Оле Рёмер -Ole Rømer

Оле Рёмер
Оле Рёмер, портрет Джейкоба Конинга ок. 1700
Родился	Оле Кристенсен Рёмер ( 1644-09-25 )25 сентября 1644 г. Орхус , Дания-Норвегия
Умер	19 сентября 1710 г. (1710-09-19)(65 лет) Копенгаген , Дания-Норвегия
Национальность	датский
Альма-матер	Копенгагенский университет
Известен	Измерение скорости света
Научная карьера
Поля	астрономия
Подпись

Оле Кристенсен Рёмер ( датский :  [ˈoːlə ˈʁœˀmɐ] , 25 сентября 1644 - 19 сентября 1710) был датским астрономом , который в 1676 году сделал первые количественные измерения скорости света .

Рёмер также изобрел современный термометр, показывающий температуру между двумя фиксированными точками, а именно точками, в которых вода соответственно кипит и замерзает.

В научной литературе распространены альтернативные варианты написания, такие как «Roemer», «Römer» или «Romer».

биография

Рундеторн («круглая башня») в Копенгагене , на вершине которой с середины 17 века до середины 19 века находилась обсерватория университета, когда она была перенесена в новое помещение. Нынешняя обсерватория была построена в 20 веке для обслуживания любителей.

Ремер родился 25 сентября 1644 года в Орхусе в семье купца и шкипера Кристена Педерсена (умерла в 1663 году) и Анны Олуфсдаттер Шторм (  ок . 1610–1690 ), дочери зажиточного олдермена . С 1642 года Кристен Педерсен стал использовать имя Рёмер, что означает, что он был с датского острова Рёмё , чтобы отличить себя от пары других людей по имени Кристен Педерсен. Есть несколько записей об Оле Рёмере до 1662 года, когда он окончил старую Орхусскую катедральскую школу ( Соборную школу Орхуса), переехал в Копенгаген и поступил в Копенгагенский университет . Его наставником в университете был Расмус Бартолин , опубликовавший свое открытие двойного преломления светового луча исландским шпатом ( кальцитом ) в 1668 году, когда Рёмер жил в своем доме. Ремеру были предоставлены все возможности для изучения математики и астрономии, используя астрономические наблюдения Тихо Браге , поскольку Бартолину было поручено подготовить их к публикации.

Ремер был нанят французским правительством: Людовик XIV сделал его учителем дофина , и он также принимал участие в строительстве великолепных фонтанов в Версале .

В 1681 году Рёмер вернулся в Данию и был назначен профессором астрономии в Копенгагенском университете, и в том же году он женился на Анне-Марии Бартолин, дочери Расмуса Бартолина . Он также был активен в качестве наблюдателя как в университетской обсерватории в Рундеторне , так и у себя дома, используя усовершенствованные инструменты собственной конструкции. К сожалению, его наблюдения не сохранились: они погибли во время великого Копенгагенского пожара 1728 года . Однако бывший ассистент (а позже и самостоятельный астроном) Педер Хорребов лояльно описал и написал о наблюдениях Рёмера.

В качестве королевского математика Рёмер представил первую национальную систему мер и весов в Дании 1 мая 1683 года. Первоначально основанный на рейнском футе, в 1698 году был принят более точный национальный стандарт. громкость показывает превосходную степень точности. Его целью было получить определение, основанное на астрономических константах, с помощью маятника . Это произойдет после его смерти, поскольку в то время это было слишком неточным из-за практических соображений. Примечательно также его определение новой датской мили в 24 000 датских футов (около 7 532 м).

В 1700 году Рёмер убедил короля ввести григорианский календарь в Дании-Норвегии — то , о чем Тихо Браге тщетно доказывал сто лет назад.

Оле Рёмер за работой

Рёмер разработал одну из первых температурных шкал, выздоравливая после перелома ноги. Даниэль Габриэль Фаренгейт посетил его в 1708 году и изменил шкалу Ремера , в результате чего знакомая температурная шкала Фаренгейта до сих пор используется в некоторых странах.

Рёмер также основал навигационные школы в нескольких датских городах.

В 1705 году Рёмер был назначен вторым начальником копенгагенской полиции и занимал эту должность до своей смерти в 1710 году. В качестве одного из своих первых действий он уволил всю армию, будучи убежденным, что боевой дух был тревожно низким. Он был изобретателем первых уличных фонарей (масляных ламп) в Копенгагене и много работал, пытаясь контролировать нищих, бедняков, безработных и проституток Копенгагена.

В Копенгагене Рёмер установил правила строительства новых домов, привел в порядок городское водоснабжение и канализацию, обеспечил городскую пожарную охрану новым и лучшим оборудованием и был движущей силой планирования и укладки нового дорожного покрытия на улицах. и на городских площадях.

Рёмер умер в возрасте 65 лет в 1710 году. Он был похоронен в Копенгагенском соборе , который с тех пор был перестроен после его разрушения в битве при Копенгагене (1807) . Есть современный мемориал.

Ремер и скорость света

Определение долготы — важная практическая задача картографии и мореплавания . Филипп III Испанский предложил премию за метод определения долготы корабля вне поля зрения земли, а Галилей предложил метод определения времени суток и, таким образом, долготы на основе времени затмения лун Юпитер , по существу использующий систему Юпитера в качестве космических часов; этот метод не был значительно улучшен до тех пор, пока в восемнадцатом веке не были разработаны точные механические часы. Галилей предложил этот метод испанской короне (1616–1617), но он оказался непрактичным из-за неточностей расписаний Галилея и сложности наблюдения затмений на корабле. Однако с усовершенствованием метод можно было заставить работать на суше.

После учебы в Копенгагене Рёмер присоединился к Жану Пикарду в 1671 году, чтобы в течение нескольких месяцев наблюдать около 140 затмений спутника Юпитера Ио на острове Хвен , на месте бывшей обсерватории Тихо Браге в Ураниборге , недалеко от Копенгагена. Такие же затмения наблюдал Париж Джованни Доменико Кассини . Путем сравнения времени затмений была рассчитана разница долготы Парижа и Ураниенборга.

Кассини наблюдал спутники Юпитера между 1666 и 1668 годами и обнаружил несоответствия в своих измерениях, которые он сначала приписал свету, имеющему конечную скорость. В 1672 году Рёмер отправился в Париж и продолжил наблюдения за спутниками Юпитера в качестве помощника Кассини. Рёмер добавил свои собственные наблюдения к наблюдениям Кассини и заметил, что время между затмениями (особенно затмениями Ио) становилось короче по мере приближения Земли к Юпитеру и длиннее по мере удаления Земли. Кассини сделал объявление в Академии наук 22 августа 1676 года:

Это второе неравенство, по-видимому, связано с тем, что свету требуется некоторое время, чтобы добраться до нас от спутника; кажется, что свету требуется от десяти до одиннадцати минут, чтобы [преодолеть] расстояние, равное половине диаметра земной орбиты .

Иллюстрация из статьи 1676 года об измерении Ремером скорости света . Рёмер сравнил продолжительность обращения Ио по мере того, как Земля приближалась к Юпитеру (от F к G) и когда Земля удалялась от Юпитера (от L к K).

Как ни странно, Кассини, кажется, отказался от этого рассуждения, которое принял Ремер, и неопровержимо подкрепил его, используя ряд наблюдений, выполненных Пикардом и им самим между 1671 и 1677 годами. Ремер представил свои результаты Французской академии наук и вскоре после этого анонимный репортер резюмировал его в короткой статье Démonstration touchant le mouvement de la lumière trouvé par M. Roemer de l'Académie des Sciences , опубликованной 7 декабря 1676 года в Journal des sçavans . К сожалению, репортер, возможно, чтобы скрыть свое непонимание, прибегнул к загадочным формулировкам, запутав при этом рассуждения Рёмера. Сам Рёмер никогда не публиковал свои результаты.

Рассуждение Ремера было следующим. Ссылаясь на иллюстрацию, предположим, что Земля находится в точке L , а Ио выходит из тени Юпитера в точке D. После нескольких оборотов Ио по 42,5 часа на один оборот Земля находится в точке К. Если свет не распространяется мгновенно, то дополнительное время, необходимое для достижения К , которое, по его подсчетам, составляет около 3,5 минут, могло бы объяснить наблюдаемую задержку. Рёмер наблюдал погружения в точке C из положений F и G , чтобы не путать с затмениями (Ио затенен Юпитером от С до D ) и покрытиями (Ио скрыт за Юпитером под разными углами). В таблице ниже его наблюдения в 1676 году, в том числе наблюдения 7 августа, которые, как считается, были в точке противостояния H , и наблюдения в Парижской обсерватории , сделанные с опозданием на 10 минут, 9 ноября.

Методом проб и ошибок в течение восьми лет наблюдений Рёмер выработал способ учета замедления света при расчете эфемерид Ио. Он рассчитал задержку как долю угла, соответствующего данному положению Земли по отношению к Юпитеру, Δt  = 22·( α ⁄ 180° ) [минуты]. Когда угол α равен 180°, задержка становится равной 22 минутам, что можно интерпретировать как время, необходимое свету, чтобы пересечь расстояние, равное диаметру земной орбиты, от H до E . (На самом деле Юпитер не виден из точки соединения E .) Эта интерпретация позволяет вычислить точный результат наблюдений Рёмера: отношение скорости света к скорости, с которой Земля обращается вокруг Солнца, т. е. отношение продолжительность года, деленная на пи по сравнению с 22 минутами

365·24·60 ⁄ π ·22 ≈ 7600.

Для сравнения, современное значение составляет около 299 792 км с ^-1 ⁄ 29,8 км с ^-1 ≈ 10 100.

Рёмер не рассчитывал это соотношение и не давал значения скорости света. Однако многие другие рассчитали скорость на основе его данных, первым из которых был Христиан Гюйгенс ; после переписки с Рёмером и получения дополнительных данных Гюйгенс пришел к выводу, что свет прошел 16+2 ⁄ 3 диаметра Земли в секунду, что составляет примерно 212 000 км/с.

Мнение Рёмера о том, что скорость света конечна, не было полностью принято до тех пор, пока Джеймс Брэдли не провел измерения так называемой аберрации света в 1727 году.

В 1809 году, снова используя наблюдения за Ио, но на этот раз благодаря более чем столетию все более точных наблюдений, астроном Жан Батист Жозеф Деламбр сообщил, что время прохождения света от Солнца до Земли составляет 8 минут и 12 секунд. В зависимости от значения, принятого для астрономической единицы, это дает скорость света немногим более 300 000 километров в секунду. Современное значение составляет 8 минут и 19 секунд, а скорость 299 792,458 км/с.

Мемориальная доска в Парижской обсерватории, где довелось работать датскому астроному, увековечивает первое измерение универсальной величины, сделанное на этой планете.

изобретения

Помимо изобретения первых уличных фонарей в Копенгагене, Рёмер также изобрел меридиональный круг , альтазимут и инструмент перехода (также известный как транзитный инструмент , тип меридионального круга, горизонтальная ось которого не зафиксирована в направлении восток-запад). ).

Медаль Оле Рёмера

Медаль Оле Ремера  [ da ] ежегодно вручается Датским советом по исследованиям в области естественных наук за выдающиеся исследования.

Музей Оле Рёмера

Музей Оле Рёмера расположен в муниципалитете Хёйе-Таструп , Дания, на месте раскопок обсерватории Рёмера Observatorium Tusculanum  [ da ] во Вридслёсемагле. Обсерватория открылась в 1704 году и работала примерно до 1716 года, когда оставшиеся инструменты были перевезены в Рундеторн в Копенгагене. В музее представлена ​​большая коллекция древних и новейших астрономических инструментов. Музей открылся в 1979 году, а с 2002 года является частью музея Кроппедал на том же месте.

Награды

В Дании Оле Рёмера на протяжении веков по-разному чтили. Он был изображен на банкнотах, одноименный холм Оле Рёмера  [ да ] назван в его честь, как и улицы в Орхусе и Копенгагене ( Оле Рёмерс Гаде и Рёмерсгаде  [ да ] соответственно). Астрономическая обсерватория Орхусского университета названа в его честь Обсерваторией Оле Рёмера ( Ole Rømer Observatoriet  [ да ] ), а датский спутниковый проект по измерению возраста, температуры, физических и химических условий выбранных звезд был назван Спутником Рёмера  [ да ] . Спутниковый проект застопорился в 2002 году и так и не был реализован.

Кратер Ремер на Луне назван в его честь.

В популярной культуре

В 1960-х годах супергерой комиксов Флэш несколько раз измерял свою скорость в «Roemers» [ sic ] в честь «открытия» скорости света Оле Рёмером .

В романе Ларри Нивена 1999 года « Радужный Марс » Оле Рёмер упоминается как наблюдавший марсианскую жизнь в альтернативной исторической временной шкале.

Оле Рёмер фигурирует в игре Empire: Total War 2012 года как джентльмен под властью Дании.

7 декабря 2016 года Рёмеру был посвящен дудл Google .

Примечания и ссылки

Источники

• Маккей, Р. Джок; Олдфорд, Р. Уэйн (2000). «Научный метод, статистический метод и скорость света» . Статистическая наука . 15 (3): 254–278. doi : 10.1214/сс/1009212817 . (В основном об А. А. Майкельсоне , но считает предшественников, включая Рёмера.)
• Аксель В. Нильсен (1944). Оле Ромер, en Skildring af hans Liv og Gerning (на датском языке). Нордиск Форлаг.

внешние ссылки

СМИ, связанные с Оле Рёмером , на Викискладе?

• Ремер, Оле Кристенсен (в проекте « Галилео» )
• Démonstration touchant le mouvement de la lumière (статья 1676 года о скорости света, на старофранцузском языке, как обычный текст)
• Ремер и принцип Доплера. (дополнительная информация о результате Ремера)
• (на датском языке) Fysikeren Ole Rømer (на датском языке)
• Музей Кроппедаля
• Оле Рёмер на банкноте 50 датских крон