44 obserwujących
409 notek
386k odsłon
  736   2

Halley: magnetyzm, komety i Wszechświat

To trzecia z serii notek o Halleyu. Dotychczasowe to:

Najbardziej rozrywkowy uczony w historii

Halley i Newton

Przed przeczytaniem tego tekstu proszę o zapoznanie się z poprzednimi.


Halley nie popracował zbyt długo w mennicy, w 1698 roku został bowiem marynarzem, i to od razu kapitanem małego żaglowca HMS Paramour. Był to pierwszy w historii okręt przeznaczony do celów czysto naukowych. Pod komendą Halleya wyruszył na Atlantyk w rejs, którego głównym celem było stworzenie mapy deklinacji magnetycznych, czyli kątów pokazujących odchyłkę kompasu od kierunku na prawdziwą północ. W owym czasie uważano, że taka mapa może pomóc w określaniu długości geograficznej na morzu.

Halley od wczesnej młodości interesował się magnetyzmem Ziemi. To on odkrył, że zorze polarne mają związek z polem magnetycznym naszej planety. Przejrzał dużą ilość danych dotyczących deklinacji magnetycznej, zebranych na lądzie przez naukowców, a na oceanach przez marynarzy, i na ich podstawie doszedł do wniosku, że ziemskie pole zmienia się w czasie. Jest to tak zwany dryf zachodni. Aby wyjaśnić ten efekt, Halley stworzył model Ziemi, zgodnie z którym zbudowana jest ona z jądra i otaczających ją warstw. Jądro i warstwy mają własne pola magnetyczne i obracają się z różnymi prędkościami. Przestrzeń między nimi wypełniona jest atmosferą, której cząstki wydostają się na zewnątrz w pobliżu biegunów magnetycznych i poruszając się wzdłuż linii pola tworzą zorze polarne. Obecnie wiemy, że cząsteczki wywołujące zorze nadlatują ze Słońca, ale Halley miał rację, uważając iż zasadnicze znaczenie ma ich ruch wzdłuż linii pola magnetycznego.

Pierwszy rejs HMS Paramour, rozpoczęty w październiku 1698 roku, zakończył się niepowodzeniem. Jeden z oficerów okrętu był również zainteresowany znalezieniem metody wyznaczania długości geograficznej i kilka lat wcześniej opublikował na ten temat pracę, którą ostro skrytykował Halley. Chcąc się zemścić, porucznik ten sabotował rozkazy Halleya, co zmusiło uczonego do przerwania wyprawy i powrotu do Anglii. Sąd Admiralicji ukarał porucznika naganą, a do drugiego rejsu dobrano już bardziej odpowiednią załogę.

HMS Paramour wyruszył w drugi rejs we wrześniu 1699 roku. Tym razem wszystko poszło zgodnie z planem, nie licząc śmierci młodego marynarza, który wypadł za burtę i przepadł porwany przez fale. Halley bolał nad tą tragedią do końca życia. Podczas rocznej podróży HMS Paramour opłynął cały Atlantyk pomiędzy szerokościami 50º północną i 50º południową. W jej trakcie zawinął na małą bezludną wyspę Trindade (nie mylić z Trynidadem), leżącą na wschód od Brazylii. Halley zostawił na niej kozy i świnie (których zdziczali potomkowie żyli na wyspie jeszcze w XX wieku), a jako dobry poddany ogłosił w imieniu korony brytyjskiej jej przejęcie. Dwieście lat później doprowadziło to do konfliktu dyplomatycznego między Brazylią a Wielką Brytanią o prawa własności do Trindade. (Brytyjczycy, powołując się na dokonany przez Halleya akt aneksji, chcieli na niej zbudować własną stację przekaźnikową dla transoceanicznego kabla telegraficznego).

image

Trindade (fot. Simone Marinho - Own work, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=39842313 )


W dwa miesiące po zakończeniu wyprawy Halley zaprezentował mapę deklinacji magnetycznych. Przedstawił je w postaci izolinii, czyli linii łączących ze sobą punkty o takiej samej wartości deklinacji. Była to pierwsza w historii mapa z izoliniami. Obecnie jest to standardowy sposób pokazywania jakichś wielkości. Jak widać, te wszystkie dobrze nam znane izobary, izotermy, warstwice czy poziomice zawdzięczamy właśnie Halleyowi.

image

Sporządzona przez Halleya mapa deklinacji magnetycznej Atlantyku (wiki, public domain)


W 1703 roku w Oksfordzie znowu pojawił się wakat. Ponieważ adwersarz Halleya, arcybiskup Tillotson już nie żył, uczony otrzymał profesurę na tej uczelni – ku wielkiemu niezadowoleniu Flamsteeda. Jego roczna pensja wynosiła około 140 funtów.

W dwa lata później ukazała się praca, dzięki której Halley jest dziś najbardziej znany. Dzieło „Podsumowanie astronomii komet” zawiera wyniki jego wieloletnich badań orbit kometarnych. Korzystał w nich z metody, którą przedstawił Newton w swoich „Zasadach”. Newton zastosował ją tylko do jednej komety i wyszło mu, że porusza się ona po torze bardzo zbliżonym do paraboli; podejrzewał, że wszystkie orbity kometarne mają taki kształt. Halley uważał z kolei, że trajektorie niektórych komet mogą być elipsami. Aby to sprawdzić, za pomocą metody Newtona przeanalizował XVI- i XVII-wieczne obserwacje 24 komet. Intuicja go nie zawiodła, gdyż okazało się, że orbity obiektów z lat 1531, 1607 i 1682 są faktycznie elipsami, a w dodatku bardzo podobnymi do siebie. Na tej podstawie wysnuł wniosek, że w ich przypadku mamy do czynienia nie z trzema różnymi, ale z jedną kometą obiegającą Słońce z okresem około 76 lat. Uwzględniając w przybliżony sposób wpływ przyciągania Jowisza na trajektorię, przewidział że kometa ta (dzisiaj nazwana jego imieniem) powróci w okolice Ziemi w 1758 roku. I tak się rzeczywiście stało, choć sam Halley nie doczekał już tego wydarzenia.

Lubię to! Skomentuj13 Napisz notkę Zgłoś nadużycie

Więcej na ten temat

Komentarze

Inne tematy w dziale Technologie