Transit of Venus - Captain Cook 1769

• Może 16, 2024

Jak duży jest Układ Słoneczny? Osiemnastowieczni astronomowie chcieli się dowiedzieć, a dzieło Johannesa Keplera zbliżyło ich dokuczliwie do siebie. Odległości od Słońca wszystkich znanych planet obliczono w kategoriach odległości Ziemia-Słońce, jednostka astronomiczna (AU). Ale jak zmierzyć jednostkę astronomiczną?

Paralaksa
W 1716 Edmond Halley (1656-1742) zasugerował użycie tranzytu Wenus do obliczenia za pomocą jednostki astronomicznej paralaksa. Paralaksa to pozorne przesunięcie oglądanego obiektu widzianego z dwóch różnych lokalizacji. Nasz mózg może używać paralaksy do postrzegania głębi, ponieważ mamy dwoje oczu. Podnieś palec i spójrz najpierw na niego z jednym okiem zamkniętym, a następnie drugim, aby zobaczyć zmianę.

Obserwatorzy na półkuli północnej i południowej widzieli tranzyt w nieco innych pozycjach, tworząc paralaksę. Używając kąta pozornego przesunięcia, pewnej trygonometrii i prawa Keplera, mogli obliczyć odległość Ziemia-Słońce.

Halley nie dożył tranzytu w 1761 i 1769 roku. Niemniej jednak jego zalążek pomysłu urósł do wielkiego międzynarodowego przedsięwzięcia naukowego, które było szanowane nawet przez wojujące kraje.

Tranzyt Wenus 1761
Ponad stu obserwatorów z dziewięciu narodów wyrusza na całym świecie, aby dokonać pomiarów. Konieczne było określenie czterech punktów kontaktowych, w których brzeg Wenus dotyka brzegu Słońca.

Oprócz zwykłej złej pogody, która może towarzyszyć wydarzeniom astronomicznym oraz niebezpieczeństwom XVIII-wiecznych podróży, obserwatorzy natknęli się na problem efekt czarnej kropli. Utrudniało to określenie, kiedy nastąpiły kontakty. Drugi i trzeci kontakt sprawiły najwięcej trudności. Nawet w tym samym miejscu pomiary obserwatorów różniły się, jak pokazano na rysunkach kapitana Cooka i Charlesa Greena. (Wygląda na to, że efekt ten jest spowodowany połączeniem dyfrakcji, niedoskonałej optyki teleskopu i faktu, że gazowe Słońce nie ma ostrej krawędzi).

Niemniej jednak niezrażeni ludzie byli gotowi spróbować ponownie, gdy drugi z tranzytów miał miejsce w 1769 roku.

Kapitan Cook i Dążyć
Towarzystwo Królewskie w Anglii postanowiło wysłać wyprawę na niedawno odkryte Tahiti, aby obserwować tranzyt. James Cook został wybrany na jego czele. Brytyjska Admiralicja (departament rządowy odpowiedzialny za Royal Navy) również miała tajną misję dla Cooka. Po tranzycie miał szukać Terra Australis Incognito (nieznanego kontynentu południowego), który miał istnieć, chociaż nie było tam żadnego statku europejskiego.

26 sierpnia 1768 r HMS Endeavour wypłynąć z 94 osobami na pokładzie. Ale rejs na morza południowe w tamtych czasach nie był przyjemnym rejsem. Oprócz nieszczęść, które mają miejsce na statkach i na lądzie, długie podróże zwykle traciły połowę załogi na szkorbut. Nie tylko zmagaliby się z silnymi sztormami, ale żeglując po morzach na zachód, nie mieliby nawet dokładnej wiedzy o długości geograficznej. I oczywiście, po tranzycie, byliby na nieznanych wodach.

Tranzyt z 1769 r. Na Tahiti
Dążyć przybył na Tahiti w odpowiednim czasie na tranzyt. Założyli obserwatorium w miejscu, które nazwali Fort Venus. Dwie inne grupy udały się do innych miejsc obserwacyjnych, aby zapewnić im najlepszą szansę na bezchmurną pogodę.

W dniu tranzytu zostali pobłogosławieni czystym niebem, ale także napotkali problem czarnej kropli. W swoim dzienniku Cook napisał o tej trudności i powiedział, że „Dr Solander obserwował, podobnie jak pan Green [astronom statku] i moje ja, i różniliśmy się między sobą obserwowaniem [sic] czasów kontaktów znacznie bardziej niż mogliby być oczekiwanym."

Jednostka astronomiczna
Dane z całego świata miały takie same problemy pomiarowe, jakie napotkała wyprawa Cooka. Niemniej jednak francuski astronom Jerome Lalande wykorzystał dane z obu tranzytów z XVIII wieku i opracował szacunkową wartość 153 milionów km (plus minus milion) dla jednostki astronomicznej. Pozostało to najlepszą wartością, dopóki tranzyty z XIX wieku nie pozwoliły na dalsze udoskonalenia.

Współczesna wartość jednostki astronomicznej wynosi 149.597.870,7 km (plus minus trzy metry). Takiej precyzji nie wykonano w trygonometrii, ale w nowej technologii. Zostało to uzyskane przez pomiar w czasie sygnałów radarowych odbijanych od Wenus.

Po tranzycie
Kapitan Cook dokonał wielu odkryć, choć ludzie, którzy tam mieszkali, już je odkryli. Zażądał także ziemi pod Wielką Brytanię i przeprowadził rozległe mapy. Dowiedzieli się wiele o roślinach i zwierzętach ziem południowych, ponieważ na pokładzie byli przyrodnicy Daniel Solander i botanik Joseph Banks.

Cook twierdził, że osiągnął niezwykłe osiągnięcie polegające na tym, że nie stracił nikogo z powodu szkorbutu podczas trzyletniej podróży. Nie wydaje się to do końca prawdą, chociaż większość zgonów, które miały miejsce, była spowodowana chorobami nabytymi w Indiach Wschodnich, gdy byli związani domem.Chociaż wtedy nie wiedzieli o witaminie C, Cook zdał sobie sprawę, że szkorbut był związany ze złą dietą. Niestety świeże owoce i warzywa nie zawsze były dostępne i nikt nie rozumiał, że niezbędne witaminy można zniszczyć dzięki przetwarzaniu, które uzyskali.

Dążyć samo życie zakończyło się przemianowane Lord Sandwich i służąc jako transport wojsk brytyjskich podczas amerykańskiej wojny o niepodległość. Leży gdzieś na dnie portu Newport w Zatoce Narrangansett na Rhode Island, ponieważ był to jeden ze statków zatopionych przez Brytyjczyków, aby uniemożliwić francuskim statkom wpłynięcie do portu, aby pomóc rebeliantom.

Odniesienie:
Joan Druett, Tupaia: kapitan Cooka Polynesian Navigator, Old Salt Press, 2018

Instrukcje Wideo: 1769 Transit of Venus observed from Tahiti - Video Learning - WizScience.com (Może 2024).