Ви є тут

Видатний англійський астроном Галлей (до 350-річчя від дня народження)


Видатний англійський астроном Галлей (до 350-річчя від дня народження)

Відомий англійський астроном, математик, геофізик, військовий інженер, близький друг Ньютона – Едмунд Галлей (точніше Халлі – Halley) народився 29 жовтня 1656 року в місті Хаггерстоні (поблизу Лондона) в сім’ї заможного миловара. Уже в школі він звернув на себе увагу видатними здібностями. Ще 16-річним школярем Галлей побудував свій перший сонячний годинник, потім виявив зміни варіації магнітної стрілки, а в 19-річному віці запропонував покращений спосіб визначення елементів планетних орбіт.

Захопившись математичними науками, в 17-річному віці Галлей вступив до Оксфордського університету, де вивчав поряд з математичними науками і філологію. Через багато років пізніше такі різні захоплення гармонійно поєднались у його перекладах з арабської мови творів Птоломея і Аполлонія Поргського. Ще до закінчення університету ним опанувало бажання якомога скоріше зайнятись астрономічними спостереженнями. У ті часи для північного зіркового небосхилу існував лише каталог Тихо Браге. Каталога ж зірок південного небосхилу, які через північне розташування обсерваторії Тихо Браге ним не спостерігались, взагалі ще не було. Галлей з юнацькою пристрастю вирішив заповнити цю прогалину. З цією метою він, за спеціальним дозволом короля, відбув на острів Святої Олени в Атлантичному океані, де за півтора року відстежив положення 341 зірки, що стало основою для складання каталога південних зірок, який був включений у третій том “Історії неба” Флемстіда. Перебуваючи на острові Св. Олени, 7 листопада 1677 р. Галлей спостерігав переміщення Меркурія по диску Сонця, що наштовхнуло його на ідею визначення важливої астрономічної величини – паралаксу Сонця, і, отже, можливості визначення відстані від Землі до Сонця. Запропонований ним спосіб визначення паралаксу Сонця був використаний при проходженні Венери по диску Сонця в 1761, 1769, 1874 рр. та пізніше.

Після повернення з острова Св. Олени, 22-річний Галлей отримав вчений ступінь Оксфордського університету, і незабаром був обраний членом лондонського Королівського товариства (академії наук), головою якого був І.Ньютон. Згодом Е.Галлей став секретарем Королівського товариства.

Невдовзі Галлей подорожує Західною Європою, відвідує кілька обсерваторій, зустрічається з Гевелієм в Гданську і старшим Кассіні в Парижі. Після подорожі Галлея захопила проблема руху планет і комет. У віці 28 років він намагається знайти закономірність цього руху, пов’язати закони Кеплера з явищами притягання планет до Сонця, але зустрічається з математичними труднощами. Дізнавшись згодом, що цю проблему раніше повністю розв’язав Ньютон, який не оприлюднив своїх результатів, Галлей поїхав на консультацію до вченого в Кембридж. Там він зумів переконати Ньютона видати його геніальну працю “Математичні початки натуральної філософії”. Оскільки Королівське товариство не мало коштів на це видання, то Галлей видав “Початки” власним коштом.

Далі Галлей зайнявся вивченням земного магнетизму. Це питання мало велике значення для мореплавства. За наказом короля, Галлей був у 1698 р. призначений капітаном невеликого корабля, який відбув у південні моря, досягнувши 520 південної широти. За два роки плавання було зібрано великий матеріал для вивчення варіацій магнітної стрілки, що стало основою видання докладних магнітних карт.

Повернувшись додому в 1703 р., Галлей очолив астрономо-математичну кафедру в Оксфордському університеті. Поглибивши знання з арабської мови, він переклав кілька книжок трактату Аполлонія про конічні перерізи і про пропорційне ділення в заданому відношенні.

У 1705 р. Галлей висловив припущення, яке назавжди пов’язало його ім’я з однією з найбільш визначних комет. Знайшовши спосіб обчислення за спостереженнями параболічних орбіт, він застосував його до визначення орбіт ряду комет, що раніше спостерігались. Він вирахував орбіти 24-х комет, що з’являлись з 1337 по 1608 рік.

При цьому він встановив, що комети, які з’являлись у 1531, 1607 і 1682 рр. рухались по майже тотожних орбітах. Більш того, було виявлено, що в 1456 р. була помічена комета з подібним рухом, а в літописах згадувалось про комету, що з’явилась весною 1305 р. Проміжки між появою цих комет кратні 75-76 рокам, а невеликі відхилення від строгої періодичності можна було пояснити, як помітив Галлей, збуреннями від Юпітера, за аналогією до відхилення в періодичності руху Сатурна, яке викликалось тим же Юпітером. На цих підставах Галлей дійшов важливого висновку, що спостерігався рух однієї й тієї ж комети навколо Сонця, але по дуже витягнутому еліпсу, що майже збігався з параболою в тій частині, яка була доступна для спостережень, і передбачив появу цієї комети в 1758 р. Але при наближенні часу зустрічі з кометою, вказаного Галлеєм, виникла підозра в помилковості передбачення. Знаменитий французький математик А.Клеро і його помічниця математик Гортензія Лепот уточнили розрахунки, враховуючи вплив руху Юпітера і Сатурна. Цей вплив, як виявилось, затримав появу комети майже на півтора року. Комета була відкрита в останні дні 1758 р. і пройшла через перигелій в березні 1759 р.

Відтоді цю комету стали називати кометою Галлея. Вона поверталась у 1835, 1910, 1986 рр.

У 1715 р. Галлей опублікував статтю “Коротке повідомлення про причину солоності океану і кількох озер, що не мають стоку, з пропозицією визначити таким чином вік Землі”. Малося на увазі, що після оцінки річного притоку солі до Світового океану та знаючи кількість солі в усіх океанах, можна обрахувати термін її накопичення. Триста років тому ще не було практичної можливості розв’язати таке завдання, але важливє те, що Галлеєм вперше в історії науки була знайдена принципова можливість раціонального визначення віку Землі.

Ще через рік Галлей видав мемуар, який стосувався визначення основної одиниці довжини для виміру космічних відстаней – відстані від Землі до Сонця.

У 1718 р. Галлей зробив ще одне важливе відкриття. Займаючись уточненням сталої прецесії, він порівняв дані в “Альмагесті” Птоломея (ІІ і ІІІ ст. до н.е.) положення зірок із сучасними йому вимірами і виявив, крім уже відомих систематичних зміщень усіх зірок, несподівані нові зміни (на десятки хвилин) широти у трьох яскравих зірок – Сіріуса, Альдебарана, Арктура. Галлей порівняв координати з точним каталогом Тихо Браге, іншими спостереженнями і зробив висновок, що насправді ці зірки змінюють своє положення в просторі, отже, їх положення на небосхилі з часом повинно змінюватись. Так з’явилось ще одне із найважливіших відкриттів в астрономії – відкриття власного руху зірок. До того часу всі зірки вважались нерухомими. Ця ідея була визнана всіма астрономами після того, як німецький спостерігач Товія Майер в 1775 р., порівнявши положення зірок за даними Ремера (1706 р.) зі спостереженнями Лакайля (1750 – 1754 рр.) та своїми, встановив наявність власного руху більш ніж у півсотні зірок. Отже, стародавня назва “нерухомі зірки” втратила сенс.

Дослідження Галлея в інших галузях науки теж залишили глибокий слід. Зокрема, він першим застосував молоду на той час математичну науку – теорію ймовірностей – в громадському житті і став засновником статистики в Англії (склав перші таблиці страхування, використавши новий підхід до вивчення смертності).

Галлей знайшов також барометричну формулу визначення висот, використав конічні перерізи для розв’язку кубічних і біквадратних рівнянь, запропонував методи обчислень логарифмів та тригонометричних функцій.

У 1720 р., на 64-му році життя, Галлей був призначений на пост директора Гринвічської обсерваторії, отримавши пов’язане з цим звання “Королівського астронома”. На цій посаді особливу увагу Галлей приділив дослідженню руху Місяця з наміром дати міцне обґрунтування для застосування астрономії до мореплавства і, зокрема, до визначення в морі географічної довготи. За розв’язок цього завдання влада призначила велику премію. Для його розв’язку треба було скласти точні таблиці руху Місяця, а отже провести і численні спостереження та уточнити теорію руху Місяця, що було надзвичайно складною проблемою небесної механіки. Галлей виконав завдання, провівши спостереження за повний період обернення вузлів місячної орбіти – 18 років. Побіжно він відкрив вікове прискорення руху Місяця, яке було значно пізніше вивчено Лапласом. Він також виявив велику довгоперіодичну нерівність у русі Юпітера і Сатурна, яка пов’язана близькою сумірністю в періодах обернення цих планет.

Помер Галлей 14 січня 1742 р., а комета його імені у 2061 році знову з’явиться на земному небосхилі…

Nov 29, 2006 || Автор: В.О.Добровольський, професор

x

Електронний кампус

Інформаційні ресурси

Викладачі КПІ

GitHub репозиторій