Et middelalderpergament fra et kloster i Egypt har gitt en overraskende skatt. Skjult under kristne tekster har forskere oppdaget det som ser ut til å være en del av den for lengst tapte stjernekatalogen til astronomen Hipparchus – antatt å være det tidligste kjente forsøket på å kartlegge hele himmelen.
Forskere har søkt etter Hipparchus sin katalog i århundrer. James Evans, en astronomihistoriker ved University of Puget Sound i Tacoma, Washington, beskriver funnet som «sjeldent» og «bemerkelsesverdig». Utdraget er publisert på nettet denne uken i Journal for the History of Astronomy1. Evans sier at det beviser at Hipparchus, ofte ansett som den største astronomen i antikkens Hellas, virkelig kartla himmelen århundrer før andre kjente forsøk. Det belyser også et avgjørende øyeblikk i vitenskapens fødsel, da astronomer gikk fra å bare beskrive mønstrene de så på himmelen til å måle og forutsi dem.
Manuskriptet kom fra det gresk-ortodokse St Catherine’s Monastery på Sinai-halvøya, Egypt, men de fleste av dets 146 blader, eller folioer, eies nå av Museum of the Bible i Washington DC. Sidene inneholder Codex Climaci Rescriptus, en samling syriske tekster skrevet i det tiende eller ellevte århundre. Men kodeksen er en palimpsest: pergament som ble skrapet rent for eldre tekst av skriveren slik at det kunne gjenbrukes.
Den eldre skriften ble antatt å inneholde ytterligere kristne tekster, og i 2012 ba bibelforsker Peter Williams ved University of Cambridge, Storbritannia, studentene sine om å studere sidene som et sommerprosjekt. En av dem, Jamie Klair, oppdaget uventet en passasje på gresk som ofte ble tilskrevet astronomen Eratosthenes. I 2017 ble sidene analysert på nytt ved hjelp av toppmoderne multispektral avbildning. Forskere ved Early Manuscripts Electronic Library i Rolling Hills Estates, California, og University of Rochester i New York tok 42 bilder av hver side i forskjellige bølgelengder av lys, og brukte datamaskinalgoritmer for å søke etter kombinasjoner av frekvenser som forbedret den skjulte teksten.
Stjernetegn
Ni folioer avslørte astronomisk materiale, som (i henhold til radiokarbondatering og skriftstilen) sannsynligvis ble transkribert i det femte eller sjette århundre. Den inkluderer stjerneopprinnelsesmyter av Eratosthenes og deler av en berømt tredje århundre-f.Kr dikt kalt Fenomener, som beskriver stjernebildene. Så, mens han gransket over bildene under en koronavirussperre, la Williams merke til noe mye mer uvanlig. Han varslet vitenskapshistoriker Victor Gysembergh ved det franske nasjonale vitenskapelige forskningssenteret CNRS i Paris. “Jeg var veldig spent fra begynnelsen,” sier Gysembergh. “Det var umiddelbart klart at vi hadde stjernekoordinater.”
Den overlevende passasjen, dechiffrert av Gysembergh og hans kollega Emmanuel Zingg ved Sorbonne-universitetet i Paris, er omtrent en side lang. Den angir lengden og bredden i grader av stjernebildet Corona Borealis, den nordlige kronen, og gir koordinater for stjernene i det ytterste nord, sør, øst og vest.
Flere bevis peker på Hipparchus som kilden, og begynner med den særegne måten noen av dataene uttrykkes på. Og, avgjørende, presisjonen av den gamle astronomens målinger gjorde det mulig for teamet å datere observasjonene. Fenomenet presesjon – der jorden sakte slingrer rundt sin akse rundt én grad hvert 72. år – betyr at posisjonen til fiksstjernene sakte skifter på himmelen. Forskerne var i stand til å bruke dette til å sjekke når den gamle astronomen må ha gjort sine observasjoner, og fant ut at koordinatene passet omtrent 129 f.Kr – i tiden da Hipparchus jobbet.
Inntil nå, sier Evans, var den eneste stjernekatalogen som hadde overlevd fra antikken en kompilert av astronomen Claudius Ptolemaios i Alexandria, Egypt, i det andre århundre. annonse. Hans avhandling Almagest, en av de mest innflytelsesrike vitenskapelige tekstene i historien, satte opp en matematisk modell av kosmos – med Jorden i sentrum – som ble akseptert i mer enn 1200 år. Han ga også koordinatene og størrelsesordenen til mer enn 1000 stjerner. Imidlertid er det nevnt flere ganger i gamle kilder at personen som først målte stjernene var Hipparchus, som arbeidet på den greske øya Rhodos tre århundrer før, omtrent mellom 190 og 120. f.Kr.
Beliggenhet, beliggenhet, beliggenhet
Babylonske astronomer hadde tidligere målt posisjonene til noen stjerner rundt dyrekretsen, stjernebildene som ligger langs ekliptikken – Solens årlige bane mot de “faste” stjernene, sett fra jorden. Men Hipparchus var den første som definerte plasseringen av stjerner ved å bruke to koordinater, og kartla stjerner over hele himmelen. Blant annet var det Hipparchus selv som først oppdaget jordens presesjon, og han modellerte de tilsynelatende bevegelsene til solen og månen.
Gysembergh og kollegene hans brukte dataene de oppdaget for å bekrefte koordinatene for tre andre stjernekonstellasjoner (Ursa Major, Ursa Minor og Draco), i et eget latinsk middelaldermanuskript kjent som Latin pløyde, må også komme direkte fra Hipparchus. “Det nye fragmentet gjør dette mye, mye klarere,” sier Mathieu Ossendrijver, en historiker av astronomi ved Free University of Berlin. “Denne stjernekatalogen som har svevet i litteraturen som en nesten hypotetisk ting, har blitt veldig konkret.”
Beste kart over Melkeveien avslører en milliard stjerner i bevegelse
Forskerne tror at Hipparchus sin opprinnelige liste, i likhet med Ptolemaios, ville ha inkludert observasjoner av nesten hver eneste synlige stjerne på himmelen. Uten teleskop, sier Gysembergh, skal han ha brukt et sikterør, kjent som en dioptra, eller en mekanisme som kalles en armillarkule. “Det representerer utallige timer med arbeid.”
Forholdet mellom Hipparchus og Ptolemaios har alltid vært grumsete. Noen forskere har antydet at Hipparchus sin katalog aldri har eksistert. Andre (som starter med astronomen Tycho Brahe fra 1500-tallet) hevdet at Ptolemaios hadde stjålet Hipparchus sine data og hevdet at de var sine egne. “Mange tror at Hipparchus var den virkelig store oppdageren,” sier Gysembergh, mens Ptolemaios var “en fantastisk lærer” som samlet sine forgjengeres arbeid.
Fra dataene i fragmentene konkluderer teamet med at Ptolemaios ikke bare kopierte Hipparchus sine tall. Men kanskje han burde ha det: Hipparchus sine observasjoner ser ut til å være spesielt mer nøyaktige, med koordinatene lest så langt riktig til innenfor én grad. Og mens Ptolemaios baserte koordinatsystemet sitt på ekliptikken, brukte Hipparchus den himmelske ekvator, et system mer vanlig i moderne stjernekart.
Fødsel av et felt
Oppdagelsen “beriker bildet vårt” av Hipparchus, sier Evans. “Det gir oss et fascinerende glimt av hva han faktisk gjorde.” Og ved å gjøre det, kaster den lys over en nøkkelutvikling i den vestlige sivilisasjonen, “matematiseringen av naturen”, der forskere som forsøkte å forstå universet skiftet fra bare å beskrive mønstrene de så til å sikte på å måle, beregne og forutsi.
Hipparchus var den sentrale figuren som var ansvarlig for å “gjøre astronomi til en prediktiv vitenskap”, sier Ossendrijver. I sitt eneste gjenlevende verk kritiserte Hipparchus tidligere astronomiske forfattere for ikke å bry seg om numerisk nøyaktighet i deres visjoner om baner og himmelsfærer.
Han antas å ha blitt inspirert av kontakten med babylonske astronomer, og å ha hatt tilgang til århundrers nøyaktige observasjoner. Babylonerne hadde ingen interesse i å modellere hvordan solsystemet var arrangert i tre dimensjoner, men på grunn av deres tro på himmelske varsler gjorde de nøyaktige observasjoner og utviklet matematiske metoder for å modellere og forutsi tidspunktet for hendelser som måneformørkelser. Med Hipparchus smeltet denne tradisjonen sammen med den greske geometriske tilnærmingen, sier Evans, og “moderne astronomi begynner virkelig”.
Forskerne håper at etter hvert som bildeteknikkene forbedres, vil de avdekke ytterligere stjernekoordinater, og gi dem et større datasett å studere. Flere deler av Codex Climaci Rescriptus er ennå ikke dechiffrert. Det er også mulig at flere sider fra stjernekatalogen overlever i St Catherines bibliotek, som inneholder mer enn 160 palimpsester. Forsøk på å lese disse har allerede avslørt tidligere ukjente greske medisinske tekster, inkludert medikamentoppskrifter, kirurgiske instruksjoner og en guide til medisinske planter.
Utover det åpner multispektral avbildning av palimpsester en rik ny søm av gamle tekster i arkiver rundt om i verden. “Bare i Europa er det bokstavelig talt tusenvis av palimpsests i store biblioteker,” sier Gysembergh. “Dette er bare ett tilfelle, det er veldig spennende, av en forskningsmulighet som kan brukes på tusenvis av manuskripter med fantastiske funn hver gang.”