Ученые астрономы :: Карл Фридрих Гаусс

Карл Фридрих Гаусс, которому современники заслуженно присвоили титул короля математиков, родился 30 апреля 1777 года в городе Брауншвейг, столице одноименного герцогства. Уже в раннем детстве он проявил свои незаурядные способности к точным наукам, за что получил прозвище «вундеркинд» — чудо-ребенок. Способного ученика заметил его преподаватель Мартин Бартельс (в будущем учитель Н.Лобачевского) и помог ему получить стипендию для получения дальнейшего образования. Благодаря этому, в 1795 году Гаусс успешно окончил колледж в Брауншвейге и вскоре поступил в Геттингенский университет, где проучился следующие три года, показав выдающиеся результаты не только в математике, но и в изучении иностранных языков.

Именно здесь молодой ученый сделал свое первое открытие, доказав возможность построения правильного семнадцатиугольника с помощью линейки и циркуля. Он также закончил здесь свою первую научную работу «Арифметические исследования», которая увидела свет в 1801 году.

До 1807 года Гаусс жил в Брауншвейге, а затем переехал в Геттинген, где по рекомендации другого великого немецкого ученого и исследователя Александра Гумбольдта был назначен на должность директора местной обсерватории. Здесь он проработал до самой смерти, 23 февраля 1855 года.

Гаусс в первую очередь вошел в историю как выдающийся математик, однако, его вклад в астрономическую науку также достаточно значителен. Именно он впервые выполнил расчет параметров орбиты только что открытой малой планеты Церера. Благодаря этому было установлено, что данное небесное тело не относится ни к одной из известных на тот момент категорий небесных тел. Так состоялось открытие пояса астероидов, расположенного между Марсом и Юпитером.

А в 1809 году вышла знаменитая работы Гаусса «Теория движения небесных тел». В ней ученый изложил теорию учета возмущений орбит, которая впоследствии стала канонической. Еще через два года Гаусс точно вычисляет орбиту только что обнаруженной кометы, а на следующий год производит аналогичные расчеты для другой кометы.

Математические же заслуги Гаусса ставят его в один ряд с величайшими учеными в истории. Он впервые нашел строгое доказательство основной теоремы алгебры, ввел в теорию поверхностей термин «гауссова кривизна», разработал основы дифференциальной геометрии. Работа «Исследования относительно кривых поверхностей», опубликованная в 1822 году, стала классикой еще при жизни ее автора. В 1825 году Гаусс открыл комплексные целые числа, названные его именем. С их помощью ему удалось доказать ряд арифметических теорем, включив результаты своих исследований в новый труд «Теория биквадратичных вычетов» (1832 год). И многое другое стало достоянием науки благодаря гению немецкого ученого.

Помимо математики Гаусс занимался изучением явлений магнетизма и электричества. Вместе с Вильгельмом Вебером он изобретает первую действующую модель электрического телеграфа, которую демонстрирует широкой публике в 1833 году. В честь заслуг Гаусса его именем названа единица измерения магнитной индукции (гаусс).

Кроме того, ученый хорошо знал несколько языков – латынь, английский, французский. Гаусс умел читать и на русском языке.

За большие заслуги перед наукой Карл Фридрих Гаусс был избран иностранным членом Петербургской Академии наук, а также награжден золотыми медалями Лондонского Королевского общества и Парижской Академии наук.

Ученые астрономы :: Эдмунд Галлей

Эдмунд Галлей родился 8 ноября 1656 года в деревне Хаггерстон, расположенной неподалеку от Лондона. По окончании учебы в школе имени Святого Павла, будучи в возрасте 17 лет он поступает в Оксфордский университет, где специализируется на изучении математики и астрономии. Именно здесь, учась на третьем курсе, он издает свою первую научную работу, которая называлась «Об орбитах планет», где излагалось открытое им противоположное неравенство движений Юпитера и Сатурна. Вскоре после этого Галлей отправился в двухлетнюю экспедицию на остров Святой Елены в Атлантическом океане. Здесь он занимался изучением Южного неба и его наиболее интересных объектов. Результатом работы молодого ученого стал изданный по его возвращении «Каталог Южного неба», состоящий из 341 звезды. За это он был принят в Лондонское Королевское общество.

Впоследствии Галлей совершил еще одну экспедицию в дальние края. С сентября 1699 по сентябрь 1700 года он участвовал в исследовательском плавании в южную часть Атлантического океана для проверки расчетов по магнитному склонению. В 1703 году он стал профессором кафедры геометрии Оксфордского университета, а через 10 лет – ученым секретарем Лондонского Королевского общества. В 1720 году он был назначен на должность Королевского астронома, возглавив тем самым знаменитую Гринвичскую обсерваторию. Здесь Эдмунд Галлей и умер 14 января 1742 года.

Многочисленные заслуги этого знаменитого ученого и его вклад в астрономию являются общепризнанными, однако больше всего известны его работы по изучению движения комет. Именно Галлей определил, что кометы относятся к нашей Солнечной системе, обращаясь вокруг Солнца по очень вытянутым орбитам. Рассчитав параметры орбит 24 комет, он нашел, что некоторые из них очень близки, несмотря на разное время появления. Ученый сделал смелое на тот момент предположение о том, что ранее считавшиеся три отдельные кометы, появлявшиеся с интервалом 75-76 лет, на самом деле являются одной кометой, периодически возвращающейся к Солнцу. Предсказание Галлея относительно следующего появления кометы в 1758 году блестяще оправдалось, после чего сама комета получила его имя. Сегодня это, пожалуй, наиболее известная комета в истории астрономии.

Кроме того, Галлей впервые предположил внеземное происхождение болидов. До этого считалось, что они представляют собой земные испарения, которые по каким-то причинам загораются на большой высоте. Он также открыл собственное движение звезд, на основе сравнения своих наблюдений с каталогами античных времен. Ученый занимался изучением туманностей, высказав правильное предположение о том, что эти объекты светят собственным светом, а не отраженным. Галлей также ввел в астрономию понятие фотометрического парадокса, который состоит в том, что если количество звезд в нашей Вселенной бесконечно, то небо должно быть не темным, а светлым.

Помимо астрономии Галлей внес большой вклад и в такие земные науки, как демография и страхование. Он ввел в них целый ряд понятий, в том числе средней ожидаемой продолжительности жизни и предложил правила расчета тарифных ставок при страховании жизни. Последние широко используются и в наше время.

Ученые астрономы :: Шарль Мессье

Шарль Мессье, который получил от своих коллег прозвище «Ловец комет», родился 26 июня 1730 года в маленьком городке Бадонвиллер расположенном в Лотарингии. Когда ему исполнилось 11 лет, его отец умер и главой семьи, в которой было десять детей, стал старший брат Шарля, которого звали Гиацинт. Благодаря значительному наследству нуждаться не приходилось, однако и бездельничать никому из братьев не приходилось. Заметив способности Шарля к каллиграфии, Гиацинт устроил его помощником аукциониста – работа, требующая большого внимания и трудолюбия. Приобретенные навыки очень помогли позже, когда молодой Мессье увлекся астрономией. Это произошло после его наблюдений Большой кометы 1744 года, а позже – кольцеобразного солнечного затмения.

В возрасте 21 год Шарль стал сотрудником обсерватории военно-морского флота в Париже. Здесь и начались его практические наблюдения, которые принесли ему заслуженную славу. За выдающиеся заслуги ученого французская Академия наук избрала его своим действительным челном. Это событие произошло в 1770 году.

Свои наблюдения звездного неба Мессье продолжал до 1807 года. После этого по состоянию здоровья ему пришлось оставить свою работу. Умер же он 11 апреля 1817 года в возрасте 86 лет.

Французский ученый справедливо заслужил свое прозвище, поскольку большую часть своего времени посвятил именно наблюдениям за кометами. Первая из них была открыта 25 января 1760 года. За следующие восемь лет им было открыто еще 8 комет – все, которые наблюдались в этот период астрономами. А всего за свою жизнь Шарль Мессье стал первооткрывателем 14 комет – по тем временам результат действительно выдающийся.

Именно эти наблюдения и стали причиной составления его знаменитого каталога туманностей. Ведь подобные слабосветящиеся объекты нередко принимались наблюдателями за кометы, из-за чего возникала определенная путаница и ошибки. Поэтому Мессье и решил включить все наблюдаемые туманности в единый каталог, что бы в дальнейшем не путать их с кометами. Разумеется, в те времена еще не существовало разделения на планетарные и звездные туманности, а также галактики. Так что в данный каталог попали объекты всех перечисленных типов. Его первое издание увидело свет в 1774 году и состояло всего из 45 туманностей. Второй каталог, изданный в 1780 году, включал в себя уже 68 объектов. Ну а в третьей, заключительной редакции, сюда вошло 103 туманности всех видов. Большую часть из них (около 60) Мессье открыл лично, как например знаменитую Крабовидную туманность, которая вошла в каталог под номером М1.

Помимо комет, ученый наблюдал и за другими объектами на небе. Это планета Уран, вскоре после ее обнаружения У.Гершелем, спутники Юпитера, кольца Сатурна, прохождения Венеры и Меркурия по солнечному диску. По результатам данных наблюдений удалось достаточно точно вычислить орбиту Урана и уточнить ряд элементов движения других небесных тел.

В качестве признания заслуг Шарля Мессье перед астрономией его коллега Жозеф Лаланд предложил признать в честь него созвездие, названное Хранитель Урожая. Оно должно было состоять из частей современных созвездий Цефей, Кассиопея и Жираф. Однако, это предложение не было поддержано другими астрономами.

Созвездия Южного Полушария :: Часы

Часы — весьма тусклое созвездие южного полушария неба. В ясную и безлунную ночь в созвездии Часов с трудом можно разглядеть невооруженным глазом около двадцати звезд. Три самые яркие из них имеют блеск 4-й и 5-й звездной величины. Они образуют сильно изогнутую дугу, в которой даже при большом воображении вряд ли возможно увидеть механизм для определения времени. Скорее всего созвездие Часов появилось на звездных картах как дань памяти этому выдающемуся изобретению человечества. Часы до сих пор играют большую роль в развитии науки, однако для современных высокоточных измерений времени механические конструкции уже не применяются.

Самая яркая звезда — оранжевый гигант α Часов, имеет блеск 3,9 звездной величины. Она расположена на расстоянии приблизительно 177 световых лет от Земли. Следующая по яркости звезда — β Часов имеет значительно меньший блеск — всего 4,97 звездной величины. Она находится на расстоянии около 313 световых лет.

Интересна звезда 4-й величины R Часов: это переменная класса мирид с периодом изменения блеска около 408 суток. Ее блеск может ослабевать до 14 звездной величины. Поток света от звезды в этот момент уменьшается в 10000 раз.
Астрономы Южной европейской обсерватории, работающие на телескопе с диаметром зеркала 3,6 метра, обнаружили у звезды ι Часов пылевой диск. Радиус этого диска почти в 65 раз больше, чем радиус орбиты планеры. Он простирается на расстояние до 10 миллионов километров от звезды, что вдвое больше орбиты Нептуна.

Аналогичный пылевой диск есть и в нашей Солнечной системе, но его размер и плотность значительно меньше. Пыль, которая рассеивает солнечный свет, можно увидеть и с Земли. Наблюдать это явление можно только в безоблачную погоду в западной части неба сразу же после захода Солнца или непосредственно перед восходом Солнца на востоке.

Пылевой диск виден при этом как конус слабого света, который также называют «зодиакальным» свечением.

Звезда ι Часов находится на расстоянии 56 световых лет от Земли. Ученые определили, что эта звезда имеет свою планету, масса которой как минимум вдвое превышает массу Юпитера — самой тяжелой планеты Солнечной Системы. Радиус орбиты этой планеты приблизительно равен радиусу орбиты Земли.

Звезда ι Часов — четвертая из всех известных на данный момент звезд, которые имеют и пылевой диск, и планету. Астрономы полагают, что наличие такого диска поможет лучше понять процессы образования планетных систем вокруг звезд.

В Часах находятся объекты дальнего космоса, среди которых наиболее известна и хорошо изучена спиральная галактика NGC 1448.

Далее…

Ученые астрономы :: Джованни Доминико Кассини

Джованни Доминико Кассини родился 8 июня 1625 года в маленьком поселении Перинально, расположенном на севере современной Италии. Он получил хорошее образование в генуэзском иезуитском колледже, где проявил способности к астрономии и другим наукам. Затем в течение шести лет Джованни работал в принадлежащей маркизу Мальвазиа обсерватории, расположенной вблизи Болоньи. Благодаря своим успехам в практической деятельности в 1650 году он был назначен профессором астрономии Болонского университета, в котором проработал 19 лет. А в 1671 году, когда во Франции была построена Парижская обсерватория, Кассини принял личное приглашение короля Людовика XIV и стал ее директором. На этой должности он оставался вплоть до самой смерти в 1712 году.

Условия для работы во Франции были прекрасные. Так, обсерватория располагала одним из наиболее мощных на то время телескопов с увеличением 150 раз. На тот момент это было очень значительное увеличение.

Однако, еще в Италии Кассини сделал ряд важных астрономических открытий. Так, в 1665 году он впервые разглядел на Юпитере Большое Красное пятно, которое существует и сегодня. Одновременно ученому удалось определить период вращения этой планеты. Другим его важным достижением стали новые солнечные таблицы, составленные им по результатам позиционных наблюдений нашего светила. Также Кассини определил период осевого вращения у Марса и составил первые таблицы движения для крупнейших спутников Юпитера.

После переезда в Париж новые открытия не заставили себя долго ждать. Занявшись детальными наблюдениями Луны, новый директор обсерватории лично составил наиболее подробную на тот момент карту нашего естественного спутника. Одновременно, с группой своих коллег он произвел достаточно точные измерения расстояния от Земли до Марса, а затем и до Солнца. Через несколько лет, наблюдая явление зодиакального света, Кассини сумел правильно определить его природу, предложив гипотезу, которая в дальнейшем была подтверждена и является общепринятой и в наше время. Также именно по результатам его наблюдений за спутником Юпитера Ио, и возникающими задержками его затмений, датский ученый Олаф Ремер впервые высказал предположение, что скорость света является конечной величиной и произвел оценку его значения. Правда, сам Кассини не согласился с такой гипотезой, которая получило окончательное подтверждение лишь полвека спустя.

Кроме наблюдений небесных светил ученый занимался также и земными проблемами. Именно под его руководством было произведено первое измерение дуги меридиана. Правда, оно оказалось недостаточно точным, вследствие чего достаточно длительное время принятая учеными форма Земли не соответствовала действительности. Эта ошибка была исправлена последующими измерениями лишь к середине XVIII столетия.

Вообще же Кассини прославился именно в качестве блестящего наблюдателя, который сумел открыть немало нового на звездном небе. В качестве же теоретика он далеко не блистал, нередко отказываясь принимать даже правильные новые гипотезы своих коллег. Впрочем, вклад ученого в развитие астрономии достаточно велик и без этого. Одним из доказательств этого стало название исследовательского зонда, запущенного в 1998 году к Сатурну его именем.