Transit of Venus - Captain Cook 1769

• Maj 18, 2024

Hur stor är solsystemet? Atteonhundratalets astronomer ville veta, och Johannes Keplers arbete förde dem retande nära. Avstånden från solen för alla de kända planeterna hade beräknats i termer av jord-solavståndet, astronomisk enhet (AU). Men hur kan du mäta den astronomiska enheten?

Parallax
1716 föreslog Edmond Halley (1656-1742) att använda en transitering av Venus för att beräkna den astronomiska enheten med parallax. Parallax är den uppenbara förskjutningen av ett visat objekt sett från två olika platser. Våra hjärnor kan använda parallax för djupuppfattning eftersom vi har två ögon. Håll upp ett finger och titta på det först med ett öga stängt och sedan det andra för att se en växling.

Observatörer i norra och södra halvklotet skulle se transiteringen i något olika positioner och skapa en parallax. Med hjälp av vinkeln på den uppenbara skiftningen, en del trigonometri och Keplers lag kunde de beräkna avståndet mellan jorden och solen.

Halley levde inte för att se transiterna 1761 och 1769. Ändå växte hans idé till ett stort internationellt vetenskapligt företag som respekterades även av länder i krig.

Venus 1761
Över hundra observatörer från nio nationer började runt om i världen för att mäta. Det var viktigt att tid fyra kontaktpunkter där kanten på Venus vidrör solkanten.

Förutom det vanliga dåliga vädret som kan följa astronomiska händelser plus farorna med 1700-talets resor, mötte observatörerna problemet med svart droppe effekt. Detta gjorde det svårt att avgöra när kontakterna inträffade. Den andra och tredje kontakten gav störst svårighet. Även på samma plats skilde sig observatörernas mätningar som visas på ritningarna av Captain Cook och Charles Green. (Det verkar som att denna effekt orsakas av en kombination av diffraktion, ofullständig teleskopoptik och det faktum att den gasformiga solen inte har en hård kant.)

Ändå, oberoende, var människor redo att försöka igen när den andra av paret av transiter inträffade 1769.

Kapten Cook och Strävan
Royal Society i England beslutade att skicka en expedition till nyligen upptäckta Tahiti för att observera transiteringen. James Cook valdes att leda den. Det brittiska admiralitetet (regeringsavdelningen med ansvar för Royal Navy) hade också ett hemligt uppdrag för Cook. Efter transiten skulle han leta efter Terra Australis Incognito (okänd södra kontinent) som tros befinna sig, även om inget europeiskt fartyg hade varit där.

Den 26 augusti 1768 HMS Endeavour seglade med 94 personer ombord. Men att åka till södra hav i dessa dagar var ingen nöjeskryssning. Förutom de missöden som inträffade på fartyg och kust förlorade långa resor vanligtvis halva besättningen till skörbjugg. De skulle inte bara tappa kraftiga stormar, utan när de seglar västerut över havet skulle de inte ens ha noggrann kunskap om deras longitud. Och naturligtvis, efter transiteringen, skulle de befinna sig i okartade vatten.

Transit av 1769 i Tahiti
Strävan anlände till Tahiti i god tid för transiteringen. De inrättade ett observatorium på en plats som de kallade Fort Venus. Två andra grupper åkte till andra observationsplatser för att säkerställa deras bästa chanser för klart väder.

På dagen för transitering blev de välsignade med en klar himmel, men kom också upp mot svarta droppproblemet. I sin tidskrift skrev Cook om denna svårighet och sa att ”Dr Solander observerade såväl som Mr Green [skeppsas astronom] och jag själv, och vi skilde oss från varandra när vi observerade [sic] kontakternas tid mycket mer än kunde väntas."

Den astronomiska enheten
Uppgifterna från hela världen hade samma mätproblem som Cooks expedition har stött på. Den franska astronomen Jerome Lalande använde dock data från båda 1700-talsövergångarna och uppskattade 153 miljoner km (plus eller minus en miljon) för den astronomiska enheten. Detta förblev det bästa värdet tills övergångarna från 1800-talet möjliggjorde ytterligare förfining.

Det moderna värdet på den astronomiska enheten är 149.597.870,7 km (plus eller minus tre meter). Sådan precision gjordes inte med trigonometri, utan med ny teknik. Det erhölls genom timing radarsignaler som studsades bort från Venus.

Efter transiteringen
Kapten Cook gjorde ganska många upptäckter, men naturligtvis hade de människor som bodde där redan upptäckt dem. Han krävde också land för Storbritannien och genomförde omfattande kartläggning. De lärde sig mycket om växterna och djuren i de södra länderna, för ombord var naturforskare Daniel Solander och botanikern Joseph Banks.

Cook hävdade den anmärkningsvärda prestationen att ha förlorat inga män till skörbjugg under den treåriga resan. Det verkar inte vara helt sant, även om de flesta av de dödsfall som inträffade var från sjukdomar som förvärvats i Östindien när de var hemåtbundna.Även om de inte visste om C-vitamin då, insåg Cook att skörbuk var relaterad till en dålig diet. Tyvärr fanns det inte alltid färsk frukt och grönsaker, och ingen förstod att de essentiella vitaminerna kunde förstöras av den bearbetning de fick.

Strävan själv slutade sitt namn bytte namn Lord Sandwich och tjänade som en brittisk trupptransport under det amerikanska självständighetskriget. Det ligger någonstans längst ner i Newport Harbour i Narrangansett Bay, Rhode Island, för det var ett av de brittiska fartygen som förhindrade franska fartyg från att segla in i hamnen för att hjälpa rebellerna.

Referens:
Joan Druett, Tupaia: Captain Cooks polynesiska navigatör, Old Salt Press, 2018

Video Instruktioner: 1769 Transit of Venus observed from Tahiti - Video Learning - WizScience.com (Maj 2024).