Edmond Halley

Delice Bette | Aprile 20, 2023

Riassunto

Edmond – 25 gennaio 1742 è stato un astronomo, geofisico, matematico, meteorologo e fisico inglese. Fu il secondo Astronomo Reale della Gran Bretagna, succedendo a John Flamsteed nel 1720.

Da un osservatorio costruito a Sant’Elena nel 1676-77, Halley catalogò l’emisfero celeste meridionale e registrò un transito di Mercurio sul Sole. Si rese conto che un transito simile di Venere poteva essere utilizzato per determinare le distanze tra la Terra, Venere e il Sole. Al suo ritorno in Inghilterra, fu nominato fellow della Royal Society e, con l’aiuto del re Carlo II, ottenne un master a Oxford.

Halley incoraggiò e contribuì a finanziare la pubblicazione dell’influente Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (1687) di Isaac Newton. Dalle osservazioni effettuate nel settembre 1682, Halley utilizzò le leggi del moto di Newton per calcolare la periodicità della Cometa di Halley nella sua Sinossi dell’Astronomia delle Comete del 1705. La cometa prese il suo nome al momento del suo previsto ritorno nel 1758, che non visse.

A partire dal 1698, Halley compì spedizioni in barca a vela ed effettuò osservazioni sulle condizioni del magnetismo terrestre. Nel 1718 scoprì il moto proprio delle stelle “fisse”.

Halley nacque a Haggerston, nel Middlesex. Secondo Halley, la sua data di nascita era l’8 novembre. Suo padre, Edmond Halley Sr., proveniva da una famiglia del Derbyshire ed era un ricco produttore di sapone a Londra. Da bambino, Halley era molto interessato alla matematica. Studiò alla St Paul’s School, dove sviluppò il suo interesse iniziale per l’astronomia e fu eletto capitano della scuola nel 1671. Nel 1672 morì la madre di Halley, Anne Robinson, ed egli iniziò a studiare al Queen’s College di Oxford. Halley portò con sé un telescopio lungo 24 piedi, apparentemente pagato dal padre. Mentre era ancora studente, Halley pubblicò documenti sul sistema solare e sulle macchie solari. Nel marzo 1675 scrisse a John Flamsteed, l’Astronomo Reale (il primo d’Inghilterra), dicendogli che le principali tabelle pubblicate sulle posizioni di Giove e Saturno erano errate, così come alcune delle posizioni delle stelle di Tycho Brahe.

Pubblicazioni e invenzioni

Nel 1676, Flamsteed aiutò Halley a pubblicare il suo primo lavoro, intitolato “A Direct and Geometrical Method of Finding the Aphelia, Eccentricities, and Proportions of the Primary Planets, Without Supposing Equality in Angular Motion” (Un metodo diretto e geometrico per trovare l’afelio, le eccentricità e le proporzioni dei pianeti primari, senza supporre l’uguaglianza nel moto angolare), sulle orbite planetarie, nelle Philosophical Transactions of the Royal Society. Influenzato dal progetto di Flamsteed di compilare un catalogo di stelle dell’emisfero celeste settentrionale, Halley si propose di fare lo stesso per il cielo meridionale, abbandonando la scuola per farlo. Scelse l’isola sud-atlantica di Sant’Elena (a ovest dell’Africa), dalla quale avrebbe potuto osservare non solo le stelle meridionali, ma anche alcune stelle settentrionali con le quali fare riferimenti incrociati. Il re Carlo II sostenne la sua impresa. Halley salpò verso l’isola alla fine del 1676 e allestì un osservatorio con un grande sestante dotato di cannocchiale. Nell’arco di un anno compì le osservazioni con cui avrebbe prodotto il primo catalogo del cielo meridionale e osservò un transito di Mercurio sul Sole. Concentrandosi su quest’ultima osservazione, Halley si rese conto che l’osservazione della parallasse solare di un pianeta – più idealmente utilizzando il transito di Venere, che non si sarebbe verificato nel corso della sua vita – poteva essere utilizzata per determinare trigonometricamente le distanze tra la Terra, Venere e il Sole.

Halley tornò in Inghilterra nel maggio 1678 e utilizzò i suoi dati per produrre una mappa delle stelle meridionali. Oxford non permise ad Halley di tornare perché aveva violato i requisiti di residenza quando era partito per Sant’Elena. Halley si appellò a Carlo II, che firmò una lettera in cui chiedeva che a Halley fosse conferito incondizionatamente il titolo di Master of Arts, che il college concesse il 3 dicembre 1678. Halley era stato eletto fellow della Royal Society, all’età di 22 anni. Nel 1679 pubblicò il Catalogus Stellarum Australium (“Catalogo delle stelle del Sud”), che include la sua mappa e le descrizioni di 341 stelle. Robert Hooke presentò il catalogo alla Royal Society. A metà del 1679, Halley si recò a Danzica (Gdańsk) per conto della Società per contribuire a risolvere una controversia: poiché gli strumenti di osservazione dell’astronomo Johannes Hevelius non erano dotati di mirino telescopico, Flamsteed e Hooke avevano messo in dubbio l’accuratezza delle sue osservazioni; Halley rimase con Hevelius e controllò le sue osservazioni, scoprendo che erano abbastanza precise.

Nel 1681, Giovanni Domenico Cassini aveva comunicato ad Halley la sua teoria secondo cui le comete erano oggetti in orbita. Nel settembre del 1682, Halley effettuò una serie di osservazioni di quella che divenne nota come Cometa di Halley; il suo nome venne associato ad essa grazie al suo lavoro sull’orbita e alla previsione del suo ritorno nel 1758 (che non visse per vedere). All’inizio del 1686, Halley fu eletto alla nuova carica di segretario della Royal Society, il che gli impose di rinunciare alla sua borsa di studio e di gestire la corrispondenza e le riunioni, oltre a curare le Philosophical Transactions. Sempre nel 1686, Halley pubblicò la seconda parte dei risultati della sua spedizione eleniana, un documento e un grafico sugli alisei e i monsoni. I simboli da lui utilizzati per rappresentare i venti di traino sono ancora presenti nella maggior parte delle rappresentazioni delle carte meteorologiche moderne. In questo articolo identificò nel riscaldamento solare la causa dei moti atmosferici. Stabilì anche la relazione tra pressione barometrica e altezza sul livello del mare. I suoi grafici sono stati un importante contributo al campo emergente della visualizzazione delle informazioni.

Halley dedicò la maggior parte del suo tempo alle osservazioni lunari, ma si interessò anche ai problemi della gravità. Un problema che attirò la sua attenzione fu la dimostrazione delle leggi di Keplero sul moto planetario. Nell’agosto del 1684 si recò a Cambridge per discuterne con Isaac Newton, come aveva fatto John Flamsteed quattro anni prima, ma scoprì che Newton aveva risolto il problema, su istigazione di Flamsteed, in relazione all’orbita della cometa Kirch, senza pubblicare la soluzione. Halley chiese di vedere i calcoli e si sentì rispondere da Newton che non poteva trovarli, ma promise di rifarli e di inviarli in seguito, cosa che alla fine fece, in un breve trattato intitolato Sul moto dei corpi in orbita. Halley riconobbe l’importanza del lavoro e tornò a Cambridge per organizzarne la pubblicazione con Newton, che invece continuò ad ampliarlo nel suo Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica, pubblicato a spese di Halley nel 1687. I primi calcoli di Halley sulle comete riguardarono l’orbita della cometa Kirch, basata sulle osservazioni di Flamsteed del 1680-1681. Sebbene riuscisse a calcolare con precisione l’orbita della cometa del 1682, i suoi calcoli sull’orbita della cometa Kirch furono imprecisi. Essi indicavano una periodicità di 575 anni, apparendo quindi negli anni 531 e 1106, e presumibilmente preannunciando la morte di Giulio Cesare in modo analogo nel 45 a.C.. Oggi si sa che ha un periodo orbitale di circa 10.000 anni.

Nel 1691, Halley costruì una campana subacquea, un dispositivo in cui l’atmosfera veniva rifornita per mezzo di barili d’aria zavorrati inviati dalla superficie. In una dimostrazione, Halley e cinque compagni si immersero a 18 metri di profondità nel Tamigi e vi rimasero per oltre un’ora e mezza. La campana di Halley era poco utile per il lavoro pratico di salvataggio, in quanto molto pesante, ma nel corso del tempo fu migliorata, estendendo in seguito il tempo di esposizione sott’acqua a oltre 4 ore. Halley soffrì di uno dei primi casi registrati di barotrauma dell’orecchio medio. Nello stesso anno, in occasione di una riunione della Royal Society, Halley presentò un modello rudimentale di bussola magnetica che utilizzava un alloggiamento riempito di liquido per smorzare l’oscillazione dell’ago magnetizzato.

Nel 1691, Halley cercò di ottenere il posto di professore saviliano di astronomia a Oxford. Mentre era candidato alla posizione, Halley si scontrò con l’astio dell’Astronomo Reale, John Flamsteed, e la Chiesa anglicana mise in discussione le sue idee religiose, soprattutto per il fatto che aveva messo in dubbio l’età della Terra indicata nella Bibbia. Dopo che Flamsteed scrisse a Newton per raccogliere consensi contro Halley, Newton gli rispose nella speranza di una riconciliazione, ma non ebbe successo. La candidatura di Halley fu osteggiata sia dall’arcivescovo di Canterbury, John Tillotson, sia dal vescovo Stillingfleet, e il posto andò a David Gregory, che aveva il sostegno di Newton.

Nel 1692, Halley avanzò l’idea di una Terra cava, composta da un guscio spesso circa 500 miglia (800 km), due gusci concentrici interni e un nucleo più interno. Egli suggerì che le atmosfere separassero questi gusci e che ogni guscio avesse i propri poli magnetici, con ogni sfera che ruotava a una velocità diversa. Halley propose questo schema per spiegare le letture anomale delle bussole. Pensò che ogni regione interna avesse un’atmosfera e fosse luminosa (e forse abitata) e ipotizzò che la fuoriuscita di gas causasse le aurore boreali. Suggerì: “I raggi aurorali sono dovuti a particelle che sono influenzate dal campo magnetico, i raggi paralleli al campo magnetico terrestre”.

Nel 1693 Halley pubblicò un articolo sulle rendite vitalizie, che conteneva un’analisi dell’età alla morte sulla base delle statistiche di Breslau che Caspar Neumann era stato in grado di fornire. Questo articolo permise al governo britannico di vendere rendite vitalizie a un prezzo adeguato in base all’età dell’acquirente. Il lavoro di Halley influenzò fortemente lo sviluppo della scienza attuariale. La costruzione della tabella di vita di Breslau, che seguiva il lavoro più primitivo di John Graunt, è oggi considerata un evento importante nella storia della demografia.

La Royal Society censurò Halley per aver suggerito nel 1694 che la storia del diluvio di Noè potesse essere il resoconto di un impatto cometario. Una teoria simile fu proposta indipendentemente tre secoli dopo, ma è generalmente respinta dai geologi.

Nel 1696, Newton fu nominato direttore della Zecca Reale e nominò Halley vice direttore della zecca di Chester. Halley trascorse due anni a supervisionare la produzione di monete. Durante questo periodo, sorprese due impiegati mentre rubavano metalli preziosi. Lui e il guardiano locale denunciarono lo schema, senza sapere che il padrone locale della zecca ne stava approfittando.

Nel 1698, lo zar di Russia (in seguito noto come Pietro il Grande) era in visita in Inghilterra e sperava che Newton fosse disponibile per intrattenerlo. Newton mandò Halley al suo posto. Lui e lo zar legarono sulla scienza e sul brandy. Secondo un resoconto controverso, una sera, quando entrambi erano ubriachi, Halley spinse allegramente lo zar in giro per Deptford su una carriola.

Anni di esplorazione

Nel 1698, per volere del re Guglielmo III, Halley ricevette il comando della Paramour, una nave rosa di 52 piedi (16 m), per poter svolgere indagini nell’Atlantico meridionale sulle leggi che regolano la variazione della bussola e per perfezionare le coordinate delle colonie inglesi nelle Americhe. Il 19 agosto 1698 prese il comando della nave e, nel novembre 1698, salpò per quello che fu il primo viaggio puramente scientifico di un vascello della marina inglese. Sfortunatamente, nacquero problemi di insubordinazione per questioni legate alla competenza di Halley a comandare una nave. Halley riportò la nave in Inghilterra per procedere contro gli ufficiali nel luglio 1699. Il risultato fu un mite rimprovero per i suoi uomini e un’insoddisfazione per Halley, che riteneva che il tribunale fosse stato troppo clemente. Halley ricevette quindi un incarico temporaneo come capitano della Royal Navy, rimise in servizio la Paramour il 24 agosto 1699 e salpò di nuovo nel settembre 1699 per effettuare osservazioni approfondite sulle condizioni del magnetismo terrestre. Questo compito fu portato a termine in un secondo viaggio nell’Atlantico che durò fino al 6 settembre 1700 e si estese da 52 gradi nord a 52 gradi sud. I risultati furono pubblicati nella Carta generale delle variazioni della bussola (1701). Questa fu la prima carta di questo tipo ad essere pubblicata e la prima in cui apparvero le linee isogoniche, o Halleyane. L’uso di tali linee ha ispirato idee successive come quelle delle isoterme di Alexander von Humboldt nelle sue carte. Nel 1701, Halley compì un terzo e ultimo viaggio sulla Paramour per studiare le maree del Canale della Manica. Nel 1702 fu inviato dalla regina Anna in missione diplomatica presso altri leader europei.

La prefazione di Awnsham e John Churchill alla raccolta dei viaggi e delle escursioni (1704), presumibilmente scritta da John Locke o da Halley, valorizzava spedizioni come queste come parte di una grande espansione della conoscenza europea del mondo:

Che cos’era la cosmografia prima di queste scoperte, se non un frammento imperfetto di una scienza che non meritava di essere chiamata così bene? Quando tutto il mondo conosciuto era costituito solo dall’Europa, da una piccola parte dell’Africa e da una parte minore dell’Asia; così che di questo globo terracqueo non era mai stata vista o sentita una sesta parte. Anzi, l’ignoranza dell’uomo in questo campo era così grande che i dotti dubitavano che fosse rotondo; altri, non meno informati, immaginavano che tutto ciò che non conoscevano fosse deserto e inabitabile. Ma ora la geografia e l’idrografia sono state perfezionate dalle fatiche di tanti marinai e viaggiatori che, per dimostrare la rotondità della terra e delle acque, hanno navigato e viaggiato intorno ad essa, come è stato fatto vedere; per dimostrare che non c’è nessuna parte inabitabile, se non le regioni polari ghiacciate, hanno visitato tutti gli altri paesi, anche se mai così remoti, che hanno trovato ben popolati e la maggior parte ricchi e deliziosi…. L’astronomia ha ricevuto l’aggiunta di molte costellazioni mai viste prima. La storia naturale e morale è impreziosita dall’aumento benefico di così tante migliaia di piante che non aveva mai ricevuto prima, di così tante droghe e spezie, di una tale varietà di animali, uccelli e pesci, di una tale rarità di minerali, montagne e acque, di una così inimmaginabile diversità di climi e uomini, e in essi di carnagioni, temperamenti, abitudini, modi, politiche e religioni…. Per concludere, l’impero dell’Europa è ora esteso fino ai confini della terra, dove molte delle sue nazioni hanno conquiste e colonie. Questi e molti altri sono i vantaggi che si traggono dalle fatiche di coloro che si espongono ai pericoli del vasto oceano e di nazioni sconosciute, che coloro che stanno fermi a casa raccolgono abbondantemente in ogni genere; e la relazione di un viaggiatore è un incentivo per spingerne altri a imitarlo, mentre il resto dell’umanità, nei suoi conti, senza muovere un piede, compie il giro della terra e dei mari, visita tutti i paesi e conversa con tutte le nazioni.

Vita da accademico

Nel novembre 1703, Halley fu nominato professore di geometria all’Università di Oxford, dopo la morte dei suoi nemici teologi, John Tillotson e il vescovo Stillingfleet. Nel 1705, applicando i metodi dell’astronomia storica, pubblicò il saggio Astronomiae cometicae synopsis (in cui affermava la sua convinzione che gli avvistamenti di comete del 1456, 1531, 1607 e 1682 fossero della stessa cometa e che questa sarebbe tornata nel 1758). Halley non visse per assistere al ritorno della cometa, ma quando questo avvenne, la cometa divenne generalmente nota come Cometa di Halley.

Nel 1706 Halley aveva imparato l’arabo e completato la traduzione iniziata da Edward Bernard dei libri V-VII delle Coniche di Apollonio da copie trovate a Leida e alla Bodleian Library di Oxford. Completò anche una nuova traduzione dei primi quattro libri dall’originale greco, iniziata dal defunto David Gregory. Li pubblicò, insieme alla propria ricostruzione del libro VIII, nella prima edizione latina completa del 1710. Nello stesso anno ricevette da Oxford la laurea honoris causa di dottore in legge.

Nel 1716, Halley propose una misurazione di alta precisione della distanza tra la Terra e il Sole cronometrando il transito di Venere. In questo modo, seguiva il metodo descritto da James Gregory in Optica Promota (in cui è descritto anche il progetto del telescopio gregoriano). È ragionevole supporre che Halley possedesse e avesse letto questo libro, dato che il progetto gregoriano era il principale progetto di telescopio utilizzato in astronomia all’epoca di Halley. Non va a merito di Halley il fatto che non abbia riconosciuto la priorità di Gregory in questa materia. Nel 1717-18 scoprì il moto proprio delle stelle “fisse” (pubblicandolo nel 1718) confrontando le sue misure astrometriche con quelle riportate nell’Almagesto di Tolomeo. Si notò che Arturo e Sirio si erano mosse in modo significativo: quest’ultima era progredita di 30 minuti d’arco (circa il diametro della luna) verso sud in 1800 anni.

Nel 1720, insieme all’amico antiquario William Stukeley, Halley partecipò al primo tentativo di datare scientificamente Stonehenge. Partendo dal presupposto che il monumento fosse stato costruito con una bussola magnetica, Stukeley e Halley cercarono di calcolare la deviazione percepita introducendo correzioni rispetto alle registrazioni magnetiche esistenti e suggerirono tre date (460 a.C., 220 d.C. e 920 d.C.), la più antica delle quali fu quella accettata. Queste date erano sbagliate di migliaia di anni, ma l’idea che si potessero usare metodi scientifici per datare i monumenti antichi era rivoluzionaria per l’epoca.

Halley succedette a John Flamsteed nel 1720 come Astronomo Reale, carica che mantenne fino alla morte, avvenuta nel 1742 all’età di 85 anni. Fu sepolto nel cimitero dell’antica chiesa di St Margaret’s, Lee (da allora ricostruita), a Lee Terrace, Blackheath. Fu sepolto nella stessa tomba dell’Astronomo Reale John Pond; la tomba non segnata dell’Astronomo Reale Nathaniel Bliss si trova nelle vicinanze. La sua lapide originale fu trasferita dall’Ammiragliato quando la chiesa originaria di Lee fu demolita e ricostruita; oggi è visibile sulla parete meridionale della Camera Obscura dell’Osservatorio Reale di Greenwich. La sua tomba segnata è visibile presso la chiesa di St Margaret, Lee Terrace.

Nonostante la persistente convinzione errata che Halley abbia ricevuto un cavalierato, non è così. L’idea può essere fatta risalire a testi astronomici americani come An Elementary Treatise on Astronomy di William Augustus Norton del 1839, forse a causa delle occupazioni reali di Halley e dei suoi legami con Sir Isaac Newton.

Halley sposò Mary Tooke nel 1682 e si stabilì a Islington. La coppia ebbe tre figli.

Esistono tre pronunce del cognome Halley. La più comune, sia in Gran Bretagna, è

Per quanto riguarda il suo nome, sebbene l’ortografia “Edmund” sia abbastanza comune, “Edmond” è quello che Halley stesso usava, secondo un articolo del 1902, anche se un articolo dell’International Comet Quarterly del 2007 lo contesta, commentando che nelle sue opere pubblicate, Halley ha usato “Edmund” 22 volte e “Edmond” solo 3 volte, con diverse altre varianti, come il latinizzato “Edmundus”. Gran parte del dibattito deriva dal fatto che, all’epoca di Halley, le convenzioni ortografiche inglesi non erano ancora standardizzate e quindi egli stesso utilizzava più grafie.

Fonti

Fonti

1. Edmond Halley
2. Edmond Halley
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. G.J. Babu and E.D. Feigelson: Astrostatistics. 1996 Chapman and Hall.
11. Математическая генеалогия (англ.) — 1997.