Edmond Halley

Delice Bette | 5 kwietnia, 2023

Streszczenie

Edmond – 25 stycznia 1742 był angielskim astronomem, geofizykiem, matematykiem, meteorologiem i fizykiem. Był drugim Astronomem Królewskim w Wielkiej Brytanii, zastępując Johna Flamsteeda w 1720 roku.

Z obserwatorium zbudowanego na Świętej Helenie w latach 1676-77 Halley skatalogował południową półkulę nieba i zarejestrował tranzyt Merkurego przez Słońce. Uświadomił sobie, że podobny tranzyt Wenus można wykorzystać do wyznaczenia odległości między Ziemią, Wenus i Słońcem. Po powrocie do Anglii został stypendystą Royal Society i z pomocą króla Karola II uzyskał tytuł magistra w Oksfordzie.

Halley zachęcał i pomagał w finansowaniu publikacji wpływowej Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (1687) Isaaca Newtona. Na podstawie obserwacji, których Halley dokonał we wrześniu 1682 roku, wykorzystał prawa ruchu Newtona do obliczenia okresowości Komety Halleya w swoim Synopsis of the Astronomy of Comets z 1705 roku. Kometa została nazwana jego imieniem po jej przewidywanym powrocie w 1758 roku, którego nie doczekał.

Począwszy od 1698 r. Halley odbywał wyprawy żeglarskie i prowadził obserwacje nad warunkami ziemskiego magnetyzmu. W 1718 roku odkrył ruch właściwy gwiazd „stałych”.

Halley urodził się w Haggerston w Middlesex. Według Halleya jego data urodzenia to 8 listopada Jego ojciec, Edmond Halley Sr., pochodził z rodziny Derbyshire i był zamożnym mydlarzem w Londynie. Jako dziecko Halley był bardzo zainteresowany matematyką. Uczył się w St Paul’s School, gdzie rozwinął swoje początkowe zainteresowanie astronomią i został wybrany kapitanem szkoły w 1671 roku. 1672, zmarła matka Halleya, Anne Robinson. rozpoczął studia w The Queen’s College, Oxford. Halley zabrał ze sobą 24-stopowy teleskop, za który najwyraźniej zapłacił jego ojciec. Będąc jeszcze studentem, Halley opublikował prace na temat Układu Słonecznego i plam słonecznych. W marcu 1675 roku napisał do Johna Flamsteeda, Astronoma Królewskiego (pierwszego w Anglii), informując go, że wiodące opublikowane tabele dotyczące pozycji Jowisza i Saturna były błędne, podobnie jak niektóre pozycje gwiazd Tycho Brahego.

Publikacje i wynalazki

W 1676 roku Flamsteed pomógł Halleyowi opublikować jego pierwszą pracę, zatytułowaną „A Direct and Geometrical Method of Finding the Aphelia, Eccentricities, and Proportions of the Primary Planets, Without Supposing Equality in Angular Motion”, dotyczącą orbit planetarnych, w Philosophical Transactions of the Royal Society. Pod wpływem projektu Flamsteeda, który miał sporządzić katalog gwiazd północnej półkuli niebieskiej, Halley zaproponował, że zrobi to samo dla nieba południowego, porzucając w tym celu szkołę. Wybrał południowoatlantycką wyspę Świętej Heleny (na zachód od Afryki), z której mógłby obserwować nie tylko gwiazdy południowe, ale także niektóre gwiazdy północne, z którymi mógłby je porównywać. Król Karol II poparł jego przedsięwzięcie. Halley dopłynął na wyspę pod koniec 1676 roku, po czym założył obserwatorium z dużym sekstantem z celownikami teleskopowymi. Przez rok prowadził obserwacje, dzięki którym stworzył pierwszy katalog nieba południowego, oraz obserwował tranzyt Merkurego przez Słońce. Skupiając się na tej ostatniej obserwacji, Halley zdał sobie sprawę, że obserwacja paralaksy słonecznej planety – najlepiej z wykorzystaniem tranzytu Wenus, który nie nastąpi za jego życia – może posłużyć do trygonometrycznego wyznaczenia odległości między Ziemią, Wenus i Słońcem.

Halley wrócił do Anglii w maju 1678 roku i wykorzystał swoje dane do stworzenia mapy gwiazd południowych. Oksford nie pozwolił Halleyowi na powrót, gdyż wyjeżdżając na Świętą Helenę, naruszył wymogi dotyczące pobytu. Odwołał się do Karola II, który podpisał list z prośbą o bezwarunkowe przyznanie Halleyowi tytułu Master of Arts, co kolegium przyznało 3 grudnia 1678 roku. Halley w wieku 22 lat został wybrany na fellow Royal Society. W 1679 r. opublikował Catalogus Stellarum Australium („A catalogue of the stars of the South”), zawierający jego mapę i opisy 341 gwiazd. Robert Hooke zaprezentował katalog Towarzystwu Królewskiemu. W połowie 1679 r. Halley udał się w imieniu Towarzystwa do Gdańska, aby pomóc w rozwiązaniu sporu: ponieważ instrumenty obserwacyjne astronoma Johannesa Heweliusza nie były wyposażone w celowniki teleskopowe, Flamsteed i Hooke zakwestionowali dokładność jego obserwacji; Halley został u Heweliusza i sprawdził jego obserwacje, stwierdzając, że są one dość dokładne.

Do 1681 roku Giovanni Domenico Cassini opowiedział Halleyowi o swojej teorii, że komety to obiekty na orbitach. We wrześniu 1682 roku Halley przeprowadził serię obserwacji tego, co stało się znane jako Kometa Halleya; jego nazwisko stało się z nią związane z powodu jego pracy nad jej orbitą i przewidywaniem jej powrotu w 1758 roku (którego nie dożył). Na początku 1686 roku Halley został wybrany na nowe stanowisko sekretarza Royal Society, co wymagało od niego rezygnacji ze stypendium oraz zarządzania korespondencją i spotkaniami, a także redagowania Philosophical Transactions. Również w 1686 roku Halley opublikował drugą część wyników swojej helleńskiej wyprawy, będącą referatem i wykresem na temat wiatrów handlowych i monsunów. Symbole, których użył do przedstawienia wiatrów smugowych nadal istnieją w większości współczesnych reprezentacji wykresów pogodowych. W artykule tym zidentyfikował ogrzewanie słoneczne jako przyczynę ruchów atmosferycznych. Ustalił również związek pomiędzy ciśnieniem barometrycznym a wysokością nad poziomem morza. Jego wykresy stanowiły ważny wkład w rozwijającą się dziedzinę wizualizacji informacji.

Halley większość czasu poświęcał na obserwacje księżycowe, ale interesował się również problemami grawitacji. Jednym z problemów, który przyciągnął jego uwagę, był dowód praw Keplera dotyczących ruchu planet. W sierpniu 1684 r. udał się do Cambridge, by przedyskutować to z Izaakiem Newtonem, podobnie jak cztery lata wcześniej zrobił to John Flamsteed. Okazało się jednak, że Newton rozwiązał problem za namową Flamsteeda w odniesieniu do orbity komety Kirch, nie publikując rozwiązania. Halley poprosił o wgląd w obliczenia i otrzymał od Newtona odpowiedź, że nie może ich znaleźć, ale obiecał, że je przerobi i prześle dalej, co w końcu uczynił, w krótkim traktacie zatytułowanym O ruchu ciał po orbicie. Halley uznał wagę tej pracy i wrócił do Cambridge, by zorganizować jej publikację z Newtonem, który jednak rozszerzył ją w swojej Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica, wydanej na koszt Halleya w 1687 roku. Pierwsze obliczenia Halleya dotyczące komet były tym samym dla orbity komety Kirch, oparte na obserwacjach Flamsteeda w latach 1680-1681. Chociaż miał dokładnie obliczyć orbitę komety z 1682 roku, to jednak w swoich obliczeniach orbity komety Kirch był niedokładny. Wskazywały one na okres 575 lat, a więc pojawiały się w latach 531 i 1106 i przypuszczalnie zwiastowały śmierć Juliusza Cezara w podobny sposób w 45 roku p.n.e. Obecnie wiadomo, że jej okres orbitalny wynosi około 10 000 lat.

W 1691 roku Halley zbudował dzwon nurkowy, urządzenie, w którym atmosfera była uzupełniana za pomocą ważonych beczek z powietrzem wysyłanych z powierzchni. W ramach demonstracji Halley wraz z pięcioma towarzyszami zanurkował na głębokość 60 stóp (18 m) w Tamizie i pozostał tam przez ponad półtorej godziny. Dzwon Halleya był mało przydatny w praktycznych pracach ratowniczych, ponieważ był bardzo ciężki, ale z czasem wprowadził do niego ulepszenia, później wydłużając czas ekspozycji pod wodą do ponad 4 godzin. Halley doznał jednego z najwcześniej odnotowanych przypadków barotraumy ucha środkowego. W tym samym roku, na spotkaniu Royal Society, Halley przedstawił podstawowy model roboczy kompasu magnetycznego, wykorzystując obudowę wypełnioną cieczą do tłumienia wahań i chwiania się namagnesowanej igły.

W 1691 r. Halley ubiegał się o stanowisko profesora astronomii Saviliana w Oksfordzie. Kandydując na to stanowisko, Halley spotkał się z wrogością Astronoma Królewskiego, Johna Flamsteeda, a Kościół anglikański zakwestionował jego poglądy religijne, głównie z tego powodu, że wątpił w wiek Ziemi podany w Biblii. Po tym, jak Flamsteed napisał do Newtona, aby uzyskać poparcie przeciwko Halleyowi, Newton odpisał w nadziei na pojednanie, ale bezskutecznie. Kandydaturze Halleya sprzeciwili się zarówno arcybiskup Canterbury, John Tillotson, jak i biskup Stillingfleet, a stanowisko to przypadło Davidowi Gregory’emu, który miał poparcie Newtona.

W 1692 roku Halley wysunął pomysł pustej Ziemi składającej się z powłoki o grubości około 500 mil (800 km), dwóch wewnętrznych koncentrycznych powłok i najbardziej wewnętrznego jądra. Zasugerował, że atmosfery oddzielały te skorupy i że każda skorupa miała swoje własne bieguny magnetyczne, a każda sfera obracała się z inną prędkością. Halley zaproponował ten schemat, aby wyjaśnić anomalne odczyty kompasu. Wyobraził sobie, że każdy wewnętrzny region ma atmosferę i jest świetlisty (i być może zamieszkany), i spekulował, że ulatniający się gaz powoduje zorzę polarną. Zasugerował: „Promienie zorzy spowodowane są cząsteczkami, na które oddziałuje pole magnetyczne, promienie równoległe do pola magnetycznego Ziemi”.

W 1693 roku Halley opublikował artykuł o rentach dożywotnich, w którym zawarł analizę wieku w chwili śmierci na podstawie statystyk z Wrocławia, które zdołał dostarczyć Caspar Neumann. Artykuł ten pozwolił rządowi brytyjskiemu sprzedawać renty dożywotnie po odpowiedniej cenie w zależności od wieku nabywcy. Praca Halleya silnie wpłynęła na rozwój nauk aktuarialnych. Skonstruowanie tablicy życia dla Breslau, które nastąpiło po bardziej prymitywnej pracy Johna Graunta, jest obecnie postrzegane jako ważne wydarzenie w historii demografii.

Royal Society ocenzurowało Halleya za zasugerowanie w 1694 roku, że historia potopu Noego może być relacją z uderzenia komety. Podobna teoria została niezależnie zasugerowana trzy wieki później, ale jest ogólnie odrzucana przez geologów.

W 1696 roku Newton został powołany na stanowisko naczelnika mennicy królewskiej i mianował Halleya zastępcą komptrolera mennicy w Chester. Halley spędził dwa lata nadzorując produkcję monet. Będąc tam, przyłapał dwóch urzędników na kradzieży cennych metali. Wraz z lokalnym strażnikiem wypowiedział się na temat tego procederu, nie wiedząc, że lokalny mistrz mennicy czerpie z niego korzyści.

W 1698 roku car Rosji (później znany jako Piotr Wielki) był z wizytą w Anglii i miał nadzieję, że Newton będzie dostępny, by go zabawić. Newton wysłał Halleya w jego miejsce. On i car związali się przy nauce i brandy. Według jednej ze spornych relacji, kiedy obaj byli pijani pewnej nocy, Halley jowialnie pchał cara po Deptford w taczce.

Lata poszukiwań

W 1698 r. na polecenie króla Wilhelma III Halley otrzymał dowództwo Paramour, 52-stopowego (16 m) różowca, aby mógł przeprowadzić na południowym Atlantyku badania praw rządzących zmiennością kompasu, a także doprecyzować współrzędne angielskich kolonii w obu Amerykach. 19 sierpnia 1698 r. objął dowództwo okrętu i w listopadzie 1698 r. wypłynął w pierwszą czysto naukową podróż angielskiego okrętu wojennego. Niestety pojawiły się problemy z niesubordynacją w związku z pytaniami o kompetencje Halleya do dowodzenia statkiem. Halley zwrócił statek do Anglii, aby w lipcu 1699 roku przeprowadzić postępowanie przeciwko oficerom. Rezultatem było łagodne upomnienie dla jego ludzi i niezadowolenie Halleya, który czuł, że sąd był zbyt łagodny. Halley otrzymał następnie tymczasową komisję w randze kapitana w Royal Navy, ponownie przyjął Paramour do służby 24 sierpnia 1699 roku i we wrześniu 1699 roku ponownie wypłynął, aby przeprowadzić szeroko zakrojone obserwacje warunków ziemskiego magnetyzmu. Zadanie to zrealizował w drugiej podróży przez Atlantyk, która trwała do 6 września 1700 roku i rozciągała się od 52 stopni na północ do 52 stopni na południe. Wyniki zostały opublikowane w General Chart of the Variation of the Compass (1701). Był to pierwszy taki wykres, który został opublikowany i pierwszy, na którym pojawiły się linie izogoniczne, czyli halleyowskie. Zastosowanie takich linii zainspirowało późniejsze pomysły, jak np. zastosowanie izoterm przez Alexandra von Humboldta w jego mapach. W 1701 roku Halley odbył trzecią i ostatnią podróż na Paramour, aby zbadać pływy kanału La Manche. W 1702 roku został wysłany przez królową Annę na misje dyplomatyczne do innych przywódców europejskich.

Przedmowa do zbioru rejsów i podróży Awnshama i Johna Churchilla (1704), napisana rzekomo przez Johna Locke’a lub przez Halleya, dowartościowywała wyprawy takie jak te jako część wielkiej ekspansji europejskiej wiedzy o świecie:

Czym była kosmografia przed tymi odkryciami, tylko niedoskonałym fragmentem nauki, nie zasługującym na tak dobrą nazwę? Kiedy cały znany świat był tylko Europą, małą częścią Afryki i mniejszą częścią Azji; tak, że z tego terraqueous globu ani jedna szósta część nigdy nie była widziana lub słyszana. Tak wielka była niewiedza człowieka w tym względzie, że uczeni wątpili w to, że jest on okrągły; inni, nie mniej wiedząc, wyobrażali sobie, że wszystko, czego nie znali, jest bezludne i nie do zamieszkania. Ale teraz geografia i hydrografia uzyskały pewną doskonałość dzięki wysiłkom tak wielu żeglarzy i podróżników, którzy, aby wykazać okrągłość ziemi i wody, opłynęli ją i podróżowali, jak to zostało tutaj pokazane; aby pokazać, że nie ma części niezamieszkanej, z wyjątkiem zamarzniętych regionów polarnych, odwiedzili wszystkie inne kraje, choć nigdy nie tak odległe, które znaleźli dobrze zaludnione, a większość z nich była bogata i zachwycająca. Astronomia otrzymała dodatek wielu konstelacji, których nigdy przedtem nie widziano. Historia naturalna i moralna jest ozdobiona najkorzystniejszym wzrostem tak wielu tysięcy roślin, których nigdy wcześniej nie otrzymywała, tak wielu leków i przypraw, takiej różnorodności zwierząt, ptaków i ryb, takich rzadkości w minerałach, górach i wodach, takiej niewyobrażalnej różnorodności klimatów i ludzi, a w nich karnacji, temperamentów, nawyków, manier, polityk i religii…. Podsumowując, imperium Europy jest teraz rozszerzone do najdalszych granic ziemi, gdzie kilka jej narodów ma podboje i kolonie. Te i wiele innych korzyści płyną z pracy tych, którzy wystawiają się na niebezpieczeństwa wielkiego oceanu i nieznanych narodów; które ci, którzy siedzą w domu, obficie zbierają w każdym rodzaju; a relacja jednego podróżnika jest zachętą do pobudzenia innych do naśladowania go, podczas gdy reszta ludzkości, w swoich rachunkach bez poruszania stopą, okrąża ziemię i morza, odwiedza wszystkie kraje i rozmawia ze wszystkimi narodami.

Życie akademickie

W listopadzie 1703 r. Halley został mianowany profesorem geometrii Saviliana na Uniwersytecie Oksfordzkim, po śmierci jego teologicznych wrogów, Johna Tillotsona i biskupa Stillingfleeta. W 1705 roku, stosując metody astronomii historycznej, opublikował pracę Astronomiae cometicae synopsis (zawarł w niej swoje przekonanie, że obserwacje komet z lat 1456, 1531, 1607 i 1682 dotyczyły tej samej komety i że powróci ona w 1758 roku. Halley nie dożył powrotu komety, ale kiedy to nastąpiło, kometa stała się powszechnie znana jako Kometa Halleya.

Do 1706 roku Halley nauczył się arabskiego i dokończył rozpoczęte przez Edwarda Bernarda tłumaczenie ksiąg V-VII Conics Apolloniusza z kopii znalezionych w Leiden i Bodleian Library w Oxfordzie. Dokończył także nowy przekład pierwszych czterech ksiąg z oryginału greckiego, który rozpoczął nieżyjący już David Gregory. Opublikował je wraz z własną rekonstrukcją księgi VIII w pierwszym kompletnym wydaniu łacińskim w 1710 roku. W tym samym roku otrzymał od Oksfordu honorowy tytuł doktora praw.

W 1716 roku Halley zaproponował bardzo precyzyjny pomiar odległości między Ziemią a Słońcem poprzez mierzenie czasu tranzytu Wenus. Postępował przy tym zgodnie z metodą opisaną przez Jamesa Gregory’ego w Optica Promota (w której opisany jest również projekt teleskopu gregoriańskiego). Można założyć, że Halley posiadał i czytał tę książkę, biorąc pod uwagę, że teleskop gregoriański był głównym wzorem teleskopu używanego w astronomii w czasach Halleya. Nie jest zasługą Halleya, że nie uznał pierwszeństwa Gregory’ego w tej kwestii. W latach 1717-18 odkrył ruch właściwy gwiazd „stałych” (publikując to w 1718 roku), porównując swoje pomiary astrometryczne z tymi podanymi w Almageście Ptolemeusza. Zauważył, że Arkturus i Syriusz poruszyły się znacząco, przy czym ten ostatni przesunął się o 30 minut łuku (mniej więcej średnica Księżyca) na południe w ciągu 1800 lat.

W 1720 roku, wraz ze swoim przyjacielem antykwariuszem Williamem Stukeleyem, Halley uczestniczył w pierwszej próbie naukowego datowania Stonehenge. Zakładając, że monument został ułożony przy użyciu kompasu magnetycznego, Stukeley i Halley próbowali obliczyć postrzegane odchylenie wprowadzając poprawki z istniejących zapisów magnetycznych i zaproponowali trzy daty (460 p.n.e., AD 220 i AD 920), z których najwcześniejsza została przyjęta. Daty te były błędne o tysiące lat, ale pomysł, że metody naukowe mogą być wykorzystane do datowania starożytnych zabytków, był w swoim czasie rewolucyjny.

Halley zastąpił Johna Flamsteeda w 1720 roku na stanowisku Astronoma Królewskiego, które to stanowisko Halley zajmował aż do śmierci w 1742 roku w wieku 85 lat. Został pochowany na cmentarzu starego kościoła St Margaret’s, Lee (od czasu przebudowy), przy Lee Terrace, Blackheath. Został pochowany w tej samej krypcie co Astronom Królewski John Pond; nieoznaczony grób Astronoma Królewskiego Nathaniela Blissa znajduje się w pobliżu. Jego oryginalny nagrobek został przeniesiony przez Admiralicję, gdy oryginalny kościół Lee został zburzony i odbudowany – można go dziś zobaczyć na południowej ścianie Camera Obscura w Królewskim Obserwatorium w Greenwich. Jego oznaczony grób można zobaczyć w kościele St Margaret’s, Lee Terrace.

Pomimo uporczywego błędnego przekonania, że Halley otrzymał tytuł szlachecki, nie jest to prawdą. Pomysł ten można prześledzić w amerykańskich tekstach astronomicznych, takich jak An Elementary Treatise on Astronomy Williama Augustusa Nortona z 1839 roku, być może ze względu na królewskie zajęcia Halleya i powiązania z sir Isaakiem Newtonem.

Halley poślubił Mary Tooke w 1682 roku i zamieszkał w Islington. Para miała troje dzieci.

Istnieją trzy wymowy nazwiska Halley. Najpopularniejsza, zarówno w Wielkiej Brytanii to.

Jeśli chodzi o jego imię, to choć pisownia „Edmund” jest dość powszechna, to według artykułu z 1902 roku sam Halley używał „Edmond”, choć artykuł w International Comet Quarterly z 2007 roku kwestionuje to, komentując, że w swoich opublikowanych pracach użył „Edmunda” 22 razy, a „Edmonda” tylko 3 razy, z kilkoma innymi wariantami, takimi jak zlatynizowany „Edmundus”. Wiele dyskusji wynika z faktu, że w czasach Halleya angielskie konwencje ortograficzne nie były jeszcze ujednolicone, a więc on sam używał wielu pisowni.

Źródła

Źródła

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. 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. 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
8. Cf. Paul ver Eecke, préface à la Collection mathématique de Pappus d’Alexandrie (1982), édité par Albert Blanchard, Paris, p. CXXIV.
9. Traduction de Barthélemy Saint-Hilaire, lire en ligne.
10. G.J. Babu and E.D. Feigelson: Astrostatistics. 1996 Chapman and Hall.
11. Математическая генеалогия (англ.) — 1997.
12. Les membres du passé dont le nom commence par H Архивная копия от 26 сентября 2020 на Wayback Machine (фр.)
13. См. Random House Dictionary of the English Language.