Основание обсерваторий во время научной революции (1500-1700) последовало за процессом эволюции от полностью независимых обсерваторий, управляемых одним астрономом, к частным обсерваториям, получавшим государственное или частное финансирование, и к обсерваториям, которые были полностью государственными учреждениями. Последняя категория стала неотъемлемой частью научных усилий стран по всему миру, и большинство из них продолжают свою работу и сегодня.
Назначение обсерваторий
Обсерватории существовали в древнем мире, а в средние века — в мусульманском мире. Все, что было необходимо, — это устойчивая платформа, открытая небу. Еще одним полезным приспособлением была стена с севера на юг, на которой можно было нарисовать фреску. Крупнейшей обсерваторией в мусульманском мире была обсерватория Мараге в Персии, основанная в 1259 году, одно из первых учреждений, проверявших теории космоса на основе систематических наблюдений за небесными телами. Возможно, она послужила образцом для другой знаменитой обсерватории, обсерватории Улугбека начала 15-го века в Самарканде на территории современного Узбекистана. Любопытно, что в Европе обсерватории оставались частными предприятиями до второй половины 17-го века. Частным астрономам требовалась определенная сумма денег, поскольку их приборы могли стоить дорого, особенно когда они эволюционировали от относительно простых квадрантов и секстантов к высокотехнологичным телескопам, использующим высокоточные прицелы.
Несмотря на отсутствие официальных институтов на протяжении большей части научной революции, многие правительства и правители оставались восторженными сторонниками астрономов и их частных обсерваторий, поскольку более точные карты звезд означали, что навигация по морю могла быть проще, безопаснее, быстрее и дешевле как для торговых судов, так и для военно-морских сил. Эти отношения были продолжением тесных связей, которые всегда существовали между астрономами и правителями в их традиционном качестве астрологов, то есть предсказателей будущих событий. Астрология оставалась важной областью изучения, но к 1600 году уже началось четкое разделение между ней и более научной областью астрономии.
Обсерватории произвели революцию в мышлении, поскольку многие вековые теории натурфилософии были опрокинуты.
Отличительной чертой научной революции был акцент на обмене исследованиями и данными. Особенно это касалось астрономии, где астрономы извлекли большую пользу из сравнительных показаний одних и тех же событий, полученных из разных географических точек. Астрономы по всей Европе переписывались друг с другом, а научные академии и общества публиковали новые работы и еще больше поощряли международное сотрудничество. Таким образом, были сделаны большие скачки вперед в наших знаниях о небесах и в точности астрономических таблиц и карт звезд. Этот рост знаний не только преобразил картографию, но и произвел революцию в мышлении, поскольку многие вековые натурфилософские теории, касающиеся отношения Земли к Солнцу, Луне и другим небесным телам, были опрокинуты и заменены совершенно новым видением Вселенной и места человечества в ней.
Эволюция инструментов
Основными инструментами обсерватории были квадрант, секстант и устройство для учета времени. Эти приборы использовались для измерения точного движения небесных тел невооруженным глазом. Изменения в конструкции телескопов повлияли на обсерватории. Изобретенный около 1608 года, возможно, Гансом Липпершеем (ок. 1570 — ок. 1619), фламандским изготовителем очков, рефракционный телескоп – с вогнутой и выпуклой линзами на обоих концах трубки – был усовершенствован итальянским астрономом Галилеем (1564-1642). Прибор Галилея был длиной 60 см (24 дюйма) с поразительным увеличением в 33 раза. Немецкий астроном Иоганн Кеплер (1571-1630) в 1611 году придумал инновацию — астрономический телескоп. В этом приборе использовались две выпуклые линзы для получения более четкого изображения, но у него был тот недостаток, что изображение было видно вверх ногами. Астрономический телескоп в конце концов появился в 1640-х годах.
Ураниборг стал достопримечательностью для туристов, его посещали такие известные люди, как король Джеймс I.
Британский ученый Исаак Ньютон (1642-1727) сконструировал отражающий телескоп в 1668 году. В телескопах этого типа использовалось изогнутое металлическое зеркало, которое улучшало четкость изображения. Телескоп Ньютона имел увеличение в 40 раз и был в десять раз короче стандартного телескопа. Примерно в то же время голландский астроном Кристиан Гюйгенс (1629-1695) в 1686 году построил массивный воздушный телескоп, самый большой в мире. Обойдясь без трубки и оставив только линзы, расположенные далеко друг от друга, телескоп Гюйгенса имел фокусное расстояние 67 метров (210 футов). Другие инновации в астрономических приборах включали добавление телескопических прицелов к традиционным приборам, таким как квадрант, а затем добавление микрометров к этим прицелам для проведения еще более точных измерений, особенно углов. Были также двойные телескопы, которые позволяли двум наблюдателям видеть один и тот же объект.
Тихо и Ураниборг
Одна из первых обсерваторий, построенных в Европе в ранний современный период, находилась в центральной Германии. Здесь в 1564 году Вильгельм IV Гессен-Кассельский (1532-1592), сам увлеченный астроном, выделил необходимые средства. Эта обсерватория и другие, подобные ей, были временными и выполняли определенную функцию. Другой пример временной обсерватории находится в Риме, учрежденной папой Григорием XIII (в 1572-1585 годах). Здесь перед астрономами стояла задача подтвердить неточность существующего календаря.
Первой крупной специально построенной обсерваторией была идея датского астронома Тихо Браге (1546-1601). Тихо получил остров Хвен (Ven) от короля Дании и Норвегии Фридриха II (1559-1588), и здесь он построил обсерваторию, которую с 1576 года называл Ураниборг. Он был назван в честь Урании, греческой музы астрономии, и переводится как «крепость Урании». Главное здание включало смотровые площадки, огромный фресковый квадрант и экстравагантные шпили восточного вида. Здесь были разбиты сады в точном геометрическом порядке, и весь комплекс был окружен высокими стенами. Там была мастерская по изготовлению инструментов, печатный станок для публикации исследований Тихо и подвальная лаборатория по алхимии. В работе Тихо в Ураниборге помогали его жена Кирстин и сестра Софи.
Ураниборг стал достопримечательностью для туристов, его посещали такие известные люди, как будущий король Англии Яков I (1603-1625). В 1597 году, когда Тихо впал в немилость у монархии, он был вынужден покинуть Ураниборг, и обсерватория пришла в упадок. Тихо переехал в Прагу, но его последний великий проект так и не увенчался успехом: построить обсерваторию в Египте для картографирования более южных звезд. Вернувшись в Данию, ученик Тихо Лонгомонтанус (1562-1647) убедил монархию профинансировать новую обсерваторию, на этот раз в Копенгагене, в здании, известном как Круглая башня, построенном в 1656 году.
Университетские обсерватории
Первая университетская обсерватория была основана в 1633 году в Лейденском университете, главном учебном заведении Голландской республики. Это был проект, реализованный Якобом Голиусом (1596-1667), который был профессором математики в университете. Хотя она была установлена только на крыше университета, она могла похвастаться массивным квадрантом высотой 7 футов (2,13 м). Идея постоянной обсерватории вскоре была воспроизведена в других университетах по всей Европе, в частности в Ингольштадте в Баварии в 1637 году. Однако самые впечатляющие обсерватории по-прежнему создавались астрономами-одиночками.
Гевелий и Стеллабург
В 1641 году польский астроном Иоганн Гевелий (1611-1687) основал обсерваторию в Данциге (Гданьск), сам финансируя проект. Ему помогали его жена и такие будущие таланты, как Готфрид Кирш (1639-1710). Гевелий был известен как «прусская рысь» (Вертези, 213) за свои острые наблюдательные способности. После основания компания «Гевелиус» привлекла инвестиции от нескольких польских королей и французского короля Людовика XIV (1643-1715). Гевелий назвал свою обсерваторию Стеллабург, и она стала настолько популярной среди местных жителей, что в 1660 году ее посетил король Польши Иоанн II (правил в 1648-1668 годах). В Стеллаебурге Гевелиус сделал несколько важных открытий. Он наблюдал первую переменную звезду – звезду, яркость которой меняется с течением времени, – которую Гевелиус назвал Мира. Он обнаружил четыре новые кометы (1652, 1661, 1672 и 1677). Он наблюдал редкие транзиты Меркурия и Венеры, движущихся по Солнцу. Он также обнаружил, что Луна колеблется, и систематически наблюдал и наносил на карту ее поверхность.
Наблюдения Гевелиуса проводились с помощью специально сконструированного телескопа длиной 46 метров (150 футов). Он сам изготовил прибор, включая специально заточенные линзы, в 1647 году. Гевелий действительно оставался верен нетелескопическим инструментам – своим секстанту, квадранту и двум маятниковым часам – когда измерял долговременное движение небесных тел. И при этом он был удивительно точен. В 1679 году, когда английский астроном Эдмонд Галлей (1656-1742) посетил Стеллабург; он сравнил данные Гевелиуса со своими собственными показаниями с помощью телескопа и обнаружил, что данные Гевелиуса были удивительно точными. Трагедия произошла в Стеллабурге 26 сентября 1679 года, когда он был уничтожен пожаром, вероятно, начатым злонамеренно. Гевелий перестроил свои инструменты и обсерваторию, чтобы завершить дело своей жизни: Prodromus Astronomiae , полный иллюстрированный каталог и небесный атлас из 1564 звезд. Обсерватория Гевелия была последней частной обсерваторией, внесшей значительный вклад в область астрономии. Отныне именно обсерватории, прикрепленные к постоянным учреждениям и правительствам, будут доминировать в том, что стало первой настоящей наукой.
Эдмонд Галлей и остров Святой Елены
Ранее астрономы в полной мере осознавали ценность наблюдений за небом из разных географических точек, но именно Эдмонд Галлей стал первым ученым, совершившим кругосветное путешествие. Галлей отплыл на остров Святой Елены в Южной Атлантике, прибыв туда в 1677 году. Экспедиция финансировалась английской казной, а корабль был предоставлен Ост-Индской компанией (EIC). Крошечный вулканический остров Святой Елены, принадлежавший тогда EIC, был единственной британской территорией в южном полушарии. В эпоху растущей глобальной империи и торговли как казначейство, так и EIC были очень заинтересованы в повышении точности навигации.
Галлей основал обсерваторию на острове Святой Елены и в течение двух месяцев проводил наблюдения. Печально известная способность острова притягивать облачный покров не помогла, но было получено достаточно данных, чтобы Галлей смог составить первую карту звезд Южного полушария, основанную на наблюдениях, сделанных с помощью телескопа. На карте указано положение 341 звезды. Другие известные работы на острове Святой Елены включали детальное наблюдение Галлеем полного лунного затмения и редкое наблюдение прохождения Меркурия по Солнцу. В качестве примера все более частого сотрудничества между международными учеными последние показания позже были сопоставлены с данными, полученными французскими астрономами, которые наблюдали то же явление из Авиньона. Галлей опубликовал свою работу о Святой Елене в 1678 году, и впоследствии он был избран членом Королевского общества.
Парижская обсерватория
Астрономия становилась все более сложной, поскольку все более регулярные и точные данные наблюдений требовались с использованием дорогостоящих телескопов. Это означало, что дни астрономов-одиночек, работающих в одиночку, были сочтены. Также произошел переход от частных лиц к учреждению, которое существовало постоянно, независимо от того, кто там работал. Поддерживаемые государством обсерватории имели преимущество в виде большего финансирования, но астрономам было необходимо выполнять работу, приносящую практическую пользу государству. Это может объяснить, почему некоторые астрономы по-прежнему предпочитали заниматься этим в одиночку и работать полностью независимо; Датский астроном Оле Ремер (1644-1710) — один из примеров.
Парижская обсерватория была основана в 1667 году и также являлась резиденцией Королевской академии наук и Королевских ботанических садов. В совокупности эти три учреждения сделали «Париж центром европейской науки» (Бернс 2015, 104). Здание, расположенное к югу от французской столицы, было завершено в 1672 году, и его дизайн отражал его назначение как общего научного центра, а не только астрономии. Например, там была гигантская лестница, с которой можно было сбрасывать предметы и измерять их падение. Там же была химическая лаборатория. Ключевой работой обсерватории было оказание помощи Академии в создании новой карты Франции и совершенствовании навигационных карт.
Людовик XIV был полон решимости создать научное учреждение, которому могла бы позавидовать Европа, и поэтому привлекал таланты со всего мира солидными зарплатами. Итальянский астроном Джан Доменико Кассини (1625-1712) был одной из таких фигур, и он (и его потомки) стали ведущей фигурой в обсерватории. Как и несколько других ученых, Кассини жил в квартирах внутри обсерватории. Кассини и другие специалисты в Париже поделились своими данными с астрономами в других частях мира, чтобы получить более точные данные о некоторых явлениях. Одним из примеров было сравнение показаний по параллаксу Марса с данными Жана Ричера (1630-1696), который базировался по ту сторону Атлантики в Кайенне во Французской Гвиане. Парижская обсерватория регулярно отправляла астрономов для снятия показаний в отдаленные места, такие как Французская Канада, северное побережье Южной Америки и западное побережье Африки.
Парижская обсерватория включала в свой штат несколько выдающихся новаторов и первооткрывателей. Кассини, как известно, определил промежутки в кольцах Сатурна, называемые сегодня «делением Кассини», он был первым, кто обнаружил еще четыре спутника Юпитера (Галилей заметил первые четыре), и он более точно, чем когда-либо, рассчитал расстояние между Солнцем и Землей (87 миллионов миль). Кристиан Гюйгенс, уже упоминавшийся ранее, некоторое время работал в обсерватории. Астрономы Жан Пикар (1620-1682) и Адриан Озу (1622-1671) придумали телескопические прицелы, включающие крошечные подвижные провода (микрометр), которые позволяли наблюдателю более точно измерять движения. Другим достижением Парижской обсерватории стало открытие зодиакального света (рассеянного солнечного света, который придает свечение определенным небесным телам). Парижская обсерватория продолжает свою работу и сегодня.
Гринвичская обсерватория
Английский король Карл II (1660-1685), несомненно, рассчитывая на успех Людовика XIV в Париже, финансировал свое собственное заведение в Гринвиче, недалеко от Лондона. Основанная в 1675 году, она была основана Джоном Флэмстидом (1646-1719), одним из ключевых астрономов. Другими членами-основателями были Роберт Гук (1635-1703), главный экспериментатор Королевского общества, Кристофер Рен (1632-1723), экстраординарный архитектор, и Джонас Мур (1617-1679), инспектор Ордонанса. Рен, Мур и Гук спроектировали новое здание, хотя из-за нехватки финансирования первоначальные планы так и не были полностью реализованы.
Гринвичская обсерватория финансировалась не так хорошо, как Парижская; Флемстид, королевский астроном, получал лишь скромную зарплату и должен был сам оплачивать свои приборы. Зарплата Флэмстида составляла 100 фунтов стерлингов в год, но стоимость установки фрескового квадранта в обсерватории составляла 120 фунтов стерлингов. Были и другие проблемы, такие как неясные отношения с Королевским обществом, которые приводили к конфликтам. Флэмстид, например, был недоволен тем, что общество выделило деньги на экспедицию Галлея на остров Святой Елены, когда эти деньги можно было бы лучше потратить на новое астрономическое оборудование.
Обсерватория действительно привлекала таланты. Галлей, например, руководил ею с 1719 по 1742 год. У него также были щедрые частные спонсоры, такие как Мур, которые заплатили за установку самых современных технологий, таких как два маятниковых будильника, каждый с гигантским маятником длиной почти 4 метра (13 футов). У каждых часов был свой механизм, гарантирующий, что астрономы будут знать точное время проведения своих наблюдений за небом. Государственные гранты на оплату оборудования, напротив, стали полностью зависеть от ученых, которые находили информацию, полезную для навигации, в частности, создавали астрономические карты, которые могли бы позволить навигаторам точно измерять свою долготу. Гринвич стал нулевым меридианом и центром мировой системы времени (GMT или Среднее время по Гринвичу) в 1884 году.
Глобальный рост числа обсерваторий
Георг Маркграф (он же Маркграф, 1610-1644) основал обсерваторию на острове Ресифи, который тогда был частью португальской Бразилии, в 1638 году. Это была первая обсерватория в Южном полушарии. Миссионеры-иезуиты подарили китайскому императору телескоп в 1634 году. К 1670-м годам миссионер-иезуит Фердинанд Вербист (1623-1688) широко использовал книгу Тихо Браге Инструменты для восстановления астрономии для создания инструментов для императорской обсерватории в Пекине, Китай.
Успех поддерживаемых государством обсерваторий в Париже и Гринвиче привел к росту интереса к астрономии со стороны других государств. В 1700 году была основана Берлинская академия. Османская империя (1299-1922) недолго имела обсерваторию в Константинополе (Стамбуле) с 1577 по 1580 год, пока антизападные группировки не закрыли ее. Интерес османской империи возродился в 1721 году, когда посланник, некто Йирмисекиз Мехмед Челеби, дважды отправлялся в Париж с докладом о том, что происходило в западной астрономии за последнее столетие. В 1724 году Петр Великий (ум. 1682-1725) основал Императорскую академию наук в Санкт-Петербурге. В состав Академии входила обсерватория, и таким образом Россия стала членом постоянно растущего «сообщества наций, которые обменивались научной информацией и работали в одних и тех же интеллектуальных рамках» (Бернс 2015, 145).
Обсерватории, использующие телескопы, возникли в неожиданных местах, таких как Королевство Сиам (Таиланд) в 1680-х годах. Расположенная при королевском дворе Нараи, обсерватория была всего лишь одним из научных проектов короля Нараи (правил в 1656-1688 годах), монарх был поклонником западной науки и страстным коллекционером часов и звездных карт. Король Нараи даже отправил посольство в Париж, чтобы узнать все, что можно.
Еще одна удивительная новая обсерватория была построена в Джайпуре в Индии в 1720-х годах. Одно из индийских княжеств, его правитель Джай Сингх II (1688-1743), стремился объединить индуистские, исламские и западные знания в области астрономии. Следовательно, Джайпур мог похвастаться несколькими обсерваториями, и Сингх направил делегацию в Лиссабон для сравнения астрономических данных и приобретения новейших научных приборов.
Несмотря на все эти международные взаимодействия, астрономия пришла в упадок после научной революции, пока не была возрождена благодаря внедрению новых технологий. В 19 веке обсерватории становились все более совершенными и полезными для понимания Вселенной благодаря более мощным телескопам с более четкими линзами и более широкими отверстиями, которые можно было использовать для наблюдения даже очень слабых объектов. Затем, за пределами воображения астрономов Научной революции, в конце 20-го века стали доступны для наблюдения целые новые миры, когда обсерватории, наиболее известная из которых — телескоп Хаббла, были перенесены в сам космос.
https://worldhistory.org/article/2309/observatories-in-the-scientific-revolution/
Загрузка...
