69 'kosmiske tåger' er dermed verdens første rene galaksekatalog! Desværre blev d'Arrests arbejde udgivet på dansk og dermed ikke læst af de førende astronomer i udlandet. Men det var et af de første banebrydende arbejder indenfor spektroskopien. I et andet større arbejde fra 1861-1875 udførte d'Arrest spektroskopi af omkring 11.000 stjerner bl.a. med henblik på at finde de sjældne (under 1%) stjerner med karakteristiske molekylabsorptionsbånd i spektrenes røde del.

d'Arrest blev anerkendt i internationale kredse og blev medlem af flere videnskabelige selskaber. I 1875 fik han guldmedalje i Royal Astronomical Society. Samme år døde d'Arrest i en alder af 53 år.

Observatoren H.C.F.C. Schjellerup sikrede kontinuiteten ved overgangen fra Rundetaarn til Østervold. I perioden 1861-1863 observerede Schjellerup 10.000 stjerner af 8. og 9. størrelsesklasse. Ved at sammenligne med observationer fra lige før 1800 og fra 1820'erne var det muligt at bestemme egenbevægelser. Schjellerup havde ansvaret for observatoriets tidstjeneste og redigerede Almanakken. Han oversatte og udgav i 1874 en stjernefortegnelse af den persiske astronom Al-Sûfi hvilket gav ham stor anerkendelse.

Th.N. Thiele - indførte astrofotografien

Th.N. Thiele (1838-1910) fik magistergraden i astronomi i 1860 og doktorgraden i 1866 på en afhandling om omløbsbevægelsen i dobbeltstjernesystemet Gamma Virginis. Han udviklede en metode til banebestemmelsen af komponenterne i dobbeltstjernesystemer. Hans store betydning skal findes indenfor behandlingen af tal fra iagttagelser, d.v.s. empiriske data. Thieles hovedværk er "Theory of observations", udgivet i London 1903. Han bidrog med videnskabelig forskning indenfor astronomi, matematik, kemi, statistik og livsforsikringsteknik og var medstifter og matematisk direktør af livsforsikringsselskabet Hafnia.

Thiele havde vanskeligt ved at observere selv, idet en øjenlidelse gjorde visuelle observationer ligefrem smertefulde. Til observationerne på Østervoldi var ansat observator C.F. Pechüle (1843-1914). Pechüle var ansvarlig for tidstjenesten og almanakberegningen.

Thiele fulgte opblomstringen af fotografien nøje og han talte stærkt for indførelsen af fotografiske metoder i astronomien. I 1881 afprøvede han sit eget forsøgskamera. Han bestemte middelfejlen i stjernepositionsbestemmelser til 0,1" og udviklede pladeudmålingsapparater til studie af observationerne. Han leverede et betydningsfuldt bidrag ved den første astrofotografiske kongres i Paris 1887. Ved kongressen planlagde man et internationale projekt, "Carte du Ciel", der gik ud på en fotografisk kortlægning af himlen. Carte du Ciel skulle gennemføres med en række normal reflektorer med brændvidde 3,2 m placeret rundt omkring på Jorden.

Thiele var ikke særlig interesseret i den slags rutinearbejde, der krævede ekstra lønnet personale. Samtidig var der i København diskussioner om observationsastronomiens vilkår på grund af byens udvidelse da voldene blev sløjfet og generne fra gadelygterne.

Først i 1895 blev den gamle 28 cm refraktor udskiftet. Thiele valgte at satse på et større objektiv og en kombination af en visuel og en fotografisk kikkert: en dobbeltrefraktor. Dobbeltrefraktoren bestod af to sammenbyggede linsekikkerter. Den visuelle kikkert (til at kigge igennem) havde diameter 36 cm og den fotografiske kikkert havde diameter 20 cm. De to kikkerter havde en brændvidde på h.h.v. 4,9 m og 4,8 m og passede lige akkurat ind i kuplen. Dobbeltrefraktoren var efter design af den tyske instrumentmager G. Repsold (1771-1830) og den kostede 49.400 kr. Instrumentet står stadig under kuplen på Østervold og vidner om fortiden.

Instrumentet viste sig meget nyttigt til positionsbestemmelser af småplaneter og til korrektion af sammenligningsstjerners katalogværdier. Desværre blev den fotografiske kikkert ikke anvendt så meget. Observatoren, Pechüle foretrak den visuelle kikkert. Men lignende instrumenter opstillet andre steder i Europa viste derimod instrumentets anvendelighed. Flere år senere blev der også foretaget betydningsfulde observationer med den fotografiske refraktor. Thiele søgte sin afsked i 1907 og blev afløst af Elis Strömgren.

Elis Strömgren - verdensmester i trelegemeproblemet

Elis Strömgren (1870-1947) var professor i astronomi ved Københavns Universitet fra 1907 til 1940 og bestyrede Københavns Astronomiske Observatorium i samme periode. Han fik sin uddannelse ved Lunds Universitet, arbejdede fra 1901 i Kiel, bl.a. med udgivelsen af Astronomische Nachtrichen. Elis Strömgren gennemførte omfattende undersøgelser på den celeste mekaniks område, dels gennem bestemmelse af kometers baner for at lokalisere deres oprindelse, dels vedrørende trelegemeproblemet.

Fra 1907-1913 var Strömgrens hovedinteresse kometernes oprindelse. Mange kometer havde meget langstrakte baner og man var i tvivl om de kom fra vores eget Solsystem eller udefra. Efter meget omfattende matematisk-numeriske beregninger for 20 udvalgte ekscentriske kometer fandt Strömgren og medarbejdere, at banerne var elliptiske og ikke hyperbolske. Kometerne hørte til Solsystemet og afvigelserne i deres baner skyldtes primært tiltrækningen fra planeterne.

Et andet problem indenfor celestmekanikken som Elis Strömgren var interesseret i var et specialtilfælde af "trelegeproblemet", det såkaldte promlème restraint: En uendelig lille masse tiltrækkes af to lige store masser, der bevæger sig i cirkelbaner omkring det fælles tyngdepunkt. Det var defineret af matematikerne Jacobi og Poincaré og nærmest uløseligt andet end i visse specialtilfælde. Elis Strömgren satte en skare af medarbejdere i gang med den numeriske integration af banerne og ved en systematisk undersøgelse gennem mere end 20 år fra 1913 lykkedes det at komme til en afklaring af problemet. Strömgren og medarbejderes bidrag på dette område vurderes stadig højt i celestmekanikken. I dag kan problemet hurtigt løses på en computer. Medarbejderne som bidrog betydeligt med løsninger på trelegemeproblemet var J. Fischer-Petersen, J.P. Møller og P. Pedersen.

Ved siden af blev der beregnet baner for planeter, småplaneter og nye kometer. Til dette arbejde bidrog også de tre ovennævnte samt: Ruben Andersen, Johannes Braae, J.A. Kristensen og Julie Vinter Hansen. Disse opgaver var blandt andet relevante ved udarbejdelse af Almanakken.

 

Figure 8: Eksempler på baner i trelegemeproblemet. Fra [8].

Strömgren fremmede det internationale samarbejde i astronomien bl.a. gennem astronomisk formidling af nyopdagede objekter. Siden 1882 havde der været et internationalt centralbureau i Kiel til formidling af nyopdagede foranderlige objekter: kometer, novae, supernovae m.m. I 1914 oprettede Elis Strömgren en filial af dette bureau i København. Der var nyhedsbureau i København indtil 1965 hvor det blev flyttet til USA. Det var en fordel, at modtage indberetningerne om nye objekter som de første. Det gav god mulighed for at være med fra starten til at observere dem. Inden oplysningerne blev sendt videre til abonnenterne blev observationen gerne kontrolleret. Elis Strömgren var med til at oprette Astronomisk Selskab som udgav Nordisk Astronomisk Tidsskrift. Her blev Julie Vinter Hansen redaktør i en lang årrække.

Bengt Strömgren - den fødte astronom

Bengt Strömgren (1908-1987) blev født ind i astronomien ved at hans far, Elis Strömgren var professor og direktør ved observatoriet. Lille Bengt boede og opvoksede altså på observatoriet som husede professorboligen i den ene fløj. Faderen lærte sin søn differential- og integralregning som 10-årig og han fik lov at observere med observatoriets passageinstrument da han var 12. Resultatet af hans første observationsarbejde blev publiceret i 1925, samme år som han tog studentereksamen. Fra 1924 deltog han i spektroskopisk arbejde på det nærliggende Institut for Teoretisk Fysik og siden 1927, da han tog sin magistergrad, fulgte han også foredrag og kollokvier på dette institut. De fleste drejede sig om kvantemekanikkens anvendelse hvilket han senere kunne udnytte i den teoretiske astrofysik. I 1929, som blot 21-årig, erhvervede Bengt Strömgren doktorgraden med arbejdet "Formler og tabeller for bestemmelse af parabolske baner", forfattet på tysk - datidens videnskabelige sprog.

I starten af 1930'erne publicerede han en række afhandlinger om stjernernes opbygning og udvikling. Ansporet af A.S. Eddingtons teori for stjerners struktur, udførte han en kvantemekanisk beregning af absorpstionsprocesserne og fandt, at der måtte antages et betydeligt indhold af brint. Eddingtons antagelse om at stjernestoffet bestod af næsten helt ioniserede tunge grundstoffer som f.eks. jern, måtte modificeres.

Året efter publicerede Bengt Strömgren et arbejde der fortolkede Hertzsprung-Russel diagrammet baseret på 40 dobbeltstjernekomponenter, hvor stjernernes fysiske størrelser (masse, lysstyrke, radius) var nøjagtigt bestemt. Hans fortolkning står den dag i dag. Stjernerne udvikler sig fra et begyndelsesstadium på en hovedserie til et stadium som kæmpestjerne og derefter til et slutstadium. Udviklingen er hurtig for stjerner med stor masse og lysstyrke og langsom for små masser.

Den unge Strömgren var blevet en forgrundsfigur i den teoretiske astrofysik.
I 1936 blev Bengt Strömgren udnævnt til professor ved Chicago Universitetet der havde Yerkes-observatoriet og det nyoprettede Mc Donald-observatorium i Texas. Under det korte ophold samarbejdede han med den tysk-amerikanske astronom Otto Struve og forklarede dennes observationer af udstrakte svagt lysende områder i Mælkevejen. Strömgren forklarede det med, at den interstellare brint var ioniseret her, omkring meget varme O og B stjerner. Det måtte betyde, at der var langt mere brint i Mælkevejen end hidtil antaget. Det eksisterede i neutral usynlig form. Skyerne hedder i dag "Strömgren-sfærer" Allerede i 1938 vendte han hjem til et ekstraordinært professorat, som skulle vare til han kunne efterfølge sin far, som gik på pension 1940. Desuden fik han fakultetets tilsagn om midler til at opføre et nyt observtorium.

I Bengt Strömgrens senere arbejder angreb han flere problemer vedrørende Mælkevejens dannelse og udvikling.

I 1945 udkom 2. udgave af "Lærebog i Astronomi", baseret på H. Geelmuydens lærebog. Bengt og Elis Strömgren bearbejdede den til de danske krav i undervisningen. Lærebogen indeholdt kapitler om Sfærisk Astronomi; Den astronomiske bevægelseslære; Tolegemeproblemet, Trelegemeproblemet og Perturbationsproblemet; Solsystemet; Stellarastronomi og Astrofysik. Den giver et indblik i hvad studerende i 1940'erne og 1950'erne skulle lære.

I 1947 udviklede Bengt Strömgren den fotoelektriske fotometri. Han benyttede optiske smalbåndsfiltre som giver en mere præcis bestemmelse af f.eks. brint. Strömgren optimerede filtrene efter hvad han var interesseret i af fysiske størrelser og udviklede endelig det standardiserede u, v, b, y, $\beta$ system, også kendt som "Strömgren-fotometri". Det er blevet monteret på flere danske teleskoper og anvendt meget.

I 1951 blev Bengt Strömgren tilbudt stillingen som direktør for Yerkes og Mc Donald-observatoriet. Han tog imod den og tog orlov fra sit professorat. I perioden 1951-1958, hvor Bengt Strömgren var bortrejst, fungerede direktør for Geodætisk Institut, Niels Erik Nørlund, som konstitueret bestyrer for observatoriet på Østervold. For observatoriets daglige ledelse stod observator Julie M. Vinter Hansen.

Bengt Strömgren besøgte jævnligt Danmark for at arbejde med planerne for det planlagte observatorium i Brorfelde. Men da han i 1957 fik tilbudt et professorat på Institute for Advanced Study i Princeton forlod han sin stilling i København. Han blev afløst af professor og bestyrer Anders Reiz.

Her slutter vi foreløbig beretningen om astronomiens udvikling ved Københavns Universitet. En ny æra begyndte og astronomi som fag voksede betydeligt op gennem 1960'erne.

Hovedkilderne til denne artikel har været "Dansk Astronomi gennem firehundrede år" [2] og "Københavns Universitet 1479-1979" [3] som begge anbefales for videre studier. Tak til lektor Johannes Andersen for kommentarer til manuskriptet.

Litteratur

1. Hans H. Kjølsen: "Fra Skidenstræde til H.C. Ørsted Institutet". Gjellerup 1965.
2. Kjeld Gyldenkerne og Per Barner Darnell. Redaktion Claus Thykier: "Dansk Astronomi gennem firehundrede år". Bind 1-3. Forlaget Rhodos 1990.
3. Svend Ellehøj et.al. hovedredaktion "Københavns Universitet 1479-1979", Bind XII. C.E.C. Gads Forlag 1983. Kapitlet Astronomi er skrevet af Kristian Peder Moesgaard, Kurt Møller Pedersen og Bengt Strömgren.
4. Axel V. Nielsen: "Hundrede års astronomi på Østervold". Nordisk Astronomisk Tidsskrift 1962.
5. Kjeld Gyldenkerne: "Fyrre år i Brorfelde". Astronomisk Tidsskrift årg. 19, nr. 3 1986.
6. Københavns Universitets Årbøger 1964-2000.
7. John Robert Christianson: "On Tychos Island - Tycho Brahe and His Assistants 1570-1601". Cambridge 2000.
8. Elis Strömgren: "Tre Aartiers Celest Mekanik Paa Københavns Universitet". Festskrift, KU 1923.
9. Virtuel udstilling på DNLB, www.udstillinger.dnlb.dk/Astroweb/
10. Rundetaarns hjemmeside, www.rundetaarn.dk

Almanakken har haft en række astronomiske artikler i de senere år. De illustrerer bredden af forskningen på Astronomisk Observatorium (sidetal er angivet i parentes):
Universitetsobservatoriet og dets forskning, K. Gyldenkerne. Almanak 1989 (101-117).
Tyngdekrafts-linser afslører kvasarerne, R. Florentin Nielsen. Almanak 1990 (101-107).
Kæmpeteleskoper: En ny generation på vej, J. Andersen. Almanak 1991 (63-77).
Supernovaeksplosioner, H.E. Jørgensen. Almanak 1992 (59-64).
Opsendelsen af HIPPARCOS lykkedes alligevel, E. Høg. Almanak 1993 (59-66).
En lille kikkerts bidrag til udforskningen af Mælkevejssystemets struktur og dets kemiske og dynamiske udvikling, E.H. Olsen. Almanak 1994 (59-74).
Opdagelsen af det varme Univers, I. Novikov. Almanak 1996 (69-76).
Tycho Brahe - despot eller offer?, C. Thykier. Almanak 1997 (59-65).
Stjernestøv i meteoritter, A.C. Andersen. Almanak 1999 (64-71).
Lidt om stjernedannelse, J. Knude. Almanak 2002.
Is i vort solsystem, D. Dahl-Jensen. Almanak 2002.

About this document ...

Astronomi ved Københavns Universitet 1479-1957

This document was generated using the LaTeX2HTML translator Version 97.1 (release) (July 13th, 1997)

Copyright © 1993, 1994, 1995, 1996, 1997, Nikos Drakos, Computer Based Learning Unit, University of Leeds.

The command line arguments were:
latex2html -split 0 almanak.

The translation was initiated by Michael Cramer Andersen on 7/13/2001