Friedrich Bessel
Friedrich Wilhelm Bessel (Minden, 1784. július 22. – Königsberg, 1846. március 17.) természettudós - csillagász, geodéta, matematikus, Carl Friedrich Gauss kortársa.
Életútja
1784. július 22-én született Mindenben, Észak-Rajna-Vesztfália egyik kisvárosában és 1846. március 17-én hunyt el Königsbergben (Kalinyingrád) Kelet-Poroszország akkori fővárosában. Szülei kereskedőnek szánták, és 1799-ban egy brémai kereskedőhöz adták tanulónak. Azonban a kamatszámítás helyett a hajózáshoz, a navigációhoz szükséges csillagászat és matematika jobban érdekelte, ezeket kezdte tanulmányozni. Mégsem lett tengerész – az utókor nagy szerencséjére.
Nem volt a korabeli gyakorlati csillagászatnak olyan ága, amelyben ne adott volna az utókornak valamilyen kulcsot a további zárak kinyitásához, s ez a munkássága eredményezte, hogy róla, mint a gyakorlati csillagászat atyjáról beszélünk. Nagy rang ez a tudományok történetében, ennél nagyobb megtiszteltetésben csak Gauss részesült az utókor részéről, akit a matematika koronázatlan királyának szoktak nevezni. Különösen fontos az a munkája a 61 Cygni jelzésű csillag távolságának megmérése, amelyet 1838-ben fejezett be. Azonban Bessel munkássága nem csupán a gyakorlati, hanem az elméleti csillagászatra, a matematikára és a geodéziára is kiterjedt.
Munkássága
1804-ben, 20 éves korában kiszámította a Halley-üstökös pályáját Thomas Harriot 1607. évi megfigyelésének adataiból.
Ezt a dolgozatát bemutatta Olbers-nek, aki tanítványává fogadta és később így nyilatkozott róla: egész csillagászati működésemnél nagyobb értékűnek tartom azt, hogy Besselt sikerült a csillagászatnak megnyernem.
1805-ben Olbers javaslatára Híeronymus Schröter alkalmazta lilienthali obszervatóriumában, ahol a megfigyelési feladatai mellett folytatta korábban kezdett vizsgálatait, melyek eredményeképpen 1818-ban Königsbergben kiadott Fundamenta astronomiae deducta ex observationibus James Bradley című publikációjában megadta a refrakció, a precesszió és az aberráció állandóit.
Bessel és Bradley megfigyelései igen sok csillagra terjedtek ki. Az említett állandók kiszámításánál igen komoly hibaszámítási ismeretekkel is kellett rendelkezni. Bessel maga mondta egy előadásában: Igaz mérési adatokról nem lehet szó, az adatok csak valószínű értékek, amelyeknek a valószínűsége annál nagyobb, minél kisebb az átlagostól való eltérések maximuma. Bernoulli és Gauss eredményeit ismerve maga is foglalkozott az idevágó matematikai kutatásokkal. A trigonometrikus polinomokra vonatkozó Bessel–féle feladatot ma is alkalmazzák a matematikát segédtudományként használó kutatásoknál.
1810-ben III. Frigyes Vilmos porosz király meghívta a Königsbergi Egyetemre, s megbízta az egyetemi csillagvizsgáló megszervezésével. Az intézet 1813-ban készült el, melyet Bessel a haláláig vezetett. Kezdetben a szegényes műszerpark arra kényszerítette, hogy elméleti kutatásokkal foglalkozzék behatóbban. Erre az időre esik az ő nevét viselő függvény és egyenlet vizsgálata. A Bessel–féle függvény a transzcendens függvények osztályába tartozik, s a Bessel–féle differenciálegyenletnek a megoldása. A nulladrendű Bessel-függvény a kör alakú lemez rezgésének, valamint a körhullámok mozgásának leírására szolgál. Maga Bessel az egyenletet a bolygók perturbáció-számítására használta, s kielégítő megoldást adott a Kepler problémára.
1819-ben bővült a königsbergi intézet műszerállománya. Egy Reichenbach-meridiánt kaptak, s ezzel mintegy 75 000 csillag megfigyelését végezték el. Eközben felfedezte a személyi egyenlet jelentőségét: minden megfigyelő mást észlel, de az egyes megfigyelők tévedéseiben valami rendszeresség mutatkozik, amelyet figyelembe véve a mérések pontosságát fokozni lehet.
1826-ban Berlinben meghatározta a másodpercinga hosszát. Erről az Untersuchungen über die Lange des einfachen Secundenpendels für Berlin című munkájában számolt be.
1831-32-ben Kelet-Poroszországban Bauerral háromszögelési méréseket végzett, s meghatározta egy meridiánfok pontos hosszát.
1841-ben az addig ismert 10 legjobb fokmérésből megállapította a Föld lapultságát. Az eredmény Gradmessung in Ostpreussen und ihre Verbindung mit preussischen und russischen Dreiecksketten címmel 1838-ban jelent meg Königsbergben. Számításai szerint az egyenlítői sugár a = 6377,397 km, a sarki sugár b = 6356,079 km. Eszerint a lapultság 1:299,15, ami összevetve Hayford 1909. évi mérésével (1:296,95) és Kraszovszkij 1936. évi eredményével (1:298,78) az ő korában kiváló eredménynek számít.
Az első kozmikus távolság-mérés
1837 augusztusától 1839 októberéig figyelte a 61 Cygni mozgását. A mérések eredményeként azt kapta, hogy a csillag az égbolton olyan ellipszist ír le, amilyent a csillagnak az ekliptikához való viszonyából várt. Az ellipszis fél nagytengelyét 0,36"-nyinek találta, vagyis ekkora szög alatt látszana a földpálya fél nagytengelye a csillagról (parallaxis). Ebből az adatból már egyszerű számítással adódik, hogy a csillag távolsága 2,78 pc (parsec), azaz 9 fényév. Később még tökéletesebb műszerekkel a 61 Cygni parallaxisát 0,30"-nek mérték.
Bessel mérése nemcsak évszázados problémát döntött el, hanem a jövő számára is mérőszalagot készített a Világ felmérésére.
Tudományos elismerése
- 1829: A brit Royal Astronomical Society aranyérme első alkalommal.
- 1841: A brit Royal Astronomical Society aranyérme második alkalommal.
- 1842: A páriszi akadémia Pour le Mérite emlékérme.
Bessel nevét viselő kategóriák
- Bessel-Ellipszoid, a Föld egyik geodéziai modellje.
- Bessel-féle differenciál egyenlet és a Bessel-féle függvények.
- Bessel-pont a megterhelt gerenda optimális felfüggesztési pontja
- Bessel-egyenlőtlenség
- Bessel-Epocha és a Bessel-év
- Bessel-metódus az optikai számításoknál alkalmazott eljárás
- Bessel-féle interpolációs formula és interpolációs polinom
- Bessel-féle szűrő
- Bessel-kráter a Holdon
Forrás
- Enciclopedia Britannica, London, 1931.
- Bolsaja Szovjetszkaja Enciklopédija, Moszkva, 1953.
- Hack Frigyes: Bessel emlékére, Élet és Tudomány, 1989.
- John Frederick William Herschel A brief notice of the life, researches, and discoveries of Friedrich Wilhelm Bessel (London: Barclay, 1847)
- Jürgen Hamel: Friedrich Wilhelm Bessel. BSB B. G. Teubner Verlagsgesellschaft, Leipzig 1984
- J. A. Repsold: Friedrich Wilhelm Bessel In: Astronomische Nachrichten. Band 210, 1920, S. 161–214. In: Astrophysics Data System (ADS).
- Friedrich Wilhelm Bessel. Beitraege ueber Leben und Werk des bekannten Astronomen, Redaktion: Klemens Adam, Gerd Huneke, Heinrich Rademacher. Besselgymnasium der Stadt Minden, 1996.
További információk
- John J. O'Connor és Edmund F. Robertson. Friedrich Bessel a MacTutor archívumban. (angolul)
- Bessel und der Doppelstern 61 Cygni
