44 obserwujących
408 notek
385k odsłon
  746   0

Na scenę wkracza Jowisz

image

Jowisz i Księżyce Galileuszowe widziane przez amatorski teleskop (fot. Jan Sandberg, wiki; no commercial use)


Galileusz, jak każdy wykształcony Europejczyk żyjący w owej epoce, wiedział o problemie długości geograficznej (i o nagrodach za jego rozwiązanie). Wpadł na pomysł, jak do tego celu wykorzystać swoje odkrycie. Zjawisko zaćmień Księżyców Galileuszowych (ich znikanie za tarczą Jowisza) możne posłużyć do wyznaczania długości tak samo, jak zaćmienia Księżyca: należy porównać lokalny czas tego zdarzenia z czasem przewidzianym dla jakiegoś konkretnego miejsca. Ponieważ jednak Księżyce Galileuszowe okrążają Jowisza stosunkowo szybko – okresy ich obiegów wynoszą od kilkudziesięciu do kilkuset godzin – ich zaćmienia zdarzają się znacznie częściej niż zaćmienia naszego Księżyca. Można więc dokonywać pomiarów co kilka dni (a nie raz na rok).

W 1612 roku Galileusz przedstawił swój pomysł królowi Hiszpanii Filipowi III, który 14 lat wcześniej ustanowił wysoką dożywotnią pensję jako nagrodę dla tego, kto znajdzie sposób określania długości. Komisja uznała jednak, że nagrodę przyzna uczonemu dopiero wtedy, gdy ten zademonstruje użyteczność swojej koncepcji w praktyce. 

Największą bolączką metody Galileusza była trudność obserwacji Jowisza z pokładu chybocącego się statku. Galileusz wymyślił więc sprytne urządzenie, które nazwał celatone. Miało ono umożliwić wykonywanie tej czynności. Był to hełm z dwoma otworami na oczy. Jeden otwór był otwarty, natomiast do drugiego przymocowano lunetkę. Nawigator miał gołym okiem lokalizować Jowisza na niebie, natomiast drugim – tym uzbrojonym w lunetkę – obserwować księżyce planety.

image

Współczesna rekonstrukcja celatone (fot. Museo Galileo, wiki; CC license)


Wiosną 1617 roku Galileusz próbował użyć celatone stojąc na pokładzie statku w porcie w Livorno. Niestety, kołysanie statku uniemożliwiło mu dostrzeżenie księżyców Jowisza. Kolejną próbę podjął we wrześniu tego roku, tym razem umieszczając siebie na wiszącej platformie. Mimo że już dobrze widział niebo, komisja znowu odrzuciła jego pomysł twierdząc, iż obserwacje nie były wystarczająco dokładne.

Galileusz powrócił do celatone prawie 20 lat później, usiłując wcisnąć swój wynalazek Stanom Generalnym Niderlandów (które też oferowały wysoką nagrodę odkrywcy metody pomiaru długości geograficznej). Tym razem przedstawił konstrukcję składającą się z dwóch półkul. W wykonanej z brązu półkuli wewnętrznej miał siedzieć obserwator z celatone. Półkula ta umieszczona była w półkuli zewnętrznej, a między nimi znajdowała się warstwa oleju. Taki układ miał zapewniać stabilność nawigatora nawet na wzburzonym morzu. Admirał floty holenderskiej odrzucił jednak ten projekt, gdyż uznał, że marynarze „to prości ludzie, którzy tylko powierzchownie znają się na astronomii i matematyce”, i dlatego nie będą potrafili stosować metody Księżyców Galileuszowych w codziennej żegludze. Mimo to, za wysiłki, jakie Galileusz podjął w celu rozwiązania problemu długości, dwór holenderski postanowił uhonorować go czymś w rodzaju nagrody pocieszenia w postaci złotego łańcucha; Galileusz tę nagrodę z niesmakiem odrzucił. 

Pomysł wykorzystania Księżyców Galileuszowych w nawigacji dalekomorskiej okazał się więc bezużyteczny, ale można było z niego korzystać na lądzie obserwując Jowisza przez stabilnie ustawione teleskopy. W 2. połowie XVII wieku powstała we Francji Królewska Akademia Nauk, a przy niej Obserwatorium Paryskie, którego dyrektorem został ściągnięty z Włoch astronom Jean-Dominique Cassini (1625-1712). Jednym z głównych zadań Akademii było stworzenie dokładnej mapy Francji. Dla określania długości stosowano metodę Księżyców Galileuszowych. Szybko okazało się, że poprzednie mapy obarczone były błędem: atlantyckie wybrzeże tego kraju wysuwano za bardzo na zachód. W rezultacie powierzchnia Francji była mniejsza niż wcześniej sądzono. Podobno Ludwik XIV, gdy mu pokazano nową mapę, miał powiedzieć, że uczeni odebrali mu więcej terytorium niż stracił we wszystkich przegranych wojnach.

image

Wyznaczony w 1684 roku kształt wybrzeża Francji (gruba linia) nałożony na starszą mapę (cienka linia) (wiki; public domain)


Innym zadaniem, jakiego podjęli się francuscy astronomowie, był pomiar różnicy długości między Paryżem a duńską wyspą Hven. Na wyspie tej w 2. połowie XVI wieku miał swoje obserwatorium znakomity uczony Tycho Brahe (1546-1601). Zostawił on po sobie potężną ilość danych obserwacyjnych, ale żeby je powiązać z późniejszymi o wiek obserwacjami w Paryżu, trzeba było wyznaczyć różnicę długości obu obserwatoriów. Cassini wysłał grupę astronomów pod kierownictwem Jean-Félixa Picarda na Hven, gdzie obserwowali księżyce Jowisza, a on sam prowadził takie obserwacje w Paryżu. Następnie porównano wyniki i w ten sposób poznano dokładną różnicę długości geograficznych między Hven a Paryżem.

Do grupy kierowanej przez Picarda należał Duńczyk Ole Rømer (1644-1710). Przyglądając się Księżycom Galileuszowym zauważył ciekawe zjawisko. Gdy Jowisz znajduje się stosunkowo blisko Ziemi, zaćmienia następują wcześniej niż wtedy, gdy jest bardziej oddalony. Rømer słusznie zinterpretował ten fakt skończoną prędkością światła: kiedy planeta jest dalej, światło musi przebyć dłuższą drogę i dociera do nas później. Było to jedno z najważniejszych odkryć w historii nauki. Skończona prędkość światła stanowi dziś jedną z podstaw fizyki i astronomii. 

O odkryciu Rømera słyszał pewnie każdy, kto interesuje się historią nauki, ale nie wiem, czy wszyscy zdają sobie sprawę, że był to niejako produkt uboczny walki o znalezienie metody wyznaczania długości geograficznej. Takich ważnych „produktów ubocznych” było zresztą więcej. Pojawią się one w dalszej części cyklu.

Lubię to! Skomentuj12 Napisz notkę Zgłoś nadużycie

Więcej na ten temat

Komentarze

Inne tematy w dziale Technologie