当前位置: 华文世界 > 科学

英国天文学家——埃德蒙多·哈雷,为天文学做出巨大贡献

2024-08-02科学

哈雷因为对彗星的研究被世人知晓,他在 1705 年所著的【关于彗星轨道的论文】里提出了大名鼎鼎的哈雷彗星理论。

哈雷觉得有颗彗星会周期性地靠近太阳,这个理论后来被观测实践证实了,于是这颗彗星就用了他的名字。除了研究彗星,哈雷对天体运动也钻研得很深。

他对好多行星的运动轨道进行了观测和计算,还预测了 Jupiter 和 Saturn 相互间的位置,后来证明这个预测特别准。

哈雷给牛顿的【自然哲学的数学原理】写了导论,在普及与推广牛顿的理论方面发挥了重要作用。

哈雷干的活儿不光在科学领域造成了极大的影响,还给后来的天文学家指出了关键的研究方向,带来了重要启示。

他的名字永远跟哈雷彗星扯在了一块儿,这颗彗星每 76 年就回来一次,这是大家对哈雷的一种纪念。

埃德蒙多·哈雷是英国很出色的天文学家,他在研究彗星和天体运动上的贡献,让他成为了天文学历史中的关键人物,他的理论和发现为咱们了解宇宙贡献巨大。

【一、埃德蒙多·哈雷的早期经历】

埃德蒙多·哈雷在 1656 年出生,他爹约书亚·哈雷是个有钱的伦敦商人,还喜欢自然科学。

因为父亲的缘故,哈雷打小就知晓了自然科学,还对天文学特别感兴趣。哈雷在牛津大学攻读数学和天文学,毕业之后回到伦敦,靠着父亲的帮忙进了皇家海事局上班。

在那儿,他着手开展海洋导航和天文观测方面的研究,发表了不少论文,获得了学术界的肯定。

在他参与编制的格林尼治天文表里面,哈雷体现出了他对天体运动的深刻认识和与众不同的看法。他的成果包含行星轨道的参数、卫星的预测,还有月球和太阳经纬度的计算。

除了干海事方面的活儿,哈雷还老是跑到欧洲各处搞科学研究。1679 年的时候,他去了丹麦,在那跟天文学家奥勒·罗默一块儿把对彗星的观测和研究给做完了。

还发现了彗星呈球形的轨道,这在彗星研究领域是个里程碑式的成果。随后,哈雷又去了法国和意大利,跟当时欧洲最有名的那些科学家交流并合作。

在那个时候,欧洲各国的贸易活动特别频繁,科学知识也因此被大面积传播开来。这样的环境还推动了像哈雷之类的天文学家相互合作和交流。

哈雷早期的经历,促使他在科学领域慢慢成长和进步。从牛津大学,到海事局,再到欧洲各地搞科学研究,他一直拓宽自己的眼界和知识范围,积攒了好多经验和实践成果,给之后他的天文学研究打下了牢固根基。

【二、哈雷彗星对天文学和人类文明的影响】

哈雷彗星是一颗历史很久、周期性回来的彗星。它凭着独特的模样和常见的露面,在天文学还有人类文明方面产生了特别深的影响。

科学家对哈雷彗星进行观测和研究,拓展了对宇宙的认知,而且它在艺术、文学、宗教等领域都成了重要象征之一。

哈雷彗星在公元前 240 年就有了正式记录,这让它成了人类历史上最早被发现和命名的彗星之一。它的轨道周期大概是 76 年,所以人们能多次对它观测和研究。每次哈雷彗星回来,都在科学界和公众里引发了很大兴趣。

天文学家观察哈雷彗星,这给他们带来了有关彗星结构和行为的珍贵数据。科学家分析彗头跟彗尾的组成、形状还有运动这些特征,就对彗星的起源以及演化过程有了更深刻的认识。

哈雷彗星让科学家们证实了好多有关太阳系与宇宙的理论模型,像针对太阳风影响还有彗星轨道演变的研究之类的。

除了搞科学研究,哈雷彗星对人类文明的影响还挺广。在过去,哈雷彗星一出现,就被当成是一种预兆或者重大的事儿。

它在各种文化里被赋予了好多象征意义,还老是在绘画、文学以及宗教作品当中现身。就比如说,在莎士比亚的【哈姆雷特】那部戏剧里,哈雷彗星就被当成了象征国家凶险的东西。

哈雷彗星给天文学还有人类文明带来了特别深远的影响。科学家通过对它的观测和研究,让对宇宙的认识及理解都得到了拓展。在人类文明里,哈雷彗星变成了艺术、文学以及宗教等方面的重要象征之一。

它回归周期特别,外观神秘,因此成了大家好奇、探索和琢磨的东西,一直激发着人类对于宇宙的无边想象以及探索的念头。

【三、哈雷与牛顿合作的科学成就及其对牛顿力学的推动作用】

在 17 世纪的物理学领域,哈雷和牛顿那可是两位了不起的人物。哈雷老是给牛顿提不少问题,而牛顿呢,靠着哈雷的帮忙完善了自己的想法和理论。

他们的合作不光推动了科学研究的进步,还在促进牛顿力学发展方面发挥了关键作用。哈雷和牛顿展开合作那会儿,正好是牛顿撰写【自然哲学的数学原理】的时候。

身为著名的天文学家哈雷,给牛顿提了好些问题,像行星轨道咋计算、彗星咋运动之类的。这些问题对当时的科学理论挑战可大了,可牛顿却坚持自己的理论,觉得这些问题压根没法解决。

哈雷特别执着,最后依靠自己的观测数据把这些问题给解决了,这让牛顿又重新琢磨起他的理论。

哈雷给牛顿讲了一种有关光的波动理论。那时候,大家都觉得光是由粒子构成的,可哈雷却觉得光是靠一连串波动来传播的。这个想法引起了牛顿的兴趣,还让对光的理论研究更进一步,最后促使了光学的进步。

哈雷给予的帮助和带来的启发,对于牛顿力学的推进作用特别关键。在自然哲学里,牛顿给出了三个基本定律,依次讲了物体的运动规律、力的作用规律还有相互作用规律。

不过这些定律不是啥情况都适用,像弹性碰撞或者摩擦这类复杂的情形就不行。哈雷做的实验还有观测得到的数据,给了很重要的参考,让牛顿能把它们之间的关系弄得更明白,也进一步让牛顿力学更完善,发展得更好了。

哈雷在曼彻斯特开了一家印刷公司,印了像【自然哲学的数学原理】这类牛顿力学的重要著作,给当时的科学研究贡献可大了。而且哈雷跟牛顿的合作,推动了科学研究的进步,让牛顿力学发展得更快了。

他们彼此启发、合作,给他们自身还有后来的科学家带来了不少有价值的想法和启发。他们的这种合作,在历史上是一段重要且成果丰硕的科学合作历程。

【四、哈雷的天文观测和轨道计算方法的革新】

哈雷这个人既是天文学家,又是数学家,在 17 世纪末到 18 世纪初的时候,在天文观测和轨道计算方面贡献很大。他那有新意的办法,让天文学测量的精度大幅提升,对现代天文学的发展影响深远。

哈雷特别出名的一项成果是预测了一颗彗星的周期,还算出了它的轨道。如今这颗彗星叫哈雷彗星,每过 76 年就回来一次。

哈雷依靠自己做的天文观测数据,还有之前记录的彗星数据,顺利预言了这种彗星的周期。并且他凭借牛顿力学的知识,精准算出了彗星的轨道。

这项工作给天文学带来了新的计算办法,让研究者能更透彻地搞懂宇宙里天体的运动规则。另外,哈雷做的工作还为之后对行星轨道以及彗星轨道的研究打下了有价值的数据根基。

除了对哈雷彗星的预言以及轨道的计算,哈雷在别的方面也有贡献。他弄出了一种新的天文观测仪器,叫四分仪(quadrant)。

这种仪器采用了一种更精准的测量办法,可以测量天体在天空里的角度位置,这样就能更好地算出天体的轨道。哈雷还用了这种仪器,借着对金星和火星的观察,把它们的轨道位置做了修正,进而得出更精确的轨道计算结果。

哈雷对地球自转的事儿也做了研究,弄明白了每天星星移动的量,还算出了地球自转的速度。他把这些数据用在校准当时用的历法上,让人们能更准地预测天文现象。哈雷在天文观测和轨道计算方法上的创新,给天文学提供了关键的技术办法和数据根基。

他的工作既推动了那时的科学研究进展,又给后来的天文学研究充当了模板和参照。到现在,哈雷的成果依旧在天文学及其他科学范畴被广泛运用,变成了现代科学研究的关键遗产。他晚年有不少重要贡献。当中最为出名的就是他预测并命名了哈雷彗星,这颗彗星是以他的名字来叫的。

哈雷彗星属于周期性的彗星,大概每隔 76 年就绕太阳一圈。哈雷对历史记录加以研究,通过数学计算,推测出了彗星的轨道,还成功预计了它的回归。

哈雷对地球的磁场还有地磁现象做了研究,给出了一种有关地磁极移动的理论。他发现地磁北极与南极的位置一直在变,还提出了地磁极移动的周期性规律。这个理论给后来研究地球磁场打下了重要根基。

哈雷对太阳系的运动以及行星轨道做了研究,还给出了一种有关行星运动的理论模型。他的研究成效给后来的天文学家提供了重要参照,在理解行星运动和太阳系的构造方面发挥了关键作用。

哈雷晚年做出的贡献,对天文学还有地球科学的进步有着重大影响。他的研究成效不光促使了天体物理学的发展,还给后来的科学家带来了关键的启发以及研究的方向。他的名字永远跟哈雷彗星牢牢绑在一起,是天文学史上的重要人物之一。