44 obserwujących
409 notek
386k odsłon
  419   3

Problem długości rozwiązany – ale znacznym kosztem...

Jednakże aby metodę można było polecić nawigatorom, trzeba ją było sprawdzić na większych odległościach. Taka okazja nadarzyła się w 1761 roku. Dla astronomów był on rokiem szczególnym, wtedy bowiem miało nastąpić obserwowane przejście Wenus przed tarczą Słońca, czyli tak zwany tranzyt. Halley, a przed nim szkocki astronom i matematyk James Gregory (1638-1675) zaproponowali sprytną metodę, jak za pomocą tranzytu Wenus można wyznaczyć słabo wówczas znaną wartość odległości Ziemi od Słońca. Sposób ten wymaga obserwowania tranzytu z kilku dalekich punktów na kuli ziemskiej. Tranzyt Wenus jest bardzo rzadkim zjawiskiem – w ciągu tysiąclecia zdarza się tylko kilkanaście razy – dlatego mimo trwającej wojny wielu astronomów zdecydowało się odbyć długie podróże w różne zakątki świata. Brytyjczycy postanowili wysłać wyprawę na Wyspę Świętej Heleny – to samo miejsce, w którym ponad 80 lat wcześniej Halley katalogował gwiazdy nieba południowego. Kierownikiem ekspedycji został astronom Nevil Maskelyne (1732-1811).

Bradley umówił się z Maskelynem, że ten w trakcie podróży na wyspę i z powrotem będzie wyznaczać długość geograficzną metodą odległości księżycowych. Tak też się stało. Okazało się, że metoda świetnie się sprawdza; dlatego, mimo że Maskelyne’owi z powodu zachmurzenia nie udały się obserwacje tranzytu Wenus, sukces ekspedycji był niewątpliwy. W 1763 roku Maskelyne opublikował książkę „Brytyjski Przewodnik Marynarza” (The British Mariner's Guide), w której dokładnie opisał całą procedurę.

A zatem pomysł Johannesa Wernera i Petrusa Apianusa doczekał się w końcu praktycznej realizacji – po dwóch i pół wiekach! Czasami niektórych rzeczy nie da się zrobić od razu, co nie znaczy, że są one absolutnie niewykonalne. (Tę uwagę kieruję w stronę tych, co jęczą, że cała nauka jest beznadziejna, bo czegoś tam do tej pory nie wyjaśniła czy nie zademonstrowała). Niejednokrotnie, aby koncepcję można było wcielić w życie, trzeba czekać aż teoria i technika wejdą na odpowiedni poziom.

W 1762 roku zmarł James Bradley, a na stanowisku Astronoma Królewskiego zastąpił go Nathaniel Bliss (1700-1764), który wcześniej niczym specjalnym się nie wyróżnił. Bliss dość szybko odszedł z tego świata, i w 1765 roku Astronomem Królewskim został Maskelyne. Już w dwa lata później zaczął wydawać czasopismo „Almanach nawigacyjny i tablice astronomiczne” (The Nautical Almanac and Astronomical Ephemeris), w którym podawano w odstępach trzygodzinnych przewidywane odległości kątowe Księżyca od dziesięciu gwiazd. Metodę odległości księżycowych można więc było już stosować w praktyce, wobec czego Rada Długości Geograficznej przyznała nagrodę w wysokości 3000 funtów wdowie po Tobiasie Mayerze (który zmarł dość młodo na jakąś chorobę zakaźną), zaś Euler za swój udział otrzymał 300 funtów.

Metoda odległości księżycowych, choć wystarczająco dokładna, miała jednak pewną wadę. Jak na ówczesne czasy, była ona dość skomplikowana matematycznie. Nie każdy marynarz potrafił poradzić sobie z rachunkami. Poza tym, nawet odpowiednio wykształconym nawigatorom obliczenie długości geograficznej statku zajmowało aż cztery godziny!

Dlaczego to trwało aż tak długo? Sama koncepcja odległości księżycowych jest dosyć prosta, ale gdy realizuje się ją w praktyce, trzeba uwzględniać szereg czynników. Jednym z nich jest paralaksa Księżyca. Gwiazdy znajdują się tak daleko, że ich promienie padają na nas praktycznie równolegle; jednakże Księżyc jest na tyle blisko (jego odległość od Ziemi zmienia się w granicach od 363 tysięcy do 406 tysięcy kilometrów), że z różnych miejsc naszego globu widzimy go pod różnymi kątami. Pokazuje to poniższa ilustracja (narysowana oczywiście nie w skali):

image

Widać na niej, że odległość księżycowa gwiazdy (czyli kąt między kierunkiem na gwiazdę a brzegiem Księżyca) jest inna w punkcie A niż w punkcie B. Jeśli znamy położenia obu punktów, różnicę między tymi kątami możemy łatwo obliczyć. Problem w tym, że na morzu staramy się dopiero określić nasze położenie. Mierzymy odległość księżycową jakiejś gwiazdy, ale nie możemy bezpośrednio jej porównać z tabelami, gdyż te są podawane dla innego miejsca na Ziemi (na przykład dla Greenwich); trzeba zatem prowadzić obliczenia niejako „do tyłu”. W XVIII wieku, kiedy nie dysponowano żadnymi komputerami, był to proces czasochłonny.

Mimo to, metoda odległości księżycowych była wiarygodnym sposobem wyznaczania długości geograficznej „na masową skalę” i ukoronowaniem poszukiwań, które trwały całe wieki, a nawet tysiąclecia. Używano jej jeszcze w XIX wieku, a być może stosowano by nawet dłużej, gdyby nie pewien niepozorny cieśla z wioski w północnej Anglii.


Koniec serii się zbliża...

Lubię to! Skomentuj12 Napisz notkę Zgłoś nadużycie

Więcej na ten temat

Komentarze

Inne tematy w dziale Technologie