Едмънд Халей

Delice Bette | март 5, 2023

Резюме

Едмънд – 25 януари 1742 г. е английски астроном, геофизик, математик, метеоролог и физик. Той е вторият британски кралски астроном, който наследява Джон Фламстийд през 1720 г.

От обсерваторията, която построява на остров Света Елена през 1676-77 г., Халей съставя каталог на южното небесно полукълбо и записва преминаването на Меркурий през Слънцето. Той осъзнава, че подобно преминаване на Венера може да се използва за определяне на разстоянията между Земята, Венера и Слънцето. След завръщането си в Англия той става член на Кралското дружество и с помощта на крал Чарлз II получава магистърска степен от Оксфорд.

Хейли насърчава и помага за финансирането на издаването на влиятелната книга на Исак Нютон Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (1687 г.). На базата на наблюденията, които Халей прави през септември 1682 г., той използва законите за движение на Нютон, за да изчисли периодичността на Халеевата комета в своя „Синопсис по астрономия на кометите“ от 1705 г. Кометата е наречена на негово име при предсказаното ѝ завръщане през 1758 г., което той не доживява да види.

От 1698 г. Халей прави експедиции с платноходки и провежда наблюдения върху условията на земния магнетизъм. През 1718 г. той открива правилното движение на „неподвижните“ звезди.

Хейли е роден в Хагърстън, Мидълсекс. Според Хейли рождената му дата е 8 ноември Баща му, Едмънд Хейли-старши, произхожда от семейство от Дербишър и е богат производител на сапун в Лондон. Като дете Халей проявява голям интерес към математиката. Той учи в училището „Сейнт Пол“, където развива първоначалния си интерес към астрономията, и през 1671 г. е избран за капитан на училището. През 1672 г. майката на Халей, Ан Робинсън, умира. той започва да учи в Кралския колеж в Оксфорд. Халей взема със себе си 24-футов телескоп, очевидно платен от баща му. Още докато е студент, Халей публикува статии за Слънчевата система и слънчевите петна. През март 1675 г. той пише на Джон Фламстийд, кралски астроном (първият в Англия), че водещите публикувани таблици за положението на Юпитер и Сатурн са погрешни, както и някои от позициите на звездите на Тихо Брахе.

Публикации и изобретения

През 1676 г. Фламстийд помага на Халей да публикува първата си статия, озаглавена „Пряк и геометричен метод за намиране на афелиите, ексцентрицитетите и пропорциите на основните планети, без да се предполага равенство в ъгловото движение“, за планетарните орбити, във „Философски транзакции на Кралското дружество“. Повлиян от проекта на Фламстийд за съставяне на каталог на звездите от северното небесно полукълбо, Халей предлага да направи същото за южното небе, като за целта напуска училище. Той избира южния атлантически остров Света Елена (западно от Африка), откъдето ще може да наблюдава не само южните звезди, но и някои от северните, за да ги съпостави. Крал Чарлз II подкрепя начинанието му. В края на 1676 г. Хейли отплава към острова, след което създава обсерватория с голям секстант с телескопичен прицел. В продължение на една година той прави наблюдения, с които съставя първия каталог на южното небе, и наблюдава преминаването на Меркурий през Слънцето. Съсредоточавайки се върху последното наблюдение, Халей осъзнава, че наблюдението на слънчевия паралакс на планета – в идеалния случай с помощта на преминаването на Венера, което няма да се случи в рамките на неговия живот – може да се използва за тригонометрично определяне на разстоянията между Земята, Венера и Слънцето.

Халей се връща в Англия през май 1678 г. и използва данните си, за да състави карта на южните звезди. Оксфорд не разрешава на Халей да се завърне, защото е нарушил изискванията за пребиваване, когато е заминал за остров Света Елена. Той се обръща към Чарлз II, който подписва писмо с искане на Халей да му бъде присъдена безусловно степента магистър по изкуствата, което колежът дава на 3 декември 1678 г. На 22-годишна възраст Халей е избран за член на Кралското дружество. През 1679 г. той публикува Catalogus Stellarum Australium („Каталог на звездите на Юга“), който включва неговата карта и описания на 341 звезди. Робърт Хук представя каталога на Кралското дружество. В средата на 1679 г. Хейли заминава за Данциг (Гданск) от името на Обществото, за да помогне за разрешаването на спор: тъй като инструментите за наблюдение на астронома Йоханес Хевелиус не са били оборудвани с телескопични мерници, Фламстид и Хук поставят под съмнение точността на наблюденията му; Хейли остава при Хевелиус и проверява наблюденията му, като установява, че те са доста точни.

През 1681 г. Джовани Доменико Касини разказва на Халей за своята теория, че кометите са обекти в орбита. През септември 1682 г. Хейли провежда серия от наблюдения на това, което става известно като Халеевата комета; името му се свързва с нея заради работата му по нейната орбита и предсказването на завръщането ѝ през 1758 г. (което той не доживява). В началото на 1686 г. Хейли е избран за нов секретар на Кралското дружество, което изисква от него да се откаже от стипендията си и да води кореспонденция и срещи, както и да редактира „Философски трудове“. Също през 1686 г. Халей публикува втората част от резултатите от експедицията си в Хелениън, която представлява статия и карта за пасатите и мусоните. Символите, които той използва за изобразяване на вятъра, все още съществуват в повечето съвременни изображения на метеорологични карти. В тази статия той определя слънчевото нагряване като причина за атмосферните движения. Той установява и връзката между барометричното налягане и височината над морското равнище. Неговите диаграми са важен принос към нововъзникващата област на визуализацията на информацията.

Халей прекарва по-голямата част от времето си в лунни наблюдения, но се интересува и от проблемите на гравитацията. Един от проблемите, които привличат вниманието му, е доказването на законите на Кеплер за движението на планетите. През август 1684 г. той отива в Кеймбридж, за да обсъди този проблем с Исак Нютон, подобно на Джон Фламстийд, който го е направил четири години по-рано, само за да открие, че Нютон е решил проблема по внушение на Фламстийд по отношение на орбитата на кометата Кирх, без да публикува решението. Халей поискал да види изчисленията и Нютон му казал, че не може да ги намери, но обещал да ги преработи и да ги изпрати по-късно, което в крайна сметка направил в кратък трактат, озаглавен „За движението на телата по орбита“. Хейли признава важността на труда и се връща в Кеймбридж, за да уреди публикуването му с Нютон, който вместо това го разширява в своята Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica, публикувана за сметка на Хейли през 1687 г. Първите изчисления на Халей с комети са за орбитата на кометата Кирх, базирани на наблюденията на Фламстид през 1680-1681 г. Макар да изчислява точно орбитата на кометата от 1682 г., той е неточен в изчисленията си за орбитата на кометата Кирх. Те показвали периодичност от 575 години, като по този начин се появявала през 531 и 1106 г. и вероятно предвещавала смъртта на Юлий Цезар по подобен начин през 45 г. пр. н. е. Сега е известно, че орбиталният ѝ период е около 10 000 години.

През 1691 г. Халей построява водолазна камбана – устройство, в което атмосферата се допълва с помощта на претеглени бъчви с въздух, изпращани от повърхността. По време на демонстрацията Халей и петима негови спътници се гмуркат на 60 фута (18 м) в река Темза и остават там повече от час и половина. Камбаната на Халей не е била полезна за практическа спасителна работа, тъй като е била много тежка, но с течение на времето той я подобрява, като по-късно удължава времето за излагане под вода до над 4 часа. Халей претърпява един от най-ранните регистрирани случаи на баротравма на средното ухо. Същата година на среща на Кралското дружество Халей представя елементарен работещ модел на магнитен компас, като използва корпус, запълнен с течност, за да смекчи люлеенето и колебанието на намагнетизираната игла.

През 1691 г. Хейли кандидатства за поста Савилиански професор по астрономия в Оксфорд. Докато кандидатства за поста, Халей се сблъсква с неприязънта на кралския астроном Джон Фламстийд, а Англиканската църква поставя под съмнение религиозните му възгледи, най-вече поради това, че се е усъмнил във възрастта на Земята, посочена в Библията. След като Фламстийд пише на Нютон, за да го подкрепи срещу Халей, Нютон му отговаря с надеждата да се помири, но не успява. Срещу кандидатурата на Халей се противопоставят както архиепископът на Кентърбъри Джон Тилотсън, така и епископ Стилингфлийт, и постът е поверен на Дейвид Грегъри, който има подкрепата на Нютон.

През 1692 г. Халей изказва идеята за куха Земя, състояща се от обвивка с дебелина около 800 км, две вътрешни концентрични обвивки и най-вътрешно ядро. Той предполага, че атмосферите разделят тези обвивки и че всяка обвивка има свои магнитни полюси, като всяка сфера се върти с различна скорост. Халей предлага тази схема, за да обясни аномалните показания на компаса. Той си представя, че всяка вътрешна област има атмосфера и е светла (и вероятно обитаема), и предполага, че изпускащият се газ причинява полярното сияние. Той предположил: „Авроралните лъчи се дължат на частици, които се влияят от магнитното поле, като лъчите са успоредни на земното магнитно поле.“

През 1693 г. Халей публикува статия за пожизнените пенсии, която съдържа анализ на възрастта при смърт въз основа на статистическите данни от Бреслау, които Каспар Нойман е успял да предостави. Тази статия позволява на британското правителство да продава пожизнени анюитети на подходяща цена в зависимост от възрастта на купувача. Работата на Халей оказва силно влияние върху развитието на актюерската наука. Изготвянето на таблицата на живота за Бреслау, последвало по-примитивната работа на Джон Граунт, днес се разглежда като важно събитие в историята на демографията.

Кралското дружество порицава Халей за това, че през 1694 г. предполага, че историята за Ноевия потоп може да е разказ за сблъсък с комета. Подобна теория е предложена независимо три века по-късно, но като цяло е отхвърлена от геолозите.

През 1696 г. Нютон е назначен за управител на Кралския монетен двор и назначава Хейли за заместник-контрольор на монетния двор в Честър. Халей прекарва две години в надзор на производството на монети. Докато е там, той хваща двама чиновници да крадат благородни метали. Заедно с местния надзирател разгласяват схемата, без да знаят, че местният управител на монетния двор печели от нея.

През 1698 г. руският цар (по-късно известен като Петър Велики) е на посещение в Англия и се надява, че Нютон ще може да го забавлява. Нютон изпраща Халей вместо него. Двамата с царя се сближават на тема наука и ракия. Според един спорен разказ, когато една вечер двамата били пияни, Халей весело бутал царя из Дептфорд с количка.

Проучвателни години

През 1698 г., по заповед на крал Уилям III, на Халей е възложено командването на „Парамур“ – розов кораб с дължина 52 фута (16 м), за да може да проведе изследвания в южната част на Атлантическия океан на законите, определящи вариациите на компаса, както и да уточни координатите на английските колонии в Америка. На 19 август 1698 г. той поема командването на кораба и през ноември 1698 г. отплава на първото чисто научно плаване на английски военен кораб. За съжаление възникват проблеми с неподчинение, свързани с въпросите за компетентността на Халей да командва кораб. През юли 1699 г. Халей връща кораба в Англия, за да заведе дело срещу офицерите. Резултатът е леко порицание за хората му и недоволство за Халей, който смята, че съдът е бил твърде снизходителен. Впоследствие Халей получава временно назначение като капитан в Кралския флот, на 24 август 1699 г. отново приема кораба „Парамур“ на служба и през септември 1699 г. отново отплава, за да направи обширни наблюдения върху условията на земния магнетизъм. Тази задача той изпълнява по време на второто си плаване в Атлантическия океан, което продължава до 6 септември 1700 г. и се простира от 52 градуса северна ширина до 52 градуса южна ширина. Резултатите са публикувани в „Обща диаграма на изменението на компаса“ (1701 г.). Това е първата подобна карта, която е публикувана, и първата, на която се появяват изогонични или Халееви линии. Използването на такива линии вдъхновява по-късни идеи, като тези за изотермите на Александър фон Хумболт в неговите карти. През 1701 г. Халей предприема трето и последно пътуване с кораба „Парамур“, за да изследва приливите и отливите в Ламанша. През 1702 г. е изпратен от кралица Анна на дипломатически мисии при други европейски лидери.

В предговора към сборника с пътешествия на Оунсхам и Джон Чърчил (1704 г.), за който се предполага, че е написан от Джон Лок или от Халей, подобни експедиции се възхваляват като част от голямото разширяване на европейското познание за света:

Какво е била космографията преди тези открития, освен несъвършен фрагмент от наука, която едва ли заслужава толкова добро име? Когато целият познат свят е представлявал само Европа, малка част от Африка и по-малка част от Азия, така че нито една шеста част от това земно кълбо не е била виждана или чувана. Не, човешкото невежество в тази област беше толкова голямо, че учени хора се съмняваха, че е кръгла, а други, не по-малко знаещи, си представяха всичко, което не познаваха, за пусто и необитаемо. Но сега географията и хидрографията са придобили известно съвършенство благодарение на усилията на толкова много мореплаватели и пътешественици, които, за да докажат, че земята и водата са кръгли, са плавали и пътували около нея, както е показано тук; за да покажат, че няма необитаема част, освен замръзналите полярни области, са посетили всички други страни, макар и никога толкова отдалечени, които са намерили добре населени и повечето от тях богати и възхитителни. Астрономията е добавила много съзвездия, които не са били виждани преди. Природната и моралната история е украсена с най-полезното увеличение на толкова хиляди растения, които никога преди това не е виждала, толкова много лекарства и подправки, такова разнообразие от зверове, птици и риби, такива рядкости в минералите, планините и водите, такова необяснимо разнообразие от климати и хора, и в тях от цветове, темпераменти, навици, маниери, политики и религииһттр://…. В заключение ще кажа, че империята на Европа сега се простира до най-крайните предели на земята, където няколко от нейните народи имат завоевания и колонии. Тези и много други са предимствата, извлечени от труда на тези, които се излагат на опасностите на огромния океан и на непознати народи; тези, които седят неподвижно вкъщи, изобилстват от всякакъв вид: и отношенията на един пътешественик са стимул за друг да му подражава, докато останалата част от човечеството, без да мърда, обикаля земята и моретата, посещава всички страни и разговаря с всички народи.

Живот като академик

През ноември 1703 г. Хейли е назначен за Савилиански професор по геометрия в Оксфордския университет, тъй като неговите богословски врагове Джон Тилотсън и епископ Стилингфлийт са починали. През 1705 г., прилагайки методите на историческата астрономия, той публикува статията „Astronomiae cometicae synopsis“ (в нея изказва убеждението си, че наблюденията на комети от 1456, 1531, 1607 и 1682 г. са на една и съща комета и че тя ще се завърне през 1758 г.). Халей не доживява да види завръщането на кометата, но когато това се случва, кометата става известна като Халеевата комета.

До 1706 г. Халей научава арабски и завършва започнатия от Едуард Бернард превод на книги V-VII от „Кониките“ на Аполоний по копия, намерени в Лайден и в Бодлиевата библиотека в Оксфорд. Той завършва и новия превод на първите четири книги от гръцки оригинал, започнат от покойния Дейвид Грегъри. През 1710 г. ги публикува заедно със собствената си реконструкция на книга VIII в първото пълно латинско издание. През същата година получава почетна степен доктор по право от Оксфорд.

През 1716 г. Халей предлага да се измери с голяма точност разстоянието между Земята и Слънцето чрез определяне на времето на преминаване на Венера. По този начин той следва метода, описан от Джеймс Грегъри в Optica Promota (в която е описана и конструкцията на Грегорианския телескоп). Може да се предположи, че Халей е притежавал и чел тази книга, като се има предвид, че Григорианският телескоп е бил основният телескоп, използван в астрономията по времето на Халей. Не е заслуга на Халей, че не е признал приоритета на Григорий в тази област. През 1717-18 г. той открива правилното движение на „неподвижните“ звезди (публикува това през 1718 г.), като сравнява своите астрометрични измервания с тези, дадени в „Алмагест“ на Птолемей. Забелязва се, че Арктур и Сириус са се движили значително, като последната се е придвижила с 30 дъгови минути (около диаметъра на Луната) на юг за 1800 години.

През 1720 г., заедно с приятеля си антиквар Уилям Стъкли, Халей участва в първия опит за научно датиране на Стоунхендж. Предполагайки, че монументът е бил построен с помощта на магнитен компас, Стъкли и Халей се опитват да изчислят възприетото отклонение, като въвеждат корекции от съществуващите магнитни записи, и предлагат три дати (460 г. пр.н.е., 220 г. пр.н.е. и 920 г. пр.н.е.), като е приета най-ранната. Тези дати са сгрешени с хиляди години, но идеята, че научните методи могат да се използват за датиране на древни паметници, е била революционна за времето си.

През 1720 г. Халей наследява Джон Фламстийд като кралски астроном и заема тази длъжност до смъртта си през 1742 г. на 85-годишна възраст. Погребан е в гробището на старата църква „Света Маргарита“, Лий (след това възстановена), на Лий Терас, Блекхийт. Погребан е в същия гроб като кралския астроном Джон Понд; наблизо се намира немаркираният гроб на кралския астроном Натаниел Блис. Оригиналният му надгробен камък е пренесен от Адмиралтейството, когато оригиналната църква в Лий е разрушена и построена наново – днес той може да се види на южната стена на Camera Obscura в Кралската обсерватория в Гринуич. Маркираният му гроб може да се види в църквата „Света Маргарита“, Лий Терас.

Въпреки широко разпространеното погрешно схващане, че Халей е получил рицарско звание, това не е така. Идеята може да се проследи до американски астрономически текстове като „Елементарен трактат по астрономия“ на Уилям Огъстъс Нортън от 1839 г., вероятно поради кралските занимания на Халей и връзките му със сър Исак Нютон.

Хали се жени за Мери Тук през 1682 г. и се установява в Ислингтън. Двамата имат три деца.

Съществуват три произношения на фамилното име Halley. Най-разпространеното, както във Великобритания, е

Що се отнася до собственото му име, въпреки че изписването „Едмънд“ е доста разпространено, според статия от 1902 г. самият Халей е използвал „Едмънд“, въпреки че статия на International Comet Quarterly от 2007 г. оспорва това, коментирайки, че в публикуваните си трудове той използва „Едмънд“ 22 пъти и „Едмънд“ само 3 пъти, като са използвани и няколко други варианта, като латинизираното „Edmundus“. Голяма част от дебатите се дължат на факта, че по времето на Халей английските правописни конвенции все още не са стандартизирани и затова самият той използва множество правописни форми.

Източници

Източници

1. Edmond Halley
2. Едмънд Халей
3. ^ a b This date is by Halley’s own account, but is otherwise unconfirmed.[5]
4. ^ a b This was perhaps the first astronomical mystery solved using Newton’s laws by a scientist other than Newton.[53]
5. Ces dates correspondent au calendrier julien, utilisé en Grande-Bretagne jusqu’en 1752, qui vit aussi le changement de début d’année du 25 mars au 1er janvier. Dans le calendrier grégorien, ces dates correspondent au 8 novembre 1656 et au 25 janvier 1743. (voir Michel Toulmonde, Les dates de Newton dans l’Astronomie, Février 2007).
6. Jean-Michel Faidit, La comète impériale de 1811 : son découvreur Flaugergues, son influence sur Napoléon, le vin de la comète, Toulon, Presses du Midi, 2012, 131 p. (ISBN 978-2-8127-0312-6), p. 7
7. Cf. Paul ver Eecke, préface à la Collection mathématique de Pappus d’Alexandrie (1982), édité par Albert Blanchard, Paris, p. CXXIV.
8. Traduction de Barthélemy Saint-Hilaire, lire en ligne.
9. G.J. Babu and E.D. Feigelson: Astrostatistics. 1996 Chapman and Hall.
10. Математическая генеалогия (англ.) — 1997.
11. Les membres du passé dont le nom commence par H Архивная копия от 26 сентября 2020 на Wayback Machine (фр.)
12. См. Random House Dictionary of the English Language.
13. Significant Scots. David Gregory (англ.). Дата обращения: 30 июля 2021. Архивировано 30 июля 2021 года.
14. Festschrift für Professor Dmitrij Nikolajewitsch Anutschin zu seinem 70-ten … — Obshchestvo li͡ubiteleĭ estestvoznanii͡a, antropologii i ėtnografii (Soviet Union) — Google К…