Priča

Koliko su točno drevni astronomi mogli pronaći zemljopisnu širinu i dužinu?

Koliko su točno drevni astronomi mogli pronaći zemljopisnu širinu i dužinu?



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

U klasična vremena, recimo, od 200. pr. Kr. Do 400. godine poslije Krista, koliko je točno astronom mogao odrediti njihovu zemljopisnu širinu i dužinu? Mogu li pronaći svoj položaj do najbližeg stupnja? Minuta? Drugi?

Pretpostavljam da bi mogli prilično točno pronaći svoju geografsku širinu, ali nisu imali dobar način za određivanje njihove geografske dužine - ali stvarno nisam siguran.

Bilješka: To ne mora biti na moru, to bi moglo biti određivanje položaja mjesta na kopnu. I tražim kako točno mogli su odrediti zemljopisnu širinu/dužinu, a ne jednostavno da li mogli su.


Ben Crowell kaže 15 minuta zemljopisne širine u Almagestu Ptolomeja prema Goldsteinu. U tom smislu sam ispitao neke drevne izvore i došao do sljedećih nalaza:

U Geografiji Ptolomeja stoji: "Četvrta paralela udaljena je jedan sat [od ekvatora] i iznosi 16 ° 25 '. To je paralelno [zemljopisna širina] kroz Meroe. Zapravo Meroe leži između 16 ° 53' i 17 ° 00 ' , tako da je Ptolomej točan samo do najbližeg stupnja na ovom mjerenju. Međutim, budući da je ovaj dio Geografije za izradu globusa, točnost veća od jednog stupnja nije potrebna.

U svom mjerenju otoka Kaprija, Ptolomej daje 40 ° 10 'zemljopisne širine i 39 ° 20' zemljopisne dužine. Prema našim mjerenjima, otok je na 40 ° 32 'zemljopisne širine i 14 ° 11-16' zemljopisne dužine. Dakle, premalen je za zemljopisnu širinu za 22 minute. Imajte na umu da Ptolomej daje mjerenja u koracima od 5 minuta (tvrđena točnost).

Razmotrimo sada knjigu IV Geografije, poglavlje V, Egipat. Ptolomej daje koordinate Heliopolisa kao 29 ° 50 'zemljopisne širine i 62 ° 30' zemljopisne dužine, dok je naše moderno mjerenje 30 ° 07 'geografske širine i 31 ° 18' zemljopisne dužine. Dakle, mjerenje zemljopisne širine premalo je za 17 minuta.

Stoga vidimo da u jednom mjerenju on iznosi -22 minute, a u drugom -17 minuta, što je 5 minuta u razmaku. Stoga se čini da je Ptolomejeva tvrdnja o preciznosti od 5 minuta približno točna. On ima sustavnu pogrešku svih svojih mjerenja zemljopisne širine koja je 20 -ak minuta preniska i pogrešku mjerenja od oko 5 minuta, što je njegova preciznost. Bit će potrebno više istraživanja kako bi se utvrdilo je li njegova pogreška od -20 minuta bila univerzalna ili su drugi astronomi napravili istu pogrešku, možda na temelju netočnog mjerenja Zemlje.

Pogledajmo sada geografsku dužinu. Između Caprija i Heliopolisa, Ptolomej mjeri 23 ° 10 'oduzimanjem od gore navedenih vrijednosti. Naša moderna razlika u zemljopisnoj dužini iznosi 17 ° 2-7 '. Postoji razlika od 6 stupnjeva.

Da bismo vidjeli postoji li sustavna pogreška, pogledajmo još jedno mjerenje, ono Cezareje Strotonis, rimske prijestolnice u Palestini, odakle se Poncije Pilat držao. Danas mjerimo njezinu geografsku dužinu 34 ° 53 'udaljenu 20 ° 40' udaljenu od Caprija. Ptolomej daje zemljopisnu dužinu 60 ° 15 ', što je 20 ° 55' od njegovog mjerenja Caprija, samo 15 minuta razlike od modernog mjerenja. Dakle, zanimljivo je da je u nekim mjerenjima zemljopisne dužine točan u roku od nekoliko minuta, ali u drugim isključen za preko 5 stupnjeva.

Iz ovoga možemo vidjeti da, barem na temelju ovih primjera, ne postoji sustavna pristranost u njegovim mjerenjima zemljopisne dužine, već razlika u točnosti do 6 stupnjeva zemljopisne dužine. Čini se da u njegovoj geografskoj širini od 20 minuta postoji pristranost, a ako se prilagodimo ovoj pristranosti, on dosljedno dolazi unutar 5 minuta geografske širine.

Postoji knjiga, Povijest i praksa antičke astronomije Jamesa Evansa, koja detaljno opisuje metode starih ljudi. Nažalost, on ne pokušava posebno okarakterizirati točnost mjerenja, ali nakon čitanja ove knjige imam dojam da su stari Grci nakon Hiparha bili sposobni mjeriti na 1 minutu zemljopisne širine i 2 stupnja zemljopisne dužine.


Geografska širina može se izračunati iz promatranja zvjezdanih objekata (obično koristeći nešto poput astrolaba) i malo matematike. Grci su to mogli učiniti već 150. godine prije Krista, ali samo na suhom. Astrolab mornara izumljen je tek oko 1300. godine.

Nitko nije imao dobar način za određivanje zemljopisne dužine u stvarnom vremenu na brodu prije izuma morskog kronometra početkom 1700-ih. Najbliže kome su se približili bili su Kinezi, koji su 1421. uspjeli odrediti geografsku dužinu različitih mjesta na indijskim trgovačkim putovima postavljajući promatrače na navedena mjesta kako bi istovremeno promatrali različite lunarne i zvjezdane položaje. Ti su podaci možda poboljšali njihove karte, ali navigatoru nisu bili osobito korisni izvan vidljivosti zemlje.

Prije toga, tipična tehnika koja se koristila bila je mrtvo računanje, što je bilo nevjerojatno netočno. U osnovi, navigator bi izbacio komad drva sa stražnje strane broda, pokušao procijeniti njihovu brzinu na temelju njihove relativne brzine do jetsama i pokušati izračunati njihovu udaljenost od posljednjeg puta kada su to učinili na temelju te brzine. Očigledno da to uopće ne uzima u obzir struje, a greške će se vjerojatno akumulirati svaki put kada to učinite.

Ono što se u antičko doba tipično radilo na Sredozemlju bilo je to da su se navigatori samo držali na vidiku kopna. Čak i tada bi se mogle dogoditi loše stvari. Na primjer, Odiseja je u biti priča o starom Grku koji je zbačen s kursa ploveći kući iz obližnje Anadolije i proveo 10 godina pokušavajući pronaći put do kuće.


Geografska širina

Da bismo pronašli zemljopisnu širinu točke na kopnu, jednostavno bismo morali izmjeriti visinu Polarisa iznad horizonta. Stoga se pitanje preciznosti određivanja zemljopisne širine (na kopnu) u ovom razdoblju svodi na pitanje koliko bi točno ljudi mogli mjeriti kutove na nebu. Almagest je bio vrhunski u tom razdoblju, a čini se da su njegova kutna mjerenja bila precizna na oko 15-30 minuta luka. [Goldstein 1976.]

Zemljopisna dužina

Budući da do Galileja nije bilo točnih satova, niti točnih satova koji su se mogli transportirati morem do mnogo kasnije, određivanje zemljopisne dužine u drevnom svijetu bilo bi ekvivalentno procjeni udaljenosti istok-zapad (pomoću mjernih lanaca, procjena brzine plovidbe, ...) i dijeleći prema veličini zemlje. Čini se da je Columbus podcijenio veličinu Zemlje za oko 2 puta, što ga dovodi do uvjerenja da bi mogao doći do Kine i Japana ploveći preko Atlantika. Dakle, čak i u doba talijanske renesanse čini se da je faktor pretvorbe između zemljopisne dužine i udaljenosti bio neizvjestan za oko 2. To je otprilike približno usporedivo s preciznošću drevne procjene radijusa Zemlje po Eratostenu, tj. , nije bilo mnogo poboljšanja tijekom 1700 godina.

Goldstein, časopis za povijest astronomije, 7 (1976) 54, http://articles.adsabs.harvard.edu//full/1976JHA… 7… 54G/0000054.000.html


Prvo, mjesto pozadinske znanosti. The Problem geografske dužine je potpuno identičan problemu uspostave istodobnosti na široko odvojenim mjestima na površini Zemlje, a oboje preduvjet postojanja pouzdane procjene Zemljinog promjera. Zasigurno je Eratosten izračunao promjer Zemlje u 3. stoljeću prije Krista, a druge civilizacije su to mogle učiniti u otprilike istom vremenskom razdoblju. Međutim, problem uspostave istodobnosti je teži i dolazi u dva okusa.

Geografska dužina izračunava se usporedbom visine astronomskog objekta s unaprijed izračunatom (ili promatranom) nadmorskom visinom istog objekta na referentnoj lokaciji u točno istodobnom trenutku. Sve na nebu rotira jednom oko te ogromne nebeske sfere svaka 24 sata, pa što se točnije može uspostaviti istodobnost to će i mjerenje zemljopisne dužine biti preciznije.

Problem je jednostavniji kada je cilj kartografija - izračunavanje zemljopisne dužine, a time i precizne lokacije, točno određenog mjesta na kugli zemaljskoj. U ovom slučaju pojavu predviđenog astronomskog događaja možemo koristiti kao definiciju istodobnosti. Geodetski timovi organizirani su da putuju na određena mjesta puno prije događaja, a pod uvjetom da je nebo jasno na određeni dan izvršena su potrebna zapažanja. Nakon što se anketni timovi vrate, rezultati se tabeliraju i karte iscrtavaju.

Teži problem, i onaj koji je zbunio britansko admiralitet pri osnivanju nagrade za zemljopisnu dužinu, je utvrđivanje lokacije broda u pokretu izvan vidljivosti kopna u bilo koje vrijeme nebo je bilo vedro, gdje god i kad god to bilo. Ne može se zaustaviti plovilo usred oceana i čekati unaprijed izračunati događaj koji se u najboljem slučaju dogodio jednom ili dva puta mjesečno. Trebalo je pribjeći Mrtvi obračun, dobro uspostavljena i izuzetno točna znanost do 17. i 18. stoljeća, koja je pružala lokacije unutar jednog ili dva tuceta milja na putovanjima dugim tisuće kilometara. Kad je cilj bio jednostavno otputovati i vratiti se kući, to je bilo više nego dovoljno. Međutim, kada je potrebno izbjeći grebene od samo nekoliko stotina metara, odlazak na nekoliko kilometara prečesto rezultira osnivanjem umjesto sigurne plovidbe.

Točnost mrtvih računa može se procijeniti po kvaliteti karata iz 16. i 17. stoljeća, čije su reprodukcije lako dostupne po cijelom webu. Neka vas obmane zapadne Sjeverne Amerike ne zavedu - to je zbog lutanja Sjevernog geomagnetskog pola.


Geografska širina

Za mjerenje zemljopisne širine morate izmjeriti visinu nekog nebeskog tijela. U osnovi ćete koristiti Sunce ili zvijezde (putanja planeta i Mjeseca previše je složena da ovdje služi mnogo).

Ako koristite Sunce, tada koristite projiciranu sjenu (ne gledate izravno u Sunce). Imate neki veliki stup, koji pokušavate podići što je moguće okomitije; a dužinu sjene mjerite u podne na ravnodnevnici. Morat ćete poduzeti nekoliko mjera tijekom cijele godine kako biste shvatili kada je ekvinocij zapravo. Ključna točka je da Sunce nije točka na nebu; ima prividni promjer od oko 30 '(pola stupnja). To je razlog zašto, kad pogledate sjenu neke zgrade, projiciranu na podu, rub sjene je zamućen: ova prijelazna zona između sjene i ne-sjene odgovara podnim mrljama s kojih je Sunce djelomično vidljivo, a djelomično skriven od zgrade. Zaključak je da mjera zemljopisne širine temeljena na Suncu ima tendenciju biti neprecizna: točnost je unutar pola stupnja, ali ništa bolje. (Sa sekstantom možete imati puno bolju točnost, ali to je zato što taj aparat uključuje filtre koji operateru omogućuju da zapravo gleda u Sunce i cilja na rub diska, umjesto "Sunca općenito" kao u mjeri zasnovanoj na sjeni .)

Sa zvijezdama možete potencijalno bolje, jer su to točke (barem golim okom) i u njih možete buljiti izravno, a da pritom ne oslijepite. Ako koristite zvijezde, onda morate slijediti nekoliko noću, pazeći na njihov azimut i visinu tijekom noći: to je dovoljno za ponovno izračunavanje njihove prividne putanje, a zatim odredite zemljopisnu širinu. Točnost ljudskog oka je u najboljem slučaju 1 '(1/60. Stupnja). Međutim, to je teško postići u praksi.

Posebno, čak i ako vi limenka vidjeti odstupanje kuta 1 ', mjera će ovisiti o točnosti s kojom poznajete geometrijske karakteristike uređaja koji koristite (uključujući mjeru "okomito" i "vodoravno"). Također, prije Gaussa i Legendrea početkom 19. stoljeća, astronomi nisu imali sustavnu metodu za rješavanje pogrešaka mjerenja i njihovo izglađivanje prosjecima i statistikom.

Kao podatak, Tycho Brahe je krajem 16. stoljeća postigao mjere s prosječno točnošću od 2 '. Ove bi se mjere doista prevedele u proračun zemljopisne širine s istom točnošću. Mora se napomenuti da je Brahe imao vrlo dobar vid, bio je iznimno tvrdoglav i imao je koristi od preciznosti koju su nudili instrumenti kasne renesanse kada je u pitanju mjerenje duljine, recimo, ravnala (prema Davidu S. Landesu, moramo zahvaliti satna tehnologija za dostupnost takvih alata u renesansi).

Kao još jedna točka podataka, Velika piramida u Gizi (izgrađena oko 2560. pr. Kr.) Poravnana je na kardinalnoj točki unutar 4 '.

Iz svih ovih podataka možemo zaključiti da su astronomi iz oko 1. godine poslije Krista mogao postići mjeru zemljopisne širine s točnošću od oko 4 'ili tako, ali uz znatne troškove. Hiparh je to očito činio u nekim prilikama, ali je svoj život posvetio takvim stvarima.

Geografska dužina

Dužina je mnogo teža: može se mjeriti razlikom između lokalnog vremena i referentnog vremena. Ako se čini da Sunce doseže podne, dok vaš sat kaže 2 sata (iako se poklapalo sa Suncem u vašem rodnom gradu), onda znate da ste otišli 30 stupnjeva prema zapadu. Ovo je otprilike jedini izravni način mjerenja zemljopisne dužine: morate sa sobom ponijeti sat i dobit ćete onoliko točnosti koliko vam sat pruža, s 1 stupnjem zemljopisne dužine za svake 4 minute. Budući da su satovi u antici bili strašno netočni, to u to vrijeme nije bilo moguće izvesti. Doista, zemljopisna dužina se mjeri razlikom u vremenu između sunčanog sata (koji mjeri lokalno vrijeme) i sata (postavljenog na referentno vrijeme). Kad je sat manje točan od sunčanog sata, prilično je teško uopće doći do bilo kakvog zaključka.

Neke neizravne mjere mogu se učiniti u rijetkim prilikama, ali trebaju astronomske uređaje koji u to vrijeme nisu bili dostupni (npr. Teleskopi za promatranje tranzita Venere kada prolazi između Sunca i Zemlje).

Sve procjene zemljopisne dužine u antici koriste neizravnu metodu prema kojoj se geografska dužina zaključuje na temelju stvarne udaljenosti kopna, dobivene nekom drugom sredinom (uglavnom triangulacija s značajnim zemljopisnim značajkama poput brda i zgrada). To dobro funkcionira na kratkim udaljenostima (npr. Između Atene i Korinta), mnogo manje na velikim udaljenostima, a vrlo loše kada je u pitanju more. Suprotno geografskoj širini, astronomi u antici nisu mogli steći pojam o apsolutna zemljopisna dužina, samo relativno za lokacije koje su dovoljno blizu jedna drugoj.


Grčki astronomi (npr. Ptolomej) mogli su izračunati zemljopisnu dužinu i širinu pomoću sferne trigonometrije. Njihovi su proračuni točni uz pretpostavku da je Zemlja savršena sfera. Naši današnji astronomi vjeruju da je Zemlja blago kruškolikog oblika pa stoga dolaze do malo drugačijeg izračuna geografske dužine i širine.


Jeste li znali | Tko je stvorio sustav zemljopisne širine i dužine koji se danas koristi?

Život i umjetnost jednom mjesečno dotiču se brojnih pitanja koja su primili i na koje su odgovorili djelatnici Columbus Metropolitan Library. Uzorkovanje:

Život i umjetnost jednom mjesečno dotiču se brojnih pitanja koja su primili i na koje su odgovorili djelatnici Columbus Metropolitan Library. Uzorkovanje:

P: Tko je stvorio sustav zemljopisne širine i dužine koji se danas koristi?

O: Geografska širina predstavlja zamišljenu liniju povučenu vodoravno oko Zemlje i mjerenu u stupnjevima od ekvatora i zemljopisne dužine, zamišljenu liniju povučenu okomito, od pola do pola, a mjerenu od Greenwicha u Engleskoj.

U davna vremena ljudi su se orijentirali putem orijentira i rudimentarnih karata, međutim, bili su potrebni i drugi referentni okviri, s besprijekornim terenom, poput mora i pustinja.

Feničani su 600. godine p.n.e. koristili su nebesa za izračunavanje zemljopisne širine kao što su to činili Polinežani 400. godine n.e.

Geografska dužina trebala je biti poznata zbog sigurnosti navigatora i razvoja pomorske trgovine. 1530. matematičarka Gemma Frisius predložila je metodu izračunavanja zemljopisne dužine sa satom: postavila bi se pri odlasku i držala u apsolutnom vremenu, koje se može usporediti s vremenom po dolasku. Dovoljno točni satovi, nažalost, nisu se trebali staviti na raspolaganje još 230 godina. Zatim, 1667., astronom G. D. Cassini upotrijebio je pomrčine Jupiterovih mjeseca, kako je prethodno predložio Galileo, za utvrđivanje zemljopisne dužine. Što se geografske dužine tiče, kretanje broda onemogućilo je točno vrijeme pomrčine. Konačno, sredinom 1700-ih, John Harrison, amaterski časovničar iz Yorkshirea u Engleskoj, proizveo je svoj pomorski kronometar, sat s oprugom koji je mogao mjeriti zemljopisnu dužinu unutar pola stupnja kroz vremensku razliku od zadane reference.

Danas se zemljopisna širina i dužina određuju elektronički putem GPS -a - svjetskog navigacijskog sustava sa konstelacijom od 24 satelita i njihovih zemaljskih postaja. "Umjetne zvijezde" koriste se kao reference za izračunavanje zemaljskog položaja unutar nekoliko metara, a putem naprednih oblika GPS -a do unutar jednog centimetra.

(Izvori: www.open.edu/openlearn/history-the-arts/history/history-science-technology-and-medicine/history-science/latitude-and-longitude, Webster's New World College Dictionary)

P: Treba li dom Batmana, Gotham Cityja, biti New York, drugi pravi grad ili nešto potpuno izmišljeno?

O: Predstavlja kombinaciju sve tri.

Kreatori su kao inspiraciju imali na umu New York, prema izvornom piscu Billu Fingeru: "Prelistao sam telefonski imenik u New Yorku i ugledao ime" Goham Jewellers "i rekao," To je to "Gotham City. Nismo to nazvali New York, jer smo htjeli da se itko u bilo kojem gradu poistovjeti s njim

U nastavku Batmanove priče, pisci su također uzeli elemente iz Bostona, Cincinnatija, Detroita, Pittsburga, Toronta, Vancouvera (Britanska Kolumbija), Londona i Chicaga.


"Izgubljeni na moru - potraga za geografskom dužinom"

PRIPOVJEDAČ: Tijekom sljedećeg programa potražite NOVA -ine web markere koji vas vode do više informacija na našoj web stranici.

Večeras na NOVI: U danima kada su mornari morali pronaći svoju brzinu u čvorovima i mrtvo računanje moglo bi biti kobno.

GLAS __: Gusarima je bilo vrlo lako uhvatiti teretne brodove.

PRIPOVJEDAč: Nepoznati genij otkrio je ključ plovidbe otvorenim morem u#vrijeme. Sada, temeljeno na najprodavanijem romanu Dave Sobel, "Lost at Sea - The Search For Longitude".

Glavna sredstva za NOVU osigurava Zaklada Park, namijenjena obrazovanju i kvalitetnoj televiziji.

Iomega, proizvođači osobnih rješenja za pohranu vašeg računala, omogućuje vam da stvarate više, dijelite više, štedite i radite više od svega što radite. Iomega, jer to su tvoje stvari.

NARATOR: Ovaj program djelomično financira Northwestern Mutual Life, koji već generacijama štiti obitelji i tvrtke.Jeste li se čuli s mirnim društvom? Sjeverozapadni zajednički život.

Korporacija za javno emitiranje i gledatelji poput vas.

[OČI VJETRA— SAMO BROD NA MORU]

GLAS RIBARA: O, Bože, tvoje je more tako veliko, a moj je čamac tako mali.

NARATOR: Biti izgubljen na moru značilo je lutati praznim oceanom. Usamljeni brod, daleko od obale i nikad ne nalazi sigurnu luku. Ove su opasnosti bile legenda jer su brodovi prvi put plovili izvan vidokruga kopna. No, do prije nešto više od 200 godina nije postojao siguran način saznanja položaja na otvorenom moru. Plovidba jer najveći znanstveni izazov doba jedra.

[PARIZ OPSERVATORY —EMBOSED STONEEWORK OF INSTRUMENTS WS GREENWICH EXTERIOR AND OCTAGON ROOM]

Svaki narod koji je pronašao metodu točne navigacije mogao je vladati svjetskom ekonomijom. U Parizu i u Greenwichu izgrađene su zvjezdarnice koje su iscrtavale nebo u pokušaju da saznaju mogu li Mjesec i zvijezde pomoći u vođenju broda na moru. Naravno, pretpostavljalo se da će odgovor doći iz ovih kraljevskih institucija ili velikih sveučilišta.

[SELO NA PROIZVODIMA OD KARVE/KOTEŽE —ZVUK OD STRPANJA/REKREACIJE —HARRISON RADOVI]

PRIPOVJEDAč: Ali daleko, u udaljenom engleskom selu zvanom "Barrow-on-Humbar", stolar po imenu John Harrison sam se učio izradi satova. Nije imao formalno obrazovanje, ali su njegovi satovi bili vrlo originalni. Harrison je naučio svoj zanat promatrajući seoski život oko sebe.

[KU SAT VEŠANJE/ZVUKOVI SE NIŠU]

JOHN HARRISON: Ja, budući da sam od dječaka bio zvonar, vidio sam zvono kako se ljulja u ogromnom luku, 250 stupnjeva ili više.

[ZATVORITI SHOT —TENORSKO ZVONO/CU DIJETE ZVONI ZVONO —RUKE NA UŽIMA]

GLAS JOHNA HARRISONA: I kad sam otišao iscrtati klatno svog prvog mjeritelja vremena, znao sam za to pravo mjesto u zamahu gdje najbolje primijeniti silu. Govorim iz strogo dužnog iskustva, što je najbolji dokaz korisnosti, bez obzira na to što sveučilišni ljudi mogu napisati ili učiniti.

NARATOR: Ni sveučilišni čovjek ni astronom, koji nikada nije bio na moru, kakvu bi ulogu mogao imati John Harrison u rješavanju najveće tehničke enigme svog vremena?

[POSADA IZLAZI IZ DNEVNIKA S WILL ANDREWESOM]

PRIPOVJEDAČ: Razmotrite probleme mornara i navigatora iz 17. stoljeća. Na vježbeničkom brodu Oko vjetra, putnici i posada će se suočiti s izazovima biti na moru na visokom brodu i pronaći svoj put preko ogromnih dometa otvorenog oceana. Will Andrewes, kustos Zbirke povijesnih znanstvenih instrumenata Sveučilišta Harvard, pridružio se posadi u ovom istraživanju drevne plovidbe. Isprobavaju repliku tipične cjepanice s početka 1700 -ih.

WILL ANDREWES VO: Bio je to drveni trokut koji se zvao balvan i na koji je bila vezana linija. Bila je to čvornata linija, čvorovi vezani u razmacima od oko 48 stopa 3 inča. Navigator bi bacio liniju preko bočne strane broda. I prvih 50 stopa linije bilo bi jasno, ali čim bi oznaka na liniji prošla kroz prste navigatora, navigator bi povikao "Okreni se" i izbrojao broj čvorova koji su mu protjecali kroz prste u vremenu koje je trebalo 28 -drugo pješčano staklo za protjecanje. To bi dalo brzinu broda u čvorovima.

NARATOR: Mjerenje brzine čvorovima bila je jedna od tehnika mrtva računica. To je bila gruba metoda i nije dopuštala strujanje ili uzajamne vjetrove koji su mogli lako gurnuti brod s kursa. Ali to je bio jedini način da se procijeni prijeđena udaljenost na moru.

[ANIMACIJA 1 —DEFINIRANA ŠIRINA I DUŽINA]

NARATOR: Stoljećima su tvorci karata koristili linije mreže za označavanje točaka na površini zemlje. Ovaj mrežni sustav razvio se u linije zemljopisne širine i dužine. Zemljopisna širina predstavljena je paralelnim vodoravnim linijama koje kruže zemljom, a ekvator je linija nula stupnjeva zemljopisne širine.

Geografska dužina prikazana je okomitim linijama ili meridijanima koji se protežu od pola do pola.

Svaka točka na Zemlji može se definirati stupnjem zemljopisne širine i stupnjem geografske dužine. No prije 300 godina samo se zemljopisna širina mogla mjeriti, i to s velikim poteškoćama.

[OČI VJETRA—HOĆE KORISTITI KRIŽNO OSOBLJE]

NARATOR: Navigatori su znali da visina podnevnog sunca varira. Na ekvatoru bi bilo visoko na nebu, ali na krajnjem sjeveru sunce ostaje nisko na horizontu.

Mjerenjem kuta između Sunca i horizonta, zemljopisna širina se mogla izračunati —ako bi navigator mogao preživjeti opasnosti koje vrebaju u njegovim vlastitim instrumentima.

[OČI VJETRA—HOĆE LI SE KORISTITI KRIŽNO OSOBLJE]

WILL ANDREWES VO: Kao pomoćno osoblje, ovo je zapravo bilo dizajnirano za korištenje na kopnu, a prilagođeno je za upotrebu na moru. Jedan od njegovih problema je taj što vam osoblje drži oko očiju, a dok se brod pomiče gore -dolje, ne samo da vas zasljepljuje sunce, već i dobivate teške modrice na očnoj kosti. pa nije najjednostavniji instrument za korištenje.

NARATOR: Ali bez ikakvih načina utvrđivanja geografske dužine - njihov položaj istok -zapad i geografska širina bili su sve što su se navigatori mogli nadati da će koristiti.

DAVA SOBEL: Najsigurniji način za put bio je doći do prave zemljopisne širine u vodama koje su imale povoljne struje i vjetrove, a zatim jednostavno otići. Osim što su svi drugi znali da ćeš ići tim putem. Stoga je zaraćenim državama bilo vrlo lako međusobno čekati ili su gusari uhvatili teretne brodove. Bila je to neodrživa situacija, ali što ste drugo mogli učiniti? Ako ste krenuli na novu rutu, bili ste jednako osuđeni na propast.

PRIPOVIJEDAČ: Vlažnog listopadskog dana 1707. godine flota britanskih ratnih brodova vraćala se kući iz bitke s Francuzima. Bili su samo jedan dan udaljeni od Engleske.

[ANTIKVNA KARTA ILUSTRIRA RUTU]

PRIPOVJEDAČ: Iako nisu mogli odrediti točan položaj, vjerovali su da su se sigurno udaljili od izdajničkih otoka Scilly uz englesku obalu.

NARATOR: Ali dok su brodovi plovili dalje, čuo se tresak na donjim palubama vodećeg broda.

Narator se nasukao, a trup je bio odsječen ispod vodene linije. Jedan po jedan, četiri su broda udarala o stijene. I jedan po jedan su tonuli. U nekoliko minuta utopilo se tisuće ljudi, a važan dio engleske flote je izgubljen.

[SPOMEN KAMEN/WS CRKVENI PROSTOR, CRKVENI PROZORI]

NARATOR: Olupina flote admirala Shovella bila je nacionalna tragedija. Bilo je dana žalosti, službenih upita. Ako je Engleska trebala biti gospodar mora, kako se takva katastrofa mogla dogoditi u njezinim vodama?

Službenik Kraljevske mornarice, Samuel Pepys, izrazio je zabrinutost nacija:

GLAS SAMUEL PEPYS -a: Iz zabune je jasno da svi ti ljudi trebaju biti zaključeni da upravo po svemogućoj Božjoj providnosti i širini mora nema mnogo više nesreća u plovidbi nego što ih ima.

PRIPOVJEDAč: Nesretna situacija je bila razotkrivena, a negodovanje je konačno natjeralo na akciju. 1714. Parlament je ponudio nagradu svakome tko bi mogao riješiti ključni problem plovidbe — kako pronaći zemljopisnu dužinu.

Nagrada je bila dovoljno velika da privuče pažnju nacije: 20.000 LK, što je jednako milijunima danas.

Za ispitivanje metode bilo bi potrebno dokazati putovanja u Zapadnu Indiju, a ugledni odbor donio bi presudu.

DAVA SOBEL: Sir Isaac Newton, jedan od glavnih povjerenika, pokazujući koliko je problem bio važan i koliko je odbor bio snažan. Na njemu su bili vrhunski znanstvenici, admirali, članovi parlamenta. Ovo je bila ploča od plave vrpce, ako je ikad postojala.

NARATOR: Ali ako su Newton i Uprava očekivali da će velika nagrada brzo doći i odgovoriti, bili su frustrirani naletom ludih, napola podržanih pamfleta koji su preplavili štandove s knjigama u Londonu.

GLAS KRUNKE #1: Jedina metoda za otkrivenu dužinu, ponizno predložena za razmatranje Publicka.

GLAS KRUNKE #2: Objašnjena geografska dužina ili uzimanje vremena na prstima

PRIPOVJEDAČ: Nacrtavanje Williama Hogartha prikazuje čopor luđaka s geografske dužine koji traže rješenja unutar svojih zidina azila. Pronalaženje geografske dužine, u svijesti javnosti, postalo je djelo ludaka.

[REKREACIJA —ZATVORITE HITOVE HARISONA —HANGS PENDULUM]

NARATOR: Za Johna Harrisona, u dvadesetoj godini, izrada satova postala je strast. Bio je opsjednut točnošću, a oko 1720. i njega je zaintrigirao problem geografske dužine na moru.

PRIPOVJEDAč: Iako je uglavnom bio neobrazovan, Harrison je vodio detaljan dnevnik. Neki od njegovih spisa su preživjeli, a njegove vlastite riječi otkrivaju koliko je brzo shvatio bit problema geografske dužine i njegovu vezu s vremenom.

[HARRISON KOD ZIDA ISPOD HUMBERA]

JOHN HARRISON VO: Pretpostavljam da bi razlika u zemljopisnoj dužini između broda na moru i luke iz koje je isplovio bila približno poznata kao i geografska širina da je brod sa sobom imao stroj ili sat koji bi točno pokazivao koliko je sati u matičnoj luci.

No, kaže se da su svi pokreti broda učinili sve takve strojeve koji su pokušani toliko neredovnima da ne mogu biti na usluzi pomorcu u pogledu geografske dužine.

[ANIMACIJA GLUBA S DUŽNIM MERIDIJANIMA]

PRIPOVJEDAč: U teoriji bi sat trebao raditi. Zemlja se za 24 sata okrene punih 360 stupnjeva, odnosno 15 stupnjeva svaki sat.

[ANIMACIJA 2 - DUŽINA NAĐENJA ZNAČI VRIJEME NAĐENJA]

PRIPOVJEDAČ: Da biste znali geografsku dužinu, morate znati vrijeme na dva mjesta odjednom. Da je mornar znao kad je bilo podne u matičnoj luci —Greenwich England, na primjer —i onda morao čekati jedan naš do podneva na njegovu brodu, znao bi da je brod 15 stupnjeva zapadno od Greenwicha. Ako je mornar morao čekati dva sata da sunce dosegne vrhunac, bio je 30 stupnjeva zapadno. Izazov je bio znati vrijeme u matičnoj luci dok sjedite stotinama ili tisućama kilometara daleko.

JOHN HARRISON VO: Procijenio sam da će moj predviđeni morski sat doista zahtijevati pravilnost, izvedbu, kakvu dosad nismo vidjeli. Zgodnost od dvije ili tri sekunde mjesečno.

NARATOR: Harrison je shvatio da bi iznimno precizan mjeritelj vremena koji bi radio na moru mogao riješiti problem. No, nekoliko satova doseglo je razinu točnosti, čak i na kopnu. Ovdje, iznad konjušnice velike engleske seoske kuće u Brocklesby Parku, jedan od prvih Harrisonovih strojeva još uvijek čuva vrijeme. Svakog četvrtka ujutro stolar imanja pokreće pokret.

[HARRY VJEŽAVA MEHANIZAM]

HARRY VO: Došao sam ovamo kako bih namotao ovaj sat Harrison već 30 godina ili otprilike. Moj prethodnik, navijao ga je 50 godina. Koliko ja znam, bilo je jako malo problema od 1722. godine, kada ga je Harrison instalirao.

[SATNI MEHANIZAM, CU KONOSA, KLIP I DRVENI LEŽAJI]

NARATOR: Bio je to drveni sat, kao i svi Harrisonovi rani mjeritelji vremena. Njegov čvrsti okvir prikriva njegovu izvanrednu točnost i inovativne značajke.

Harrison je usavršio mehanizme koji se nalaze u drugim satovima tog razdoblja. Tik po kvačica, zupčanici se okreću dok se njihove vozačke težine spuštaju.

Sa svake strane nazubljenog kotača, jedinstveni izlaz skakavaca prenosi svoje impulse na početku svakog zamaha.

Sve to kao visak pruža stalnu mjeru vremena.

HARRY VO: Budući da sam i sam stolar, cijenim kvalitetu drveta koje je koristio. Drvo sadrži prirodno ulje, pa sat praktički ne zahtijeva održavanje. Materijali koje je Harrison koristio i dalje su u savršenom stanju, s obzirom na vrijeme � — doista nije napravio loš posao.

[REKREACIJA —HARRISON Okretanje vretena na usnu/fokus fokus na CU HARRISON]

PRIPOVJEDAČ: Kao stolar, Harrison je poznavao svojstva drva. To ga je dovelo do novog načina smanjenja trenja, za koji su svi proizvođači satova znali da je neprijatelj točnosti.

ANDREW KING VO: Harrison se morao nositi s problemima trenja. Ulja s početka 18. stoljeća bila su strašna. Osušili bi se, žvakali bi se jako, jako brzo. Glavno drvo koje je Harrison koristio za smanjenje trenja bilo je tropsko drvo nazvano "lignum-vitae". Nalazi se na Karibima i u Južnoj Americi. I u sebi ima prirodne smole, koje se nikad, nikad ne osuše. Za gornji dio sata i zadnji kotač nosača kotača, umjesto da tuži običan grm, Harrison okreće kotač na malim —ovim malim valjcima izrađenim od lignum-vitae, koji enormno smanjuju trenje. To je bio prvi put da je to ikada učinjeno.

[OČI VJETRA—STORMY SEAS]

PRIPOVJEDAč: Ali bi li sat temeljen na ovim metodama mogao raditi na moru?

WILL ANDREWES VO: Postoje ogromni problemi u pokušajima da se precizni sat sa satom izvede točno na moru. Tu je vlaga. Postoje promjene u atmosferskom tlaku. Postoje različite gravitacije i različite geografske širine. Postoje ogromne varijacije u temperaturi, od hladnog Sjevernog mora do blistavog sunca na Karibima. Oni utječu na materijale od kojih je mjeritelj vremena. I onda, naravno, najočitije od svega je ljuljanje broda, ogromni potresi koje brod doživljava kad se kreće s jednog vala na drugi. Sve te stvari učinile su mjeritelju vremena praktički nemogućim zadržavanje vremena na moru, barem su tako mislili u 18. stoljeću.

NARATOR: Ali morao se pronaći neki način zadržavanja vremena na moru.

NARATOR: Očajnički problemi pozivaju na očajnička rješenja. Jednu fantastičnu shemu predstavili su profesori William Whiston i Humphry Ditton.

[ANIMACIJA WHISTON-DITTON METODE]

GLAS WILLIAMA WHISTONA: Sve što bi bilo potrebno je ravan niz od 20 ili 30 ratnih brodova koji su nekako trajno usidreni preko Atlantika. Svake noći u ponoć brodovi bi ispalili velike nebeske rakete koje su se mogle vidjeti ili čuti na 100 milja unaokolo. Uz eksplozije, pomorci će uvijek znati kad je ponoć u Greenwichu i moći će odrediti njihovu geografsku dužinu uspoređujući vrijeme po Greenwichu s lokalnim vremenom na njihovom brodu.

PRIPOVJEDAč: Da su nebeske rakete nepraktične, samo nebo moglo bi dati vremenske signale ako se zna gdje gledati.

[GRAFIKA —PRILOG GALILEA I KARTE]

NARATOR: Koristeći primitivni teleskop, 1610. veliki astronom Galileo otkrio je četiri mjeseca koji kruže oko planeta Jupitera.

[ANIMACIJA —TABLICA I ANIMACIJA JUPITEROVIH MJESECI]

PRIPOVJEDAČ: Pažljivo je zacrtao njihove prijedloge. Četiri mjeseca postat će nebeski mjeritelj vremena kad se na kraju izvuku tablice, kako bi pokazali svoje položaje svake noći u sedam sati, precizno u roku od nekoliko minuta.

[PARIZ —FONTAIN AND OBSERVATORY]

PRIPOVJEDAČ: Do 1660 -ih talijanski učenici Galileja bili su blizu usavršavanja njegove metode kazivanja vremena s Jupiterovim mjesecima. Vijesti o ovom proboju stigle su do Pariške opservatorije koja je uskoro trebala postati dom najvećeg talijanskog astronoma od Galilea —Giovannija Domenica Cassinija.

[CAFE D'OBSERVATOIRE —UP NA ZNAK ULICE: RUE CASSINI/CRTANJE —LOUIS XIV S CASSINIJEM/DR. SUZANNE DEBARBAT HODA STUPANJEM]

NARATOR: Korištenje Jupiterovih mjeseca za pronalaženje geografske dužine obećalo je revoluciju u izradi karata. Nadajući se da će svojim zauzetim skupljačima karata pružiti bolje karte, kralj Louis XIV dao je na posao svom novom talijanskom astronomu.

[DR. SUZANNE DEBARBAT HODI POSMATRAČEM]

NARATOR: Cassini bi započeo mjerenjem udaljenosti od pariškog meridijana do obala.

SUZANNE DEBARBAT VO I SYNC ON-CAM: 1671. započela je operacija mjerenja položaja francuske obale. VO: Cassini je promatrao pomrčine na liniji meridijana, a astronomi su to isto promatrali duž obale Francuske. Mjerenja astronoma napravila su veliku razliku na obali, a područja Francuske su se smanjila za oko 20 posto.

PRIPOVJEDAČ: Kad je zaprepašteni Luj XIV prvi put ugledao novu, vrlo točnu kartu svog smanjenog kraljevstva, rekao je da je uzviknuo "Upravo sam izgubio više teritorija za svoje astronome nego za sve svoje neprijatelje".

[STANJE KASINIJA/LES HIPOTEZA ET LES TABLES DES SATELLITES DE JUPITER]

PRIPOVJEDAČ: Cassinijeva se metoda oslanjala na najbolje teleskope dana. Ima visoku razinu točnosti i možda je previsoka za kralja. No, može li se isti sustav koristiti na moru?

SUZANNE DEBARBAT VO: Nemoguće je učiniti isto na moru zbog kretanja broda.

[OČI VJETRA NOĆU]

SUZANNE DEBARBAT VO: Da biste s dobrom točnošću promatrali pomrčinu satelita, morate biti stabilni, što nije slučaj na brodu.

[REKREACIJA —TELESKOPI NA MORU]

NARATOR: S obzirom da se Jupiter nije mogao koristiti kao sat na moru, činilo se da postoje dvije alternative. Ili pronađite drugi astronomski sat ili napravite mehanički. A Newton i Board of Longitude bili su skeptični prema mehaničkim satovima.

GLAS ISAAC NEWTONA: Svijetu sam češće rekao da zemljopisnu dužinu ne mogu pronaći časovničari, već najsposobniji astronomi. Ne želim se miješati u bilo koju drugu metodu osim one prave.

DAVA SOBEL VO: Newton je zaista predrasudio Upravni odbor rekavši nedvojbeno da nijedan sat nikada neće uspjeti pronaći geografsku dužinu.

[HARRISON TRAŽI U NEBU]

Pripovjedač: Radeći u izolaciji, John Harrison nikada nije čuo Newtonove sumnje i trud da usavrši satove je nastavljen.

Sada je trebao provjeriti točnost svojih mjerila vremena u roku od nekoliko sekundi dnevno, ali seoski sunčani sat nije bio dovoljno dobar.

[RECREATION —HARRISON CHECKS STARS]

ANDREW KING VO: Harrison je jednostavno gledao zvijezde. No, nije bilo nikakvih vremenskih standarda, ali sasvim je moguće doći do čitanja zvjezdica. Kako se svijet okreće, fiksne zvijezde dolaze u vašu viziju svaki dan u određeno vrijeme. Ali svaki dan stižu tri minute 54 sekunde ranije. A Harrison je uspio uzeti viđenja iz svoje kuće.

[HARRISON KORISTI SVOJ RADIONIČKI PROZOR ZA POGLED NA NEBO KAD PROĐE KOMŠIJIN DIMNJAK/HARRISON POSTAVLJA DIMNJAK/DIMNJAK - SUPER ZVIJEZDE —MIX ZA DRUGU RUKU NA SATU/WR HARISON]

JOHN HARRISON: Stvorio sam pravi način namještanja svojih satova prividnim kretanjem nepokretnih zvijezda, s velikom vrstom instrumenta polumjera oko 25 metara, koji se sastoji od zapadne strane komšijinog dimnjaka i istočne strane mog vlastiti prozorski okviri. Po kojem mi se zrake zvijezde gotovo u trenu skidaju s vidika. Odbrojavajući sekunde sata, počevši malo prije nego što zvijezda nestane. I tako promatram u kojoj sekundi nestaje.

[WS HARRISON VIEWING STARS]

NARATOR: Dnevna soba Johna Harrisona postala je pravi znanstveni laboratorij.

[REKREACIJE —RADIONICA/HARISON RADE SA ŽELJEZNIM I MJESNIM ŽICAMA]

DAVA SOBEL: Ako je ovo bilo razdoblje znanstvene revolucije, Harrison je bio pravi revolucionarni lik, usamljeni genij, potpuno nezainteresiran za ono što svi drugi rade. Izmislio je sve što mu je potrebno.

NARATOR: Od mnogih čimbenika koji bi mogli umanjiti performanse sata, nijedan nije bio gori od učinka koji su male promjene temperature imale na brzinu kretanja.

GLAS JOHNA HARRISONA: Njihalo mora uvijek zadržati istu duljinu. Ali ne postoji metal od kojeg god da se napravi visak koji ne mijenja svoju duljinu prema stupnjevima topline i hladnoće.

DAVA SOBEL: Harrisonovo postignuće predstavlja temeljno pitanje u znanosti, bilo da se znanost nastavlja teorijom ili praktičnim radom eksperimentatora.

[REKREACIJA —ŽICE I VISE]

Pripovjedač: Tražeći visak na koji temperatura ne bi utjecala, Harrison je primijetio da je toplina uzrokovala da se mjedene i željezne žice šire različitim brzinama. Koristeći ovo opažanje, spojio je žice dvaju metala kako bi kompenzirao ekspanziju, proizvodeći i usavršavajući svoje gridiron njihalo.

ANDREW KING VO: On je razvio metode ispitivanja. Ti su satovi bili nevjerojatno točni. Testirao je jedan sat u odnosu na drugi, što je za njegove dane potpuno nečuveno.

[REKREACIJA —TEMPERATURNI EKSPERIMENTI/TAN OD PENDULUMA DO HARISONA KOJI RADI NA HLADNOM HODNICU]

JOHN HARRISON VO: Dva sata, postavljena jedan u jednu sobu, a drugi u drugu, po vrlo hladnom i mraznom vremenu, učinila sam jednu sobu jako toplom uz veliku vatru, dok je druga vrlo hladna.

PRIPOVJEDAč: Uspio bi samo kad ne postoji apsolutno nikakva vremenska razlika između dva sata, bila topla ili hladna. To je bila briljantna znanost koja je zahtijevala zapanjujuće podvige promatranja.

GLAS JOHNA HARRISONA: Mogao sam stajati na dvorištu i čuti udarce oba njihala, što znači da sam mogao razlikovati oba sata na 20. dio sekunde bez —less — i tako dokazao rad moje žice njihala i podesite iste.

ANDREW KING: I sama pomisao da biste, uh, mogli napraviti preciznog mjeritelja vremena od drvenog sata, također se čini prilično, sasvim neispravnom. Pa ipak, Harrison je tvrdio da su ti satovi točni do, uh, točni u roku od jedne sekunde mjesečno. To je nešto o čemu se nije ni razmišljalo sve do 1880 -ih. Harrison je bio 150 godina ispred svog vremena. Bio je nevjerojatan.

[REKREACIJA: HARRISON PAKIRANJE PAPIRA]

NARATOR: Do 1730. John Harrison je prikupio dovoljno podataka o učincima temperature, trenja i gravitacije da se uvjeri da zaista može izgraditi morski sat dovoljno točan i pouzdan da osvoji nagradu Longitude.

[GREENWICH - VANJSKI/PORTRETI: HALLEY I GRAHAM]

PRIPOVJEDAČ: Prvi put u životu odvažio se izvan blizine Barrowa, otputujući u London kako bi predstavio svoj prijedlog cijenjenom kraljevskom astronomu, dr. Edmondu Halleyu, prediktoru komete koja nosi njegovo ime. Halley je dogovorio uvod u najpoznatijeg londonskog proizvođača satova, Georgea Grahama.

[REKREACIJA: HARISON ŠETA IZMEĐU HUMERA/HARRISON SE VRAĆA KUĆI]

PRIPOVJEDAČ: Nakon nekoliko tjedana boravka Harrison se vratio u svoje selo. Njegovi časopisi opisuju njegove avanture u Londonu i daju uvid u seoskog stolara koji se susreo s najuglednijim engleskim znanstvenicima. Njegovi jasni memoari sugeriraju da je bio manje nego impresioniran djelom slavnog Georgea Grahama.

[REKREACIJA: HARRISON OPISUJE SVOJ POSJET LONDONU]

JOHN HARRISON: Dr. Halley, savjetovao me je da odem do gospodina Grahama, savjet koji mi je bio jako težak, jer sam smatrao da je to vrlo neprikladan korak. Ali rekao mi je da je gospodin Graham vrlo pošten čovjek i da mi ne bi učinio ništa loše ako mi išta piratizira.

Gospodin Graham je počeo, kao što sam mislio, vrlo grubo sa mnom, što je dovelo do toga da i ja postanem grub. Ali, uh, probili smo led i obrazložili smo slučajeve više puta. Naše razmišljanje, ili kako je ponekad bilo raspravljano, držalo se od oko deset sati prije podne do osam sati navečer. Sa sobom sam imao neke crteže glavnih dijelova sata s njihalom, a također i mjeritelja vremena za geografsku dužinu.

Dok se gospodin Graham pokazao doista dobrim džentlmenom, istini za volju, bio sam zatečen slabim slabim pokretima njegovih njihala. mala sila koju su imali poput stvorenja bolesnih i neaktivnih. Ali ja, hm, nisam komentirao njegovu ludost u satovima.

JONATHAN BETTS: Kad je Harrison pokucao na vrata, ovdje je bio, hm, stolarski sin iz Lincolnshirea bez formalnog obrazovanja, a ovdje je proizvodio planove za sat sa drvenim kotačićima za sve stvari. Možete zamisliti kako je Graham morao, uh, reagirati na to. No, nema sumnje da bi čim bi Harrison izvadio crteže svog klatna s rešetkom i pokazao Georju, trojici, Georgeu Grahamu to, bio bi nevjerojatno impresioniran jer znamo da je George Graham pokušavao dizajnirati upravo takvu temperaturnu kompenzaciju sam visak nekoliko godina prije i nije uspio. Dakle, ovo je morala biti prekretnica za Grahama. Ovo nije bilo gubljenje vremena.

[REKREACIJA —TRAK POSLEDNJI SAT OD MJESA ISPOD IZGRADNJE/MJEŠAJTE U ŠIRI Snimljeni snimak]

NARATOR: Harrisonov susret s Georgeom Grahamom doista je bio prekretnica. S Grahamovom podrškom razvoj je počeo teći, dopuštajući Harrisonu da izgradi svog prvog mjeritelja geografske dužine, morskog sata koji je danas poznat jednostavno kao H-1.

[H-1 —DRVENI MJENJAČI MJESNE BILANSE I OPRUGE]

NARATOR: Harrison je jedan po jedan napadao probleme prilagođavanja svojih satova za odlazak na more. Radeći po prvi put u mesingu, nastavio je koristiti hrastove kotače za uključivanje valjaka ignum vitae. Kako bi nadvladao kretanje broda, Harrison je zamijenio svoj dugi njihalac s dva ljuljačka balansirana kraka s oprugama za održavanje oscilacija.

JONATHAN BETTS: I na taj je način zaobišao sve ove probleme i proizveo, vjerojatno, jednog od najistaknutijih pomorskih mjerača vremena svih vremena.

[H-1 NA GREENWICHU —PREDNI POGLED, ZATO NAGORITE MEHANIZAM/MJEŠAJTE U OČI VJETRA/TEŠKOG SIVOG MORA]

PRIPOVJEDAČ: Harrison je 1736. godine pratio svoj prvi morski sat na preliminarnom ispitnom putovanju u Lisabon na brodu The Centurian. Olujno petotjedno putovanje trebalo je biti jedino putovanje oceanom u životu Johna Harrisona.

WILL ANDREWS: VO: Na povratnom putovanju iz Lisabona došlo je do oluja i brod je izgubio položaj. Posada je mrtvom računicom imala grubu predodžbu o tome gdje se brod nalazi. Harrison je održavao mjeritelj vremena koliko je mogao, a kad je kopno ugledano, uočena je južna obala Engleske, došlo je do spora o kojoj se zemljišnoj točki radi. Znali su da nisu daleko od Scilly Islesa gdje je uništena flota Sir Clowdseleyja Lopata. Sync: Kako se kopno približavalo, posada je shvatila da je Harrison bio u pravu. Pokazalo se da je njegov mjerač vremena praktičan izum.

[REKREACIJA: HARRISON ISPITUJE BILANSNO ORUŽJE]

JOHN HARRISON: Moj sat je bio na putovanju, vrlo grubom. Kad sam se susreo s kapetanom, rekao mi je da ga poteškoće mjerenja vremena s kretanjem mora zabrinjavaju i osjetio je da sam pokušao nemoguće. Kasnije je napisao izvještaj i rekao: Gospodin Harrison je cijelo vrijeme bio bolestan morem, ali kretanje mora nije nimalo štetilo njegovu pomorskom satu koji drži točno vrijeme.

JONATHAN BETTS: Vjerujemo da se pokazao vrlo dobrim, iako ne znamo točnu izvedbu H-1, ali imamo razloga vjerovati da je to bilo u roku od pet do deset sekundi dnevno, što ne bi pobijedilo. velika nagrada Longitude, ali bila je daleko bolja nego što je većina ljudi očekivala i dala je Harrisonu veliki razlog da vjeruje da je na dobrom putu.

[ZELENIČKI: PUT OD H-1 DO H-2]

NARATOR: Čak ni ne tražeći dodatna ispitivanja, Harrison je ostavio H-1 po strani i preuzeo posao proizvodnje, za što se nadao, da će biti poboljšani model, H-2.

JONATHAN BETTS VO: Radeći na H-2, Harrison je morao zaposliti druge radnike i dao bi samo jednom pojedincu malu količinu posla kako ne bi niti jedna osoba mogla tvrditi da je to učinila, pa je stoga ima pravo na bilo koji novčani iznos nagrade. Znamo da je Harrison bio paranoičan zbog ideje da drugi ljudi prihvate njegove ideje.

NARATOR: Nakon dvije godine mukotrpnog rada, Harrison je primijetio fatalnu manu. Kada je podvrgnut specifičnom ekstremnom kretanju, točnost njegovih vaga je bila oštećena.

JONATHAN BETTS: Budući da je vrlo nemilosrdan čovjek prema sebi, jednostavno je ostavio stroj sa strane i prešao ravno na svoj treći stroj. Nije ga bilo moguće poboljšati, pa ga je jednostavno napustio.

[TRAKA OKO NAPUŠTENOG H-2]

NARATOR: Harrisonov razvoj velikih morskih satova bio je u zastoju. Godine su prolazile dok je njegova potraga za savršenstvom vodila mnoge slijepe ulice. Za čovjeka opsjednutog vremenom vlastito mu vrijeme nije značilo ništa.

I dok je Harrison posrnuo, njegovi suparnici, astronomi, pokušavali su osvojiti nagradu geografske dužine govoreći o vremenu koristeći naš vlastiti mjesec. Njihova je metoda počela obećavati.

[GRAFIČKO: ASTRONOMI ČITAJU ČITANJA]

NARATOR: I mjesec i zvijezde kreću se po noćnom nebu. Astronomi su znali da je položaj Mjeseca naspram zvijezda jedinstven za svaku minutu svakog dana. Imali su začine pravog nebeskog sata ako bi netko mogao sve to unaprijed riješiti. Uđite u moćnog prvaka ove lunarne metode, vrlo velečasnog Nevila Maskelynea.

DEREK HOWSE: Nevil Maskelyne, uh, bio je pomalo pompozan. Činjenica da je bio velečasni, naravno, ne dolazi u obzir jer su svi znanstvenici koji su htjeli napredovati u znanosti morali u to vrijeme primati svete redove, pa možemo zaboraviti taj. Ali, bio je pompozan, mislim da je bio pomalo lukav, vjerojatno.

[PORTRET: MASKELYNE (drugi)]

PRIPOVJEDAč: Ako je John Harrison bio vječni autsajder, Nevil Maskelyne je bio savršeni insajder. Kao dobro odgojen, ambiciozan mladi astronom iz Cambridgea, Maskelyne je krenuo steći ime u znanstvenom establišmentu.

DAVA SOBEL: Smatram da je Maskelyne posebno neugodan lik. Učinio je mnogo za navigaciju, ali evo nekoga tko je vodio računa o svakom novčiću.

DEREK HOWSE:. svaki novčić koji je potrošio četrdesetak godina zapravo se bilježi.

DAVA SOBEL:. ali uzeo je tu istu manijakalnu pedantnost i primijenio je na svom astronomskom poslu, i tu je napravio veliku uslugu, a možda to nije mogao učiniti bez takve pažnje prema detaljima.

[GREENWICH: TELESKOPI I ČETVERI (KORISTITE SA STARIM TISKOM)]

PRIPOVJEDAČ: Radeći u Greenwichu, Maskelyne je promatrao kretanje Mjeseca na pozadini zvijezda. Na kraju je mogao predvidjeti njezin položaj za svaku minutu svakog dana. Koristeći ta predviđanja, Maskelyne je napravio niz astronomskih tablica.

[ANIMACIJA - LUNARNA DALJINA]

NARATOR: Za razliku od Jupitera, nisu bili potrebni moćni teleskopi. Sa svog broda navigator bi mjerio kut između Mjeseca i određenih zvijezda. Tada bi, u teoriji, mogao koristiti Maskelyneove tablice da pronađe vrijeme u Greenwichu, ako ima jasno vrijeme, precizne instrumente i nakon sati računanja.

NARATOR: Ali s valjanja palube samo držanje Mjeseca bilo je težak posao, čak i bez dugotrajnih izračunavanja.

SUZANNE DEBARBAT: Metoda lunarnih udaljenosti temeljila se na vrlo dugim proračunima. Pročitao sam da su potrebna četiri sata računanja nakon jednog promatranja da bi se dobila geografska dužina. Četiri sata proračuna, a tijekom ta četiri sata čamac. otišao za to vrijeme. Ako koristite sat onako kako ga je predložio Harrison, dovoljno je manje -više čitati sat.

[DR. DEBARBAT HODAJUĆI OKO KUTA MALOG POSMATRANJA]

NARATOR: Ali Odbor za dužinu ipak nije prihvatio da je sat odgovor, te je kontrolirao sredstva koja su Harrisonu prijeko potrebna za rad na njegovom teškom H-3.

DEREK HOWSE: Mislim da je bilo pitanje da se ovi novi fanged gadgeti, uh, trebamo osloniti na njih. Uh, metoda je bila savršeno zadovoljavajuća. Ako ste imali sat ili sat koji su mogli držati apsolutno vrijeme tijekom svih ovih vremena, onda je to, naravno, u redu. Ali bi li?

[REKREACIJA: JOHN HARRISON POGLEDA NA SAT]

JOHN HARRISON: Rekli su da sat može biti samo sat, a moja izvedba, iako gotovo do same istine, mora biti u potpunosti obmana.

Kažem, iz ljubavi prema novcu, ovi profesori ili svećenici radije su izabrali svoju glomaznu lunarnu metodu u odnosu na ono što se s lakoćom moglo učiniti, jer zasigurno se Parson Maskelyne u takvom pitanju nikada ne bi brinuo da novac nije na dnu.

. pa ipak, ti ​​sveučilišni ljudi moraju biti moji gospodari, koji uopće ne znaju ništa o tome, dalje od toga da jedno kolo okreće drugi moj puki sat koji je ne samo odbojan njihovom učenju, već i gubitku plijena za njih.

[GREENWICH —PRATI NA H-2 25: 32: 44/H-3 —RAZNI MOTOVI 25:47:07]

PRIPOVJEDAČ: Harrison je nastavio raditi. U svom H-3 zamijenio je svoju zamahnu šipku velikim balansnim kotačima. Skoro kao postranu izumio je valjkasti ležaj u kavezima, uređaj za smanjenje trenja koji se i danas široko koristi. Pa ipak, njegov novi sat nastavio se pokazati problematičnim. Možda su Harrisonovi veliki mjerači vremena došli u slijepu ulicu.

[RAZGOVOR SA HARRISON SATARSKOM RADNOM STOLOM]

JONATHAN BETTS: SYNC: Dok se borio s H-3, napravio je iskorak koji je očajnički tražio. VO: Dugo je godina znao da bi mu bilo iznimno korisno ako bi mogao poboljšati ove strašne stvari zvane džepni satovi, a 1753. godine naložio je proizvođaču satova, zvanom John Jefferys, da mu napravi sat prema vlastitom dizajnu , prema Harrisonovom vlastitom dizajnu.

[RASPRAVA S HARISONOVIM SATARSTVENIM RADNIM POGLEDOM/ZATVORENI MOTORI SATOVA KOJI JE PREGLEDAO/PLANOVE H-4 —H MJESTO KOMPONENTA PROTIV CRTEŽA]

JONATHAN BETTS: VO: Odlazak sata Jefferys daleko je nadmašio Harrisonove najluđe snove i počeo je shvaćati da je svih ovih godina lajao na pogrešno drvo i da je trebao raditi na razvoju satova, a ne na ovim velikim strojevima.

[SATOVI, SATOVI, PLANOVI RADNE KLUPE/RUKE KOJE DRŽE MALE KOMPONENTE]

NARATOR: Ovo je bila izvanredna promjena smjera. Sada je Harrison bio spreman odbaciti 25 godina vlastitog rada i krenuti naprijed s gotovo neispitanom tehnologijom, boreći se da smanji ono što je oduvijek smatrao da treba povećati.

JONATHAN BETTS: Rezultat je, naravno, bio H-4 koji je završen 1759. godine i koji je pozitivno dokazao Harrisonu da je riješio problem.

[OČI VJETRA — REKREACIJA KOJIMA SE DOKAZUJE PUTOVANJE/IZGARALI MOTCI, POKRETI OD MORA DO SLIKA]

NARATOR: Odbor za dužinu naredio je testiranje H-4 na dokaznom putovanju od Portsmoutha u Engleskoj do otoka Barbadosa.

[MORE I PONAVLJANJE KROZ SEKVENCIJU/UNUTARNJOST KABINE H-4 KUTIJA]

PRIPOVJEDAČ: Dragocjeni sat, zaključan u novoj zaštitnoj kutiji, pažljivo je postavljen na točno vrijeme u Portsmouthu uz primjenu sunca u podne.

PRIPOVJEDAČ: 46 dana Tatar je plovio jugozapadno preko Atlantika.

[REKREACIJA: WA (PREKO RAČUNA) TRAŽI SEKSTANTNO ČITANJE NISKOG SUNCA/SAT U NJEGOVOM SLUČAJU SE NADZORNO GLEDA/SATI SE PREGLEDAJU/UPRAVLJAJU SLUŽBENICIMA/DECKMENOM KOMPAS]

NARATOR: Brod je prošao od hladnoće La Manchea do tropskih Kariba i temperaturne razlike od 50 stupnjeva.

Osim za navijanje, sat je ostao netaknut u kutiji tijekom cijelog putovanja. John Harrison sada je imao 71 godinu, a teret ovog testa prešao je na njegovog sina Williama.

PRIPOVJEDAČ: Nakon mjesec i pol dana na moru, 13. svibnja 1764. ujutro, Tatar je sidrio s Bridgetowna na Barbadosu.

[MJEŠAJTE DO DUGOG GLAVSKOG GLAVA ZA SHORE]

PRIPOVJEDAč: Sat je izveslao na obalu radi pregleda.

[BARBADOS —SEA SHORE 09: 43: 41/ZIDOVI STARE UTVRDE, SKLADIŠTA/BARBADOS —PAN U ZGRADU PARLAMENTA/GRAFIKA: PANORAMSKO SLIKANJE BRIDGETOWN HARBORA, CIRCA 1760.]

NARATOR: Da bismo znali je li H-4 prošao test, točna dužina samog Bridgetowna morala se odrediti na novu razinu točnosti. ovo je očito bio posao za astronoma.

[PORTRET: MASKELYNE/REKREACIJA: LOKALNI RADNICI KONSTRUIRAJU ŠATOR ZA POSMATRANJE/MJESENI TELESKOP POSTAVLJEN JE U ŠATORU/MJEŠAJU U/SUTRAK —NAPOČITE SE DO ŠATORA/SJENE PROFILA ASTRONOMERA VIDJENOG KROZ TEK]

PRIPOVJEDAČ: U velikoj ironiji, Nevil Maskelyne, Harrisonov glavni suparnik, poslan je na Barbados nekoliko mjeseci ranije kako bi pomno obavio kopnene mjesece promatranja Jupitera u svrhu određivanja točne geografske dužine.

Maskelyne je brzo prihvatio zadatak, ali je imao svoj dnevni red. Planirao je putovanje iskoristiti kao pokus svoje lunarne metode.

Odmarajući se u tropskoj noći, Maskelyne se mučio sa svojim instrumentima. Izviješteno je da ga je nekoliko istaknutih građana Barbadosa čulo kako se hvali kako je njegov sustav udaljenosti na Mjesecu superiorniji od bilo kojeg sata i sam bi po sebi mogao osvojiti nagradu za geografsku dužinu od 20.000 dolara (engleska funta) kada se vratio u Englesku.

Osim slave, u igri je bio i veliki novac.

WILL ANDREWES U CRKVENICI: Nesporazum počinje kada Harrison stiže na Barbados u svibnju 1764.

WILL ANDREWS VO: Glavna svrha ovog putovanja bila je testiranje očevog mjeritelja vremena, čijem je ocu bio potreban čitav život.]

NARATOR: Testiranje sata u Maskelyneinim rukama moralo je biti temeljito, ali bi li i bilo fer i objektivno?

WILL ANDREWES U CRKVETU: SYNC: William i njegov otac, John Harrison, znali su da je Nevil Maskelyne jako zainteresiran za metodu lunarne udaljenosti. Bio je dobar astronom i prije putovanja nisu se žalili što je izabran za glavnu osobu za promatranje na otoku kako bi se utvrdio uspjeh njegovog mjeritelja vremena. Međutim, kad je William Harrison stigao u svibnju 1764.

[MASKELYNEIN ŠATOR, NJEGOV TELESKOP I PORTRET]

VO: otkrio je da je Maskelyne mnogo govorio o metodi lunarne udaljenosti. William Harrison stvorio je prizor. Nije želio da Nevil Maskelyne promatra. Ovo je bila ogromna kleveta na Maskelynein lik i Maskelyne se tome gorko zamjerio.

NARATOR: Maskelyneino hvalisanje stvorilo je privid sukoba interesa. Stoljetna potraga za geografskom dužinom svodila se na natjecanje između rada dva tvrdoglava čovjeka na plažama udaljenog tropskog otoka.

[REKREACIJE: OTVORENI OKVIRNI KUTIJI KLJUČEVI U ZAKLJUČANJU/KUTIJI SU OTVORENI I JASTUKOVI POVUČENI NAZAD ZA OTKRIVANJE H-4/ZATVORENI NA MINUTU H-4/MIKSIRAJTE DO MEHANIZMA]

PRIJATELJ: U podne, taman kad je sunce doseglo svoju najvišu točku iznad Bridgetowna, William Harrison se pripremio za otključavanje kućišta H-4. Sat se nije vraćao četrdeset šest dana. U tom istom trenutku sat je pokazao da je 15:55 sati natrag u Portsmouthu. Sa petnaest stupnjeva zemljopisne dužine na sat, sat je postavio luku na Barbadosu nešto ispod šezdeset stupnjeva zapadno od Portsmoutha, samo nekoliko milja od onoga za što sada znamo da je njen stvarni položaj.

ANDREW KING: Kad zamislite da je najprecizniji sat koji ste mogli kupiti u 18. stoljeću bio točan u roku od samo jedne minute dnevno, Harrison je proizveo ovaj sat. Otišao je do Zapadne Indije i natrag, a nakon šest tjedana putovanja ta je stvar bila točna u roku od otprilike 30 sekundi. Ovo je jednostavno nečuveno.

WILL ANDREWES: Na sastanku Odbora za dužinu u siječnju 1765., zajedno sa službenim vijestima o uspjehu četvrtog pomorskog mjeritelja Johna Harrisona, Harrisonu je stigla razorna vijest da će Nevil Maskelyne biti imenovan za kraljevskog astronoma.

[REKREACIJA - DUŽNA DASKA (STOL)]

PRIPOVJEDAČ: S obzirom da je Maskelyne sada mogao utjecati na Upravni odbor, Harrisonova nada da će mu nastup H-4 brzo pripasti nagrada počela je blijedjeti.

Članovima Uprave je tačnost sata bila razlog za sumnju.

ANDREW KING: SYNC: Bili su ili imenovani u vladi ili iz Kraljevske mornarice, ili profesori sa sveučilišta.

ANDREW KING VO:. jednostavno nisu razumjeli mehaniku mislim da su se toga uplašili. Bio je to sustav rješavanja problema geografske dužine s kojim se zapravo nisu mogli nositi. Mogli su razumjeti astronomski problem, ali SYNC: sama ideja mehaničkog mjeritelja vremena koja je bila toliko dobra da je bila previše dobra da bi bila istinita. Nisu to mogli prihvatiti.

[REKREACIJA - DUŽNA DASKA (STOL)]

JONATHAN BETTS: VO: Što se tiče članova odbora Longitude, nije bilo posebne osvete protiv Harrisona. Na neki način, ti su ljudi bili previše dosadni za takvu vrstu vježbe, ali u ovoj su fazi zaista vjerovali da je njihovo zbrajanje najbolje i da se jednostavno ne može vjerovati u te tik-taktove.

ANDREW KING: Zamislite danas da je vlada uvela nagradu od, recimo, milijun funti za nekoga tko bi mogao proizvesti motor od 2 litre koji bi mogao prijeći tisuću kilometara do galona. Svi bismo se nasmijali na tu ideju. Ali pretpostavimo da netko iz udaljenih regija zemlje s autom siđe u London i kaže vladi: "Ovaj će auto prijeći tisuću milja do galona. Gdje je moj milijun funti"? I tako kažu, ma daj, što je ispod poklopca motora? "Želim svoj milijun funti pa ću ti reći". I tako počinju argumenti. Neće vam reći što je ispod poklopca motora jer savršeno dobro zna da će netko odbaciti ideju. I Harrison je bio na potpuno istom položaju.

[REKREACIJA — KRATAK ZATVORENI PUTOVI KUTIJA, KOLAČA NA TOČKOVIMA]

NARATOR: Po uputama Nevila Maskelynea, Harrisonovi mjeritelji vremena odvezeni su na daljnja ispitivanja. To je Harrisona duboko obeshrabrilo.

JOHN HARRISON: Pravda, što se tiče moje nagrade ili ohrabrenja, bila je skandalozno osujećena.

Gospodin Graham je rekao nekolicini gospode da sam zaslužio 20.000 funti, no ipak me Uprava pretvorila u roba.

Pa, jako su se pobrinuli za moj sat, jer su ga također neko vrijeme zaključali u ormar u Admiralitetu jer je tako dobro izveo plovidbu. I tako bi ga čuvali kao dio blaga za podvig koji nitko drugi nikada neće moći napraviti. Doista je pošten znak da to nisu razumjeli. Ne, moj mjeritelj vremena je izvan dosega i Latitude i Longitude ovih zlobnih svećenika iz Cambridgea i Oxforda.

Nevolja ovih lunarnih ljudi ponekad.

NARATOR: Konačno je 1772. Harrisonov sin napisao pismo Georgeu III, moleći se u ime svog oca. Dva Harrisona uskoro su dobili audijenciju kod engleskog kralja.

Monarha je moralo dirnuti muška priča jer je šapnuo pomoćniku da su ova dvojica okrutno povrijeđena. A onda se, okrenuvši se prema ocu i sinu, zavapio da svi čuju: "Bože, Harrisone, vidjet ću te ispravljenog."

DAVA SOBEL: Mislim da je Harrisonu bilo jako teško, i mislim da je nakon svih tih godina voljne borbe napokon uspio i ispunio mnoge nepravedne zahtjeve da se projekt provede kroz dodatna ispitivanja i ponavljanje replika, da se novac dobije nevoljno, ali nikada puna truba trube, da, učinio si to, dobro učinjeno, mora da ga je ostavilo užasno ogorčenim i razočaranim, jer je to s njim uvijek bilo glavna stvar.

PRIPOVJEDAč: I tako, četrdeset i tri godine nakon što je mladi John Harrison prvi put otputovao u London, nevoljni parlament na inzistiranje kralja dodijelio mu je punih 20.000 funti.

JOHN HARRISON: Mogu hrabro reći da niti jedan mjeritelj vremena, bilo na način klatna ili na vagu, nikada ne može biti istinitiji ili bolji od mene. A sada, na moru, zemljopisna dužina se može imati s velikom sigurnošću i točnošću. Zaista sam imao dosta posla, ali zahvaljujem Bogu što sam ga dobio besplatno.

NARATOR: 1995. godine realiziran je prvi uistinu svjetski navigacijski sustav. GPS, Globalni sustav pozicioniranja sada navigatorima pruža njihovu zemljopisnu širinu i dužinu unutar nekoliko stopa bilo gdje na Zemlji. Dok 24 satelita kruže deset tisuća milja iznad glave, njihovi atomski satovi se nadziru radi gotovo savršene točnosti.

[PRENOS DOLJE 29,. NULA SATI, TOČNO 35 MINUTA/REZULTATI SU 29]

NARATOR: Danas, baš kao i prije tristo godina, tajna spoznaje gdje se nalazite je znati koliko je sati.


Dužina na vrijeme: Kako je John Harrison pobijedio glupu znanost kako bi spasio mornare

John Harrison stvorio je uređaj koji je pomogao mornarima da pronađu zemljopisnu dužinu, ali trebalo je još 250 godina prije nego što je dobio priznanje za svoj najnevjerojatniji izum.

Nakon pomorske katastrofe Scilly 1707., koja je izgubila četiri broda britanske mornarice i gotovo 2000 mornara na moru, Parlament je odlučio da je mornarima potreban bolji navigacijski alat. Britanska vlada donijela je akte o zemljopisnoj dužini, koji su u osnovi bili novčane nagrade koje je vlada nudila kako bi privukla najbolje umove tog doba da riješe jedan određeni problem: oceansko kamenje. Ideja je bila prestati ih udarati, a najbolji način, svi su mislili, bio je smisliti kako izračunati točnu dužinu broda na moru. Iako geografsku širinu nikada nije bilo teško odrediti, zemljopisna dužina je kapetane zapanjila, pa ikad.

Srećom, za svakoga tko je od tada plovio brodom (ili upravljao avionom), engleski stolar i amaterski graditelj satova John Harrison bacio se na posao.

Godine 1727. Harrison je otputovao u London kako bi provjerio unovčava li izazov Zakona o zemljopisnoj dužini (oko 5.000.000 dolara u današnjem novcu). On je imao teoriju da umjesto da se petljate po zvjezdanim kartama, možete pronaći geografsku dužinu preciznije govoreći vrijeme, ako držite standardno vrijeme (Greenwich Mean Time), a zatim vrijeme gdje god se nalazili na svijetu, ta razlika može tada koristiti za izračunavanje geografske dužine. Naravno, za to vam je potreban sat. I to ne bilo koji sat, već super super magarac koji bi mogao ostati točan dok se bacao i palio na otvorenom moru.

Harrison, koji je već stekao reputaciju izgradnje prilično točnih satova koristeći samo drvo, proveo je sljedećih sedam godina izrađujući svoj sat „H1“. Nakon testiranja na rijekama, Harrison je napokon dobio priliku isprobati ga na moru na brodu HMS Centurion na putovanju u Lisabon. Kako se priča, Harrison je na početku imao nekih problema, ali na kraju, ne samo da je sat radio glatko, već je i spasio brod koji je otišao čak 60 milja izvan kursa.

Pomorski dužnosnici bili su impresionirani i ubrzo se Harrison našao ispred Odbora za dužinu kako bi saznao hoće li u ruke doći do dijela tog novca. Nažalost, Odbor za zemljopisnu dužinu činili su astronomi koji doista nisu kopali rješenje koje zanemaruje zvijezde. Međutim, zabavilo ih je ono što su nazvali Harrisonovim "znatiželjnim instrumentom" i odlijepili su mu 250 funti uz obećanje još 250 funti ako za dvije godine može proizvesti poboljšanu verziju.

Harrison je radio na svom novom i poboljšanom satu više od tri godine, i taman kad je pomislio da je to riješio, otkrio je prilično gadnu manu: zgibanje kretnje broda odbacilo je točnost u velikoj mjeri. Ne odvraćajući, Harrison je potrošio sljedeći 19 godine pokušavajući doći do poboljšane verzije svog drugog dizajna, da bi treću verziju potpuno ukinuo.

No Harrison nije bio tip mačaka koji su dopustili da ga fizika ili četvrt stoljeća čupanja kose spriječi da dobije 250 funti i mjesto u povijesti. Harrison je shvatio da je jedna od njegovih najvećih mana u ravnoteži njegova prva tri dizajna povezana s veličinom satova. 1751. osmislio je manji model i stavio ga u nešto poput velikog džepnog sata. Sina je odveo na putovanje na Jamajku, a kapetan broda bio je toliko impresioniran da se ponudio da izum kupi na licu mjesta.

Zapravo, svjedočanstva i zapisi s putovanja bili su tako snažni, Odbor za dužinu tvrdio je da ne može biti sat da bio točan, tvrdio da su test i rezultati nedovoljni, a Harrisonu je uskratio daljnji novac za nagradu. Harrison i njegovi pristaše pobudili su smrad i zapravo su se žalili kralju na ono što je smatrao nepravednim (i prilično sitnim) postupanjem Odbora. Uz kraljev blagoslov, Odbor za dužinu dogovorio se o još jednoj rundi testiranja (ovaj put s Harrisonovim novim i poboljšanim H5).

Ovog puta dokaz o točnosti Harrisonovog kronometra bio je nepobitan jer je sat bio točan daleko iznad specifikacija koje je postavila Uprava. Međutim, unatoč Harrisonovoj pobjedi, Uprava je odlučila Harrisonu dodijeliti 10.000 funti s još 10.000 funti koje će se plaćati na rate samo ako se dokaže da bi drugi proizvođači satova mogli izraditi kronometar prema Harrisonovoj specifikaciji. Harrison je postao apoplektičan da je morao podijeliti svoje poslovne tajne s drugim proizvođačima, pa je ostatak života proveo boreći se s Odborom za dužinu, svojim konkurentima i gotovo svima ostalima koji su se usudili poricati njegovu genijalnost.

Iako je engleski kralj dobio parlament da pristane platiti Harrisonu prilično zdravu stipendiju za njegovu "službu kruni", Harrison to nije učinio. Nakon 60 godina pokušaja izgradnje najtočnijeg kronometra na svijetu, Harrison je izradio planove za ono što je proglasio najtočnijim kopnenim satom na svijetu. Takav bi se sat mogao smatrati njegovim najvećim izumom da ga nije odlučio uvesti u knjigu koja je u osnovi bila šamar za svako njegovo natjecanje i klevetnik.

Knjiga je bila toliko zapaljiva da su se čak i njegovi pristaše distancirali od nekada cijenjenog izumitelja. Njegovi neprijatelji počeli su uzimati vrlo javne krugove pobjede vrijeđajući urarstva i njegov rad kao "nesklad i apsurd koji je malo nedostajao simptomima ludila". Harrison je umro nedugo nakon što je knjiga objavljena, što je parija u znanstvenoj zajednici. Plan za njegov posljednji sat zaboravit će se sljedećih 250 godina.

Prošle su godine znanstvenici predstavili prvi prototip izgrađen prema Harrisonovim točnim specifikacijama. Nakon što je radio 100 dana, Harrisonov ultimativni sat s njihalom bio je udaljen samo pet osmina sekunde, što ga čini najpreciznijim mehaničkim satom sa slobodnim njihalom koji je ikada stvoren. Čovjek koji je izumio kronometar, koji je revolucionirao navigaciju i ubrzao doba otkrića, morao je čekati više od dva i pol stoljeća, ali se napokon nasmijao posljednji.


Rani navigacijski alati

Određivanje zemljopisna širina može se relativno lako postići pomoću nebeske navigacije. Na sjevernoj hemisferi pomorci su mogli odrediti zemljopisnu širinu mjerenjem visina Sjevernjače iznad horizonta. Kut u stupnjevima bio je zemljopisna širina broda.

Mornarski kompas.

Jedan od najranijih navigacijskih alata koje je izradio čovjek i koji se koristio za pomoć pomorcima bio je pomorski kompas, koji je bio rani oblik magnetskog kompasa. Rani mornari mislili su da je kompas pomoraca često netočan i nedosljedan jer nisu razumjeli koncept magnetske varijacije, koji je kut između pravog sjevera (zemljopisnog) i magnetskog sjevera. Prvenstveno se koristio kada Sunce nije bilo vidljivo kako bi se identificirao smjer iz kojeg je vjetar puhao.

Nautičke karte.

Sredinom trinaestog stoljeća pomorci su počeli shvaćati da bi karte mogle biti od pomoći te su počele voditi detaljnu evidenciju svojih putovanja. Tako su nastale prve pomorske karte. Ove prve karte nisu bile baš točne, ali su se smatrale vrijednima i često su se čuvale u tajnosti od drugih pomoraca. Nije bilo zemljopisne širine ili zemljopisna dužina označene na ljestvicama, ali između glavnih luka postojao je kompas ruža koji pokazuje smjer putovanja. (Izraz "kompas ruža" dolazi od točaka kompasa na slici, koje nalikuju laticama ruže.)

Dnevnik astrolaba, sekstanta i čipova.

Neki od ranih instrumenata koji su pomogli mornarima pri određivanju zemljopisne širine bili su poprečni štap, astrolab i kvadrant. Astrolab datira iz antičke Grčke, kada su ga astronomi koristili za određivanje vremena, a pomorci su ga prvi put koristili kasno

Oko 1730. engleski matematičar John Hadley (1682-1744) i američki izumitelj Thomas Godfrey (1704-1749) neovisno su izumili sekstant. Sekstant je pomorcima pružio preciznije sredstvo za određivanje kuta između horizonta i Sunca, mjeseca ili zvijezda kako bi izračunali zemljopisnu širinu.

Tijekom šesnaestog stoljeća zapisnik čipova izumljen je i korišten kao sirovi brzinomjer. Linija koja je sadržavala čvorove u pravilnim razmacima i ponderirana da se uvuče u vodu puštena je preko krme dok je brod bio u tijeku. Mornar bi prebrojio broj čvorova koji su izašli tijekom određenog vremenskog razdoblja i tada se mogla izračunati brzina broda.

Zemljopisna dužina i kronometar.

Tijekom povijesti plovidbe zemljopisna širina se mogla relativno točno pronaći pomoću nebeske navigacije. Međutim, zemljopisna dužina se u najboljem slučaju mogla samo procijeniti. To je zato što se mjerenje zemljopisne dužine vrši usporedbom razlike u vremenu dana između početne i nove lokacije pomorca. Čak su i neki od najboljih satova s ​​početka osamnaestog stoljeća mogli izgubiti čak 10 minuta dnevno, što se prevelo u računsku pogrešku od 242 kilometra (150 milja) ili više.

1764. godine britanski urar John Harrison (1693–1776) izumio je morski kronometar. Ovaj je izum bio najvažniji napredak u pomorskoj plovidbi u tri tisućljeća od kada su morski pomorci na otvorenom moru odlazili na more.

1779. britanski pomorski časnik i istraživač kapetan James Cook (1728. -1779.) Upotrijebio je Harrisonov kronometar za obilazak svijeta. Kad se vratio, njegovi proračuni zemljopisne dužine na temelju kronometra pokazali su se točnim unutar 13 kilometara (8 milja). Od informacija koje je prikupio na svom putovanju, Cook je dovršio mnoge detaljne karte svijeta koje su potpuno promijenile prirodu plovidbe.

1884., međunarodnim sporazumom, početni meridijan (koji se nalazi na 0 ° zemljopisne dužine) uspostavljen je kao meridijan koji prolazi kroz Greenwich, Engleska.


Hiparh i precesija

Možda je bio najveći astronom u antici Hiparh, rođen u Nikeji u današnjoj Turskoj. Podignuo je zvjezdarnicu na otoku Rodos oko 150. godine prije Krista, kada je Rimska Republika širila svoj utjecaj u cijeloj mediteranskoj regiji. Tamo je izmjerio, što je točnije moguće, položaje objekata na nebu, sastavivši pionirski katalog zvijezda s oko 850 unosa. On je odredio nebeske koordinate za svaku zvijezdu, navodeći njezin položaj na nebu, baš kao što mi određujemo položaj točke na Zemlji dajući njezinu širinu i dužinu.

Također je podijelio zvijezde na prividne veličine prema njihovoj prividnoj svjetlini. Nazvao je najsvjetlije “zvijezde prve veličine ” sljedećom najsvjetlijom skupinom, “zvijezde druge veličine ” i tako dalje. Ovaj prilično proizvoljan sustav, u izmijenjenom obliku, i dalje se koristi i danas (iako je sve manje i manje koristan za profesionalne astronome).

Promatrajući zvijezde i uspoređujući svoje podatke sa starijim opažanjima, Hiparh je došao do jednog od svojih najznačajnijih otkrića: položaj na nebu sjevernog nebeskog pola promijenio se u proteklom stoljeću i pol. Hiparh je ispravno zaključio da se to dogodilo ne samo tijekom razdoblja obuhvaćenog njegovim opažanjima, nego se zapravo događalo cijelo vrijeme: smjer oko kojeg se čini da se nebo okreće mijenja se polako, ali kontinuirano. Podsjetimo se iz odjeljka o nebeskim polovima i nebeskom ekvatoru da je sjeverni nebeski pol samo projekcija Zemljinog sjevernog pola u nebo. Ako se sjeverni nebeski pol njiše, onda Zemlja mora raditi njihanje. Danas razumijemo da se smjer u kojemu pokazuje osi Zemlje doista polako, ali redovito mijenja - kretanje koje nazivamo precesija. Ako ste ikada gledali kako se vrti, vidjeli ste sličnu kretnju. Osi vrha opisuju put u obliku stošca, jer ga Zemljina gravitacija pokušava srušiti (slika 4).

Slika 4: Precesija. Baš kao što se os vrha koji se brzo okreće polako njiše u krugu, tako se i os Zemlje koleba u ciklusu od 26.000 godina. Danas je sjeverni nebeski pol u blizini zvijezde Polaris, ali prije otprilike 5000 godina bio je blizu zvijezde po imenu Thuban, a za 14 000 godina bit će najbliži zvijezdi Vegi.

Budući da naš planet nije egzaktna sfera, ali se malo izboči na ekvatoru, potezi Sunca i Mjeseca uzrokuju njegovo ljuljanje poput vrha. Zemljinoj osi je potrebno oko 26.000 godina da završi jedan krug precesija. Kao rezultat ovog kretanja, točka u kojoj je naša os usmjerena prema nebu mijenja se kako vrijeme prolazi. Dok Polaris je zvijezda koja je danas najbliža sjevernom nebeskom polu (najbližu točku dosegnut će oko 2100. godine), zvijezda Vega u zviježđu Lire bit će Sjevernjača za 14 000 godina.


2.2 Drevna astronomija

Pogledajmo sada kratko u povijest. Veći dio moderne zapadne civilizacije na ovaj ili onaj način izveden je iz ideja starih Grka i Rimljana, a to vrijedi i u astronomiji. Međutim, mnoge druge drevne kulture također su razvile sofisticirane sustave za promatranje i tumačenje neba.

Astronomija širom svijeta

Stari babilonski, asirski i egipatski astronomi znali su približnu duljinu godine. Na primjer, Egipćani su prije 3000 godina usvojili kalendar zasnovan na 365 dana. Pažljivo su pratili vrijeme izlaska sjajne zvijezde Sirius na nebu pred zoru, koje ima godišnji ciklus koji odgovara poplavama rijeke Nil. Kinezi su također imali radni kalendar, određivali su duljinu godine otprilike u isto vrijeme kad i Egipćani. Kinezi su također zabilježili komete, svijetle meteore i tamne mrlje na Suncu. (Mnoge vrste astronomskih objekata predstavljene su u znanosti i svemiru: kratki obilazak. Ako niste upoznati s pojmovima poput komete i meteori, možda ćete htjeti pregledati to poglavlje.) Kasnije su kineski astronomi pomno vodili evidenciju "gostujućih zvijezda" - onih koje su obično previše slabe da bi ih vidjele, ali se odjednom rasplamsaju kako bi postale vidljive golim okom nekoliko tjedana ili mjeseci. Još uvijek koristimo neke od ovih zapisa pri proučavanju zvijezda koje su davno eksplodirale.

Kultura Maja u Meksiku i Srednjoj Americi razvila je sofisticirani kalendar temeljen na planeti Veneri, a astronomska su promatranja proveli s mjesta posvećenih ovoj namjeni prije tisuću godina.Polinežani su naučili navigirati zvijezdama na stotinama kilometara otvorenog oceana - vještina koja im je omogućila koloniziranje novih otoka daleko od mjesta na kojem su započeli.

U Velikoj Britaniji, prije široke upotrebe pisma, stari su ljudi koristili kamenje za praćenje kretanja Sunca i Mjeseca. Još uvijek nalazimo neke od velikih kamenih krugova koje su izgradili u tu svrhu, a datiraju još od 2800. godine prije Krista. Najpoznatiji od njih je Stonehenge, o kojem se raspravlja na Zemlji, Mjesecu i Nebu. 1

Rana grčka i rimska kozmologija

Naš koncept kozmosa - njegova osnovna struktura i podrijetlo - naziva se kozmologija, riječ s grčkim korijenima. Prije izuma teleskopa ljudi su morali slikati svemir ovisiti o jednostavnim dokazima svojih osjetila. Drevni su ljudi razvili kozmologije koje su kombinirale njihov izravan pogled na nebo s bogatom raznolikošću filozofskog i religijskog simbolizma.

Najmanje 2000 godina prije Kolumba obrazovani ljudi u istočnoj mediteranskoj regiji znali su da je Zemlja okrugla. Vjerovanje u sfernu Zemlju možda potječe iz vremena Pitagore, filozofa i matematičara koji je živio prije 2500 godina. Vjerovao je da su krugovi i sfere "savršeni oblici" i predložio je da bi Zemlja stoga trebala biti sfera. Kao dokaz da se bogovima sviđaju sfere, Grci su naveli činjenicu da je Mjesec sfera, koristeći dokaze koje ćemo kasnije opisati.

Spisi Aristotela (384–322 pne), učitelja Aleksandra Velikog, sažimaju mnoge ideje njegova doba. Oni opisuju kako napredovanje Mjesečevih faza - njegov prividni promjenjivi oblik - proizlazi iz toga što smo vidjeli različite dijelove Mjesečeve osunčane polutke tijekom mjeseca (vidi Zemlju, Mjesec i Nebo). Aristotel je također znao da Sunce mora biti udaljenije od Zemlje nego što je Mjesec jer je povremeno Mjesec prolazio točno između Zemlje i Sunca i privremeno skrivao Sunce od pogleda. To zovemo a pomrčina Sunca.

Aristotel je naveo uvjerljive argumente da Zemlja mora biti okrugla. Prva je činjenica da kad Mjesec ulazi ili izlazi iz Zemljine sjene tijekom pomrčine Mjeseca, oblik sjene koji se vidi na Mjesecu uvijek je okrugao (slika 2.9). Samo sferni objekt uvijek proizvodi okruglu sjenu. Na primjer, da je Zemlja disk, bilo bi nekih prilika kada bi ju sunčeva svjetlost udarila rubno, a njezina sjena na Mjesecu bila bi linija.

Kao drugi argument, Aristotel je objasnio da putnici koji idu na jug na značajnu udaljenost mogu promatrati zvijezde koje nisu vidljive sjevernije. A visina Sjevernjače - zvijezde najbliže sjevernom nebeskom polu - smanjuje se kako se putnik kreće prema jugu. Na ravnoj Zemlji svi bi vidjeli iste zvijezde iznad sebe. Jedino moguće objašnjenje je da se putnik morao kretati preko zakrivljene površine na Zemlji pokazujući zvijezde iz drugog kuta. (Pogledajte značajku Kako znamo da je Zemlja okrugla? Za više ideja o dokazivanju da je Zemlja okrugla.)

Jedan grčki mislilac, Aristarh sa Samosa (310–230 pne), čak je sugerirao da se Zemlja kreće oko Sunca, ali Aristotel i većina starogrčkih učenjaka odbacili su tu ideju. Jedan od razloga za njihov zaključak bila je misao da će, ako se Zemlja kreće oko Sunca, promatrati zvijezde s različitih mjesta duž Zemljine orbite. Kako se Zemlja kretala, obližnje zvijezde trebale bi promijeniti položaj na nebu u odnosu na udaljenije zvijezde. Na sličan način vidimo da se prednji objekti kreću prema udaljenijoj pozadini kad god smo u pokretu. Kad se vozimo vlakom, čini se da drveće u prvom planu mijenja svoj položaj u odnosu na udaljena brda dok vlak prolazi. Nesvjesno taj fenomen cijelo vrijeme koristimo za procjenu udaljenosti oko nas.

Prividni pomak u smjeru objekta kao posljedica kretanja promatrača naziva se paralaksa. Pomak u prividnom smjeru zvijezde nazivamo zbog Zemljinog orbitalnog kretanja zvjezdana paralaksa. Grci su uložili posvećene napore u promatranje zvjezdane paralakse, čak su i zatražili pomoć grčkih vojnika s najjasnijom vizijom, ali bez uspjeha. Činilo se da se svjetlije (i vjerojatno bliže) zvijezde nisu pomakle jer su ih Grci promatrali u proljeće, a zatim ponovno u jesen (kada se Zemlja nalazi na suprotnoj strani Sunca).

To je značilo ili da se Zemlja ne pomiče ili da su zvijezde morale biti toliko strašno udaljene da je pomak paralakse bio nemjerljivo mali. Kozmos tako ogromne razmjere zahtijevao je skok mašte na koji većina antičkih filozofa nije bila spremna, pa su se povukli na sigurnost pogleda usredotočenog na Zemlju, koji će dominirati zapadnim razmišljanjem gotovo dva tisućljeća.

Osnove astronomije

Kako znamo da je Zemlja okrugla?

Osim dva načina (iz Aristotelovih spisa) o kojima se govori u ovom poglavlju, možete zaključiti i sljedeće:

  1. Pogledajmo kako brod napušta svoju luku i plovi u daljinu po vedrom danu. Na ravnoj Zemlji vidjeli bismo samo kako brod postaje sve manji kako odmiče. Ali to nije ono što zapravo promatramo. Umjesto toga, brodovi tonu ispod horizonta, pri čemu trup prvo nestaje, a jarbol ostaje vidljiv još neko vrijeme. Na kraju se samo vrh jarbola može vidjeti dok brod plovi oko zakrivljenosti Zemlje. Konačno, brod nestaje ispod horizonta.
  2. Međunarodna svemirska postaja kruži oko Zemlje svakih 90 -ak minuta. Fotografije snimljene sa shuttlea i drugih satelita pokazuju da je Zemlja okrugla iz svake perspektive.
  3. Pretpostavimo da ste stekli prijatelja u svakoj vremenskoj zoni Zemlje. Nazovete ih sve u isti sat i pitate: "Gdje je Sunce?" Na ravnoj Zemlji svaki bi vam pozivatelj dao otprilike isti odgovor. Ali na okrugloj Zemlji otkrili biste da bi za neke prijatelje Sunce bilo visoko na nebu, dok bi za druge izlazilo, zalazilo ili bilo potpuno izvan vidokruga (i ova posljednja grupa prijatelja bila bi uzrujana zbog vas buđenje).

Mjerenje Zemlje od strane Eratostena

Grci ne samo da su znali da je Zemlja okrugla, već su i mogli mjeriti njenu veličinu. Prvo prilično točno određivanje promjera Zemlje napravio je oko 200. godine prije Krista Eratosten (276–194 pne), Grk koji živi u Aleksandriji u Egiptu. Njegova je metoda bila geometrijska, temeljena na opažanjima Sunca.

Sunce je toliko udaljeno od nas da nam se sve svjetlosne zrake koje pogađaju naš planet približavaju u biti paralelnim linijama. Da biste vidjeli zašto, pogledajte sliku 2.10. Uzmite izvor svjetlosti u blizini Zemlje - recimo, na položaju A. Njegove zrake udaraju u različite dijelove Zemlje duž različitih staza. Iz izvora svjetlosti u B ili u C (koji je još udaljeniji), kut između zraka koje udaraju u suprotne dijelove Zemlje je manji. Što je izvor udaljeniji, manji je kut između zraka. Za beskonačno udaljeni izvor zrake putuju paralelnim linijama.

Naravno, Sunce nije beskonačno daleko, ali s obzirom na njegovu udaljenost od 150 milijuna kilometara, svjetlosne zrake koje udaraju u Zemlju s točke na Suncu razlikuju se jedna od druge pod kutom koji je premali da bi se mogao promatrati golim okom. Kao posljedica toga, ako bi ljudi diljem Zemlje koji bi mogli vidjeti Sunce uperili prst u njega, njihovi bi prsti u osnovi svi bili paralelni jedan s drugim. (Isto vrijedi i za planete i zvijezde - ideju koju ćemo upotrijebiti u raspravi o načinu rada teleskopa.)

Eratostenu je rečeno da je prvog dana ljeta u Syeneu u Egiptu (u blizini modernog Asuana) sunčeva svjetlost udarila u dno okomitog bunara u podne. To je pokazalo da je Sunce izravno iznad bunara - što znači da je Syene bila na izravnoj liniji od središta Zemlje do Sunca. U odgovarajuće vrijeme i datum u Aleksandriji, Eratosten je promatrao sjenu koju je napravio stup i vidio da Sunce nije izravno iznad nas, već je bilo malo južnije od zenita, tako da su njegove zrake činile kut s vertikalom jednakom oko 1/50 kruga (7 °). Budući da su sunčeve zrake koje pogađaju dva grada paralelne jedna s drugom, zašto dvije zrake ne bi činile isti kut s površinom Zemlje? Eratosten je zaključio da zakrivljenost okrugle Zemlje znači da "ravno prema gore" nije isto u dva grada. Shvatio je da mu je mjerenje kuta u Aleksandriji omogućilo da shvati veličinu Zemlje. Vidio je da Aleksandrija mora biti 1/50 opsega Zemlje sjeverno od Syene (slika 2.11). Aleksandrija je izmjerena na 5000 stadija sjeverno od Syene. (The stadion bila je grčka jedinica za duljinu, izvedena iz duljine trkališta na stadionu.) Eratosten je tako otkrio da opseg Zemlje mora biti 50 × 5000 ili 250.000 stadija.

Nije moguće precizno procijeniti točnost Eratostenova rješenja jer postoji sumnja koju je od različitih vrsta grčkih stadija koristio kao svoju jedinicu udaljenosti. Ako je to bio uobičajeni olimpijski stadion, njegov rezultat je oko 20% prevelik. Prema drugom tumačenju, on je koristio stadion jednak otprilike 1/6 kilometara, u tom slučaju njegov se broj nalazio unutar 1% ispravne vrijednosti od 40.000 kilometara. Čak i ako njegovo mjerenje nije bilo točno, njegov uspjeh u mjerenju veličine našeg planeta koristeći samo sjene, sunčevu svjetlost i snagu ljudskog mišljenja bio je jedno od najvećih intelektualnih postignuća u povijesti.

Hiparh i precesija

Možda najveći antički astronom bio je Hiparh, rođen u Nikeji u današnjoj Turskoj. Podignuo je zvjezdarnicu na otoku Rodos oko 150. godine prije Krista, kada je Rimska Republika širila svoj utjecaj u cijeloj mediteranskoj regiji. Tamo je izmjerio, što je točnije moguće, položaje objekata na nebu, sastavivši pionirski katalog zvijezda s oko 850 unosa. On je odredio nebeske koordinate za svaku zvijezdu, navodeći njezin položaj na nebu, baš kao što mi određujemo položaj točke na Zemlji dajući njezinu širinu i dužinu.

Također je podijelio zvijezde na prividne veličine prema njihovom prividnom sjaju. On je najsvjetlije nazvao “zvijezdama prve veličine”, sljedećom najsjajnijom skupinom, “zvijezdama druge veličine” i tako dalje. Ovaj prilično proizvoljan sustav, u izmijenjenom obliku, i dalje se koristi i danas (iako je sve manje i manje koristan za profesionalne astronome).

Promatrajući zvijezde i uspoređujući svoje podatke sa starijim opažanjima, Hiparh je došao do jednog od svojih najznačajnijih otkrića: položaj na nebu sjevernog nebeskog pola promijenio se u proteklom stoljeću i pol. Hiparh je ispravno zaključio da se to dogodilo ne samo tijekom razdoblja obuhvaćenog njegovim opažanjima, nego se zapravo događalo cijelo vrijeme: smjer oko kojeg se čini da se nebo okreće mijenja se polako, ali kontinuirano. Podsjetimo se iz odjeljka o nebeskim polovima i nebeskom ekvatoru da je sjeverni nebeski pol samo projekcija Zemljinog sjevernog pola u nebo. Ako se sjeverni nebeski pol njiše, onda Zemlja mora raditi njihanje. Danas razumijemo da se smjer u kojem pokazuje osi Zemlje doista polako, ali redovito mijenja - kretanje koje nazivamo precesija. Ako ste ikada gledali kako se vrti, vidjeli ste sličnu kretnju. Osi vrha opisuju put u obliku stošca, jer ga Zemljina gravitacija pokušava srušiti (slika 2.12).

Budući da naš planet nije egzaktna sfera, ali se malo izboči na ekvatoru, potezi Sunca i Mjeseca uzrokuju njegovo ljuljanje poput vrha. Zemljinoj osi je potrebno oko 26.000 godina da završi jedan krug precesija. Kao rezultat ovog kretanja, točka u kojoj je naša os usmjerena prema nebu mijenja se kako vrijeme prolazi. Dok je Polaris danas zvijezda najbliža sjevernom nebeskom polu (najbližu točku dosegnut će oko 2100. godine), zvijezda Vega u sazviježđu Lyra bit će Sjevernjača za 14.000 godina.

Ptolomejev model Sunčevog sustava

Posljednji veliki astronom rimskog doba bio je Klaudije Ptolomej (ili Ptolomej), koji je u Aleksandriji doživio procvat oko 140. godine. Napisao je ogromnu zbirku astronomskog znanja, koja se danas naziva svojim arapskim imenom, Almagest (što znači "Najveći"). Almagest ne bavi se isključivo Ptolomejevim vlastitim djelom, uključuje raspravu o astronomskim dostignućima iz prošlosti, poglavito o Hiparhu. Danas je to naš glavni izvor informacija o radu Hiparha i drugih grčkih astronoma.

Ptolomejev najvažniji doprinos bio je geometrijski prikaz Sunčevog sustava koji je predvidio položaje planeta za bilo koji željeni datum i vrijeme. Hiparh, koji nije imao pri ruci dovoljno podataka da sam riješi problem, umjesto toga je sakupio materijal za promatranje koji će potomci koristiti. Ptolomej je nadopunio ovaj materijal novim vlastitim opažanjima i izradio kozmološki model koji je izdržao više od tisuću godina, sve do Kopernikovog doba.

Komplicirajući faktor u objašnjavanju kretanja planeta jest to što njihovo očito lutanje po nebu proizlazi iz kombinacije njihovih vlastitih kretanja sa Zemljinom orbitalnom revolucijom. Dok promatramo planete s naše tačke gledišta na Zemlji u pokretu, to je pomalo poput gledanja automobilske utrke dok se natječete u njoj. Ponekad vas prođu protivnički automobili, ali ponekad prođete pored njih, pa se čini da se na neko vrijeme kreću unatrag u odnosu na vas.

Slika 2.13 prikazuje kretanje Zemlje i planeta dalje od Sunca - u ovom slučaju Marsa. Zemlja putuje oko Sunca u istom smjeru kao i drugi planet i gotovo u istoj ravnini, ali je njezina orbitalna brzina veća. Zbog toga povremeno pretiče planet, poput bržeg trkaćeg automobila na unutarnjoj stazi. Slika prikazuje gdje vidimo planet na nebu u različito vrijeme. Put planeta među zvijezdama prikazan je u zvjezdanom polju s desne strane figure.

Veza do učenja

Simulator planetarnih konfiguracija iz Foothill AstroSimsa omogućuje vam da vidite uobičajeno programiranje i povremeno retrogradno kretanje drugih planeta. Možete se prebacivati ​​naprijed -natrag između gledanja kretanja sa Zemlje i Marsa (kao i drugih planeta).

Normalno, planeti se kreću prema istoku na nebu tijekom tjedana i mjeseci dok kruže oko Sunca, ali s položaja B do D na slici 2.13, dok Zemlja prolazi planete u našem primjeru, čini se da se pomiču unatrag, krećući se prema nebu prema zapadu. Iako se zapravo kreće prema istoku, Zemlja koja se brže kretala pretekla ju je i čini se, iz naše perspektive, da je ostavlja iza sebe. Dok Zemlja zaokružuje svoju orbitu prema položaju E, planet ponovno preuzima svoje očito kretanje prema istoku na nebu. Privremeno prividno kretanje planeta prema zapadu dok se Zemlja ljulja između njega i Sunca naziva se retrogradno gibanje. Takvo kretanje unatrag danas nam je mnogo lakše razumjeti, sada kada znamo da je Zemlja jedan od planeta u pokretu, a ne nepomično središte svega stvorenog. No, Ptolomej se suočio sa daleko složenijim problemom objašnjenja takvog kretanja dok je preuzimao nepomičnu Zemlju.

Nadalje, budući da su Grci vjerovali da nebeska kretanja moraju biti krugovi, Ptolomej je morao konstruirati svoj model koristeći samo krugove. Da bi to učinio, trebali su mu deseci krugova, od kojih su se neki kretali po drugim krugovima, u složenoj strukturi od koje se suvremenom gledatelju vrti u glavi. Ali ne smijemo dopustiti da naš moderni sud zamagli naše divljenje prema Ptolomejevu postignuću. U njegovo doba, složeni svemir sa središtem na Zemlji bio je savršeno razuman i na svoj način prilično lijep. Međutim, kako je objavljeno da je Alfonso X, kralj Kastilje, rekao nakon što mu je objasnio Ptolomejski sustav kretanja planeta: "Da se Gospodin Svemogući posavjetovao sa mnom prije nego što je krenuo sa Stvaranjem, trebao sam preporučiti nešto jednostavnije."

Ptolomej je riješio problem objašnjavanja promatranih kretanja planeta tako što se svaki planet okretao u maloj orbiti koja se zove epicikl. Središte epicikla tada se okretalo oko Zemlje u krugu zvanom a popustljiv (Slika 2.14). Kad je planet na svom položaju x na slici 2.14 na epiciklističkoj orbiti, kreće se u istom smjeru kao i središte epicikla sa Zemlje, čini se da se planet kreće prema istoku. Kad je planet na y, međutim, njegovo je kretanje u smjeru suprotnom od kretanja središta epicikla oko Zemlje. Odabirom prave kombinacije brzina i udaljenosti, Ptolomej je uspio postići da se planet kreće prema zapadu ispravnom brzinom i u točnom vremenskom intervalu, čime je svojim modelom replicirao retrogradno kretanje.

Veza do učenja

Pomoću simulatora Ptolomejskog sustava iz Foothill AstroSimsa istražite kako je Ptolomejev sustav deferenata i epicikla objasnio prividno kretanje planeta.

Međutim, vidjet ćemo u Orbitama i gravitaciji da planeti, poput Zemlje, putuju oko Sunca u orbitama koje su elipse, a ne krugovi. Njihovo se stvarno ponašanje ne može točno prikazati shemom jednolikih kružnih kretnji. Kako bi odgovarao uočenim kretanjima planeta, Ptolomej je morao centrirati odvojene krugove, ne na Zemlji, već u točkama na određenoj udaljenosti od Zemlje. Osim toga, uveo je jednoliko kružno kretanje oko još jedne osi, nazvane ekvantna točka. Sve je to znatno zakompliciralo njegovu shemu.

To je priznanje geniju Ptolomeja kao matematičara što je uspio razviti tako složen sustav kako bi uspješno objasnio promatranja planeta. Može se dogoditi da Ptolomej nije namjeravao svojim kozmološkim modelom opisivati ​​stvarnost, već je samo služio kao matematički prikaz koji mu je omogućio predviđanje položaja planeta u bilo kojem trenutku. Bez obzira na njegovo razmišljanje, njegov model, s nekim izmjenama, na kraju je prihvaćen kao mjerodavan u muslimanskom svijetu i (kasnije) u kršćanskoj Europi.


Kartiranje svijeta

Grčki matematičar, astronom i geograf iz drugog stoljeća Klaudije Ptolomej utemeljio je zapadnu znanost kartografije.

Iz svoje studije u Aleksandriji, Ptolomej je koordinate zemljopisne širine i dužine dodijelio 8 000 zemljopisnih lokacija, prikupljajući podatke u svoju Geografiju, atlas svjetske geografije koji je uključivao obojene karte koje prikazuju regije tada poznatog svijeta.

Iako su Ptolomejevi podaci bili netočni, njegov rad (preveden na latinski u ranim 1400 -ima) utjecao je na kartografe i istraživače više od tisućljeća nakon Geographiovog objavljivanja.

Ovaj se članak prvotno pojavio u tiskanom izdanju kao & quotTheMaster Mapmaker 's Mystery. & Quot


Pogledajte horizont: Zašto je zemljopisnu širinu bilo lakše pronaći nego zemljopisnu dužinu

& lsquo Brodovi, satovi i zvijezde pojačala: Potraga za geografskom dužinom & rsquo prati povijest pronalaženja pouzdanih metoda za određivanje vaše zemljopisne dužine na moru. Slika: ANMM.

Brodovi, satovi i zvijezde: potraga za geografskom dužinom priča nevjerojatnu priču o tome kako je riješen problem određivanja zemljopisne dužine na moru. Izložba objašnjava suparničke metode i prikazuje nevjerojatnu vještinu i domišljatost urarstva Johna Harrisona, čiji su satovi napokon dali pomorcima praktično sredstvo da na jednostavan način izračunaju njihovu zemljopisnu dužinu.

Zašto je bilo tako teško riješiti način pronalaženja zemljopisne dužine, kada se čini da je pronalaženje geografske širine bio relativno jednostavan proces?

Kratak odgovor je da su zemljopisne širine imale lako dostupne referentne točke, a također ih je bilo dovoljno lako mjeriti i koristiti za usmjeravanje, čak i bez otmjenih instrumenata. Međutim, reference za zemljopisnu dužinu bile su manje očite i trebale su im vrlo točne alate i tablice informacija kako bi njihova mjerenja bila upotrebljiva.

Referentne točke su ključ ili da se izgubite ili da znate gdje se nalazite. Ako ste izgubljeni, oko vas ne postoji ništa poznato kao referenca koja bi vas vodila na vašem putovanju ili locirala gdje biste mogli biti i vratila vas tamo odakle ste došli.

Suvremeno rečeno, zemljopisna širina je vaša lokacija sjeverno ili južno od ekvatora i zemljopisna dužina je vaša lokacija istočno ili zapadno od početnog meridijana, 0 stupnjeva. Obje su zamišljene linije koje kruže zemljom i na modernoj karti uspostavljaju mrežu linija pod pravim kutom jedna prema drugoj koje vam omogućuju da locirate svoj položaj. Ti su izrazi i s njima povezana metoda mapiranja geometrijskom mrežom relativno noviji u ljudskoj povijesti.

Zemaljski ručni globus tvrtke Newton & amp Son, 1851-1857. Zbirka ANMM -a: 00045821.

Međutim, zemljopisnu širinu, ili isto ime pod drugim imenom, ljudi su naširoko koristili otkad su krenuli u istraživanje oceana, a možda čak i ranije, možda kad su se ljudi preselili na nova mjesta na kopnu, ostavljajući lokalitet s poznatim znamenitostima. To je zato što zemljopisna širina ima očitu referencu na nebu & ndash kartu ili kartu s prikazom sunca danju i zvijezda, mjeseca i planeta noću. Kako se krećete prema sjeveru i jugu, karta na nebu se mijenja.

Mogli biste & mjeriti & rsquo gdje ste bili u odnosu na promjene u položaju nebeskih tijela. Njihov relativni položaj dok su se dizali i postavljali bilo je dovoljno jednostavno za promatranje, ali i njihova visina iznad horizonta se mijenjala kako ste se kretali prema sjeveru i jugu, a to se moglo procijeniti ili čak mjeriti s sasvim razumnom točnošću različitim metodama.

Nebeski globus Bleu predstavlja prvu cjelovitu publikaciju sazviježđa južne hemisfere & rsquos, uključujući i južni križ. Willem Blaeu poznat je po kvaliteti svojih karti i kartografije koji predstavljaju jedno od najtočnijih djela 17. stoljeća. Zbirka ANMM: 00005756.

Cijela ta referenca na nebu formirala je vlastitu kartu, i premda se mijenjala kroz noć i kroz godišnja doba, pa čak i predstavljala drugačiji pogled na tijela ovisno o vašoj lokaciji, sve su promjene bile postupne i oblikovale su obrazac koji mnogi zajednice i civilizacije mogle su promatrati i bilježiti, često sa zadivljujućim detaljima i uvidom. To akumulirano znanje i razumijevanje prenijeli su se dalje i ljudi su mogli utvrditi bilo što, od općih naznaka do razumno precizne lokacije gdje su se nalazili u smjeru sjever-jug, bilo u odnosu na drugu poznatu točku ili, u kasnijim vremenima, u odnosu na ekvator.

Potraga za određivanjem zemljopisne dužine razvila je brojne moguće metode, od kojih su tri potencijalno prilično točne. Promatranja Mjeseca Jupiter & rsquos mogla su se koristiti i dobro raditi na kopnu, a promatranje Mjeseca metodom lunarne udaljenosti također je dalo vrlo precizan odgovor. Također, koncept korištenja vremenske razlike između poznate lokacije i vaše lokacije kao sredstva za izračunavanje vaše zemljopisne dužine također je bio nadaleko poznat. Međutim, za sve je to bilo potrebno vrlo precizno promatranje različitih nebeskih tijela, a u slučaju prva dva, vrlo detaljna snimanja njihovih obrazaca kretanja i zamorni izračuni kako bi se došlo do odgovora. Bilo je potrebno i doba dana, i to vrlo točno. Potrebni instrumenti & ndash teleskopi, sekstanti, satovi i tako dalje & ndash postupno su se poboljšavali u točnosti, ali nisu počeli ispunjavati potrebne zahtjeve sve do 1700 -ih do 1800 -ih.

Razlika u vremenu ili metodi mjerenja vremena koja je na kraju omogućila praktičan pristup zemljopisnoj dužini koristila je određenu referencu kao datum za vrijeme koje se nalazilo u pokretnoj karti istok-zapad na nebu. Unutar tog pokreta istok-zapad ležala je oscilacija sjever-jug. Sva su se tijela dizala na nebu do visoke točke iznad horizonta, a zatim su se ponovno spuštala na zapad. Ova promjena visine iznad horizonta mogla bi se na Zemlji vidjeti kao vektor sjever/jug ili zanošenje unutar kretanja istok/zapad. Najviša točka bila je prema sjeveru ili jugu na nebu i uvijek se javljala u sredini između kada se tijelo podiglo i zašlo, a ta je sredina bila stalna referenca jer se događala u isto vrijeme svaki dan.

To je bila jedna od tih srednjih točaka, zajedno s Harrisonom koji je riješio tehnički problem stvaranja sata koji je točno držao vrijeme danima, što je pomoglo u pružanju praktičnog rješenja problema geografske dužine. Točka se naziva lokalno podne, točka u kojoj je Sunce bilo najviše na nebu. Dok izlazak i zalazak sunca mijenjaju vrijeme svaki dan, lokalno podne uvijek je bilo isto vrijeme, pa je stoga točna referentna točka za provjeru vremena svaki dan, gdje god se nalazili. Kad biste tada mogli samo provjeriti svoje vrijeme u odnosu na vrijeme na drugom poznatom mjestu, mogli biste izračunati svoju zemljopisnu dužinu u odnosu na poznato mjesto.

Sunce & rsquos kretanje po nebu gledajući sjeverno & ndash lokalno podne (13.09 popodne EDST) u muzeju 10. veljače 2016. Slike: David Payne / ANMM.

Zapravo, i druga tijela mogla su to učiniti, ali Sunce je bilo očito. Lokalno podne na početnom meridijanu od 0 stupnjeva, koje prolazi kroz Kraljevski opservatorij u Greenwichu u Londonu, na kraju je postalo prihvaćen podatak za geografsku dužinu i vrijeme, što je dovelo do dobro poznatog izraza Greenwich Mean Time. GMT je zapravo prosjek ili & lsquomean & rsquo lokalno podne na Greenwichkom meridijanu jer postoje neke manje fluktuacije u lokalnom podne koje je potrebno dopustiti. Možete pročitati više o tome, zajedno s nekim drugim intrigantnim problemima koje je trebalo riješiti, te istražiti široku pozadinu vremena, udaljenosti i brzine u digitalnoj priči Geografska dužina & ndash Priča dolazi punim krugom.

Brodovi, satovi i zvijezde pojačala: Potraga za geografskom dužinom proizveo je Nacionalni pomorski muzej, dio Kraljevskih muzeja Greenwich, London.


Longitude i Académie Royale

Eratosten je izračunao opseg Zemlje i bio je prvi koji je pokušao izraditi kartu svijeta na temelju sustava linija zemljopisne širine i dužine. Hiparh je prvi odredio položaj mjesta na Zemlji koristeći zemljopisnu širinu i dužinu kao koordinate. Njegov rad na sfernoj trigonometriji doveo ga je do ovog sustava. Predložio je mjerenje zemljopisne širine, udaljenosti sjeverno ili južno od ekvatora, određivanjem omjera najdužeg i najkraćeg dana na tom mjestu.

Hiparh je za zemljopisnu dužinu predložio nulti meridijan kroz Rodos, pri čemu su udaljenosti istok/zapad od ove crte određene usporedbom lokalnog vremena mjesta s apsolutnim vremenom. Predložio je da se apsolutno vrijeme odredi pomrčinom Mjeseca, mjereći vrijeme kada je pomrčina Mjeseca započela i završila te pronašao razliku između tog apsolutnog vremena i lokalnog vremena. Metoda je teoretski ispravna, ali je zahtijevala točan sat koji u to vrijeme nije bio dostupan. Drugi je problem bio što pomrčine Mjeseca ovise o mjestu na Zemlji koje smo promatrali.

Napisao je Ptolomej Vodič kroz zemljopis u osam knjiga. On je dao informacije o izgradnji karata i popisanih mjesta u Europi, Africi i Aziji dajući njihovu širinu i dužinu. Ovaj rad uopće nije bio točan. Ptolomej je koristio vrijednost za opseg Zemlje koja je bila premala, mnogo bolje procjene bile su poznate čak i u to vrijeme.

U 10. stoljeću Abu'l-Wafa i Mansur dali su trigonometrijske rezultate koje je, osobito, Al-Biruni primijenio na glavni problem matematičke geografije, naime određivanje zemljopisne širine i dužine. Al-Biruni je vjerovao da se Zemlja okreće oko svoje osi i napravio precizne proračune zemljopisne širine i dužine.

Doba istraživanja brzo je pokazalo probleme plovidbe. Prvo, nije bilo karata za navigaciju, a glavni zadatak prvih istraživača bio je mapirati zemlje koje su otkrili. Međutim, za izradu karata bilo je potrebno moći odrediti položaj na Zemlji. Kako se mogla pronaći praktična metoda?

Španjolska i Portugal bile su dvije velike zemlje uključene u istraživanje. Oni su bili u sporu oko "novog svijeta" i 1493. papa Aleksandar VI., Španjolac, izdao je Bulu razgraničenja koja će riješiti spor. Nacrtao je meridijan stotinu liga od Azora i dodijelio Španjolskoj svu neotkrivenu zemlju zapadno od crte, dok je Portugalu dodijelio svu neotkrivenu zemlju istočno od linije. Izvrsno rješenje ako se može utvrditi gdje se zemljište nalazi u odnosu na liniju

Metoda je teoretski točna, ali Werner nije riješio problem geografske dužine budući da poprečni štap nije mogao napraviti dovoljno točna mjerenja, a ozbiljnije nije bilo matematičke teorije o Mjesečevoj putanji (pa čak i kad je Newton 150 godina kasnije dao svoju teoriju gravitacije Mjesečevo kretanje, problem s tri tijela, nije bilo rješenje). Stoga je sastavljanje tablica Mjesečevog položaja bilo moguće samo prikupljanjem podataka i ekstrapolacijom kako bi se dobila predviđanja položaja koji je uskoro odstupio od stvarnog položaja.

Trgovina je cvjetala i veliko bogatstvo proizvedeno je s brodova koji su se vraćali sa začinima i drugom robom velike vrijednosti. Međutim, mnogi su brodovi izgubljeni jer nisu mogli odrediti svoj položaj. Fine, oko 1520. godine, počeo je proizvoditi karte Francuske i karte svijeta. Zalagao se za usavršavanje grčke metode pomrčine Mjeseca radi određivanja zemljopisne dužine.

Položaj začinskih otoka bio je sporan i Španjolska je tražila rješenje za te skupe probleme. Nunes je imenovana profesorom matematike 1529. godine kako bi pokušala riješiti ovaj i srodne probleme. Posvetio se problemima navigacije, kao i izradi karata i projekcija karata. On je u to vrijeme postao vodeći stručnjak za nova otkrića Španjolske i Portugala.

Gemma Frisius 1530. predložila je metode pronalaženja geografske dužine pomoću sata. U osnovi je sat bio postavljen pri polasku i držao je apsolutno vrijeme koje se može usporediti s lokalnim vremenom po dolasku. Tada bi se moglo izračunati prijeđena udaljenost istok/zapad. Napisao je:-

Gemma Frisius tada daje precizne upute za prevođenje razlike u vremenu u prijeđenu udaljenost istok/zapad. Naravno da je ova metoda bila potpuno nepraktična jer satovi nisu bili niti dovoljno točni. Međutim, vrijedi napomenuti da je 250 godina kasnije Gemma Frisius trebala biti u pravu jer je to postala konačna metoda za određivanje zemljopisne dužine.

Problem određivanja položaja na moru i izrade točnih karata svijeta bio je izuzetno važan. Činjenica da nije pronađeno rješenje za ovaj problem državu je koštala ogromne svote novca. Trebalo je pronaći rješenje pa su zemlje počele usvajati standardnu ​​metodu, naime nuditi novac, nagrade, mirovine, bogatstvo za koje se ne vjeruje matematičarima i astronomima koji bi mogli dati metodu za pronalaženje geografske dužine na moru.

Prva zemlja koja je ponudila nagradu bila je Španjolska. Prvi Filip II ponudio je nagradu 1567. Ubrzo nakon što je na prijestolje 1598. došao španjolski Filip III, savjetovano mu je ponuditi veliku nagradu

Ponuđena je nagrada od 6000 dukata plus doživotni prihod od 2000 dukata uz troškove od 1000 dukata. Filip je međutim bio prilično ravnodušan prema svojim obavezama kao kralj, a veliki odaziv na njegovu nagradnu ponudu ostavio ga je s malo entuzijazma za bilo koju od predloženih shema. Jedna shema koja je predložena bila je iz Galilea. On je 1616. godine napisao španjolskom sudu predlažući da se način mjerenja apsolutnog vremena, koje se može mjeriti u bilo kojoj točki na Zemlji, koristi Jupiterov mjesec. Galileo je prvi put promatrao mjesece 1610., a do 1612. imao je tablice njihovih kretanja koje su bile dovoljno točne da mu omoguće predviđanje njihovih položaja nekoliko mjeseci unaprijed.

Duga prepiska u razdoblju od 16 godina nije uspjela uvjeriti Španjolsku u vrline sheme pa je Nizozemska 1636. ponudila veliku nagradu

tada je Galileo pokušao uvjeriti Generalne države, tijelo delegata koji predstavljaju Ujedinjene pokrajine Nizozemske, u njegovu shemu koja uključuje Jupiterove mjesece. Osnovano je povjerenstvo i Nizozemska je Galileov prijedlog shvatila mnogo ozbiljnije nego Španjolci. Međutim, do tada je Galileo bio u biti u kućnom pritvoru u Arcetriju blizu Firence, a kada je jedan od povjerenika pokušao posjetiti Galilea, inkvizicija se pobrinula da je kontakt nemoguć. Generalne države izgubile su interes za ovu metodu nekoliko godina kasnije kada je Galileo umro.

Budući da je bilo u ponudi mnogo velikih nagrada, veliki broj ljudi pokušao ih je osvojiti. Zapravo je nekolicini ljudi dodijeljen manji iznos novca za nastavak rada na njihovoj posebnoj metodi. Ozbiljan prijedlog došao je od Jean-Baptiste Morina 1634. godine i upućen je njegovoj zemlji Francuskoj. Kardinal Richelieu, glavni ministar francuskog kralja Luja XIII. Od 1624. do 1642., osnovao je komisiju koju su činili Étienne Pascal, Mydorge, Beaugrand, Hérigone, J C Boulenger i L de la Porte kako bi istražila Morinove tvrdnje.

Morin nije vjerovala u metodu transportiranja sata koju je predložila Gemma Frisius. Zapravo nije vjerovao satovima i rekao je

Predložio je varijaciju metode lunarne udaljenosti s nekim poboljšanjima, poput boljih instrumenata i uzimajući u obzir mjesečevu paralaksu. Međutim, njegova metoda još uvijek nije bila praktična, a komisija je bila u sporu s Morinom pet godina nakon što je dao svoj prijedlog. Predlagao je postavljanje zvjezdarnice kako bi se dobili točni mjesečevi podaci u pokušajima da uvjeri povjerenike. Kardinal Richelieu umro je 1642. godine, a njegov nasljednik, kardinal Mazarin, dao je Morin 2000 livra za njegov trud 1645. godine.

1651. kardinal Mazarin, koji je tada bio glavna politička figura u Francuskoj, bio je prisiljen napustiti Pariz tijekom borbe između kralja i parlamenta. Jean-Baptiste Colbert postao je Mazarin agent u Parizu, a Colbert je nagradio Mazarin koji je na samrti 1661. godine preporučio Colberta kralju Luju XIV. Od tada je Colbert posvetio sve svoje napore da služi kralju na sve moguće načine i uskoro je to mogao postići, postavši ministar unutarnjih poslova.

Colbert je vjerovao da su znanost i pomorska moć najvažniji način postizanja velikih stvari za Francusku. Godine 1666., na Colbertov poticaj, osnovana je Académie Royale des Sciences. Do proljeća te godine uvjerio je kralja da se obveže financirati novo društvo. Imala je opću svrhu proučavati širok raspon znanstvenih aktivnosti, ali su joj specifični ciljevi bili poboljšati karte, plovidbene karte i unaprijediti znanost o plovidbi. Čvrsto se vjerovalo da matematika i astronomija drže ključ za rješavanje ovih današnjih neriješenih problema.

Colbert je bio odlučan da Académie Royale des Sciences treba imati najbolje znanstvenike na svijetu pa je poslao osobne pozive, s ponudama ogromnih svota novca za osobnu uporabu i za istraživanja, mnogim vrhunskim znanstvenicima i matematičarima, uključujući Huygens, Leibniz, Tschirnhaus , Hevelius, Viviani, Romer i Newton. Huygens i danski astronom Romer odmah su to prihvatili, a pridružili su im se i Jean Picard, Adrian Auzout i drugi francuski znanstvenici. Zapravo, Colbert je odabrao petnaest vrhunskih znanstvenika i upravo je s tim brojem Académie Royale otvorena 22. prosinca 1666.

Sliku ranog sastanka Akademije možete vidjeti na OVOM LINKU

Koristeći velike svote novca koje su bile na raspolaganju za istraživanje, matematičari i znanstvenici Académie Royalea počeli su raditi na širokom rasponu matematičkih i znanstvenih problema od kojih su mnogi povezani s rješavanjem problema geografske dužine.

Huygens je bio posebno važan za Académie Royale des Sciences jer je patentirao sat njihala 1656. godine, a nekoliko njegovih satova je pokušano, iako ne baš uspješno, na moru u pokušaju da se pronađe geografska dužina. Howse, pišući u [7], kaže:-

Nakon što je počeo raditi za Académie Royale u Parizu, Huygens je pokušao usavršiti rad svojih satova s ​​njihalom. Znanstvenici su dobili kuću u blizini Cordeliera i postavili astronomske instrumente kao što su kvadrant, sekstant i veliki sunčani sat u vrtu. Počeli su promatrati iz vrta kuće u blizini Cordeliera u siječnju 1667., također i iz vrta Louvre.

Ova mjesta nisu bila idealna za istraživačke svrhe, a Colbert je uspio dobiti potporu od kralja za postavljanje Pariške opservatorije u Faubourgu, St Jacques, dovoljno daleko od Pariza kako bi se izbjegla svjetla i drugi problemi. Dana 21. lipnja 1667., na dan ljetnog solsticija, Zvjezdarnica je službeno otvorena i izvršena su promatranja kako bi se utvrdilo točno mjesto nove Zvjezdarnice. Linija meridijana kroz Zvjezdarnicu postala je službena linija Pariza.

U prvim danima Académie Royale des Sciences sastajala se u tajnosti, a prve publikacije njezinih članova bile su anonimne. Académie je pozvala na sastanak druge znanstvenike osim svojih članova samo kako bi ocijenili svoj rad, a čak i tada su posjetitelji morali napustiti sjednice prije nego što su članovi Académie Royale razgovarali o kvaliteti prikazanog rada. Jedna osoba koja je predstavila svoje ideje o geografskoj dužini bio je Jacques Graindorge, prior benediktinske opatije u Fontenayu blizu Caena. Tvrdio je da zna tajnu geografske dužine već 1662., ali je odbio otkriti svoje teorije. Graindorge je pisao Colbertu tvrdeći da je njegova metoda omogućila pomorcima da odrede linije zemljopisne dužine izravnim mjerenjem onoliko lako koliko mogu izračunati njihovu zemljopisnu širinu.

U studenom 1668. Colbert je pozvao Graindorgea da dođe u Pariz i objasni njegove metode. Graindorge je sa zadovoljstvom primio poziv, ali je rekao da si ne može priuštiti troškove putovanja. Colbert se ponudio platiti sve troškove putovanja i na kraju, nakon što su dva mjesta rezervirana u autobusu kako bi mogao imati ugodnije putovanje, složio se Graindorge. U siječnju 1669. predstavio je svoje metode Académie Royale des Sciences koja je osnovala odbor koji se sastoji od Huygens i Jean Picard kako bi ga ispitao. Odbor je metodu proglasio beskorisnom, ali Colbert je i dalje bio spreman platiti 1200 livra Graindorgeu kako bi pokrio sve moguće troškove svog putovanja. Académie Royale očajnički je željela ispitati svaku priliku za rješenje i novac nije predstavljao problem.

Članovi Académie Royale des Sciences pratili su Mjesec tijekom godina 1667. do 1669. što ih je uvjerilo da je matematika položaja Mjeseca preteška da bi bila korisna kao rješenje problema geografske dužine. Za to vrijeme Huygens je neprestano pokušavao usavršiti svoje satove morskim probama. Howse, pišući u [7], kaže:-

Međutim, 1668. Cassini je, radeći u Italiji, objavio tablice Jupiterovih mjeseca koje je sastavljao u razdoblju od 16 godina. Podaci su sada bili bolji nego kada je Galileo prvi put predložio metodu pa su opažanja započela na Pariškoj opservatoriji, a Colbert je krenuo u dovođenje Cassinija u Pariz.S ponudama velikih količina novca Cassini je 4. travnja 1669. došao u Pariz, iako su Bolonjski senat, Papa i sam Cassini vjerovali da je to samo kratki posjet.

Cassini je otkrio da rad na Académie Royale des Sciences brzo napreduje. Huygens i Auzout radili su na brušenju leća i ogledala te su razvili nove teleskope koji su Huygensu omogućili izračunavanje razdoblja rotacije Saturna i otkrili Saturnov prsten i jedan od Saturnovih mjeseca. Činilo se da je univerzalni čuvar vremena koji su dali Jupiterovi mjeseci dio odgovora na problem geografske dužine, ali ostale su poteškoće. Veličina Zemlje još uvijek nije bila poznata s dovoljnom točnošću da omogući preciznu pretvorbu između linearne udaljenosti na površini i kutnih mjera dobivenih usporedbom lokalnog i apsolutnog vremena. 1669. Picard je dobio zadatak precizno mjeriti veličinu Zemlje.

Picard je upotrijebio metodu triangulacije, metodu koju je prvo predložila Gemma Frisius, odabirući kao polazne točke Paviljon u Malvoisineu u blizini Pariza i sahat -kulu u Sourdonu kod Amiensa. Trinaest velikih trokuta ispitano je kako bi se dala točna udaljenost između ovih osnovnih točaka. Promatranja Jupiterovih mjeseca vršena su s tri teleskopa, a Picard je za mjerenje vremena koristio dva sata sa njihalom, jedan s njihalom koji kuca jednom u sekundi, a drugi sa svakih pola sekunde. Izvijestio je da su njegovi satovi

Nakon što su obavljena mjerenja i proučeni rezultati istraživanja, objavljeno je da je promjer Zemlje oko 12554 km, što je dobar rezultat u usporedbi s ekvatorijalnim promjerom za koji se sada zna da je 12756 km.

Ubrzo je Cassini bio na čelu Pariške opservatorije i započeo je projekt korištenja Jupiterove Mjesečeve metode zajedno s novim podacima o veličini Zemlje za mapiranje svijeta. Dopisivao se sa znanstvenicima u mnogim drugim zemljama i dobiveni su precizni podaci o lokacijama stotina gradova i mjesta. Na trećem katu Pariške opservatorije Cassini je postavio planisferu, kartu svijeta koja koristi azimutnu projekciju sa sjevernim polom u središtu. Iako je ovo jako iskrivljeno zemljište, dalo je precizne zemljopisne širine i dužine. Na središte je bio pričvršćen kabel s pomičnim pokazivačem na njemu. Pokazivač je postavljen na ispravnu zemljopisnu širinu, a kabel rotiran na ispravnu dužinu kako bi se locirao položaj. Kralj, Colbert i cijeli francuski dvor došli su pogledati ovu prekrasnu kreaciju Académie Royale des Sciences koju su demonstrirali Cassini, Picard i La Hire.

Sliku ovog kraljevskog posjeta možete vidjeti na OVOM LINKU.

Nakon što je dovršio mjerenje veličine Zemlje, Picard je poslan na ekspediciju u Cayenne 1672. Glavni razlog ekspedicije bio je promatranje opozicije Marsa i to je bila uspješna ekspedicija. Međutim, Picard je sa sobom ponio sat s njihalom koji je prije njegova odlaska pažljivo kalibriran u Pariškoj zvjezdarnici. Jednom u Cayenneu sat je izgubio oko 2. 5 minuta dnevno. Picard je morao skratiti svoje njihalo za otprilike 0. 2 cm kako bi zadržao točno vrijeme. Cassini je posumnjao da je to zbog pogreške u opažanjima. Drugim ekspedicijama koje su krenule iz Pariza na mjerenje zemljopisne dužine rečeno je da paze na sve neočekivane promjene u izvedbi svojih satova s ​​njihalom.

Godine 1681. Académie Royale des Sciences izvela je ekspediciju na otok Gorée u Zapadnoj Indiji. Varin i des Hayes izabrani su da ga vode, a prije odlaska ih je obučio Cassini u Parizu kako bi usavršili svoje vještine u dobivanju preciznih mjerenja zemljopisne dužine. To je bio važan zadatak jer je bilo malo pouzdanih mjerenja zemljopisne dužine iz tog dijela svijeta. Iako je prvenstveno bila ekspedicija za određivanje zemljopisne dužine, korištena je i u opće znanstvene svrhe, a znanstvenici su dobili upute da očitaju temperaturu, tlak i prikupe znanstvene podatke.

Cassini je napisao detaljan opis točnog načina mjerenja zemljopisne dužine. Ove upute sadržane su u nekoliko članaka i daju izvrstan prikaz tadašnjih znanstvenih metoda. Velika pažnja posvećena je određivanju vremena pomrčine mjeseca. Korišten je Io, mjesec koji je najbliži Jupiteru, a šest faza pomrčine je tempirano radi veće točnosti. Prvo očitanje uzima se kada je Io udaljenost jednaka njegovom promjeru od Jupitera, sljedeće kada dodirne planet, treće kad je potpuno pomrčina, četvrto kada se šaka pojavi iza planeta, peto kada dodirne planeta i šesto i posljednje vrijeme kada je Io vlastiti promjer od planeta.

Brown u [1] objašnjava Cassinijeve upute za promatranja jednog čovjeka i dva čovjeka:-

Korištena su dva sata, jedan sa zadanim srednjim vremenom, tj. 24 sata dnevno, drugi sa sporednim vremenom od 23 sata, 56 minuta i 4 sekunde do dana (koliko dugo zvijezde dosežu isti položaj kao i prethodni dan). Satovi su kalibrirani promatranjem Sunca i zvijezde. Geografska širina mjesta s kojeg su vršena opažanja pronađena je izračunavanjem visine zvijezde pola i Sunca u podne te pregledom tablica deklinacije. Dužina je izračunata korištenjem razlike u lokalnom vremenu i apsolutnog vremena kako je utvrđeno iz vremena pomrčine.

Varin i des Hayes otkrili su da im, poput Picardovih, satovi ne rade ispravno te su morali skratiti duljinu njihala. Cassini nije bio uvjeren da je ponašanje satova posljedica razlika u gravitaciji u blizini ekvatora. Newton, koji je predvidio da je Zemlja spljoštena na polovima, sa zadovoljstvom je prihvatio ovaj eksperimentalni dokaz kao dokaz svojih tvrdnji i citirao je rezultate tih eksperimenata u trećem izdanju svoje knjige Principia.

Académie Royale des Sciences riješila je problem geografske dužine mjesta na kopnu. Njihovi su podaci bili točni te su, prikupljeni uz Cassinijev nadzor, prvi put doveli do točnog poznavanja Zemlje. Međutim, i dalje je postojao problem pronalaženja zemljopisne dužine na moru koja je bila vitalna za trgovačke brodove i pomorsku dominaciju. Metoda Jupiterovih mjeseca nije bila od koristi jer je kretanje broda onemogućilo promatranje vremena pomrčine. Mnogi su ljudi dizajnirali platforme dizajnirane da ostanu fiksne dok se brod kotrljao, ali nijedna nije bila uspješna.


Gledaj video: Dnevnici NLO - Potraga Za Izvanzemaljcima (Kolovoz 2022).