Фридрих Вильгельм Бессель ( нем. Friedrich Wilhelm Bessel ; 22 июля 1784 — 17 марта 1846) — немецкий астроном , математик , физик и геодезист . Он был первым астрономом, который определил надёжные значения расстояния от Солнца до другой звезды методом параллакса . Некоторые важные математические функции были названы функциями Бесселя после смерти Бесселя, хотя первоначально они были открыты Даниилом Бернулли , а затем были обобщены Бесселем.
Жизнь и семья
Бессель родился в Миндене , Вестфалия , тогдашней столице прусского административного региона Минден-Равенсберг , как второй сын государственного служащего в большой семье. В возрасте 14 лет он оставил школу, потому что ему не нравилось образование на латинском языке, и поступил учеником в импортно-экспортный концерн Куленкамп в Бремене . Зависимость бизнеса от грузовых судов побудила его направить свои математические навыки на решение задач навигации . Это, в свою очередь, привело к интересу к астрономии как способу определения долготы .
Несмотря на отсутствие высшего образования, особенно университетского, Бессель был назначен директором недавно основанной Кёнигсбергской обсерватории королём Фридрихом Вильгельмом III Прусским в январе 1810 года в возрасте 25 лет и оставался на этой должности до своей смерти. Некоторые старшие профессора философского факультета оспаривали право Бесселя преподавать математику без какой-либо академической степени. Поэтому он обратился к своему коллеге Карлу Фридриху Гауссу , который обеспечил ему почетную докторскую степень от Гёттингенского университета в марте 1811 года. Оба учёных вели переписку с 1804 по 1843 год. В 1837 году они поссорились из-за привычки Гаусса очень медленно публиковать свои работы. [2]
Бессель женился на Иоганне Хаген, дочери химика и фармацевта Карла Готфрида Хагена , который был дядей врача и биолога Германа Августа Хагена и инженера-гидравлика Готхильфа Хагена , последний также был учеником и помощником Бесселя с 1816 по 1818 год. Физик Франц Эрнст Нойман , близкий товарищ и коллега Бесселя, был женат на сестре Иоганны Хаген Флорентине. Нойман ввел точные методы измерения и обработки данных Бесселя в свой математико-физический семинар, которым он руководил совместно с Карлом Густавом Якобом Якоби в Кёнигсберге. [4] Эти точные методы оказали длительное влияние на работу учеников Неймана и на прусскую концепцию точности измерений.
Пока обсерватория строилась, Бессель разработал Fundamenta Astronomiae на основе наблюдений Брэдли. В качестве предварительного результата он составил таблицы атмосферной рефракции , за которые в 1811 году получил премию Лаланда от Французской академии наук. Кенигсбергская обсерватория начала работу в 1813 году.
Бессель определил первое надежное значение расстояния между звездой и солнечной системой с помощью гелиометра Фраунгофера , используя метод звездного параллакса . В 1838 году он опубликовал параллакс в 0,314 угловых секунд для 61 Лебедя , что указывало на то, что звезда находится на расстоянии 10,3 световых лет . [7] [8] [9] По сравнению с современным измерением в 11,4 световых лет, цифра Бесселя имела погрешность 9,6%. Благодаря этим результатам астрономы не только расширили видение вселенной далеко за пределы космической величины, но и после открытия Джеймсом Брэдли в 1728 году аберрации света было получено второе эмпирическое доказательство относительного движения Земли. [10] Вскоре Фридрих Георг Вильгельм Струве и Томас Хендерсон сообщили о параллаксах Веги и Альфы Центавра .
Точные измерения с новым меридианным кругом от Адольфа Репсольда позволили Бесселю заметить отклонения в движении Сириуса и Проциона , которые должны быть вызваны гравитационным притяжением невидимых компаньонов. [11] [12]
Его объявление о «темном компаньоне» Сириуса в 1844 году было первым правильным утверждением о ранее не наблюдавшемся компаньоне с помощью позиционных измерений и в конечном итоге привело к открытию Сириуса B Элваном Грэмом Кларком в 1862 году, первому открытию белого карлика . Джон Мартин Шеберле открыл Процион B в 1896 году.
Бессель был первым ученым, который осознал эффект, позже названный личным уравнением , заключающийся в том, что несколько одновременно наблюдающих людей определяют слегка различающиеся значения, особенно при регистрации времени прохождения звезд. [13]
В 1824 году Бессель разработал новый метод расчета обстоятельств затмений с использованием так называемых бесселевских элементов . Его метод упростил расчет до такой степени, не жертвуя точностью, что он используется и по сей день. [14]
По предложению Бесселя Прусская академия наук начала издание Berliner Akademische Sternkarten ( Берлинские академические карты звездного неба ) в 1825 году в качестве международного проекта с Иоганном Францем Энке в качестве исполнительного редактора. Одна неопубликованная новая карта позволила Иоганну Готфриду Галле найти Нептун вблизи положения, вычисленного Леверье в сентябре 1846 года в Берлинской обсерватории .
Поправочный член в формуле для оценки дисперсии выборки назван в его честь. Это использование множителя n − 1 в знаменателе формулы, а не просто n . Это происходит, когда для центрирования данных используется выборочное среднее, а не генеральное среднее , и поскольку выборочное среднее является линейной комбинацией данных, остаток к выборочному среднему пересчитывает число степеней свободы на число уравнений ограничений — в данном случае одно.
Геодезический аппарат Бесселя в музее Военно-географического института, Флоренция, Италия
Как и многие астрономы его времени, Бессель занимался также и геодезией , [15]
сначала теоретически, когда опубликовал метод решения основной геодезической задачи . [16]
В 1830 году он получил королевский заказ на обследование Восточной Пруссии с целью соединения уже существующих прусских и русских триангуляционных сетей . Эта работа была выполнена в сотрудничестве с Иоганном Якобом Байером , тогда майором прусской армии; окончательный отчет был опубликован в 1838 году. [17]
Он также получил оценку повышенной точности для земного эллипсоида , ныне называемого эллипсоидом Бесселя , на основе нескольких измерений дуги . [18] [19]
Бессель был одним из первых членов ордена Pour le Merite (гражданский класс), когда он был учрежден в 1842 году. [29]
Первый космический объект, названный в честь Бесселя, — крупнейший кратер в Море Ясности на Луне. [30] Астероид главного пояса 1552 Бессель был назван в честь столетия определения параллакса в 1938 году. [31]
Xyletinus besseli [32] — ископаемый жук из эоцена , принадлежащий к семейству Ptinidae , найденный в балтийском янтаре в Самбии , был назван в его честь. [33]
В его честь назван проект BeSSel — исследование наследия стержневых и спиральных структур.
Публикации
Tabulae Regiomontanae Reductionum Observeum astronomicarum ab anno 1750 usque ad annum 1850 computatae , 1830 г.
латинский
Fundamenta Astronomiae pro anno MDCCLV deducta ex Observationibus viri incomparabilis Джеймс Брэдли в Specula astronomica Grenovicensi, per annos 1750–1762 institutis. Кенигсберг: Фридр. Николовиус. 1818.
Tabulae Regiomontanae Reductionum Observeum astronomicarum ab anno 1750 usque ad annum 1850 computatae. Санкт-Петербург: Брюдер Борнтрегер. 1830.
немецкий
Untersuchungen über die scheinbare und wahre Bahn des im Jahre 1807 erschienenen Grossen Kometen. [ Исследования по видимой и реальной орбите великой кометы 1807 г. ], Кенигсберг, 1810 г.
Untersuchung der Größe und des Einflusses des Vorrückens der Nachtgleichen. [ Исследования по прецессии ], Берлин, 1815 г.
Используйте более длинные строки в течение нескольких секунд. [ Исследования о длине секундного маятника ], Берлин, 1828 г.
Versuche über die Kraft mit welcher die Erde Körper von verschiedener Beschaffenheit anzieht. [ Опыты о силе, с которой Земля притягивает предметы из различной материи ], Берлин, 1832 г.
Бессель, Фридрих Вильгельм; Байер, Иоганн Якоб (1838), Gradmessung in Ostpreußen und ihre Verbindung mit Preußischen und Russischen Dreiecksketten. [ Восточно-Прусское обследование и его связь с прусской и русской сетями ], Берлин, Бибкод : 1838goiv.book.....B
Darstellung der Untersuchungen und Maaßregeln, welche, в 1835-1838 годах, durch die Einheit des Preußischen Längenmaaßes veranlaßt worden sind. [ Описание исследований и правил, проведенных в 1835–1838 годах для стандартизации прусской единицы длины ], Берлин, 1839 г.
Astronomische Beobachtungen auf der Königlichen Universitäts-Sternwarte zu Königsberg. [ Астрономические наблюдения (XXI тома) ], Кенигсберг, 1815–1844 гг.
Генрих Кристиан Шумахер , изд. (1848), Populäre Vorlesungen über wissenschaftliche Gegenstände von FWBessel. [ Популярные лекции по научным темам ], Гамбург
Рудольф Энгельманн (редактор), Abhandlungen фон Фридриха Вильгельма Бесселя. [ Трактаты Фридриха Вильгельма Бесселя ]
Том. 1: I. Bewegungen der Körper im Sonnensystem. II. Сферическая астрономия . Лейпциг 1875 г.
Том. 2: III. Теория инструментов. IV. Звездная астрономия. В. Математика . Лейпциг 1876 г.
Том. 3: VI. Геодезия. VII. Физик. VIII. Вершиденес – Литература . Лейпциг 1876 г.
Рудольф Энгельманн, изд. (1878), Recensionen von Friedrich Wilhelm Bessel , Лейпциг: Kessinger Publishing
Переписка
Königlich Preußische Akademie der Wissenschaften, изд. (1880): Briefwechsel zwischen Gauss und Bessel. [Переписка] Лейпциг.
^ Бирманн, Курт-Р. (1966). «Über die Beziehungen zwischen CF Gauß und FW Bessel». Mitteilungen der Gauss-Gesellschaft Göttingen . 3 :7–20.
↑ Отчет Британской ассоциации содействия развитию науки.
^ Олеско, Кэтрин М. (1991). Физика как призвание: дисциплина и практика на Кёнигсбергском семинаре по физике . Издательство Корнеллского университета. ISBN9780801422485.
^ Бессель, Фридрих Вильгельм (1846). «Тод Бесселя» [смерть Бесселя]. Astronomische Nachrichten (на немецком языке). 24 (556): 49–52. Бибкод : 1846AN.....24...49B. дои : 10.1002/asna.18460240402.
^ Нойман-Редлин фон Мединг, Э. (1996). «Для 150 лет: die Beschreibung der Retroperitonealfibrose, der «Ormond'schen Ekrankung», am Krankheitsbild FW Bessels (1784–1846)». Дер Уролог Б. 36 (5): 378–382. дои : 10.1007/s001310050044.
^ Бессель, FW (1838). «Bestimmung der Entfernung des 61sten Sterns des Schwans» [Определение расстояния до 61 Лебедя]. Astronomische Nachrichten (на немецком языке). 16 (365–366): 65–96. Бибкод : 1838AN.....16...65B. дои : 10.1002/asna.18390160502.
↑ Бессель, Ф. В. (1838б). «О параллаксе 61 Лебедя». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 4 (17): 152–161. Bibcode : 1838MNRAS...4..152B. doi : 10.1093/mnras/4.17.152 .
^ "Краткая история световых дат". National Geographic . Архивировано из оригинала 15 апреля 2011 года . Получено 26 июня 2020 года .
^ Хамель, Юрген (1984). Фридрих Вильгельм Бессель . Лейпциг: Тойбнер. п. 69.
^ Бессель, FW (1844a). «Ueber Veränderlichkeit der eigenen Bewegungen der Fixsterne» [О вариациях собственных движений неподвижных звезд]. Astronomische Nachrichten (на немецком языке). 22 (514, 515): 145–160, 169–184. Бибкод : 1844AN.....22..145B. дои : 10.1002/asna.18450221002.
^ Бессель, Ф. В. (1844c). «О вариациях собственных движений Проциона и Сириуса». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 6 (11): 136–141. Bibcode : 1844MNRAS...6R.136B. doi : 10.1093/mnras/6.11.136a .
^ Хоффманн, Кристоф (2007). «Постоянные различия: Фридрих Вильгельм Бессель, концепция наблюдателя в практической астрономии начала девятнадцатого века и история личного уравнения». British Journal for the History of Science . 40 (3): 333–365. doi :10.1017/s0007087407009478. S2CID 170080943.
^ Эспенак , Фред. «Бесселевы элементы солнечных затмений». Сайт NASA Eclipse . Получено 4 августа 2023 г.
^ Viik, T. (2006). FW Bessel and Geodesy (PDF) . Struve Geodetic Arc 2006 Международная конференция: The Struve Arc and Extensions in Space and Time. 13–15 августа 2006 г. Хапаранда и Пайала, Швеция: Lantmäteriet, Евле, Швеция, 2006. стр. 53–63. Архивировано из оригинала (PDF) 9 ноября 2013 г. . Получено 9 ноября 2013 г. .
^ Бессель, FW (1825). «Ueber die Berechnungen der geographischen Länge und Breite aus geodätischen Vermessungen». Astronomische Nachrichten (на немецком языке). 4 (16): 241–254. arXiv : 0908.1823 . дои : 10.1002/asna.18260041601. S2CID 118630614.
Бессель, Ф. В. (2010). «Вычисление долготы и широты по геодезическим измерениям». Astronomische Nachrichten . 333 (8). Перевод Ч. Ф. Карни, Р. Э. Дикин: 852–861. arXiv : 0908.1824 . Bibcode : 2010AN....331..852K. doi : 10.1002/asna.201011352. S2CID 118760590.Опечатки.
^ Бессель, ФРВ ; Байер, Джей-Джей (1838). Gradmessung in Ostpreussen und ihre Verbindung mit Preussischen und Russischen Dreiecksketten [Восточно-прусское исследование и его связь с прусской и русской сетями ] (на немецком языке). Берлин: Дюммлер.
^ Бессель, FW (1837). «Bestimmung der Axen des elliptischen Rotationssphäroids, welches den vorhandenen Messungen von Meridianbögen der Erde am meisten entspricht» [Определение осей эллипсоида, которое лучше всего соответствует существующим измерениям дуг меридианов]. Astronomische Nachrichten (на немецком языке). 14 (333): 333–346. Бибкод : 1837AN.....14..333B. дои : 10.1002/asna.18370142301.
^ Бессель, FW (1841). «Ueber einen Fehler in der Berechnung der französischen Gradmessung und seinen Einfluß auf die Bestimmung der Figur der Erde» [Об ошибке в расчете французского обзора и ее влиянии на определение фигуры Земли]. Astronomische Nachrichten (на немецком языке). 19 (438): 97–116. Бибкод : 1841AN.....19...97B. дои : 10.1002/asna.18420190702.
^ ME Maidron: Le Prix d#Astronomie Fondé par Lalande, стр. 460, 461
^ "Фридрих Вильгельм Бессель". Берлин-Бранденбургская академия Wissenschaften . Проверено 23 апреля 2023 г.
^ "Члены прошлого" . Академия наук – Институт Франции . Проверено 23 апреля 2023 г.
^ "Fellows". Королевское общество . Получено 23 апреля 2023 г.
^ "Book of Members, 1780–2010: Chapter B" (PDF) . Американская академия искусств и наук. Архивировано (PDF) из оригинала 18 июня 2006 года . Получено 24 июня 2011 года .
^ "Фридрих Вильгельм Бессель (1784–1846)". Королевская Нидерландская академия искусств и наук . Получено 22 мая 2016 г.
^ "История члена APS". search.amphilsoc.org . Получено 9 апреля 2021 г. .
^ "Elenco Cronologico soci stranieri" . Национальная академия наук . Проверено 12 апреля 2024 г.
^ "Золотая медаль" (PDF) . Королевское астрономическое общество . Получено 23 апреля 2023 г. .
^ "Фридрих Вильгельм Бессель". Орден за заслуги перед искусством и искусством . Проверено 23 апреля 2023 г.
^ Вильгельм Бир, Иоганн Генрих Медлер: Der Mond nach seinen kosmischen und individuellen Verhältnissen oder allgemeine vergleichende Selenographie. Берлин 1837 г., С. 231–232.
^ Шмадель, Лутц Д. (2007). «(1552) Бессель». Словарь названий малых планет . Шпрингер Берлин Гейдельберг. п. 123. дои : 10.1007/978-3-540-29925-7_1553. ISBN978-3-540-00238-3.
Медиа, связанные с Фридрихом Вильгельмом Бесселем на Wikimedia Commons