niedziela, 21 czerwca 2020

McGoris #136 - Edmond Halley - niedoceniony astronom

Edmond Halley kojarzy się głównie z kometami, a dokładnie z kometą Halleya. Nie każdy jednak wie, że zawdzięczamy mu znacznie więcej, niż poznanie natury komet.


1. Wstęp

Od początków dziejów ludzkości pojawienie się komety na niebie uważano za zwiastun jakiejś katastrofy bądź nieszczęścia. Nagłe pojawienie się takiego ciała niebieskiego na niebie wzbudzało strach i lęk.

Obserwowano je już w starożytności i pojawienie się takiego obiektu na niebie zwiastowało np. śmierć króla bądź ważnej osoby (przykładowo, kometa z 44 r. p.n.e. została przypisana do zabójstwa Juliusza Cezara).

Rycina Wielkiej Komety z 1577 roku. źródło: wikipedia.org

Dzięki pewnemu człowiekowi, a dokładnie dzięki angielskiemu astronomowi i matematykowi - Edmondowi Halley'owi zrozumieliśmy, że komety to normalne ciała niebieskie jak każde inne i nie mają nic wspólnego z katastrofami. Zamiast bezmyślnych przesądów, podszedł on do tematu bardziej logicznie i racjonalnie.

Angielskiemu uczonemu zawdzięczamy znacznie więcej odkryć w dziedzinie astronomii i nie tylko.


Edmond Halley - życiorys

Edmond Halley urodził się 8 listopada 1656 roku w Haggerston, niedaleko Londynu. Był synem Edmonda, bogatego producenta mydła. Był bardzo zainteresowany matematyką, fizyką i astronomią.

W 1673 roku wstąpił do Queen's College w Uniwersytecie Oksfordzkim. W roku 1686 wybrał się w podróż na Wyspę Świętej Heleny, gdzie obserwował południowe niebo. Później wrócił do Anglii. Do tego czasu nie dostał jeszcze dyplomu ukończenia uczelni. Ostatecznie na wniosek króla Karola II otrzymał go bez egzaminu końcowego. 

W 1704 roku został profesorem geometrii na uniwersytecie w Oksfordzie.

W 1720 objął stanowisko Astronoma Królewskiego. 14 stycznia 1742 zmarł w Greenwich.


2. Komety - jak Halley poznał ich naturę?


Historia obserwacji komet

Edmonda Halley'a interesowały pewne ciała niebieskie, a dokładnie komety. Badał zapiski z ich obserwacji, które pochodziły z różnych lat. Najstarszy zapis dotyczący komety pochodzi z 2316 r. p.n.e.

W starożytnej Grecji i Rzymie uznawano głównie model geocentryczny, z Ziemią w centrum. Komety były uznawane tak, jak opisał je Arystoteles - jako twory otaczające Ziemię, ogniste obiekty pochodzące z wyziewów ziemskich, zachodzących pod wpływem określonego układu Słońca, Księżyca i planet.

Samo słowo kometa, pochodzi z greckiego κομήτης (kometes) - co oznacza "długowłosa", lub z łacińskiego coma - warkocz. Pierwszy raz jako kometes określił je Arystoteles, jako "gwiazdy z włosami".

Inny pogląd odnośnie komet miał rzymski pisarz i filozof - Seneka Młodszy twierdził, że komety to obiekty należące do sfery gwiazd stałych. 

Niesłuszność tych koncepcji wykazał duński astronom Tycho Brahe w XVI wieku dowodząc, że zaobserwowana przez niego w 1577 kometa znajduje się w odległości co najmniej kilka razy większej niż Księżyc.


Edmond Halley i jego badania

Na podstawie wielu zapisków odnośnie komet, Edmond Halley wraz z pomocą Isaac'a Newtona - próbował poznać ich naturę. 

Informacje z tych notatek na temat ruchu tych komet były na tyle wystarczające, by móc wstępnie oszacować ich orbity. Edmond miał również okazję zaobserwować kometę w roku 1682, dzięki czemu wyliczył jej orbitę z pomocą Isaaca Newtona i jego prawa powszechnego ciążenia

Edmond Halley sfinansował druk dzieła Issaca Newtona pt. "Matematyczne zasady filozofii naturalnej" (łac. Philosophiae naturalis principia mathematica), w którym przedstawione było właśnie prawo powszechnego ciążenia, prawa ruchu mechaniki klasycznej, a także 3 prawa Keplera (odnośnie ruchu planet po eliptycznych orbitach).

Tytułowa strona publikacji Isaaca Newtona pt. "Philosophiae naturalis principia mathematica"

Edmond Halley dzięki tym wyliczeniom doszedł do wniosku - że kometa z roku 1456, 1531, 1607 to jeden i ten sam obiekt (kometa z 1682 roku) - kometa, która cyklicznie powraca!

Według niego ten sam obiekt powraca średnio co 76 lat. Dzięki wyliczeniom orbity tej komety stwierdził i ogłosił - że następne pojawienie się tej komety nastąpi w 1758 roku i był pewny, że dobrze wyliczył jej orbitę.

Co się stało tego roku? Kometa powróciła! Edmond Halley przewidział ponowne pojawienie się tej komety na niebie. Niestety Edmond Halley nie dożył tego dnia - zmarł 16 lat wcześniej

Na jego cześć nazwano tę kometę - Kometą Halley'a i stała się jednym z symboli kluczowych odkryć astronomicznych. Dostała ona oznaczenie 1P/Halley. Literką P oznaczamy oczywiście komety okresowe.

Kometa Halley'a na niebie pojawiła się w latach 1835, 1910 i 1986. Kometę Halley'a z 1986 powinni dobrze pamiętać ludzie w wieku 40+.

Kometa Halleya - zdjęcie wykonane 8 marca 1986 roku. Źródło: NASA

Następne pojawienie się Komety Halleya nastąpi w 2061 roku. Nie wiem, czy dożyję tego roku, ale młodsze pokolenia myślę, że jak najbardziej.



3. Edmond Halley - ekspedycja na Wyspę św. Heleny

W 1676 roku Edmond Halley wyruszył w podróż na Wyspę św. Heleny. Zbudował tam obserwatorium, gdzie korzystał z zaawansowanych przyrządów astronomicznych takich jak duży sekstans czy teleskop.


Mapa rozkładów wiatrów

Jednak zanim tam dopłynął, podczas żeglarskich podróży sporządzał mapę cyrkulacji atmosfery ziemskiej - w swojej opublikowanej pracy opisał zależność nasłonecznienia od rozkładu wiatrów, w tym monsunów. Oszacował on mapę rozkładów wiatrów na oceanach. Nasłonecznienie w konkretnych ośrodkach były przyczyną ruchów mas powietrza.

Odkrył także zależność ciśnienia atmosferycznego i wysokości nad poziomem morza. Informacje z 
jego mapy rozkładów wiatrów używana jest nawet po dziś dzień i ma kluczowe znaczenie w prognozach i wykresach pogodowych.

Globalna mapa rozkładu wiatrów na kuli ziemskiej w styczniu. Źrodło: https://epodreczniki.pl/a/jak-powstaje-wiatr/Dog9UD7na


Południowe niebo - katalog gwiazd

Edmond Halley obserwował stamtąd południowe niebo - gwiazdy, które nie były widoczne z szerokości geograficznej Europy. Stworzył on katalog 372 gwiazd. Dzięki własnemu obserwatorium, gdzie posiadał teleskop oraz sekstans, razem z ich pozycjami i współrzędnymi na niebie.


Przejście Merkurego na tle tarczy Słońca

W listopadzie 1677 roku Edmond Halley podczas pobytu na Wyspie św. Heleny miał okazję zaobserwować dość rzadkie zjawisko - tranzyt Merkurego na tle tarczy Słońca.

Przejście Merkurego przed tarczą Słońca. 7 listopada 1677 roku. Program Stellarium.

Dzięki tym obserwacjom, Edmond Halley wysnuł, że dzięki podobnemu zjawisku - przejścia Wenus na tle tarczy Słonecznej, można obliczyć odległości w Układzie Słonecznym. 

Kluczową rzeczą było określenie paralaksy (czyli przesunięcia się) będąc jednocześnie w dwóch skrajnych miejscach na Ziemi.

Dzięki temu można określić odległość do Wenus. Znając odległość do Wenus oraz jej rozmiar kątowy podczas tranzytu - możemy określić średnicę Wenus.

Znając te wartości możemy określić prędkość orbitalną Wenus, oraz rozmiar jej orbity. Znając te wartości możemy określić odległość Ziemi do Słońca.



1678 - Spotkanie Królewskiego Towarzystwa w Gdańsku 

W maju 1678 Halley powrócił do Anglii. Niedługo po tym wyruszył do Gdańska na posiedzenie Królewskiego Towarzystwa. Spotkanie miało na celu weryfikację obserwacji gwiazd z południowego nieba. 
Podczas spotkania zakwestionowano poprzednie wyliczenia przeprowadzone przez gdańskiego astronoma - Jana Heweliusza, który również badał południowe niebo, ale w przeciwieństwie do Edmonda Halley'a - nie posiadał teleskopu. Jego wyliczenia zostały zakwestionowane przez Roberta Hooke'a.

Edmond Halley został przy Janie Heweliuszu, jednak okazało się, że współrzędne gwiazd, wyliczone przez Edmonda Halley'a są bardziej dokładne.



4. Ruchy własne gwiazd

Edmond Halley odkrył w 1718 roku tzw. ruchy własne gwiazd. Gwiazdy na niebie wbrew pozorom również się poruszają, jednak by to dostrzec potrzeba nawet kilku tysięcy lat. Związane jest to oczywiście ruchem gwiazd wokół centrum naszej galaktyki - Drogi Mlecznej.

Halley badał różne zapiski i obserwacje z dawnych lat. Jedno z nich dotyczyło zaobserwowanego w Atenach w 509 r. n.e. zakrycie gwiazdy Aldebaran (najjaśniejsza gwiazda konstelacji Byka) przez Księżyc.
Dzięki jego dokładniejszym zbadaniu ruchu Księżyca na niebie i porównując tą obserwację - doszedł do wniosku, że pozycja gwiazdy Aldebaran musiała się lekko zmienić. To przyczyniło się do odkrycia ruchów własnych gwiazd.

Konstelacja Byka. Centralna część gwiazdozbioru wyróżnia się gwiazdami w kształcie litery V.


5. Inne odkrycia

Edmondowi Halley'owi zawdzięczamy odkryć nie tylko w dziedzinie astronomii.


Dzwon do nurkowania

Edmond Halley ulepszył i zbudował dzwon do nurkowania. Sam dzwon do nurkowania jako wynalazek był znany już wcześniej (chociażby w 1448 i 1535 roku wykorzystano taki dzwon do splądrowania zatopionych, rzymskich statków w jeziorze Nemi).

Jak działa taki dzwon? W trakcie zanurzania, poziom wody w dzwonie podnosi się, pozostawiając jednak pod sufitem warstwę powietrza, w której może przebywać człowiek. Kiedyś dzwon nurkowy służył do transportu nurków na różne głębokości.

Edmond Halley tą konstrukcję znacznie ulepszył. Dzwon Halleya był połączony szczelnymi beczkami wypełnionymi czystym powietrzem za pomocą gumowych rur. Zanurzane były nisko pod powierzchnię wody, nawet niżej niż sam dzwon (dzięki czemu ciśnienie panujące w beczkach było wyższe).

Jego dzwon posiadał również inne usprawnienia: umieszczony w suficie zawór służący do usuwania zużytego powietrza, okna w ścianach bocznych, ławki wokół ścian i system zawieszonego balastu pozwalający na lekkie wyhamowanie nad dnem.

Dzwon do nurkowania.



1698 - 1700 - pomiary deklinacji magnetycznej

Rezultatem jego podróży naukowych do Afryki Zachodniej i Ameryki Północnej (1698–1700) były pomiary deklinacji magnetycznej w wielu odwiedzanych przezeń miejscach. Na podstawie swych pomiarów oraz wszystkich innych dostępnych mu danych opublikował 1701 pierwsze mapy deklinacji magnetycznych obszarów oceanów Atlantyckiego i Spokojnego.


Tablica śmiertelności mieszkańców Wrocławia - składki emerytalne

W 1693 roku na podstawie zestawień narodzin i zgonów sporządzonych przez wrocławskiego pastora Caspara Neumanna opracował wzorzec obliczania składek emerytalnych dla powstających funduszy ubezpieczeniowych.

Na podstawie swoich analiz sformułował także wnioski dla rządzących, sugerując zniechęcanie do bezżenności tak poprzez wysokie podatki, jak i przymus służby wojskowej, oraz nawołując władze do wspierania rodzin wielodzietnych, tj. mających powyżej dwojga dzieci.

Zaproponowany przez Halleya sposób wyliczania składek przetrwał do końca XVIII wieku.


6. Uhonorowanie Edmonda Halley'a

Aby uhonorować jego dokonania i wkład do astronomii, jego nazwiskiem nazwano krater na Księżycu, krater na Marsie oraz kometę.


7. Źródła:

-Encyklopedia PWN



Jeśli wam się podobało to udostępnijcie i dajcie znać w komentarzu, jeżeli gdzieś się pomyliłem. Życzę wam udanych obserwacji i ciemnego nieba. 

Pozdrawiam McGoris :)


Zapraszam także do polubienia strony na Facebooku: facebook.com/mcastronomia



ZOBACZ TEŻ:

Brak komentarzy:

Prześlij komentarz