Эдмунд Галлеи – британский астроном и математик, который первым вычислил орбиту кометы, позже названной в его честь. Он также известен своей ролью в публикации «Математических начал натуральной философии» Исаака Ньютона.
Ранняя биография и семья
Эдмунд Галлей родился 8 ноября 1656 г. в Хаггерстоне (Лондон) в семье богатого производителя мыла. С детства он интересовался математикой. Образование Галлея начиналось в школе Святого Павла в Лондоне. Ему повезло жить в период научной революции, заложивший основу современной мысли. Галлею было 4, когда при Карле II была восстановлена монархия. Через 2 года новый король даровал хартию неофициальной организации естественных философов, первоначально называвшейся «невидимым колледжем». Это было Лондонское королевское общество, выдающимся членом которого Эдмунд Галлей стал впоследствии. В 1673 г. он поступил в Куинз-колледж Оксфордского университета и там был представлен Джону Флемстиду, который в 1676 г. был назначен первым Королевским астрономом. Раз или два он посетил Гринвичскую обсерваторию, в которой работал Флемстид, и это повлияло на его решение изучать астрономию.
Галлей женился на Мэри Тук в 1682 г. и поселился в Ислингтоне. У пары родилось трое детей.
Звездный каталог
Под влиянием работ Флемстида по использованию телескопа для составления точного каталога северных звезд, Эдмунд Галлей предложил сделать то же и для Южного полушария. При финансовой поддержке своего отца и после представления его королем Ост-Индской компании в ноябре 1676 г. он отплыл на корабле этой компании (покинув Оксфорд без диплома) на остров Св. Елены, самое южное британское владение. Плохая погода не оправдала его ожиданий. Но к моменту возвращения домой в январе 1678 г. он записал небесные долготы и широты 341-й звезды, стал очевидцем транзита Меркурия по диску Солнца, многократно проводил наблюдения маятника и заметил, что некоторые звезды, по-видимому, стали слабее, по сравнению с тем, какими их описывали древние астрономы. Звездный каталог Галлея, опубликованный в конце 1678 г., стал первой публикацией телескопически определенного местоположения южных звезд и обеспечил ему репутацию астронома. В 1678 г. он был избран членом Королевского общества и по ходатайству монарха получил степень магистра Оксфордского университета.
Объяснение движения планет
Биография Эдмунда Галлея ознаменовалась посещением Исаака Ньютона в Кембридже в 1684 г., и это событие привело к тому, что он сыграл значительную роль в развитии теории гравитации. Ученый был самым молодым из 3 членов Лондонского королевского общества, включавшего изобретателя и микроскописта Роберта Гука и известного архитектора сэра Кристофера Рена. Вместе с Ньютоном в Кембридже они пытались найти механическое объяснение планетарного движения. Проблема заключалась в том, чтобы определить, какие силы удерживают планету в ее движении вокруг Солнца от того, чтобы она не улетела в космос или не упала на светило. Поскольку научный статус ученых был как средством их существования, так и достижения целей, каждый из них проявлял личную заинтересованность в том, чтобы первым найти решение. Это стремление быть первым, движущему мотиву в науке, было причиной оживленной дискуссии и конкуренции между ними.
Роль в публикации «Начал» Ньютона
Хотя Гук и Галлей полагали, что сила, удерживающая планету на орбите, должна уменьшаться обратно пропорционально квадрату ее расстояния от Солнца, они не смогли вывести из этой гипотезы теоретическую орбиту, которая бы соответствовала наблюдаемым планетарным движениям, несмотря на вознаграждение, предложенное Реном. Когда Эдмунд посетил Ньютона, тот сказал ему, что уже решил проблему: орбита будет эллипсом, но он потерял свои расчеты, чтобы доказать это.
Воодушевленный Галлеем, Ньютон воплотил свои исследования небесной механики в один из величайших шедевров, созданных умом человека, «Математические начала натуральной философии». Королевское общество решило, что Эдмонд возьмет на себя заботу о подготовке книги к изданию и напечатает ее за свой счет. Он консультировался с Ньютоном, тактично разрешил спор о приоритете с Гуком, редактировал текст работы, написал на латыни стихотворное предисловие, почитающее автора, исправил доказательства и издал работу в 1687 году.
Исследования Галлея
Британский ученый обладал способностью приводить в значимый порядок большие объемы данных. В 1686 году его карта мира с распределением преобладающих ветров над океанами стала первой метеорологической публикацией. Его таблицы смертности для города Бреслау (ныне Вроцлав, Польша), опубликованные в 1693 году, включал одну из ранних попыток связать смертность с возрастом популяции. В дальнейшем это привело к созданию актуарных таблиц в сфере страхования жизни.
В 1690 году был построен водолазный колокол Эдмунда Галлея, в котором атмосферный воздух пополнялся с поверхности утяжеленными бочками. Во время демонстрации ученый и 5 его спутников погрузились на 18 м в Темзу и пробыли там более полутора часов. Колокол был мало полезен для практических спасательных работ, поскольку был очень тяжелым, но со временем ученый улучшил его, а затем увеличил время пребывания людей под водой в более чем 4 раза.
Когда англичане решили перечеканить свои обесцененные серебряные монеты, Эдмунд Галлей в течение 2 лет занимал должность контролера одного из пяти монетных дворов страны, который находился в Честере. Так он мог сотрудничать с Исааком Ньютоном, принятым на старшую должность смотрителя в 1696 году.
Научная экспедиция
По приказу Адмиралтейства в 1698-1700 гг. он командовал военным кораблем Paramore Pink в одном из первых морских путешествий, предпринятых исключительно в научных целях – для измерения склонения (угла между магнитным и истинным севером) компаса в Южной Атлантике и определения точных координат портов захода. В 1701 г. были опубликованы результаты исследований Эдмунда Галлея – магнитные карты Атлантического и некоторых частей Тихого океанов. Они были составлены из данных всех доступных наблюдений, дополнены его собственными и предназначались для навигации и, возможно, решения большой проблемы определения долготы на море. Но поскольку склонение компаса было трудно определить с достаточной точностью и потому, что вскоре было обнаружено изменение склонения со временем, этот метод геопозиционирования никогда широко не применялся. Несмотря на сопротивление со стороны Флемстида, Галлей в 1704 г. был назначен савилианским профессором геометрии в Оксфорде.
Описание орбит комет
В 1705 году Эдмунд Галлей опубликовал «Свод астрономии комет». В нем автор описал параболические орбиты - 24 из них, наблюдавшиеся с 1337 по 1698 гг. Он показал, что 3 исторические кометы 1531, 1607 и 1682 гг. были настолько похожи по своим характеристикам, что, должно быть, являлись последовательными возвращениями одной, теперь известной как комета Галлея, и точно предсказал ее возвращение в 1758 году.
Новатор наблюдательной астрономии
В 1716 г. Галлей разработал метод наблюдения прохождений Венеры по диску Солнца, предсказанных в 1761 и 1769 гг., чтобы точно определить солнечный параллакс – расстояние от Земли от Солнца. В 1718 г., сравнив недавно наблюдаемые положения звезд с данными, записанными древнегреческим астрономом Птолемеем Альмагестом, он обнаружил, что Сириус и Арктур слегка изменили свои позиции в отношении своих соседей. Это стало открытием того, что современные астрономы называют собственным движением. Эдмунд Галлей неверно объявил о собственных движениях для двух других звезд, Альдебарана и Бетельгейзе, но это стало следствием ошибок древних астрономов. В 1720 г. он сменил Флемстида на посту королевского астронома в Гринвиче, где определял время прохождения Луны через меридиан, что, как он надеялся, было бы полезным для определения долготы. Для того, чтобы целиком посвятить себя этой работе, ему пришлось покинуть пост секретаря Королевского общества. В 1729 г. Галлей был избран иностранным членом Парижской королевской Академии наук. Два года спустя он опубликовал свою работу об определении долготы на море с использованием позиции Луны.
Британская корона за службу капитаном во время экспедиций в Атлантику назначила ему пенсию, что в последующие годы обеспечило ему комфортное существование. В 80 лет он продолжал вести тщательные наблюдения за Луной. Паралич, поразивший руку Галлея, со временем распространился, пока он почти полностью не утратил способность двигаться. По-видимому, это состояние и стало причиной его смерти в возрасте 86 лет. Галлей был похоронен в церкви св. Маргариты в Ли на юго-востоке Лондона.
Значение ученого
Озабоченность Галлея практическими применениями науки, такими как проблемы навигации, отражает влияние на Королевское общество британского автора Фрэнсиса Бэкона, который считал, что наука должна принести облегчение человечеству. Несмотря на широкий спектр интересов Эдмунда Галлея и его исследований, он проявлял высокую степень профессиональной компетентности, которая предвещала научную специализацию. Его мудрое участие в появлении работы Ньютона и его настойчивость в доведении ее до конца обеспечили ему важное место в истории Западной мысли.
Кроме кометы, именем Галлея названы кратеры на Луне и на Марсе, а также антарктическая исследовательская станция.
