John Couch Adams - John Couch Adams

John Couch Adams

FRS
John Couch Adams 1870s.jpg
Adams c.  1870
Født ( 1819-06-05 )5. juni 1819
Laneast, Cornwall , Storbritannien
Døde 21. januar 1892 (1892-01-21)(72 år)
Cambridge Observatory
Cambridgeshire , England
Priser Smiths pris (1843)
Copley-medalje (1848)
Guldmedalje fra Royal Astronomical Society (1866)
Videnskabelig karriere
Felter Matematik
Astronomi
Institutioner University of St. Andrews
University of Cambridge
Akademiske rådgivere John Hymers
Indflydelser Isaac Newton

John Couch Adams FRS FRSE FRAS LLD ( / k uː tʃ / ; 5. juni 1819 - 21. januar 1892) var en britisk matematiker og astronom . Han blev født i Laneast , nær Launceston, Cornwall , og døde i Cambridge .

Hans mest berømte præstation var at forudsige eksistensen og placeringen af Neptun ved kun at bruge matematik . Beregningerne er foretaget for at forklare uoverensstemmelser med Uranus 's bane og love af Kepler og Newton . På samme tid, men ukendte for hinanden, blev de samme beregninger foretaget af Urbain Le Verrier . Le Verrier ville sende sine koordinater til Berlin Observatory astronom Johann Gottfried Galle , der bekræftede eksistensen af planeten den 23. september 1846 og fandt den inden for 1 ° fra Le Verrier's forudsagte placering. (Der var, og til en vis grad stadig, en vis kontrovers over fordelingen af ​​kredit for opdagelsen; se Discovery of Neptune .)

Adams var Lowndean professor ved University of Cambridge fra 1859 indtil sin død. Han vandt guldmedaljen fra Royal Astronomical Society i 1866. I 1884 deltog han i den internationale meridiankonference som delegeret for Storbritannien .

Et krater på månen er sammen opkaldt efter ham, Walter Sydney Adams og Charles Hitchcock Adams . Neptuns yderste kendte ring og asteroiden 1996 Adams er også opkaldt efter ham. Den Adams Prize , præsenteret af University of Cambridge, fejrer sin forudsigelse af placeringen af Neptun. Hans personlige bibliotek afholdes på Cambridge University Library .

Tidligt liv

John Couch Adams

Adams blev født på Lidcot, en gård i Laneast , nær Launceston, Cornwall , den ældste af syv børn. Hans forældre var Thomas Adams (1788–1859), en dårlig lejebonde , og hans kone, Tabitha Knill Grylls (1796–1866). Familien var troende Wesleyans, der nød musik, og blandt Johns brødre blev Thomas missionær, George en landmand og William Grylls Adams , professor i naturfilosofi og astronomi ved King's College London . Tabitha var en bondedatter, men havde modtaget en grundlæggende uddannelse fra John Couch, hendes onkel, hvis lille bibliotek hun havde arvet. John blev fascineret af astronomibøgerne fra en tidlig alder.

John deltog i landsbyskolen Laneast, hvor han erhvervede noget græsk og algebra . Derfra tog han i en alder af tolv til Devonport , hvor hans mors fætter, pastor John Couch Grylls, holdt en privat skole. Der lærte han klassikere, men var stort set selvlært i matematik , studerede i Library of Devonport Mechanics 'Institute og læste Rees's Cyclopædia og Samuel Vince 's Fluxions . Han observerede Halleys komet i 1835 fra Landulph og det følgende år begyndte at lave sine egne astronomiske beregninger, forudsigelser og observationer og deltage i privat vejledning for at finansiere sine aktiviteter.

I 1836 arvede hans mor en lille ejendom i Badharlick, og hans løfte som matematiker fik sine forældre til at sende ham til University of Cambridge . I oktober 1839 trådte han ind som en sizar ved St John's College , hvor han dimitterede BA i 1843 som senior wrangler og første Smiths prisvinder af hans år.

Opdagelsen af ​​Neptun

Hovedartikel: Opdagelsen af ​​Neptun

I 1821, Alexis Bouvard havde offentliggjort astronomiske tabeller i kredsløb af Uranus , hvilket gør forudsigelser af fremtidige positioner baseret på Newtons love og gravitation . Efterfølgende observationer afslørede væsentlige afvigelser fra tabellerne, hvilket førte til, at Bouvard antog en eller anden forstyrrende krop. Adams lærte om uregelmæssighederne, mens han stadig var studerende, og blev overbevist om teorien om "forstyrrelse". Adams mente, i lyset af alt, hvad der var blevet forsøgt før, at han kunne bruge de observerede data om Uranus og ved at udnytte intet mere end Newtons gravitationslov udlede massen , positionen og kredsløbet for den forstyrrende krop. Den 3. juli 1841 bemærkede han sin intention om at arbejde på problemet.

Neptun

Efter sin afsluttende eksamen i 1843 blev Adams valgt til stipendiat på hans college og tilbragte sommerferien i Cornwall ved at beregne den første af seks gentagelser. Mens han arbejdede på problemet tilbage i Cambridge, underviste han studerende, sendte penge hjem for at uddanne sine brødre og lærte endda sin sengmager at læse.

Adams meddelte tilsyneladende sit arbejde til James Challis , direktør for Cambridge Observatory , i midten af ​​september 1845, men der er en vis kontrovers om, hvordan. Den 21. oktober 1845 vendte Adams tilbage fra en ferie i Cornwall uden aftale to gange Astronom Royal George Biddell Airy i Greenwich . Da han ikke kunne finde ham hjemme, efterlod han angiveligt et manuskript af sin løsning igen uden de detaljerede beregninger. Airy svarede med et brev til Adams og bad om en afklaring. Det ser ud til, at Adams ikke betragtede spørgsmålet som "trivielt", som det ofte hævdes, men han undlod at udfylde et svar. Forskellige teorier er blevet diskuteret med hensyn til Adams manglende svar, såsom hans generelle nervøsitet, udsættelse og disorganisering.

I mellemtiden præsenterede Urbain Le Verrier den 10. november 1845 Académie des sciences i Paris en erindringsbog om Uranus, der viste, at den allerede eksisterende teori ikke redegjorde for dens bevægelse. Efter at have læst Le Verrier's memoir blev Airy ramt af tilfældigheden og indledte et desperat løb om engelsk prioritet i opdagelsen af ​​planeten. Søgningen blev påbegyndt med en besværlig metode den 29. juli. Først efter at opdagelsen af ​​Neptun den 23. september 1846 var blevet annonceret i Paris, blev det tydeligt, at Neptun var blevet observeret den 8. og 12. august, men fordi Challis manglede et opdateret stjernekort, blev det ikke anerkendt som en planet.

En stærk kontrovers opstod i Frankrig og England om fordelene ved de to astronomer. Da kendsgerningerne blev kendt, var der bred anerkendelse af, at de to astronomer uafhængigt havde løst Uranus-problemet, og hver blev tilskrevet lige vigtighed. Der har imidlertid været efterfølgende påstande om, at "The Brits Stole Neptune", og at Adams britiske samtidige med tilbagevirkende kraft tilskrev ham mere kredit, end han skyldtes. Men det er også bemærkelsesværdigt (og ikke inkluderet i nogle af de foregående diskussionsreferencer), at Adams selv offentligt anerkendte Le Verrier's prioritet og kredit (uden at glemme at nævne rollen som Galle) i papiret, som han gav 'On the Perturbations of Uranus' til Royal Astronomical Society i november 1846:

Jeg nævner disse datoer kun for at vise, at mine resultater blev nået uafhængigt og tidligere til offentliggørelsen af ​​M. Le Verrier og ikke med det formål at blande sig i hans retfærdige krav til opdagelsen; for der er ingen tvivl om, at hans undersøgelser først blev offentliggjort for verden og førte til den faktiske opdagelse af planeten af ​​Dr. Galle, så de ovennævnte fakta ikke i nogen mindste kan forringe den kredit, der skyldes M. Le Verrier.

Adams holdt ingen bitterhed over for Challis eller Airy og erkendte sin egen manglende overbevisning om den astronomiske verden:

Jeg kunne dog ikke forvente, at praktiske astronomer, som allerede var fuldt optaget af vigtige arbejder, ville føle så meget tillid til resultaterne af mine undersøgelser, som jeg selv gjorde.

Arbejdsstil

Hans lægefællesskab ved St John's College sluttede i 1852, og de eksisterende vedtægter tillod ikke hans genvalg. Imidlertid valgte Pembroke College , der havde større frihed, ham det følgende år til et lægmandsstipendium, som han holdt i resten af ​​sit liv. På trods af berømmelsen af ​​hans arbejde på Neptun udførte Adams også meget vigtigt arbejde med tyngdekraftsastronomi og jordbaseret magnetisme. Han var særligt dygtig til fine numeriske beregninger og lavede ofte væsentlige ændringer af bidragene fra sine forgængere. Imidlertid var han "usædvanligt konkurrencedygtig, tilbageholdende med at offentliggøre ufuldkomne arbejde for at stimulere debat eller kræve prioritet, afskrækket fra korrespondance om det og glemsom i praktiske spørgsmål". Det er blevet foreslået, at dette er symptomer på Asperger syndrom, som også ville være i overensstemmelse med den "gentagne adfærd og begrænsede interesser", der er nødvendige for at udføre Neptun-beregningerne, ud over hans vanskeligheder i personlig interaktion med Challis og Airy.

I 1852 offentliggjorde han nye og nøjagtige tabeller over Månens parallaks , der afløste Johann Karl Burckhardts og leverede rettelser til teorierne om Marie-Charles Damoiseau , Giovanni Antonio Amedeo Plana og Philippe Gustave Doulcet .

Han havde håbet, at dette arbejde ville udnytte ham til den ledige stilling som superintendent for HM Nautical Almanac Office, men John Russell Hind blev foretrukket, Adams manglede den nødvendige evne som arrangør og administrator.

Måneteori - Sekulær acceleration af månen

Siden oldtiden var Månens gennemsnitlige bevægelseshastighed i forhold til stjernerne blevet behandlet som konstant, men i 1695 havde Edmond Halley antydet, at denne gennemsnitlige hastighed gradvis steg. Senere, i det attende århundrede, estimerede Richard Dunthorne hastigheden som +10 "(buesekunder / århundrede 2 ) i form af den resulterende forskel i månens længdegrad, en effekt, der blev kendt som Månens sekulære acceleration . Pierre-Simon Laplace havde fik en forklaring i 1787 med hensyn til ændringer i excentriciteten af ​​jordens bane . Han betragtede kun den radiale tyngdekraft på Månen fra Solen og Jorden, men opnåede tæt overensstemmelse med den historiske registrering af observationer.

I 1820, efter pres fra de Académie des Sciences , Damoiseau, Plana og Francesco Carlini revisited Laplace arbejde, undersøge kvadratiske og højere ordens forstyrrende vilkår, og opnåede lignende resultater, igen adressering kun en radial, og forsømme tangerer, tyngdekraft på Måne. Hansen opnåede lignende resultater i 1842 og 1847.

I 1853 offentliggjorde Adams et papir, der viste, at mens tangentielle termer forsvinder i første ordensteorien om Laplace, bliver de væsentlige, når kvadratiske udtryk optages. Små termer integreret i tiden kommer til at have store effekter, og Adams konkluderede, at Plana havde overvurderet den verdslige acceleration med cirka 1,66 "pr. Århundrede.

Først afviste Le Verrier Adams resultater. I 1856 indrømmede Plana Adams konklusioner og hævdede at have revideret sin egen analyse og nåede frem til de samme resultater. Imidlertid trak han sig hurtigt tilbage og offentliggjorde et tredje resultat, der var forskelligt fra Adams og Planas eget tidligere arbejde. Delaunay i 1859 beregnet fjerde ordens sigt og duplikerede Adams resultat, hvilket førte til, at Adams offentliggjorde sine egne beregninger for femte, sjette og syvende orden. Adams beregnede nu, at kun 5,7 "af de observerede 11" blev tegnet af tyngdekraftseffekter. Senere samme år offentliggjorde Philippe Gustave Doulcet, Comte de Pontécoulant en påstand om, at den tangentielle styrke ikke kunne have nogen virkning, selvom Peter Andreas Hansen , som synes at have kastet sig selv i rollen som voldgiftsmand , erklærede, at bevisbyrden hvilede på Pontécoulant, beklager behovet for at finde en yderligere effekt for at redegøre for saldoen. Meget af kontroversen centreret omkring konvergensen af den anvendte power series-udvidelse , og i 1860 duplikerede Adams sine resultater uden at bruge en power-serie. Sir John Lubbock duplikerede også Adams resultater, og Plana tilsluttede sig endelig. Adams opfattelse blev i sidste ende accepteret og videreudviklet og vandt ham guldmedaljen fra Royal Astronomical Society i 1866. Den uforklarlige drift er nu kendt for at skyldes tidevandsacceleration .

I 1858 blev Adams professor i matematik ved University of St. Andrews , men forelæsede kun for en session, inden han vendte tilbage til Cambridge for det lowndeanske professorat inden for astronomi og geometri. To år senere blev han efterfulgt af Challis som direktør for Cambridge Observatory , en stilling Adams havde indtil sin død.

Leoniderne

Den store Leonid-brusestorm i 1833

Den store meteorregn i november 1866 vendte hans opmærksomhed mod Leonids , hvis sandsynlige sti og periode allerede var blevet diskuteret og forudsagt af Hubert Anson Newton i 1864. Newton havde hævdet, at længden af ​​den stigende knude , der markerede, hvor bruseren ville forekomme , voksede, og problemet med at forklare denne variation tiltrak nogle af Europas førende astronomer.

Ved hjælp af en kraftig og udførlig analyse konstaterede Adams, at denne klynge af meteorer, der hører til solsystemet , krydser en langstrakt ellipse på 33,25 år og er udsat for bestemte forstyrrelser fra de større planeter, Jupiter, Saturn og Uranus. Disse resultater blev offentliggjort i 1867.

Nogle eksperter anser dette for Adams mest betydningsfulde præstation. Hans "endelige bane" for Leoniderne faldt sammen med kometen 55P / Tempel-Tuttle og foreslog derved det, senere bredt accepterede, tætte forhold mellem kometer og meteorer.

Senere karriere

Portræt af John Couch Adams af Hubert von Herkomer , ca. 1888

Ti år senere beskrev George William Hill en ny og elegant metode til at angribe problemet med månens bevægelse. Adams annoncerede kortvarigt sit eget upublicerede arbejde inden for samme felt, som efter et parallelt kursus havde bekræftet og suppleret Hill's.

I løbet af en periode på fyrre år behandlede han regelmæssigt konstateringen af ​​konstanterne i Carl Friedrich Gauss 'teori om jordmagnetisme . Igen involverede beregningerne stor arbejdskraft og blev ikke offentliggjort i hans levetid. De blev redigeret af hans bror, William Grylls Adams , og vises i andet bind af de indsamlede videnskabelige papirer . Numerisk beregning af denne art kan næsten beskrives som hans tidsfordriv. Han beregnede Euler – Mascheroni-konstanten , måske noget excentrisk, til 236 decimaler og evaluerede Bernoulli-tallene op til det 62..

Adams havde ubegrænset beundring for Newton og hans skrifter, og mange af hans papirer bærer rollebesætningen af ​​Newtons tanker. I 1872 donerede Isaac Newton Wallop , 5. jarl af Portsmouth, sin private samling af Newtons papirer til Cambridge University . Adams og GG Stokes påtog sig opgaven med at arrangere materialet og udgav et katalog i 1888.

Stillingen som Astronomer Royal blev tilbudt ham i 1881, men han foretrak at fortsætte sin undervisning og forskning i Cambridge. Han var britisk delegeret til den internationale meridiankonference i Washington i 1884, da han også deltog i møderne i British Association i Montreal og American Association i Philadelphia .

Ære

Familie og død

Efter en lang sygdom døde Adams i Cambridge den 21. januar 1892 og blev begravet nær sit hjem på St Giles Cemetery, nu sogn til Ascension Burial Ground i Cambridge. I 1863 havde han giftet sig med frøken Eliza Bruce (1827–1919) fra Dublin , som overlevede ham og er begravet hos ham. Hans rigdom ved døden var £ 32.434 (£ 2,6 millioner i 2003-priser).

Mindesmærker

Nekrologer

  • The Times , 22. januar 1892, s. 6 col.d ( link på denne side )
  • [Anon.] (1892). "John Couch Adams" . Astronomisk tidsskrift . 11 : 112. Bibcode : 1892AJ ..... 11..112. . doi : 10.1086 / 101653 .
  • JWL Glaisher (1892). "Nekrolog: John Couch Adams" . Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society . 53 : 184–209. Bibcode : 1893MNRAS..53..184. . doi : 10.1093 / mnras / 53.4.184 .
  • JWL Glaisher (1892). "John Couch Adams" . Observatoriet . 15 : 173. Bibcode : 1892Obs .... 15..173G .
  • [Anon.] (1891–92) Tidsskrift for British Astronomical Association 2 : 196–7

Om Adams og opdagelsen af ​​Neptun

Af Adams

  • Adams, JC, red. WG Adams & RA Sampson (1896–1900) The Scientific Papers of John Couch Adams , 2 bind, London: Cambridge University Press, med en memoir af JWL Glaisher :
    • Vol.1 (1896) Tidligere offentliggjorte skrifter;
    • Vol.2 (1900) Manuskripter inklusive indholdet af hans foredrag om Lunar Theory.
  • Adams, JC, red. RA Sampson (1900) Forelæsninger om Lunar Theory , London: Cambridge University Press
  • En samling, næsten komplet, af Adams papirer vedrørende opdagelsen af ​​Neptune blev præsenteret af fru Adams til biblioteket på St John's College, se: Sampson (1904) og også:
    • "De samlede papirer fra Prof. Adams", Journal of the British Astronomical Association , 7 (1896–97)
    • Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society , 53 184;
    • Observatorium , 15 174;
    • Nature , 34 565; 45 301;
    • Astronomical Journal , nr . 254;
    • R. Grant, History of Physical Astronomy , s. 168; og
    • Edinburgh anmeldelse , nr. 381, s. 72.
  • Aviserne blev i sidste ende indgivet til Royal Greenwich Observatory og evakueret til Herstmonceux Castle under Anden Verdenskrig. Efter krigen blev de stjålet af Olin J. Eggen og genoprettet først i 1998, hvilket hæmmer meget historisk forskning i emnet.

Se også

Referencer

eksterne links