Тихонічна система або система Тихо () — це модель Всесвіту, опублікована данським астрономом Тихо Браге наприкінці XVI століття, у якій він намагався поєднати математичні переваги системи Коперника, з філософськими та «фізичними» перевагами системи Птолемея. Можливо, Тихо Браге надихався працями Валентина Набота та Пауля ВіттіхаOwen Gingerich, The Book Nobody Read: Chasing the Revolutions of Nicolaus Copernicus, Penguin, . Схожа космологічна модель була незалежно запропонована в індуїстському астрономічному трактаті «Тантрасамграха» () Нілаканта Сомаяджі з Керальської школи астрономії та математики.
Концептуально це геоцентрична модель, або, точніше, геогеліоцентрична: Земля знаходиться в центрі Всесвіту, Сонце, Місяць та зірки обертаються навколо Землі, а п'ять відомих планет обертаються навколо Сонця. Водночас рух планет математично еквівалентний рухові у геліоцентричній системі Коперника за допомогою простого перетворення координат. З точки зору спостережень руху планет тихонічна система нічим не відрізняється від коперніканської. Тому, оскільки тоді ще не був відкритий закон всесвітнього тяжіння, який би пояснював, чому саме планети рухаються так, як рухаються, не існувало математичної причини надавати перевагу системі Тихо чи Коперника.«The Tychonic system is, in fact, precisely equivalent mathematically to Copernicus' system.» (p. 202) and «[T]he Tychonic system is transformed to the Copernican system simply by holding the sun fixed instead of the earth. The relative motions of the planets are the same in both systems …» (p. 204), Kuhn, Thomas S., The Copernican Revolution (Harvard University Press, 1957).
Тихонічна система використовувала багато переваг моделі Коперника й водночас не вимагала радикального перегляду поглядів на місце Землі у Всесвіті. Зокрема, ця модель світу не конфліктувала з тодішніми поглядами католицької церкви, яка відкрито засудила геліоцентризм у 1616 році. Протягом XVI—XVII століть система світу Тихо також часто виступала як завуальований легальний варіант системи Коперника. До кінця XVII століття, після відкриття Ньютоном законів динаміки й закону всесвітнього тяжіння, всі альтернативні до геліоцентризму теорії втратили наукове значення.
Попередники геогеліоцентризму Начерки геогеліоцентричної системи зустрічалися в історії неодноразово. Давньогрецький астроном Теон зі Смірни в II столітті н. е. і римський філософ Марціан Капела в V столітті н. е. описали варіант геоцентричної системи, в якій Земля нерухома, але Меркурій та Венера обертаються навколо Сонця (хоча разом з ним — і навколо Землі). Імовірно, ця гіпотеза сходить ще до Геракліда Понтійського (IV століття до н. е.). Підставою для цього припущення є слова латинського автора Халкідія (IV ст. н. е.) з його «Коментаря до платонівського „Тімея“»:
Нарешті, Гераклід Понтійський, описуючи коло Люцифера [Венери], як і таке Сонця, й даючи двом колам один центр й одну середину, показав, що Люцифер буває іноді вище, іноді нижче Сонця. Він каже, що положення Сонця, Місяця, Люцифера та всіх планет, де б вони не перебували, визначається лінією, що проходить через центри Землі й даного небесного тіла.
З планет тут згадується лише Люцифер (одна з найдавніших назв Венери), але з контексту ясно, що те саме стосується й Меркурія. Фразу «іноді вище, іноді нижче Сонця» можна розуміти так: іноді Венера далі від Землі, ніж Сонце, іноді — ближче. Можливо, такого погляду дотримувався й Архімед, вважаючи, що навколо Сонця обертається й Марс, орбіта якого в цьому випадку мала б охоплювати Землю, а не пролягати між нею та Сонцем, як у випадку Меркурія та Венери.
Така модель руху Меркурія та Венери дожила в європейських країнах до пізнього середньовіччя. До XIII століття належить лист астронома (ім'я якого невідоме) до імператора Латинської імперії Балдуїна II де Куртене: «Кола Меркурія і Венери… рухаються навколо Сонця, й вони мають центрами своїх сфер центр Сонця». Натурфілософ XIV століття Жан Буридан писав у своїх коментарях до арістотелівського трактату «Про Небо» при обговоренні питання, чому Сонце, Меркурій та Венера мають однакові (річні) періоди руху по зодіаку:Деякі відповідають, що це відбувається тому, що ці три планети розташовані в одній і тій самій сфері, хоча всередині неї вони мають різні епіцикли й ексцентри… Це може бути істинним, оскільки коли вони [Меркурій та Венера] розташовані в апоцентрах своїх ексцентрів, вони вищі, ніж Сонце, і коли вони розташовані у протилежних точках, вони нижче, ніж Сонце.Тут описується уявлення, що епіцикли Меркурія та Венери містяться в тій самій сфері, що й епіцикл Сонця, і з викладу ясно, що ці планети обертаються навколо Сонця. Сам Бурідан називає цю конфігурацію «ймовірною». Однак він знаходить й інше рішення проблеми рівності періодів руху трьох світил: «однакове відношення рушійних інтелігенцій до рухомих сфер».
На початку у 1501 р. про обертання Меркурія та Венери навколо Сонця згадував італійський математик . У 1573 році аналогічну систему світу опублікував німецький вчений з посиланням на Марціана Капеллу.
Можливо, геогеліоцентричну систему (вже для всіх п'яти планет) розглядали самаркандські вчені в обсерваторії Улугбека. Зокрема, астроном (вчитель Улугбека, XV століття) писав:Деякі вчені вважають, що Сонце міститься в середині орбіт планет. Та планета, що рухається повільніше, ніж інша, далі віддалена від Сонця. Її відстань буде більшою. Планета, що рухається найповільніше, розташована на найбільшій відстані від Сонця.Висловлювалося припущення, що геогеліоцентричну систему розробив також індійський астроном Нілаканта з Керальської школи в XV століттіJoseph, George G. (2000), The Crest of the Peacock: Non-European Roots of Mathematics, p. 408, Princeton University Press, ISBN 978-0-691-00659-8. У своїй Аріабхатавах'язі, коментарях до Аріабхати, він запропонував модель, де Меркурій, Венера, Марс, Юпітер й Сатурн обертаються навколо Сонця, а воно, у свою чергу, навколо Землі; більшість астрономів Керальської школи прийняли його модель.
Створення та розвиток
В XVI столітті Коперник у праці «Про обертання небесних сфер» (1543) запропонував геліоцентричну систему світу. Проте вона викликала заперечення у частини вчених. Заперечення висувалися з точки зору релігії, астрономії та арістотелівської натурфілософії.
Вважається, що ідея розробити нову систему світу в Тихо Браге виникла близько 1580 року, коли його обсерваторію на острові Вен відвідував німецький астроном Gingerich and Westman, 1988. Предметом наукового інтересу Віттіха були геометричні перетворення системи Коперника до геоцентричної системи відліку. В 1578 році він побудував діаграму, на якій Меркурій і Венера оберталися навколо Сонця, а епіциклі Марса, Юпітера і Сатурна мають радіуси, рівні радіусу кола, по якому Сонце обертається навколо Землі. З геометричної точки зору, модель Віттіха повністю еквівалентна тихонічній системі.
Тихо Браге, що був у свій час найвизначнішим астроном, писав у трактаті «Про нещодавні явища в небесному світі» (De Mundi aeteri recentioribus phaenomenis, 1588, Ураніборг)Owen Gingerich. The eye of heaven: Ptolemy, Copernicus, Kepler. New York: American Institute of Physics, 1993, p. 181, ISBN 0-88318-863-5: Тіло Землі велике, повільно і непридатне для руху… Я без жодних сумнівів дотримуюся тієї думки, що Земля, яку ми заселяємо, займає центр Всесвіту, що відповідає загальноприйнятим думкам давніх астрономів і натурфілософів, що засвідчено вище Священним Писанням, і не крутиться в річному обертанні, як бажав Коперник. Іншим важливим аргументом на користь нерухомості Землі Браге вважав відсутність зоряних паралаксів, хоча правильне пояснення цього факту (віддаленість зір) є вже у Коперника.
В зазначеній праці Тихо Браге висловив й детально обґрунтував власну систему світу, яку вважав своїм найбільшим досягненням. Земля в його системі була цілковито нерухомою, не роблячи ні поступального, ні осьового обертання. Співвідношення між відстанями планет від Сонця було точно такими, як й у системі Коперника. Зорі розташовувалися відразу за Сатурном. Цікавою особливістю цієї системи було перетинання кіл Марса та Сонця. Тихо вважав це додатковим аргументом проти існування твердих небесних сфер.
Майже водночас з Тихо, або трохи пізніше, схожу систему запропонували й кілька інших астрономів, найвідомішим з яких був , відомий також як Урсус (проте, в його системі Земля оберталася навколо осі). Тихо зразу ж звинуватив Реймерса в плагіаті, стверджуючи, що той міг побачити його креслення під час відвідування Ураніборга в 1584 році. Однак не можна виключити й того, що обидва астрономи висунули цю ідею незалежно один від одного.
Впливовим критиком тихонічної системи був німецький астроном , який дотримувався геліоцентричних поглядів. У листуванні з Тихо Браге Ротман висував таке заперечення: незрозуміло, яка сила могла утримати всі планети навколо Сонця, якщо Сонце саме обертається навколо Землі.
Подальша доля системи
Після смерті Тихо Браге (1601 рік) Йоганн Кеплер, вивчивши його спостереження, відкрив закони руху планет, які остаточно поховали систему Птолемея, але були в принципі, сумісні з системою Тихо Браге. Було сумісним з цією системою світу і відкриття фаз Венери Галілео Галілеєм.
Тому ряд великих вчених визнавали право тихонічної системи на існування поряд з геліоцентризмом (Джованні Доменіко Кассіні, Оле Ремер, Блез Паскаль). До числа основних пропагандистів цієї системи світу належали вчені-єзуїти. Так, італійський астроном, член ордену єзуїтів Джамбаттіста Річчолі запропонував свій варіант (1651 рік): Юпітер і Сатурн обертаються навколо Землі, інші планети — навколо Сонця; однак пізніше він схилився до варіанту Тихо Браге. Інший італійський астроном-єзуїт, Маттео Річчі, основоположник єзуїтської місії в Пекіні, ознайомив з тихонічною системою китайців.
Лонгомонтан, учень Тихо Браге, виклав систему Браге в монографії «Astronomia Danica» (1622 рік). На відміну від вчителя, Лонгомонтан погодився з Урсусом і визнав добове обертання Землі, непрямим підтвердженням чого стало раніше виявлене обертання Сонця. Книга Лонгомонтана мала велику популярність і була двічі перевидана, останній раз у 1663 році. П'єр Ґассенді публічно підтримав систему Лонгомонтана, хоча багато істориків вважають його прихованим прихильником Коперника. Французький астроном запропонував об'єднати модель Лонгомонтана з еліптичними орбітами Кеплера та іншими його законами (1650 рік). У католицьких країнах тихонічна система зберігала популярність аж до початку XVIII століттяSee page 41 in Christine Schofield, The Tychonic and Semi-Tychonic World Systems, pages 33-44 in R Taton & C Wilson (eds) (1989), The General History of Astronomy, Vol.2A..
Галілей та Кеплер, навпаки, дотримувалися суворого геліоцентризму. Фізик Отто фон Ґеріке вважав, що тільки геліоцентрична система здатна дати пояснення причин руху планет у термінах механіки — на відміну від системи світу Тихо Браге. Можливо, саме з цієї причини прихильниками геліоцентризму були практично всі найвизначніші фізики XVII століття, зокрема, Декарт, Гюйгенс, Бореллі, Гук, Валліс.
У кінці XVII — початку XVIII століття, з відкриттям Ньютоном закону всесвітнього тяжіння та законів динаміки, а також відкриттям аберації світла зірок Бредлі, факт руху Землі став практично загальноприйнятим серед астрономів, фізиків та освічених людей. Тихонічна система світу стала надбанням історії.
У літературі «Система Тихона Брахея» згадується в авторських примітках до «Сатири I» А. Д. Кантемира (1729 рік):