Edmond Halley

Mary Stone | mars 12, 2023

Post Views: 14

Résumé

Edmond – 25 janvier 1742 était un astronome, géophysicien, mathématicien, météorologue et physicien anglais. Il fut le deuxième astronome royal de Grande-Bretagne, succédant à John Flamsteed en 1720.

Depuis l »observatoire qu »il a construit à Sainte-Hélène en 1676-77, Halley a répertorié l »hémisphère céleste méridional et enregistré un transit de Mercure sur le Soleil. Il se rendit compte qu »un transit similaire de Vénus pouvait être utilisé pour déterminer les distances entre la Terre, Vénus et le Soleil. À son retour en Angleterre, il est nommé membre de la Royal Society et, avec l »aide du roi Charles II, obtient une maîtrise à Oxford.

Halley a encouragé et aidé à financer la publication des Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica d »Isaac Newton (1687). À partir des observations faites par Halley en septembre 1682, il a utilisé les lois du mouvement de Newton pour calculer la périodicité de la comète de Halley dans son Synopsis of the Astronomy of Comets (1705). La comète a été nommée d »après lui lors de son retour prévu en 1758, qu »il n »a pas vu de son vivant.

À partir de 1698, Halley effectue des expéditions à la voile et des observations sur les conditions du magnétisme terrestre. En 1718, il découvre le mouvement propre des étoiles « fixes ».

Halley est né à Haggerston dans le Middlesex. Son père, Edmond Halley Sr, issu d »une famille du Derbyshire, était un riche fabricant de savon à Londres. Enfant, Halley s »intéresse beaucoup aux mathématiques. Il étudie à la St Paul »s School, où il développe son intérêt initial pour l »astronomie, et est élu capitaine de l »école en 1671. En 1672, la mère de Halley, Anne Robinson, meurt. Il commence à étudier au Queen »s College, à Oxford. Halley emporte avec lui un télescope de 24 pieds de long, apparemment payé par son père. Alors qu »il est encore étudiant, Halley publie des articles sur le système solaire et les taches solaires. En mars 1675, il écrit à John Flamsteed, l »astronome royal (le premier d »Angleterre), pour lui dire que les principales tables publiées sur les positions de Jupiter et de Saturne sont erronées, de même que certaines positions d »étoiles de Tycho Brahe.

Publications et inventions

En 1676, Flamsteed a aidé Halley à publier son premier article, intitulé « A Direct and Geometrical Method of Finding the Aphelia, Eccentricities, and Proportions of the Primary Planets, Without Supposing Equality in Angular Motion » (Une méthode directe et géométrique pour trouver les aphélies, les excentricités et les proportions des planètes primaires, sans supposer l »égalité du mouvement angulaire), sur les orbites planétaires, dans les Philosophical Transactions of the Royal Society. Influencé par le projet de Flamsteed de compiler un catalogue des étoiles de l »hémisphère céleste nord, Halley propose de faire de même pour le ciel austral, abandonnant ses études pour ce faire. Il choisit l »île de Sainte-Hélène, dans l »Atlantique sud (à l »ouest de l »Afrique), d »où il pourra observer non seulement les étoiles australes, mais aussi certaines étoiles boréales avec lesquelles il pourra faire des recoupements. Le roi Charles II soutient son projet. Halley s »est rendu sur l »île à la fin de l »année 1676, puis a installé un observatoire avec un grand sextant et des mires télescopiques. Pendant un an, il fait des observations qui lui permettront de produire le premier catalogue du ciel austral, et observe un transit de Mercure sur le Soleil. En se concentrant sur cette dernière observation, Halley s »est rendu compte que l »observation de la parallaxe solaire d »une planète – plus idéalement en utilisant le transit de Vénus, qui ne se produirait pas de son vivant – pouvait être utilisée pour déterminer trigonométriquement les distances entre la Terre, Vénus et le Soleil.

Halley retourne en Angleterre en mai 1678 et utilise ses données pour produire une carte des étoiles australes. Oxford ne permet pas à Halley de revenir parce qu »il n »a pas respecté les conditions de résidence lorsqu »il est parti pour Sainte-Hélène. Il fait appel à Charles II, qui signe une lettre demandant que Halley reçoive sans condition son diplôme de maître ès arts, ce que le collège lui accorde le 3 décembre 1678. Halley avait été élu membre de la Royal Society à l »âge de 22 ans. En 1679, il a publié le Catalogus Stellarum Australium (« Catalogue des étoiles du Sud »), qui comprend sa carte et la description de 341 étoiles. Robert Hooke présente le catalogue à la Royal Society. À la mi-1679, Halley se rend à Dantzig (Gdańsk) au nom de la Société pour aider à résoudre un différend : les instruments d »observation de l »astronome Johannes Hevelius n »étant pas équipés de mires télescopiques, Flamsteed et Hooke avaient mis en doute la précision de ses observations ; Halley est resté avec Hevelius et a vérifié ses observations, constatant qu »elles étaient tout à fait exactes.

En 1681, Giovanni Domenico Cassini avait fait part à Halley de sa théorie selon laquelle les comètes étaient des objets en orbite. En septembre 1682, Halley a effectué une série d »observations de ce qui est devenu la comète de Halley ; son nom y a été associé en raison de ses travaux sur l »orbite de la comète et de la prédiction de son retour en 1758 (qu »il n »a pas vu de son vivant). Au début de l »année 1686, Halley est élu au nouveau poste de secrétaire de la Royal Society, ce qui l »oblige à renoncer à sa bourse et à s »occuper de la correspondance et des réunions, ainsi qu »à éditer les Philosophical Transactions. Toujours en 1686, Halley publie la deuxième partie des résultats de son expédition hélénienne, à savoir un article et une carte sur les alizés et les moussons. Les symboles qu »il a utilisés pour représenter les vents de traîne existent encore dans la plupart des représentations modernes des cartes météorologiques. Dans cet article, il identifie le réchauffement solaire comme la cause des mouvements atmosphériques. Il a également établi la relation entre la pression barométrique et la hauteur au-dessus du niveau de la mer. Ses cartes ont apporté une contribution importante au domaine émergent de la visualisation de l »information.

Halley consacre la majeure partie de son temps à l »observation de la Lune, mais il s »intéresse également aux problèmes de la gravité. L »un des problèmes qui attirent son attention est la preuve des lois de Kepler sur le mouvement des planètes. En août 1684, il se rend à Cambridge pour en discuter avec Isaac Newton, comme l »avait fait John Flamsteed quatre ans plus tôt, mais il découvre que Newton a résolu le problème, à l »instigation de Flamsteed, en ce qui concerne l »orbite de la comète Kirch, sans publier la solution. Halley demanda à voir les calculs et Newton lui répondit qu »il ne les trouvait pas, mais il promit de les refaire et de les envoyer plus tard, ce qu »il fit finalement dans un court traité intitulé On the motion of bodies in an orbit (Sur le mouvement des corps dans une orbite). Halley reconnaît l »importance de son travail et retourne à Cambridge pour en organiser la publication avec Newton, qui l »étoffe dans ses Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica, publiés aux frais de Halley en 1687. Les premiers calculs de Halley sur les comètes concernaient l »orbite de la comète Kirch, sur la base des observations de Flamsteed en 1680-1681. Bien qu »il ait calculé avec précision l »orbite de la comète de 1682, ses calculs de l »orbite de la comète Kirch étaient inexacts. La comète Kirch, dont l »orbite a été calculée avec précision en 1682, indique une périodicité de 575 ans, apparaissant ainsi en 531 et 1106, et annonçant vraisemblablement la mort de Jules César en 45 avant notre ère, d »une manière similaire. On sait aujourd »hui que la comète Kirch a une période orbitale d »environ 10 000 ans.

En 1691, Halley a construit une cloche de plongée, un dispositif dans lequel l »atmosphère était reconstituée au moyen de barils d »air lestés envoyés depuis la surface. Lors d »une démonstration, Halley et cinq de ses compagnons ont plongé jusqu »à 18 mètres dans la Tamise et y sont restés pendant plus d »une heure et demie. La cloche de Halley n »était pas très utile pour les travaux de sauvetage, car elle était très lourde, mais il l »a améliorée au fil du temps, prolongeant plus tard son temps d »exposition sous l »eau à plus de 4 heures. Halley a souffert de l »un des premiers cas de barotraumatisme de l »oreille moyenne. La même année, lors d »une réunion de la Royal Society, Halley présente un modèle rudimentaire de boussole magnétique utilisant un boîtier rempli de liquide pour amortir l »oscillation de l »aiguille magnétisée.

En 1691, Halley brigue le poste de professeur d »astronomie Savilian à Oxford. Alors qu »il est candidat à ce poste, Halley se heurte à l »animosité de l »astronome royal, John Flamsteed, et l »Église anglicane met en doute ses opinions religieuses, principalement parce qu »il a douté de l »âge de la Terre tel qu »il est indiqué dans la Bible. Après que Flamsteed a écrit à Newton pour rallier des soutiens contre Halley, Newton lui a répondu dans l »espoir d »une réconciliation, mais sans succès. L »archevêque de Canterbury, John Tillotson, et l »évêque Stillingfleet s »opposent à la candidature de Halley, et le poste est attribué à David Gregory, qui bénéficie du soutien de Newton.

En 1692, Halley a avancé l »idée d »une Terre creuse composée d »une coquille d »environ 800 km d »épaisseur, de deux coquilles concentriques intérieures et d »un noyau central. Il a suggéré que des atmosphères séparaient ces coquilles et que chaque coquille avait ses propres pôles magnétiques, chaque sphère tournant à une vitesse différente. Halley a proposé ce schéma pour expliquer les lectures anormales des boussoles. Il considérait que chaque région intérieure possédait une atmosphère et était lumineuse (et peut-être habitée), et il supposait que les gaz qui s »échappaient étaient à l »origine des aurores boréales. Il a suggéré que « les rayons auroraux sont dus à des particules qui sont affectées par le champ magnétique, les rayons étant parallèles au champ magnétique terrestre ».

En 1693, Halley publie un article sur les rentes viagères, qui présente une analyse de l »âge au décès sur la base des statistiques de Breslau que Caspar Neumann a pu fournir. Cet article a permis au gouvernement britannique de vendre des rentes viagères à un prix approprié en fonction de l »âge de l »acheteur. Les travaux de Halley ont fortement influencé le développement de la science actuarielle. La construction de la table de mortalité de Breslau, qui faisait suite aux travaux plus primitifs de John Graunt, est aujourd »hui considérée comme un événement majeur dans l »histoire de la démographie.

La Royal Society a censuré Halley pour avoir suggéré en 1694 que l »histoire du déluge de Noé pourrait être le récit d »un impact cométaire. Une théorie similaire a été suggérée indépendamment trois siècles plus tard, mais elle est généralement rejetée par les géologues.

En 1696, Newton est nommé directeur de la Monnaie royale et nomme Halley contrôleur adjoint de la Monnaie de Chester. Halley passe deux ans à superviser la production de pièces de monnaie. Il y surprend deux commis en train de voler des métaux précieux. Avec le directeur local, il dénonce le stratagème, ignorant que le maître de la monnaie local en profite.

En 1698, le tsar de Russie (plus tard connu sous le nom de Pierre le Grand) était en visite en Angleterre et espérait que Newton serait disponible pour le divertir. Newton envoya Halley à sa place. Le tsar et lui se lient d »amitié autour de la science et du cognac. Selon un récit contesté, alors qu »ils étaient tous deux ivres un soir, Halley a jovialement poussé le tsar dans une brouette à Deptford.

Années d »exploration

En 1698, à la demande du roi Guillaume III, Halley se voit confier le commandement du Paramour, un rose de 52 pieds (16 m), afin de mener des recherches dans l »Atlantique Sud sur les lois régissant la variation de la boussole, ainsi que pour affiner les coordonnées des colonies anglaises dans les Amériques. Le 19 août 1698, il prend le commandement du navire et, en novembre 1698, il entreprend ce qui est le premier voyage purement scientifique d »un navire de guerre anglais. Malheureusement, des problèmes d »insubordination ont surgi à propos de la compétence de Halley à commander un navire. En juillet 1699, Halley ramène le navire en Angleterre afin de poursuivre les officiers. Le résultat est une légère réprimande pour ses hommes, mais une insatisfaction pour Halley, qui estime que le tribunal a été trop indulgent. Halley reçut ensuite une commission temporaire en tant que capitaine dans la Royal Navy, remit en service le Paramour le 24 août 1699 et reprit la mer en septembre 1699 pour effectuer des observations approfondies sur les conditions du magnétisme terrestre. Il accomplit cette tâche au cours d »un second voyage dans l »Atlantique, qui dura jusqu »au 6 septembre 1700 et s »étendit de 52 degrés nord à 52 degrés sud. Les résultats ont été publiés dans la Carte générale des variations de la boussole (1701). Il s »agit de la première carte de ce type à être publiée et de la première sur laquelle apparaissent des lignes isogoniques ou halleyennes. L »utilisation de ces lignes a inspiré des idées ultérieures telles que les isothermes utilisées par Alexander von Humboldt dans ses cartes. En 1701, Halley effectue un troisième et dernier voyage sur le Paramour pour étudier les marées de la Manche. En 1702, il est envoyé par la reine Anne en mission diplomatique auprès d »autres dirigeants européens.

La préface du recueil de voyages d »Awnsham et de John Churchill (1704), prétendument écrite par John Locke ou par Halley, valorise les expéditions de ce type dans le cadre d »une grande expansion de la connaissance du monde par les Européens :

Qu »était la cosmographie avant ces découvertes, sinon un fragment imparfait d »une science qui ne méritait guère un si beau nom ? Lorsque le monde connu n »était constitué que de l »Europe, d »une petite partie de l »Afrique et d »une moindre partie de l »Asie, de sorte que l »on n »avait jamais vu ni entendu parler d »un sixième de ce globe terrestre. L »ignorance de l »homme à cet égard était si grande que les savants doutaient qu »il fût rond ; d »autres, non moins savants, imaginaient que tout ce qu »ils ne connaissaient pas était désert et inhabitable. Mais aujourd »hui la géographie et l »hydrographie ont reçu une certaine perfection par la peine de tant de navigateurs et de voyageurs qui, pour montrer la rotondité de la terre et de l »eau, ont navigué et voyagé autour d »elle, comme on l »a fait voir ici ; pour montrer qu »il n »y a aucune partie inhabitable, sauf les régions polaires gelées, ont visité tous les autres pays, quoique jamais aussi éloignés, qu »ils ont trouvés bien peuplés, et pour la plupart riches et délicieux….. L »astronomie s »est enrichie de nombreuses constellations jamais vues auparavant. L »histoire naturelle et morale est embellie par l »augmentation très bénéfique de milliers de plantes qu »elle n »avait jamais reçues auparavant, de tant de drogues et d »épices, d »une telle variété de bêtes, d »oiseaux et de poissons, de telles raretés dans les minéraux, les montagnes et les eaux, d »une si grande diversité de climats et d »hommes, et en eux de teints, de tempéraments, d »habitudes, de manières, de politiques et de religions….. En conclusion, l »empire de l »Europe s »étend maintenant jusqu »aux confins de la terre, où plusieurs de ses nations ont des conquêtes et des colonies. Tels sont, et bien d »autres encore, les avantages que l »on retire des travaux de ceux qui s »exposent aux dangers des vastes océans et des nations inconnues, avantages que ceux qui restent tranquillement chez eux recueillent abondamment dans tous les genres ; et la relation d »un voyageur en excite d »autres à l »imiter, tandis que le reste de l »humanité, dans ses récits, sans remuer le pied, fait le tour de la terre et des mers, visite tous les pays, et converse avec toutes les nations.

La vie d »universitaire

En novembre 1703, Halley est nommé professeur de géométrie à l »Université d »Oxford, ses ennemis théologiques, John Tillotson et l »évêque Stillingfleet étant décédés. En 1705, appliquant les méthodes de l »astronomie historique, il publie l »article Astronomiae cometicae synopsis (dans lequel il affirme sa conviction que les comètes observées en 1456, 1531, 1607 et 1682 étaient la même comète et qu »elle reviendrait en 1758). Halley n »a pas vécu assez longtemps pour assister au retour de la comète, mais lorsqu »il l »a fait, la comète est devenue généralement connue sous le nom de comète de Halley.

En 1706, Halley avait appris l »arabe et achevé la traduction, commencée par Edward Bernard, des livres V-VII des Coniques d »Apollonius à partir de copies trouvées à Leyde et à la Bodleian Library d »Oxford. Il acheva également une nouvelle traduction des quatre premiers livres à partir de l »original grec, commencée par feu David Gregory. Il publie ces traductions, ainsi que sa propre reconstruction du livre VIII, dans la première édition latine complète en 1710. La même année, il reçoit le titre honorifique de docteur en droit d »Oxford.

En 1716, Halley propose de mesurer avec une grande précision la distance entre la Terre et le Soleil en chronométrant le passage de Vénus. Ce faisant, il suivait la méthode décrite par James Gregory dans Optica Promota (dans lequel la conception du télescope grégorien est également décrite). On peut raisonnablement supposer que Halley possédait et avait lu ce livre, étant donné que le modèle grégorien était le principal modèle de télescope utilisé en astronomie à l »époque de Halley. Il n »est pas à l »honneur de Halley de ne pas avoir reconnu la priorité de Gregory dans ce domaine. En 1717-18, il découvrit le mouvement propre des étoiles « fixes » (publication en 1718) en comparant ses mesures astrométriques avec celles données dans l »Almageste de Ptolémée. Arcturus et Sirius sont deux étoiles qui se sont déplacées de manière significative, cette dernière ayant progressé de 30 minutes d »arc (environ le diamètre de la lune) vers le sud en 1800 ans.

En 1720, avec son ami l »antiquaire William Stukeley, Halley a participé à la première tentative de datation scientifique de Stonehenge. Partant du principe que le monument avait été tracé à l »aide d »une boussole magnétique, Stukeley et Halley tentèrent de calculer la déviation perçue en introduisant des corrections à partir des enregistrements magnétiques existants, et proposèrent trois dates (460 av. J.-C., 220 ap. J.-C. et 920 ap. J.-C.), la plus ancienne étant celle qui fut acceptée. Ces dates étaient erronées de plusieurs milliers d »années, mais l »idée que des méthodes scientifiques pouvaient être utilisées pour dater des monuments anciens était révolutionnaire à l »époque.

Halley a succédé à John Flamsteed en 1720 en tant qu »astronome royal, poste qu »il a occupé jusqu »à sa mort en 1742, à l »âge de 85 ans. Il est enterré dans le cimetière de l »ancienne église St Margaret »s, Lee (reconstruite depuis), à Lee Terrace, Blackheath. Il a été enterré dans le même caveau que l »astronome royal John Pond ; la tombe non marquée de l »astronome royal Nathaniel Bliss se trouve à proximité. Sa pierre tombale originale a été transférée par l »Amirauté lorsque l »église originale de Lee a été démolie et reconstruite. On peut la voir aujourd »hui sur le mur sud de la Camera Obscura à l »Observatoire royal de Greenwich. Sa tombe marquée se trouve à l »église St Margaret, Lee Terrace.

Malgré l »idée fausse et persistante selon laquelle Halley aurait été fait chevalier, ce n »est pas le cas. L »idée remonte à des textes astronomiques américains tels que An Elementary Treatise on Astronomy (1839) de William Augustus Norton, peut-être en raison des fonctions royales de Halley et de ses liens avec Sir Isaac Newton.

Halley a épousé Mary Tooke en 1682 et s »est installé à Islington. Le couple a trois enfants.

Il existe trois prononciations du nom de famille Halley. La plus courante, en Grande-Bretagne, est

En ce qui concerne son prénom, bien que l »orthographe « Edmund » soit assez courante, « Edmond » est celui que Halley a lui-même utilisé, selon un article de 1902, bien qu »un article de 2007 de l »International Comet Quarterly conteste cette affirmation, indiquant que dans ses œuvres publiées, il a utilisé « Edmund » 22 fois et « Edmond » seulement 3 fois, avec plusieurs autres variantes utilisées également, telles que le latinisé « Edmundus ». Le débat vient en grande partie du fait qu »à l »époque de Halley, les conventions orthographiques anglaises n »étaient pas encore normalisées et qu »il a donc lui-même utilisé plusieurs orthographes.

Sources d »information

Sources

Edmond Halley
Edmond Halley
^ a b This date is by Halley »s own account, but is otherwise unconfirmed.[5]
^ a b This was perhaps the first astronomical mystery solved using Newton »s laws by a scientist other than Newton.[53]
^ He wrote as late as 1716 in hopes of a future expedition to make these observations.[18]
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).
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
Cf. Paul ver Eecke, préface à la Collection mathématique de Pappus d »Alexandrie (1982), édité par Albert Blanchard, Paris, p. CXXIV.
G.J. Babu and E.D. Feigelson: Astrostatistics. 1996 Chapman and Hall.
Математическая генеалогия (англ.) — 1997.