Галлей, Эдмунд

Mary Stone | 25 апреля, 2023

Суммури

Эдмонд — 25 января 1742 года — английский астроном, геофизик, математик, метеоролог и физик. Он был вторым Королевским астрономом в Великобритании, сменив на этом посту Джона Фламстида в 1720 году.

Из обсерватории, которую он построил на острове Святой Елены в 1676-77 годах, Галлей составил каталог южного небесного полушария и записал транзит Меркурия по Солнцу. Он понял, что аналогичный транзит Венеры можно использовать для определения расстояний между Землей, Венерой и Солнцем. По возвращении в Англию он стал членом Королевского общества и при содействии короля Карла II получил степень магистра в Оксфорде.

Галлей поощрял и помогал финансировать публикацию влиятельного труда Исаака Ньютона «Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica» (1687). На основе наблюдений, проведенных Галлеем в сентябре 1682 года, он использовал законы движения Ньютона для вычисления периодичности кометы Галлея в своем труде «Синопсис астрономии комет» (1705). Она была названа в его честь после предсказанного возвращения в 1758 году, до которого он не дожил.

Начиная с 1698 года, Галлей совершал морские экспедиции и проводил наблюдения за условиями земного магнетизма. В 1718 году он открыл правильное движение «неподвижных» звезд.

Галлей родился в Хаггерстоне в Мидлсексе. По словам Галлея, дата его рождения — 8 ноября. Его отец, Эдмонд Галлей-старший, происходил из дербиширской семьи и был богатым мыловаром в Лондоне. В детстве Галлей очень интересовался математикой. Он учился в школе Святого Павла, где у него развился первоначальный интерес к астрономии, и в 1671 году был избран капитаном школы. В 1672 году умерла мать Галлея, Анна Робинсон. Он начал учиться в Колледже королевы в Оксфорде. Галлей взял с собой телескоп длиной 24 фута, который, по-видимому, оплатил его отец. Еще будучи студентом, Галлей опубликовал работы о Солнечной системе и солнечных пятнах. В марте 1675 года он написал Джону Фламстиду, королевскому астроному (первому в Англии), письмо, в котором сообщил ему, что ведущие опубликованные таблицы положения Юпитера и Сатурна ошибочны, как и некоторые положения звезд Тихо Браге.

Публикации и изобретения

В 1676 году Фламстид помог Галлею опубликовать его первую работу под названием «Прямой и геометрический метод нахождения афелия, эксцентриситетов и пропорций основных планет, не предполагая равенства углового движения» об орбитах планет в журнале «Философские труды Королевского общества». Под влиянием проекта Фламстида по составлению каталога звезд северного небесного полушария, Галлей предложил сделать то же самое для южного неба, бросив для этого школу. Он выбрал южноатлантический остров Святой Елены (к западу от Африки), с которого он мог наблюдать не только южные звезды, но и некоторые северные звезды, чтобы сверять их. Король Карл II поддержал его начинание. Галлей приплыл на остров в конце 1676 года, а затем устроил там обсерваторию с большим секстантом с оптическими прицелами. В течение года он проводил наблюдения, на основе которых составил первый каталог южного неба, и наблюдал транзит Меркурия по Солнцу. Сосредоточившись на последнем наблюдении, Галлей понял, что наблюдение солнечного параллакса планеты — в идеале с помощью транзита Венеры, который не произойдет в течение его жизни — может быть использовано для тригонометрического определения расстояний между Землей, Венерой и Солнцем.

Галлей вернулся в Англию в мае 1678 года и использовал свои данные для составления карты южных звезд. Оксфорд не разрешил Галлею вернуться, потому что он нарушил требования к проживанию, когда уехал на остров Святой Елены. Он обратился к Карлу II, который подписал письмо с просьбой безоговорочно присудить Галлею степень магистра искусств, что колледж и сделал 3 декабря 1678 года. В возрасте 22 лет Галлей был избран членом Королевского общества. В 1679 году он опубликовал Catalogus Stellarum Australium («Каталог звезд Юга»), в который вошли его карта и описания 341 звезды. Роберт Гук представил каталог Королевскому обществу. В середине 1679 года Галлей отправился в Данциг (Гданьск) от имени Общества, чтобы помочь разрешить спор: поскольку инструменты астронома Иоганна Гевелия не были оснащены оптическими прицелами, Фламстид и Гук усомнились в точности его наблюдений; Галлей остался с Гевелием и проверил его наблюдения, обнаружив, что они достаточно точны.

К 1681 году Джованни Доменико Кассини рассказал Галлею о своей теории, согласно которой кометы являются объектами на орбите. В сентябре 1682 года Галлей провел серию наблюдений того, что стало известно как комета Галлея; его имя стало ассоциироваться с ней благодаря его работе над ее орбитой и предсказанию ее возвращения в 1758 году (до которого он не дожил). В начале 1686 года Галлей был избран на новую должность секретаря Королевского общества, что потребовало от него отказаться от стипендии, вести переписку и собрания, а также редактировать «Философские труды». Также в 1686 году Галлей опубликовал вторую часть результатов своей Геленианской экспедиции, представляющую собой доклад и диаграмму пассатов и муссонов. Символы, которые он использовал для обозначения попутных ветров, до сих пор существуют в большинстве современных представлений погодных карт. В этой статье он определил солнечный нагрев как причину атмосферных движений. Он также установил взаимосвязь между барометрическим давлением и высотой над уровнем моря. Его диаграммы стали важным вкладом в зарождающуюся область визуализации информации.

Большую часть своего времени Галлей посвящал лунным наблюдениям, но также интересовался проблемами гравитации. Одной из проблем, которая привлекла его внимание, было доказательство законов Кеплера о движении планет. В августе 1684 года он отправился в Кембридж, чтобы обсудить эту проблему с Исааком Ньютоном, как это сделал Джон Фламстид четырьмя годами ранее, но обнаружил, что Ньютон решил эту проблему по инициативе Фламстида в отношении орбиты кометы Кирха, не опубликовав решение. Галлей попросил показать ему расчеты, на что Ньютон ответил, что не может их найти, но пообещал переделать их и прислать позже, что он в итоге и сделал, написав небольшой трактат под названием «О движении тел по орбите». Галлей признал важность этой работы и вернулся в Кембридж, чтобы договориться о ее публикации с Ньютоном, который вместо этого расширил ее в своей Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica, опубликованной за счет Галлея в 1687 году. Первые расчеты Галлея с кометами были сделаны для орбиты кометы Кирха на основе наблюдений Фламстида в 1680-1681 годах. Хотя ему предстояло точно рассчитать орбиту кометы 1682 года, он был неточен в своих расчетах орбиты кометы Кирха. Они указывали на периодичность в 575 лет, таким образом, она появлялась в 531 и 1106 годах и предположительно предвещала смерть Юлия Цезаря в 45 году до нашей эры. Сейчас известно, что орбитальный период этой звезды составляет около 10 000 лет.

В 1691 году Галлей построил водолазный колокол — устройство, в котором атмосфера пополнялась с помощью утяжеленных бочек с воздухом, спускаемых с поверхности. В ходе демонстрации Галлей и пять его спутников погрузились на глубину 60 футов (18 м) в реку Темзу и оставались там более полутора часов. Колокол Галлея был малопригоден для практических спасательных работ, так как был очень тяжелым, но со временем он усовершенствовал его, а позже увеличил время пребывания под водой до 4 часов. Галлей перенес один из самых ранних зарегистрированных случаев баротравмы среднего уха. В том же году на заседании Королевского общества Галлей представил рудиментарную рабочую модель магнитного компаса, используя заполненный жидкостью корпус для гашения колебаний намагниченной иглы.

В 1691 году Галлей добивался должности профессора астрономии Савилиана в Оксфорде. Будучи кандидатом на эту должность, Галлей столкнулся с враждебностью королевского астронома Джона Фламстида, а англиканская церковь подвергла сомнению его религиозные взгляды, в основном на том основании, что он сомневался в возрасте Земли, указанном в Библии. После того, как Фламстид написал Ньютону письмо, чтобы заручиться поддержкой против Галлея, Ньютон написал ответное письмо в надежде на примирение, но безуспешно. Против кандидатуры Галлея выступили архиепископ Кентерберийский Джон Тиллотсон и епископ Стиллингфлит, и пост достался Дэвиду Грегори, который пользовался поддержкой Ньютона.

В 1692 году Галлей выдвинул идею о полой Земле, состоящей из оболочки толщиной около 500 миль (800 км), двух внутренних концентрических оболочек и внутреннего ядра. Он предположил, что атмосферы разделяют эти оболочки, и что каждая оболочка имеет свои магнитные полюса, причем каждая сфера вращается с разной скоростью. Галлей предложил эту схему для объяснения аномальных показаний компаса. Он представил, что каждая внутренняя область имеет атмосферу и светится (и, возможно, обитаема), и предположил, что выходящий газ вызывает аврору бореалис. Он предположил: «Авроральные лучи обусловлены частицами, на которые воздействует магнитное поле, лучи параллельны магнитному полю Земли».

В 1693 году Галлей опубликовал статью о пожизненных аннуитетах, в которой приводился анализ возраста после смерти на основе статистики Бреслау, которую смог предоставить Каспар Нейман. Эта статья позволила британскому правительству продавать пожизненные аннуитеты по соответствующей цене, основанной на возрасте покупателя. Работа Галлея оказала сильное влияние на развитие актуарной науки. Построение таблицы жизни для Бреслау, последовавшее за более примитивной работой Джона Граунта, сегодня рассматривается как важнейшее событие в истории демографии.

Королевское общество осудило Галлея за то, что в 1694 году он предположил, что история о Ноевом потопе может быть следствием столкновения комет. Аналогичная теория была независимо предложена три столетия спустя, но в целом отвергается геологами.

В 1696 году Ньютон был назначен начальником Королевского монетного двора и назначил Галлея заместителем контролера монетного двора в Честере. Галлей провел два года, контролируя производство монет. Во время работы он поймал двух клерков на краже драгоценных металлов. Он и местный надзиратель рассказали об этой схеме, не зная, что местный хозяин монетного двора наживается на ней.

В 1698 году царь России (позже известный как Петр Великий) был с визитом в Англии и надеялся, что Ньютон сможет развлечь его. Ньютон послал вместо себя Галлея. Он и царь сблизились за наукой и бренди. Согласно одной из спорных историй, когда они оба были пьяны, Галлей весело катал царя по Дептфорду на тачке.

Годы разведки

В 1698 году по приказу короля Вильгельма III Галлею было передано командование судном «Парамур», розовым судном длиной 52 фута (16 м), чтобы он мог провести в Южной Атлантике исследования законов, управляющих изменением компаса, а также уточнить координаты английских колоний в Америке. 19 августа 1698 года он принял командование кораблем и в ноябре 1698 года отправился в первое чисто научное плавание на английском военном корабле. К сожалению, возникли проблемы неподчинения, связанные с тем, насколько Галлей был компетентен командовать судном. В июле 1699 года Галлей вернул корабль в Англию для разбирательства с офицерами. Результатом стало мягкое осуждение его людей и недовольство Галлея, который посчитал, что суд был слишком снисходителен. После этого Галлей получил временное звание капитана Королевского флота, 24 августа 1699 года вновь вступил в строй на корабле «Парамур» и в сентябре 1699 года снова отправился в плавание, чтобы провести обширные наблюдения за условиями земного магнетизма. Эту задачу он выполнил во время второго атлантического плавания, которое продолжалось до 6 сентября 1700 года и простиралось от 52 градусов северной широты до 52 градусов южной широты. Результаты были опубликованы в «Общей схеме изменения компаса» (1701). Это была первая опубликованная подобная карта, на которой впервые появились изогонические, или галлеевские, линии. Использование таких линий вдохновило Александра фон Гумбольдта на более поздние идеи, такие как изотермы в его картах. В 1701 году Галлей совершил третье и последнее путешествие на корабле «Парамур» для изучения приливов и отливов в Ла-Манше. В 1702 году он был направлен королевой Анной с дипломатической миссией к другим европейским лидерам.

В предисловии к сборнику Оуншема и Джона Черчилля «Плавания и путешествия» (1704), предположительно написанном Джоном Локком или Галлеем, восхваляются подобные экспедиции как часть грандиозного расширения европейских знаний о мире:

Чем была космография до этих открытий, как не несовершенным фрагментом науки, едва ли заслуживающей такого хорошего названия? Когда весь известный мир состоял только из Европы, небольшой части Африки и меньшей части Азии, так что ни одна шестая часть этого земного шара никогда не была ни видна, ни слышна. Невежество людей в этом вопросе было столь велико, что ученые люди сомневались в том, что он круглый; другие, не менее сведущие, считали все, с чем они не были знакомы, пустынным и непригодным для жизни. Но теперь география и гидрография получили некоторое совершенство благодаря трудам стольких мореплавателей и путешественников, которые, чтобы показать вращательность земли и воды, плавали и путешествовали вокруг нее, как здесь было показано; чтобы показать, что нет части, непригодной для жизни, если только не замороженные полярные области, посетили все другие страны, но никогда не столь отдаленные, которые они нашли хорошо населенными, и большинство из них богаты и восхитительны. Астрономия получила добавление многих созвездий, никогда не виденных ранее. Естественная и моральная история украшена самым полезным увеличением стольких тысяч растений, которых она никогда прежде не получала, стольких лекарств и специй, такого разнообразия зверей, птиц и рыб, таких редкостей в минералах, горах и водах, такого безотчетного разнообразия климатов и людей, и в них комплексов, темпераментов, привычек, манер, политик и религий….. В заключение следует отметить, что империя Европы теперь простирается до самых пределов земли, где несколько ее государств имеют завоевания и колонии. Это и многое другое — преимущества, извлекаемые из трудов тех, кто подвергает себя опасностям бескрайнего океана и неизвестных народов, которые те, кто спокойно сидит дома, в изобилии пожинают во всех видах: и отношение одного путешественника является стимулом, побуждающим другого подражать ему, в то время как остальное человечество, по своим счетам, не ступая ни шагу, обходит землю и моря, посещает все страны и общается со всеми народами.

Жизнь академика

В ноябре 1703 года Галлей был назначен профессором геометрии Савилиана в Оксфордском университете, его теологические враги, Джон Тиллотсон и епископ Стиллингфлит, умерли. В 1705 году, применяя методы исторической астрономии, он опубликовал работу «Astronomiae cometicae synopsis» (в ней он изложил свою веру в то, что кометы, наблюдавшиеся в 1456, 1531, 1607 и 1682 годах, были одной и той же кометой, и что она вернется в 1758 году. Галлей не дожил до возвращения кометы, но когда оно произошло, комета стала широко известна как комета Галлея.

К 1706 году Галлей выучил арабский язык и завершил начатый Эдвардом Бернардом перевод V-VII книг «Коники» Аполлония с копий, найденных в Лейдене и Бодлианской библиотеке в Оксфорде. Он также завершил новый перевод первых четырех книг с греческого оригинала, начатый покойным Дэвидом Грегори. Он опубликовал их вместе со своей собственной реконструкцией VIII книги в первом полном латинском издании в 1710 году. В том же году он получил почетную степень доктора права в Оксфорде.

В 1716 году Галлей предложил провести высокоточное измерение расстояния между Землей и Солнцем, засекая время транзита Венеры. При этом он следовал методу, описанному Джеймсом Грегори в книге «Optica Promota» (в которой также описывается конструкция григорианского телескопа). Разумно предположить, что Галлей владел этой книгой и читал ее, учитывая, что григорианская конструкция была основной конструкцией телескопа, используемой в астрономии во времена Галлея. К чести Галлея нельзя сказать, что он не признал приоритет Грегори в этом вопросе. В 1717-18 годах он открыл правильное движение «неподвижных» звезд (опубликовав это в 1718 году), сравнив свои астрометрические измерения с данными, приведенными в «Альмагесте» Птолемея. Было отмечено, что Арктур и Сириус значительно сместились, причем последний за 1800 лет продвинулся на 30 угловых минут (примерно диаметр Луны) к югу.

В 1720 году вместе со своим другом, антикваром Уильямом Стакли, Галлей принял участие в первой попытке научно датировать Стоунхендж. Предположив, что памятник был выложен с помощью магнитного компаса, Стьюкли и Галлей попытались вычислить предполагаемое отклонение, введя поправки на существующие магнитные записи, и предложили три даты (460 год до н.э., 220 год н.э. и 920 год н.э.), из которых была принята самая ранняя. Эти даты оказались ошибочными на тысячи лет, но идея о том, что научные методы могут быть использованы для датировки древних памятников, была революционной для своего времени.

В 1720 году Галлей сменил Джона Фламстида на посту Королевского астронома, и эту должность Галлей занимал до своей смерти в 1742 году в возрасте 85 лет. Он был похоронен на кладбище старой церкви Святой Маргариты, Ли (после перестройки), на Ли Террас, Блэкхит. Он был похоронен в том же склепе, что и Королевский астроном Джон Понд; рядом находится безымянная могила Королевского астронома Натаниэля Блисса. Его оригинальное надгробие было перенесено Адмиралтейством, когда первоначальная церковь Ли была снесена и перестроена — сегодня его можно увидеть на южной стене камеры-обскуры в Королевской обсерватории, Гринвич. Его могилу можно увидеть в церкви Святой Маргарет, Ли Террас.

Несмотря на устойчивое заблуждение, что Галлей получил рыцарское звание, это не так. Эта идея восходит к американским астрономическим текстам, таким как «Элементарный трактат по астрономии» Уильяма Огастуса Нортона 1839 года, возможно, из-за королевской профессии Галлея и его связей с сэром Исааком Ньютоном.

Халли женился на Мэри Тук в 1682 году и поселился в Ислингтоне. У супругов было трое детей.

Существует три варианта произношения фамилии Галли. Наиболее распространенным, как в Великобритании, является

Что касается его имени, то, хотя написание «Эдмунд» довольно распространено, сам Галлей, согласно статье 1902 года, использовал «Эдмонд», хотя в статье 2007 года International Comet Quarterly это оспаривается, отмечая, что в своих опубликованных работах он использовал «Эдмунд» 22 раза, а «Эдмонд» — только 3 раза, при этом использовалось и несколько других вариантов, например, латинизированное «Edmundus». Во многом эти споры вызваны тем, что во времена Галлея английская орфография еще не была стандартизирована, и поэтому он сам использовал несколько вариантов написания.

Источники

Источники

1. Edmond Halley
2. Галлей, Эдмунд
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. ^ He wrote as late as 1716 in hopes of a future expedition to make these observations.[18]
6. 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).
7. 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
8. Pierre-Jacques Charliat, Le temps des grands voiliers, tome III de Histoire Universelle des Explorations publiée sous la direction de L.-H. Parias, Paris, Nouvelle Librairie de France, 1957, p. 96-97
9. Cf. Paul ver Eecke, préface à la Collection mathématique de Pappus d’Alexandrie (1982), édité par Albert Blanchard, Paris, p. CXXIV.
10. Traduction de Barthélemy Saint-Hilaire, lire en ligne.
11. G.J. Babu and E.D. Feigelson: Astrostatistics. 1996 Chapman and Hall.
12. Математическая генеалогия (англ.) — 1997.
13. Les membres du passé dont le nom commence par H Архивная копия от 26 сентября 2020 на Wayback Machine (фр.)
14. См. Random House Dictionary of the English Language.
15. Significant Scots. David Gregory (англ.). Дата обращения: 30 июля 2021. Архивировано 30 июля 2021 года.