Научная деятельность Бесселя (стр. 2 из 2)

Таким образом, Фридрих Вильгельм Бессель внес огромный вклад в развитие Кенигсбергского университета на одном из самых сложных его этапах.

§3. Бессель-астроном

В 1810 году Бессель был приглашен в Кенигсберг, ав 1811 – 1813 годах здесь под его руководством была построена обсерватория, директором которой он оставался до конца своей жизни.

Сначала в ней применялись английские инструменты, но в 1819 году обсерватория была снабжена Рейхенбаховскими, а впоследствии самыми усовершенствованными Фрегунгоферскими и Ренсольдовскими инструментами.

Наблюдая в течение ряда лет яркие звезды Сириус и Процион, Бессель обнаружил в их движении такие особенности, которые можно было объяснить только тем, что эти звезды имеют спутников. Но эти спутники настолько слабы по светимости, что их нельзя было увидеть в телескопы.

В 1814 году Бессель издал исследование о переменном движении некоторых звезд, из которого он заключил, что по близости этих звезд находятся большие, для нас невидимые, массы, которые вместе с видимой звездой образуют сложную систему.

Предположение Бесселя впоследствии подтвердились: в 1862 г. обнаружен спутник звезды Сириус, а в 1896 г. - спутник Проциона.

Из обсерватории Бесселя наука получила точнейшие звездные каталоги, новые уточненные значения основных параметров, характеризующих устройство нашей Солнечной системы, решение извечной задачи о расстояниях до звезд, точные элементы фигуры Земли и ряд других перворазрядных научных результатов, а также гениальных, опередивших свое время догадок.

Бессель считается одним из основателей астрометрии. Он последовательно проводил в жизнь идею о необходимости вносить в результаты наблюдений поправки, учитывающие влияние самых, казалось бы, незначительных факторов, понижающих точность астрометрических измерений.

Он разработал теорию ошибок астрономических инструментов, открыл личное уравнение, то есть систематические ошибки, присущие данному наблюдателю.

При обработке наблюдений применял теорию вероятности и способ наименьших квадрантов.

Бессель разработал строгие математические методы исправления результатов наблюдений. Первой большой работой Бесселя в этом направлении была уже упомянутая выше переработка результатов наблюдений положений звезд в каталоге, составленном в 40-50-х гг. XVIII века английским астрономом Дж. Брадлеем. В дальнейшем Бессель сам вел наблюдения положения звезд.

Он определил положение 75000 тысяч звезд и создал обширные звездные каталоги, которые стали основой современных знаний о звездном небе. На меридианном круге этой обсерватории он произвел наблюдения 75011 звезд между +47º и –16º склонения.

Бессель был одним из первых астрономов, измеривших параллаксы, а тем самым и расстояния до звезд. Вслед за В. Я. Струве, который в 1837 г. впервые определил расстояние до звезды Вега в созвездии Лиры, Бессель в 1838 г. с помощью гелиометра измерил расстояние до звезды 61 Лебедя. Эта звезда оказалась одной из ближайших к Солнечной системе.

Также Бессель разрабатывал теорию солнечных затмений, определял массы планет и эллипсы спутников Сатурна, изобрел базисный прибор.

Неудивительно, что огромный талант астронома был отмечен – с 1812 года (то есть с 28 лет!) Бессель является членом Берлинской Академии Наук.

В годы жизни Бесселя обсерваторский холм Буттерберг слыл местом паломничества астрономов. Здесь бывали немецкие астрономы Г. Х. Шумахер (1780 – 1850) и И. Ф. Энке (1791 – 1865), проводил свои наблюдения знаменитый естествоиспытатель и путешественник А. Гумбольдт (1769 – 1858), стажировались американский астроном Б. А. Гулд (1824 – 1896) и будущий директор Варшавской обсерватории Я. Барановский (1800 – 1879).

Тесные связи имел Бессель с астрономами России. В его обсерватории работали П. Славинский (1795 – 1881) – астроном из Вильно, К. Х. Кнорре (1801 – 1883) – директор Николаевской обсерватории на юге России, А. Н. Драшусов (1816 – 1890) и Б. Я. Швейцер (1816 – 1873) – директора Московской обсерватории.

Узы многолетнего сотрудничества связывали Бесселя с его младшим коллегой – выдающимся российским астрономом, основателем и первым директором знаменитой Пулковской обсерватории Василием Яковлевичем Струве (1793 – 1864). Струве, называвший Бесселя «первым астрономом нашего времени», не раз посещал своего друга и наставника в Кенигсберге, советовался с ним, обсуждал планы совместных работ. В 1834 году он привез Бесселю проект будущей Пулковской обсерватории, чтобы услышать о проекте мнение столь авторитетного астронома.

Много лет ученые вели оживленную переписку, в которой обсуждали разнообразные научные вопросы. По ходатайству Струве Петербургская академия наук в 1846 году издала звездный каталог, наблюдения для которого были выполнены Бесселем в Кенигсберге. Академия засвидетельствовала свое признание научных заслуг Бесселя еще в 1814 году, когда тридцатилетний ученый был избран ее почетным иностранным членом. С тех пор Бессель регулярно присылал сюда свои труды.

Бесселево учение принесло обильные плоды в форме новых методов и новых стандартов строгости в точной астрономии Старого и Нового Света, ибо работать после него по-старому было уже невозможно. И наилучших результатов на этом пути добилась Пулковская обсерватория в России, в основу работ которой были продуманно заложены Бесселевы принципы.

§4. Бессель-геодезист

Фридрих Вильгельм Бессель был не только великим астрономом, но и выдающимся геодезистом.

Главная работа Бесселя в области геодезии – вычисление точнейших параметров фигуры Земли, которые свыше 100 лет применялись геодезистами и картографами многих стран, включая Россию, а затем и СССР. Начало этому предприятию положило соглашение между правительствами России и Пруссии о соединении в единую систему российской и европейской геодезических сетей.

Соединительные работы со стороны России выполнил геодезист Карл Иванович Теннер (1783 – 1859), со стороны Пруссии – Бессель.

От села Трунц (ныне Милеево в Польше) в Восточной Пруссии до города Мемель (ныне город Клайпеда) по Куршской косе и берегу Куршского залива был проложен ряд треугольников, соединивший в единое целое тригонометрические сети от Средиземного моря до Финляндии.

Для вычисления параметров фигуры Земли нужно знать линейную протяженность дуги между двумя пунктами земной поверхности, географические координаты которых точно известны. У Бесселя это была дуга Трунц – Мемель протяженностью около 196 километров.

Непосредственно на местности измерить такую дугу невозможно из-за естественных препятствий, поэтому ее длину получают с помощью вычислений на основе измерения базиса – относительно короткой линии на очень ровной местности. Бессель измерил базис длиной 1823 метра между пунктами Тренк (ныне не существует) и Медникен (ныне Дружное в районе поселка Чкаловск под Калининградом).

Итоги всей работы – градусного измерения – были опубликованы в 1841 году. Элементы фигуры Земли, получившей название эллипсоида Бесселя, были выведены ученым не только на основе собственного градусного измерения, но и с использованием результатов девяти других подобных работ, выполненных в разное время в разных частях света. Только в 1946 году геодезисты СССР перешли от эллипсоида Бесселя к новой модели фигуры Земли – эллипсоиду Красовского-Изотова.

Таким образом, Фридрих Вильгельм Бессель внес огромный вклад в развитии точных наук в Кенигсбергском университете – астрономии и геодезии, причем результаты его исследований и достижения были признаны известнейшими учеными.

Заключение

Фридрих Вильгельм Бессель, выдающийся астроном и геодезист, профессор Альбертины и бессменный директор астрономической обсерватории Кенигсбергского университета, внесший неоценимый вклад в развитие мировой науки и становление университета после долгих лет упадка, умер 17 марта 1846 года.

Однако имя великого ученого не забыто. Его не только помнят по его трудам и открытиям – его имя увековечено в научных названиях.

В математике его имя носят так называемые цилиндрические функциии первого рода (функции Бесселя) и дифференциальное уравнение, к которому он удовлетворяют (уравнение Бесселя), неравенство для коэффициента ряда Фурье (неравенство Бесселя), а также одна из интерполяционных формул.

Список литературы

1.Большая Советская Энциклопедия. М., 1978.

2.Восточная Пруссия: от древнейших времен до конца первой мировой войны. Калининград, 1996.

3.Лавринович К. К. Фридрих Вильгельм Бессель, 1784 – 1846: Астроном, геодезист. Математик. М.. 1989.

4.Словарь Брокгауза и Евфрона (репринтное издание).

Приложение

Фридрих Вильгельм Бессель

[1] Восточная Пруссия: С древнейших времен до конца второй мировой войны. Калининград, 1996.

[2] Лавринович К. К. Фридрих Вильгельм Бессель, 1784 – 1846: Астроном, геодезист, математик. М., 1989.

[3] Восточная Пруссия: С древнейших времен до конца второй мировой войны. Калининград, 1996. С. 340.