44 obserwujących
399 notek
375k odsłon
  371   3

Problem długości rozwiązany – ale znacznym kosztem...

Poniższa notka nie stanowi odrębnej całości, ale jest integralną częścią cyklu o historii wyznaczania współrzędnych geograficznych. Jeżeli jakiś punkt wydaje się niezrozumiały, istnieje duże prawdopodobieństwo, że został wytłumaczony w którymś z wcześniejszych tekstów. Piszę to, bo czasem pojawiały się zarzuty komentatorów, że coś zostało pominięte albo źle wyjaśnione. Oto linki do poprzednich notek z cyklu:

Jakie jest twoje miejsce na Ziemi?

Jakie jest twoje miejsce na Ziemi? Część 2.

Jaka jest twoja długość?

W roli głównej Księżyc

Na scenę wkracza Jowisz

W poszukiwaniu uwięzionego czasu

Z powrotem w stronę Księżyca

Nagroda za długość



Halleyowi nie udało się opracować teorii ruchów Księżyca. Zmarł w 1742 roku, a jego następcą na stanowisku Astronoma Królewskiego został James Bradley (1693-1762). Uczony ten już wcześniej wyrobił sobie wielkie nazwisko odkrywając aberrację światła gwiazd i dostarczając w ten sposób pierwszego bezpośredniego dowodu na ruch obiegowy Ziemi wokół Słońca. (Aberracja polega na pozornych zmianach położenia gwiazd na sferze niebieskiej. Ich przyczyną są skończona prędkość światła i ruch obserwatora względem gwiazd. Ponieważ Ziemia krąży wokół Słońca, kierunek ruchu ulega ciągłym zmianom i pozycje gwiazd na niebie oscylują w rocznym cyklu. Właśnie te oscylacje odkrył i poprawnie zinterpretował Bradley.) Bradley kontynuował pracę Flamsteeda i Halleya nad metodą odległości księżycowych (którą opisałem w jednej z poprzednich notek), wierząc że pozwoli ona znaleźć praktyczny sposób wyznaczania długości geograficznej.

image

James Bradley (portret autorstwa Thomasa Hudsona; wiki, public domain)


Anglia nie była jedynym krajem, w którym badano ruchy naszego naturalnego satelity. W Niemczech działał kartograf i astronom Tobias Mayer (1723-1762). Miał on ciężkie dzieciństwo (przez wiele lat mieszkał w sierocińcu) i matematyki musiał nauczyć się sam. Mimo to już w wieku 18 lat publikował prace z geometrii. Znalazł zatrudnienie w prywatnej firmie kartograficznej, ale jego pasją były obserwacje Księżyca. Stworzył najlepszą w owym czasie mapę Srebrnego Globu i zebrał ogromną ilość danych o jego ruchach.

image

Tobias Mayer (wiki; public domain)


W 1748 roku francuska Królewska Akademia Nauk ogłosiła konkurs na pracę, która miała przedstawić poprawną teorię ruchów Księżyca. Do konkursu zgłosił się między innymi genialny szwajcarski matematyk Leonhard Euler (1707-1783). Jego pierwsza próba zakończyła się niepowodzeniem – Eulerowi wydawało się wręcz, że ruchów ziemskiego satelity nie da się wytłumaczyć za pomocą newtonowskiej grawitacji! Do podobnych wniosków doszli też konkurenci Eulera. Widać z tego, jak trudne było zagadnienie trzech ciał dla XVIII-wiecznych uczonych... Na szczęście kolejna próba była udana i Euler stworzył zgrabną teorię ruchów Księżyca.

Euler prowadził korespondencję z Mayerem, który w międzyczasie został profesorem Uniwersytetu w Getyndze. Mayer połączył równania Eulera ze swoimi obserwacjami i stworzył tabele przewidywanych położeń Księżyca. Dość długo wahał się, czy przesłać je Radzie Długości Geograficznej, gdyż nie był pewien, czy Anglicy zechcą przyznać nagrodę cudzoziemcowi; w końcu jednak uczynił to w 1756 roku.

Mniej więcej ćwierć wieku wcześniej dwóch Anglików (John Hadley mieszkający w Anglii i Thomas Godfrey z Filadelfii) niezależnie od siebie wynalazło przyrząd, który bardzo ułatwia obserwacje astronomiczne na morzu. Był to prekursor dzisiejszego sekstantu. Dzięki sprytnej kombinacji kątomierza, lunetki, lusterek i filtrów umożliwiał on jednoczesne obserwacje dwóch obiektów na niebie i dokładny pomiar kąta, o który były od siebie oddalone. A zatem dysponowano już wszystkimi trzema składnikami potrzebnymi do stosowania metody odległości księżycowych: katalogami Flamsteeda i Halleya z precyzyjnymi pozycjami gwiazd, tabelami przewidywanych pozycji Księżyca na niebie oraz instrumentem do pomiaru kątów między Księżycem a gwiazdami. Aby sprawdzić, czy metoda działa, trzeba było już tylko przeprowadzić testy praktyczne.

Przełom lat 50. i 60. XVIII wieku to bardzo niespokojne czasy. Trwała krwawa wojna siedmioletnia, a działania militarne odbywały się także na morzu, co stwarzało spore zagrożenie dla śmiałków decydujących się na dalekie wyprawy oceaniczne. (Swoją drogą, jak dobrze wiemy z historii, na świecie co i rusz wybuchał jakiś konflikt. Zawsze podziwiałem dawnych uczonych, którzy mimo niebezpieczeństw związanych z wojnami kontynuowali w ich trakcie swoje badania.) Z tego powodu początkowe testy prowadzono tylko w Anglii i na niezbyt odległych wodach. Astronom Królewski pozostawał w Greenwich i tam porównywał prawdziwe pozycje Księżyca z przesłanymi przez Mayera tabelami, natomiast na morzu zadania tego podjął się doświadczony kapitan Royal Navy, John Campbell (1720-1790), który później został członkiem Royal Society, admirałem i gubernatorem Nowej Fundlandii. Campbell dowodził 64-działowym okrętem liniowym HMS Essex, biorącym udział w blokadzie Brestu, a w nocy mierzył pozycje Księżyca. W 1760 roku Bradley w liście do Admiralicji podsumował dotychczasowe wyniki stwierdzając, że różnica między przewidzianą a zmierzoną pozycją Srebrnego Globu nigdy nie przekraczała półtorej minuty kątowej, w związku z czym metoda odległości księżycowych powinna pozwalać na wyznaczenie długości geograficznej z dokładnością do pół stopnia, a na ogół znacznie lepszą.

Lubię to! Skomentuj12 Napisz notkę Zgłoś nadużycie

Więcej na ten temat

Komentarze

Inne tematy w dziale Technologie