THÁP PHRÔMBỐC
Sau khi nhận bằng tiến sĩ giáo luật, Côpecnic lúc này đã 30 tuổi. Ông trở về Ba Lan và được bầu làm uỷ viên hội đồng giám mục Varơmia – thành viên của thị tộc tôn giáo và hành chính cao nhất trong công quốc giám mục. Ông sống vài năm trong lâu đài dành cho giám mục ở Litxbac dưới sự điều hành trực tiếp của giám mục Lucasơ là cậu của ông, đồng thời làm thư ký và bác sĩ cho cậu. Mặc dù bận nhiều công việc, Côpecnic vẫn không quên thiên văn học và những người thân cận với ông đã coi ông là người tinh thông lỗi lạc nhất ở lĩnh vực khoa học này. Năm 1512 Lucaso Vachenrôđe qua đời. Từ đây bắt đầu đoạn đời Phrômbốc của nhà bác học.
Giáo đường Đức Mẹ ở Phrômbốc, nơi cha cố Nicôlai phục vụ, là một trong những thánh địa chủ yếu của Công giáo Ba Lan. Nhà thờ được bao quanh bởi một bức tường chắc chắn với những cái tháp bảo vệ và nếu cần thiết, có thể trở thành một pháo đài. Côpecnic đã chọn cho mình một chỗ ở không được tiện nghi cho lắm: một cái tháp ở phía tây bắc của bức tường nhà thờ. Trên tầng cao nhất của tháp ông thu xếp thành phòng làm việc. Từ đó có cửa ra phía bức tường lớn bảo vệ nhà thời là nơi quan sát rất tốt. Theo bức tường thành đó có thể đi đến cái tháp ở bên cạnh, trên đó là một cái sân thích hợp cho việc quan trắc một phía khác của bầu trời. Côpecnic tự làm ra các dụng cụ đo góc thiên văn bằng gỗ giống như dụng cụ được mô tả trong “Almagest”. Trong các dụng cụ đó có: “triquetrum” (thước ngắm tam giác) là một tam giác có bản lề mà một trong những thanh ngang của nó được đặt hướng lên thiên thể còn một thanh khác để đo và tính toán; “biểu tử vi”, hay kính tứ phân mặt trời, mà mặt phẳng dựng đứng có thanh trục nhô ra ngoài ở góc phía trên. Thiết bị được đặt theo hướng bắc - nam có thể đánh giá được độ nghiêng của Hoàng đạo đối với xích đạo theo hướng bóng râm giữa trưa vào các ngày chí. Một thiết bị đo khác cũng không kém phần quan trọng đó là thước xích cầu (armillary sphere, còn gọi là “hồn thiên nghi”) gồm những vòng xoay được lồng vào nhau, dùng làm mô hình tọa độ trời, cho phép thực hiện việc đo tính theo hướng cần thiết. Xét về điều kiện thời tiết và vị trí địa lý thì Phrômbốc không tiện cho các cuộc quan trắc, tuy vậy Côpecnic vẫn quan sát rất nhiều, có thể đoán được điều đó qua những nhận xét trong tác phẩm chủ yếu của ông “Về chuyển động quay của các thiên cầu”.
Mục đích các cuộc quan trắc của Côpecnic không phải là ở chỗ khám phá ra những hiện tượng mới trên Bầu Trời. Các nhà thiên văn học thời trung cổ đã làm những việc như đo đạc vị trí các thiên thể và so sánh những số liệu của mình với các kết quả tính toán theo sơ đồ của Ptôlêmê. Nhiều thế hệ các nhà thiên văn học đã điều chỉnh hệ thống vòng tròn ngoại luân của Ptôlêmê để đoán trước vị trí của các hành tinh một cách chắc chắn hơn. Kết quả là các dự đoán vẫn không đúng hơn bao nhiêu, còn vũ trụ của Ptôlêmê đã trở nên phức tạp đến nỗi mọi người đều hiểu rằng thượng đế không thể tạo ra một thế giới vô lý như vậy. Trong bản ghi chép của Côpecnic về một cuộc quan sát sao Hoả ở vị trí xung đối (đối với Mặt Trời) ngày 5 tháng 6 năm 1512 có viết rằng “sao Hoả đã vượt quá sự tính toán hơn 2 độ”. Cũng như các nhà thiên văn học khác Côpecnic nghĩ đến việc cải tiến các sơ đồ tính toán.
Trước hết Côpecnic muốn làm cho mô hình Ptôlêmê cân đối và đơn giản hơn. Ông tin rằng chân lý nằm trong sự giản đơn.
Chính Ptôlêmê đã gợi ý cho ông phương pháp đơn giản hoá mô hình bằng cách bác bỏ giả thuyết Trái Đất quay xung quanh Mặt Trời. Và cái điều được coi là phi lý của 1500 năm trước đây đã trở thành đối tượng suy ngẫm của Côpecnic.
Chuyển động quay của Trái Đất đã lý giải được nhiều hiện tượng một cách đơn giản: chuyển động hàng năm của trục Trái Đất (nếu so sánh Trái Đất với một con quay đang quay, “sự đeo
bám” của sao Thuỷ và sao Kim vào Mặt Trời, độ chói không bình thường của sao Hoả trong thời kỳ xung đối của nó, và cuối cùng là chuyển động hình vòng nút của các hành tinh. (Chúng ta quan sát các hành tinh đang chuyển động từ Trái Đất cũng đang chuyển động). Khi đó Côpecnic đã “đảm nhận việc đọc hết các sách của tất cả các nhà triết học mà ông tìm kiếm được, hòng tìm ra một người nào đó có ý kiến cho rằng trên các thiên cầu tồn tại những chuyển động khác với những điều mà người ta yêu cầu giảng dạy trong các trường toán học…” và ông đã tìm thấy trong sách của Xixêrôn viết rằng những người theo thuyết Pitago là Ecphant và Hiket đã ủng hộ ý kiến cho rằng Trái Đất quay xung quanh trục của nó. Arixtôt cũng thông báo về sự chuyển động của Trái Đất trên quỹ đạo theo quan điểm của Philôlau, một người của trường phái Pitago. Rất tiếc là Côpecnic chưa biết đến hệ thống nhật tâm của Arixtac xứ xamôt, bởi vì chuyện kể của Acsimet về hệ thống này mới chỉ được công bố ở châu Âu sau khi Côpecnic qua đời. Uy tín của các nhà bác học Hy Lạp cổ đại đã củng cố thêm mong muốn của Côpecnic hoàn thiện đến cùng thuyết nhật tâm.
Rất lâu sau này Nicôlai Côpecnic nhớ lại trong lời đề tặng tác phẩm chính của mình cho Giáo hoàng Pôn III: “Tôi không muốn giấu giếm Đức cha tôn kính rằng đã có một điều thôi thúc tôi suy nghĩ về một cách tính toán các thiên cầu; đó chính là việc bản thân các nhà toán học đã không có ý kiến gì thật rõ ràng đối với việc nghiên cứu chuyển động của các thiên cầu này và điều quan trọng nhất là họ không thể xác định được hình dạng của Trái Đất và tỷ lệ cân đối chính xác từng phần của nó”.
Hệ thống địa tâm của Ơđôc và Ptôlêmê không cho phép đo được khoảng cách đến các hành tinh. Trong hệ thống nhật tâm của Côpecnic lần đầu tiên xuất hiện khả năng ước lượng tỷ lệ cân đối của hệ Mặt Trời bằng việc sử dụng bán kính quỹ đạo Trái Đất làm một đơn vị thiên văn. Côpecnic hiểu ra rằng nếu chúng ta nhìn lên các hành tinh khi ta đứng trên quả đất đang quay, thì thấy các hành tinh ngoài chuyển động theo quỹ đạo của mình còn chuyển động phụ theo vòng tròn. Từ Trái Đất chuyển động đó được nhìn thấy dưới dạng vòng tròn ngoại luân. Kích thước vòng tròn ngoại luân này bằng đường kính của quỹ đạo hành tinh chúng ta. Bởi vậy hành tinh càng ở xa chúng ta thì vòng tròn ngoại luân càng nhỏ và theo kích thước góc của nó có thể phán đoán độ xa của nó. Trong hệ thống của Côpecnic “trình tự và kích thước của các thiên thể, tất cả các hình cầu và thậm chí chính bầu trời, dường như gắn kết với nhau đến nỗi không thể xếp lại một bộ phận nào mà không gây lộn xộn cho những phần còn lại trong toàn bộ Vũ Trụ”.
