Médico, matemático y teólogo danés. Hijo de Caspar Bartholin el Viejo y Anna Fincke, hija a su vez del matemático Thomas Fincke.
Tuvo cinco hermanos, entre los que destacó Rasmus Bartholin (nueve años menor), que alcanzó tanta fama como él por sus hallazgos científicos relacionados con la refracción doble de la luz.
Thomas Bartholin es conocido como el descubridor del sistema linfático. Aunque ese descubrimiento fue realizado a la vez por Olaus Rudbeck, Thomas lo publicó primero.
Su padre publicó la primera colección anatómica en 1611, que fue ilustrada y revisada más adelante por Thomas, lo que convirtió a este trabajo en la referencia por excelencia de la anatomía. Cabe destacar que el ducto principal de las glándulas sublinguales llevan su nombre referido como el ducto sublingual de Bartholin.
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En 1670 la granja donde vivía sufrió un incendio que acabó con gran parte de su biblioteca y de sus manuscritos.
Después de esto, el rey Cristián V de Dinamarca nombró a Thomas como su médico personal, concediéndole un generoso sueldo y eximiendo a su granja del pago de impuestos, como recompensa por la pérdida sufrida.
En 1680 enferma, por lo cual vende la granja y regresa a Copenhague, dónde fallece poco más tarde.
Fue sepultado en Vor Frue Kirke (la Iglesia de Nuestra Señora).
Tal día como hoy
1520. Actual República Dominicana. Francisco Dávila funda la villa Hato Mayor del Rey.
1572. Goes (Países Bajos). Cristóbal de Mondragón, con 3000 soldados, levanta el asedio rebelde de la ciudad.
1687. Perú. En Lima dos terremotos y su posterior maremoto dejan 1541 muertos. En la tarde primera procesión del Señor de los Milagros.
1740. Austria. María Teresa I es entronizada emperatriz. Comienza la Guerra de Sucesión Austríaca.
1904. Chile. Firma del Tratado de 1904 con Bolivia que fija un límite definitivo entre ambos países.
1926. Cuba. Huracán más potente de su historia mata a 600.