Friedrich Wilhelm Bessel

Friedrich Wilhelm Bessel (Almanca telaffuz: [ˈbɛsl̩]; 22 Temmuz 1784 – 17 Mart 1846) bir Alman astronom, matematikçi, fizikçi ve jeodezist idi. Paralaks yöntemiyle güneşten başka bir yıldıza olan uzaklık için güvenilir değerler hesaplayan ilk astronomdu. Matematiksel fonksiyonların özel bir türü, başlangıçta Daniel Bernoulli tarafından keşfedilmiş ve daha sonra Bessel tarafından genelleştirilmiş olmalarına rağmen, Bessel'in ölümünden sonra Bessel fonksiyonları olarak adlandırıldı.

Friedrich Wilhelm Bessel
C. A. Jensen, Friedrich Wilhelm Bessel, 1839 (Ny Carlsberg Glyptotek)
Doğum	22 Temmuz 1784(1784-07-22) Minden, Prusya Krallığı
Ölüm	17 Mart 1846 (61 yaşında) Königsberg, Prusya
Milliyet	Prusyalı (Alman)
Tanınma nedeni	Bessel fonksiyonus Bessel elipsoidi Bessel elementleri Bessel düzeltmesi Bessel eşitsizliği Repsold–Bessel sarkacı Katma kütle Yıldız paralaksı (tam liste)
Ödüller	PhD (Hon): University of Göttingen (1811) Lalande Prize (1811), (1816) Gold Medal of the Royal Astronomical Society (1829 ve 1841)
Kariyeri
Dalı	Astronomi, matematik, jeodezi
Çalıştığı kurumlar	Königsberg Üniversitesi
Doktora öğrencileri	Friedrich Wilhelm Argelander Heinrich Scherk

Yaşamı ve ailesi

Bessel, Minden, Vestfalya'da, o zamanlar Prusya idari bölgesinin başkenti Minden-Ravensberg'de geniş bir ailede bir memurun ikinci oğlu olarak doğdu. Bessel, 14 yaşındayken Bremen'de ithalat-ihracat şirketi Kulenkamp'da çıraklık yaptı. İşletmenin kargo gemilerine olan güveni, onun matematiksel becerilerini seyrüsefer problemlerine çevirmesine sebep oldu. Bu da boylam belirlemenin bir yolu olarak astronomi konusuna ilgi duymaya yol açtı.

Bessel, Thomas Harriot ve Nathaniel Torporley'den 1607'de alınan eski gözlem verilerini kullanıp, 1804'te Halley Kuyruklu Yıldızı için yörünge hesaplamaları üzerinde bir iyileştirme yaparak, zamanın önemli bir Alman astronomi şahsiyeti olan Heinrich Wilhelm Olbers'in dikkatini çekti.^[1] Franz Xaver von Zach, sonuçları Monatliche Correspondenz adlı dergide düzenledi.

İki yıl sonra Bessel, Kulenkamp'tan ayrıldı ve Johann Hieronymus Schröter'in Lilienthal yakınlarındaki Bremen'deki özel gözlemevinde Karl Ludwig Harding'in halefi olarak asistan oldu. Orada, yaklaşık 3.222 yıldız için kesin konumlar üretmek üzere James Bradley'in yıldız gözlem verileri üzerinde çalıştı.^[1]

Bessel, özellikle üniversitede herhangi bir yüksek öğrenim görmemesine rağmen, Ocak 1810'da 25 yaşındayken Prusya Kralı III. Frederick William tarafından yeni kurulan Königsberg Gözlemevi'ne müdür olarak atandı ve ölümüne kadar bu pozisyonda kaldı. Düzenli olarak yazıştığı^[2] bir matematikçi ve fizikçi arkadaşı olan Carl Friedrich Gauss'un tavsiyesi üzerine, Mart 1811'de Göttingen Üniversitesi'nden fahri doktor derecesi aldı.

Bu süre zarfında, bu iki adam aralarındaki mektup yazışmasına devam etti.^[3] Ancak 1825'te yüz yüze görüştüklerinde detayları bilinmeyen bir nedenle tartıştılar.^[4]

1842'de Bessel, jeofizikçi Georg Adolf Erman ve matematikçi Carl Gustav Jacob Jacobi eşliğinde British Association for the Advancement of Science'ın Manchester'daki yıllık toplantısına katıldı.

Bessel, doktor ve biyolog Hermann August Hagen'in amcası kimyager ve eczacı Karl Gottfried Hagen ile hidrolik mühendisi Gotthilf Hagen'in kızı ve aynı zamanda 1816'dan 1818'e kadar Bessel'in öğrencisi ve asistanı olan Johanna ile evlendi. Bessel'in yakın arkadaşı ve meslektaşı olan fizikçi Franz Ernst Neumann, Johanna Hagen'in kız kardeşi Florentine ile evliydi. Neumann, Königsberg'de Carl Gustav Jacob Jacobi ile birlikte yönettiği matematiksel-fizik seminerinde Bessel'in titiz ölçüm ve veri indirgeme yöntemlerini tanıttı.^[5] Bu titiz yöntemlerin Neumann'ın öğrencilerinin çalışmaları ve Prusya'nın ölçümde kesinlik anlayışı üzerinde kalıcı bir etkisi oldu.

Bessel'in iki oğlu ve üç kızı vardı. Büyük oğlu mimar oldu ama 1840'ta 26 yaşında aniden öldü; küçük oğlu doğumdan kısa bir süre sonra öldü. En büyük kızı Marie, akademisyen Erman ailesinin üyesi olan fizikçi Georg Adolf Erman ile evlendi. Oğullarından biri de ünlü Mısırbilimci Adolf Erman idi. Üçüncü kızı Johanna politikacı Adolf Hermann Hagen ile evlendi, oğulları fizikçi Ernst Bessel Hagen idi.

Birkaç ay süren hastalıktan sonra Bessel, Mart 1846'da gözlemevinde retroperitoneal fibrozis nedeniyle öldü.^[6]

Çalışmaları

[[Dosya:Koenigsberg observatory.jpg|sağ|küçükresim|{{Ortala|1830'da Königsberg Gözlemevi. İkinci Dünya Savaşı'nda bombalanarak yok edildi.]]

Gözlemevi henüz inşaat halindeyken Bessel, Bradley'in gözlemlerine dayanarak Fundamenta Astronomiaeyi detaylandırdı. Ön sonuç olarak, 1811'de Fransız Bilimler Akademisi'nden kendisine Lalande Ödülü kazandıran atmosferik kırılma tablolarını geliştirdi. Königsberg Gözlemevi 1813'te faaliyete başladı.

1819'dan başlayarak, Bessel, nitelikli öğrencilerinden bazılarının yardımıyla Reichenbach'tan bir meridyen çemberi kullanarak 50.000'den fazla yıldızın konumunu belirledi. Bu öğrencilerden en ünlüsü Friedrich Wilhelm Argelander'dı.

Bessel, yaptığı bu çalışmayla, bugün en çok hatırlandığı başarısına ulaşmayı başardı: bir yıldıza olan mesafeyi hesaplamak için yıldız paralaksını ilk kullanan kişi olarak kabul ediliyor. Gök bilimciler bir süredir paralaksın yıldızlararası mesafelerin ilk doğru ölçümünü sağlayacağına inanıyorlardı. 1838'de Bessel, 61 Cygni'nin 0.314 ark saniyelik bir paralaksa sahip olduğunu duyurdu; bu, Dünya'nın yörüngesinin çapı göz önüne alındığında, yıldızın 10.3 ışık yılı uzaklıkta olduğunu gösterdi.^[7][8][9] 11.4 ışık yıllık mevcut ölçüm göz önüne alındığında, Bessel'in rakamında %9,6'lık bir hata vardı. Bu sonuçlar sayesinde gök bilimciler sadece evrenin vizyonunu kozmik büyüklüğün çok ötesine genişletmekle kalmadılar, ayrıca 1728'de James Bradley tarafından ışığın sapması keşfinden sonra, Dünya'nın göreceli hareketinin ikinci bir ampirik kanıtı elde edilmiş oldu.^[10]

Neredeyse aynı zamanda Friedrich Georg Wilhelm Struve ve Thomas Henderson, Vega ve Alpha Centauri'nin paralakslarını ölçtüler.

Bessel'in Adolf Repsold'dan yeni bir meridyen çemberi kullanarak yaptığı hassas ölçümler, 61 Cygni'nin paralaksını belirlemeye yardımcı olmasının yanı sıra, Sirius ve Procyon'un hareketlerindeki sapmaları fark etmesini sağladı ve bunun, görünmeyen ortağın (çift yıldızı meydana getiren iki öğeden daha sönük olanı) yerçekimsel çekiminden kaynaklanması gerektiği sonucuna vardı.^[11][12][13] 1844'te Sirius'un "karanlık ortağını" duyurması, konumsal ölçümle daha önce gözlemlenmemiş bir yoldaşın ilk doğru iddiasıydı ve sonunda Sirius B'nin keşfedilmesine yol açtı.

Bessel, daha sonra kişisel denklem olarak adlandırılan ve aynı anda gözlem yapan birkaç kişinin, özellikle yıldızların geçiş zamanını kaydederek, biraz farklı değerler belirlediğini fark eden ilk bilim insanıydı.^[14]

1824'te Bessel, Bessel elementleri olarak adlandırılan yöntemi kullanarak tutulmaların koşullarını hesaplamak için yeni bir yöntem geliştirdi. Yöntemi, hesaplamayı doğruluktan ödün vermeden o kadar basitleştirdi ki, bugün hala kullanılmaktadır.^{[kaynak belirtilmeli]}

Bessel'in 1840'taki çalışması, Bessel'in ölümünden birkaç ay sonra, 1846'da Berlin Gözlemevi'nde Neptün'ün keşfine katkıda bulundu. Bessel'in (1825) önerisi üzerine Prusya Bilimler Akademisi uluslararası bir proje olarak Berliner Akademische Sternkartenin ("Berlin Akademik Yıldız Tabloları") baskısını başlattı. Yayımlanmamış yeni bir harita, Johann Gottfried Galle'in 1846'da LeVerrier tarafından hesaplanan konumun yakınında Neptün'ü bulmasını sağladı.

19. yüzyılın ikinci on yılında, 'çok-cisim' yerçekimi sistemlerinin dinamiklerini incelerken Bessel, şimdi Bessel fonksiyonu olarak bilinen kavramı geliştirdi. Belirli diferansiyel denklemlerin çözümü için kritik olan bu fonksiyonlar hem klasik fizik hem de kuantum fiziği alanlarında kullanılır.

Bessel, daha sonra onuruna isimlendirilen örnek varyans tahmincisi formülünün düzeltilmesini sağlamıştır. Bu düzeltme sadece formülün paydasında n yerine n − 1 çarpanının kullanılmasıdır. Bu, verileri ortalamak için "popülasyon ortalaması" yerine "örnek ortalaması" kullanıldığında ve örnek ortalaması verilerin doğrusal bir kombinasyonu olduğundan, örnek ortalamasına kalan artık serbestlik derecelerinin sayısı kısıtlama denklemlerinin sayısını aştığında meydana gelir - mevcut durumda 1. (Ayrıca bakınız; Bessel düzeltmesi).

Ek bir çalışma alanı jeodeziydi.^[15] Bessel, ana jeodezik problemi çözmek için bir yöntem yayınladı.^[16] Prusya ve Rus nirengi ağlarına katılan Doğu Prusya araştırmasından sorumluydu.^[17] Ayrıca, günümüzde Bessel elipsoidi olarak adlandırılan Dünya elipsoidi için, bir takım yay ölçümleri temelinde artan bir doğruluk tahmini elde etti.^[18][19]

Başarılar ve Ödüller

• Mart 1811'de Göttingen Üniversitesi'nden fahri doktor derecesi
• 1812'de Prusya Bilimler Akademisi üyesi
• 1816'da Fransız Bilimler Akademisi üyesi
• 1823'te İsveç Kraliyet Bilimler Akademisi'nin yabancı üyesi
• 1825'te Kraliyet Cemiyeti Üyesi
• 1832'de Amerikan Sanat ve Bilim Akademisi'nin Yabancı Onursal Üyesi^[20]
• 1827'de (Hollanda Kraliyet Sanat ve Bilim Akademisi'nin selefi olan) Hollanda Kraliyet Enstitüsü üyesi^[21]
• 1840'ta Amerikan Felsefe Derneği üyesi^[22]
• Bessel, Kraliyet Astronomi Topluluğunun Altın Madalyası'nı 1829 ve 1841'de iki kez kazandı.

Ay'da Mare Serenitatis'deki en büyük krater ve ana asteroit kuşağı 1552 Bessel'in yanı sıra Grönland'daki iki fiyort, Bessel Fiyordu, NE Grönland ve Bessel Fiyordu, KB Grönland, onun onuruna isimlendirildi.^[23]

Yayınları

Tabulae Regiomontanae reductionum observationum astronomicarum ab anno 1750 usque ad annum 1850 computatae, 1830

Latince

• Fundamenta Astronomiae pro anno MDCCLV deducta ex observationibus viri incomparabilis James Bradley in specula astronomica Grenovicensi, per annos 1750–1762 institutis, Königsberg, 1818
• Tabulae Regiomontanae reductionum observationum astronomicarum ab anno 1750 usque ad annum 1850 computatae. Sankt-Peterburg: Brüder Borntraeger. 1830.

Almanca

• Untersuchungen über die scheinbare und wahre Bahn des im Jahre 1807 erschienenen grossen Kometen. [Investigations on the apparent and the real orbit of the great comet of 1807], Königsberg, 1810
• Untersuchung der Größe und des Einflusses des Vorrückens der Nachtgleichen. [Investigations on precession], Berlin, 1815
• Untersuchungen über die Länge des einfachen Secundenpendels. [Investigations on the length of the seconds pendulum], Berlin, 1828
• Versuche über die Kraft mit welcher die Erde Körper von verschiedener Beschaffenheit anzieht. [Experiments on the force with which the earth attracts things of different matter], Berlin, 1832
• Bessel, Friedrich Wilhelm; Baeyer, Johann Jacob (1838), Gradmessung in Ostpreußen und ihre Verbindung mit Preußischen und Russischen Dreiecksketten. [The East Prussian Survey and its connection with the Prussian and Russian networks], Berlin, Bibcode:1838goiv.book.....B
• Darstellung der Untersuchungen und Maaßregeln, welche, in 1835 bis 1838, durch die Einheit des Preußischen Längenmaaßes veranlaßt worden sind. [Description of the investigations and rules arranged in 1835 to 1838 for the standardization of the prussian unit of length], Berlin, 1839
• Astronomische Beobachtungen auf der Königlichen Universitäts-Sternwarte zu Königsberg. [Astronomical Observations (XXI Volumes)], Königsberg, 1815–1844
• Astronomische Untersuchungen. [Astronomical Investigations. (2 Volumes)], Königsberg, 1841–1842
• Heinrich Christian Schumacher, (Ed.) (1848), Populäre Vorlesungen über wissenschaftliche Gegenstände von F.W.Bessel. [Popular lectures on scientific subjects], Hamburg
• Rudolf Engelmann ((Ed.)), Abhandlungen von Friedrich Wilhelm Bessel. [Treatises of Friedrich Wilhelm Bessel]
  • Vol. 1: I. Bewegungen der Körper im Sonnensystem. II. Sphärische Astronomie. Leipzig 1875
  • Vol. 2: III. Theorie der Instrumente. IV. Stellarastronomie. V. Mathematik. Leipzig 1876
  • Vol. 3: VI. Geodäsie. VII. Physik. VIII. Verschiedenes – Literatur. Leipzig 1876.
• Rudolf Engelmann, (Ed.) (1878), Recensionen von Friedrich Wilhelm Bessel, Leipzig

Ayrıca bakınız

• Carlos Ibáñez e Ibáñez de Ibero – Uluslararası Ağırlıklar ve Ölçüler Komitesi'nin 1. başkanı ve Uluslararası Jeodezi Birliği başkanı

Notlar

1. Chisholm 1911.
2. Clifford J. Cunningham, Bode's Law and the Discovery of Juno: Historical Studies in Asteroid Research, Springer, 2017, pp. 121ff..
3. Helmut Koch, Introduction to Classical Mathematics I: From the Quadratic Reciprocity Law to the Uniformization Theorem, Springer, p. 90.
4. Oscar Sheynin (2012), History of Statistics (PDF), Berlin: NG Verlag Berlin, s. 88, 8 Mart 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF), erişim tarihi: 29 Ağustos 2022
5. Olesko, Kathryn M. (1991). Physics as a Calling: Discipline and Practice in the Königsberg Seminar for Physics. Cornell University Press. ISBN 9780801422485.
6. Bessel, Friedrich Wilhelm (1846). "Bessel's Tod" [Bessel's death]. Astronomische Nachrichten (Almanca). 24 (556): 49-52. Bibcode:1846AN.....24...49B. doi:10.1002/asna.18460240402.
7. Bessel, F. W. (1838). "Bestimmung der Entfernung des 61sten Sterns des Schwans" [Determination of the distance to 61 Cygni]. Astronomische Nachrichten (Almanca). 16 (365–366): 65-96. Bibcode:1838AN.....16...65B. doi:10.1002/asna.18390160502. 22 Ocak 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 29 Ağustos 2022.
8. Bessel, F. W. (1838b). "On the parallax of 61 Cygni". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 4 (17): 152-161. Bibcode:1838MNRAS...4..152B. doi:10.1093/mnras/4.17.152 .
9. "A brief history of light dates". National Geographic. 15 Nisan 2011 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 26 Haziran 2020.
10. Hamel, Jürgen (1984). Friedrich Wilhelm Bessel. Leipzig: Teubner. s. 69.
11. Bessel, F. W. (1844a). "Ueber Veränderlichkeit der eigenen Bewegungen der Fixsterne" [On Variations of the proper motions of the fixed stars]. Astronomische Nachrichten (Almanca). 22 (514): 145-160. Bibcode:1844AN.....22..145B. doi:10.1002/asna.18450221002. 29 Ağustos 2022 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 29 Ağustos 2022.
12. Bessel, F. W. (1844b). "Ueber Veränderlichkeit der eigenen Bewegungen der Fixsterne (Fortsetzung)" [On Variations of the proper motions of the fixed stars (continued)]. Astronomische Nachrichten (Almanca). 22 (515): 169-184. Bibcode:1844AN.....22..169B. doi:10.1002/asna.18450221202. 29 Ağustos 2022 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 29 Ağustos 2022.
13. Bessel, F. W. (1844c). "On the variations of the proper motions of Procyon and Sirius". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 6 (11): 136-141. Bibcode:1844MNRAS...6R.136B. doi:10.1093/mnras/6.11.136a .
14. Hoffmann, Christoph (2007). "Constant differences: Friedrich Wilhelm Bessel, the concept of the observer in early nineteenth-century practical astronomy and the history of the personal equation". British Journal for the History of Science. 40 (3): 333-365. doi:10.1017/s0007087407009478.
15. Viik, T. (2006). F.W. Bessel and Geodesy (PDF). Struve Geodetic Arc 2006 International Conference: The Struve Arc and Extensions in Space and Time. 13–15 Ağustos 2006. Haparanda and Pajala, Sweden: Lantmäteriet, Gävle, Sweden, 2006. ss. 53-63. 9 Kasım 2013 tarihinde kaynağından arşivlendi (PDF). Erişim tarihi: 29 Ağustos 2022.
16. Bessel, F. W. (2010) [1825]. . Translated by C. F. F. Karney & R. E. Deakin. "The calculation of longitude and latitude from geodesic measurements". Astronomische Nachrichten. 331 (8): 852-861. arXiv:0908.1824 $2. Bibcode:2010AN....331..852K. doi:10.1002/asna.201011352. English translation of Astron. Nachr. 4, 241–254 (1825). Errata.
17. Bessel, F. W.; Baeyer, J. J. (1838). Gradmessung in Ostpreussen und ihre Verbindung mit Preussischen und Russischen Dreiecksketten [The East Prussian Survey and its connection with the Prussian and Russian networks] (Almanca). Berlin: Dümmler.
18. Bessel, F. W. (1837). "Bestimmung der Axen des elliptischen Rotationssphäroids, welches den vorhandenen Messungen von Meridianbögen der Erde am meisten entspricht" [Determination of the axes of ellipsoid that fits best to the existing measurements of meridian arcs]. Astronomische Nachrichten (Almanca). 14 (333): 333-346. Bibcode:1837AN.....14..333B. doi:10.1002/asna.18370142301. 29 Ağustos 2022 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 29 Ağustos 2022.
19. Bessel, F. W. (1841). "Ueber einen Fehler in der Berechnung der französischen Gradmessung und seinen Einfluß auf die Bestimmung der Figur der Erde" [Concerning an error in the calculation of the French survey and its influence on the determination of the figure of the Earth]. Astronomische Nachrichten (Almanca). 19 (438): 97-116. Bibcode:1841AN.....19...97B. doi:10.1002/asna.18420190702. 29 Ağustos 2022 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 29 Ağustos 2022.
20. "Book of Members, 1780–2010: Chapter B" (PDF). American Academy of Arts and Sciences. 18 Haziran 2006 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 24 Haziran 2011.
21. "Friedrich Wilhelm Bessel (1784 - 1846)". Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences. 26 Mayıs 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 22 Mayıs 2016.
22. "APS Member History". search.amphilsoc.org. 13 Nisan 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 9 Nisan 2021.
23. Schmadel, Lutz D. (2007). "(1552) Bessel". Dictionary of Minor Planet Names. Springer Berlin Heidelberg. s. 123. doi:10.1007/978-3-540-29925-7_1553. ISBN 978-3-540-00238-3.

Kaynakça

• John Frederick William Herschel, A brief notice of the life, researches, and discoveries of Friedrich Wilhelm Bessel, London: Barclay, 1847 (on-line)
• Karl Christian Bruhns (1875), "Bessel, Friedrich Wilhelm", Allgemeine Deutsche Biographie (ADB) (Almanca), 2, Leipzig: Duncker & Humblot, ss. 558–567
• Jürgen Hamel: Friedrich Wilhelm Bessel. Leipzig 1984 ISSN 0232-3516.
• Kasimir Ławrynowicz: Friedrich Wilhelm Bessel, 1784–1846. Basel, Boston, Berlin 1995, 3-7643-5113-6.
•  Chisholm, Hugh, (Ed.) (1911). "Bessel, Friedrich Wilhelm". Encyclopædia Britannica. 3 (11. bas.). Cambridge University Press.
•  Gilman, D. C.; Thurston, H. T.; Colby, F. M., (Ed.) (1905). "Bessel, Friedrich Wilhelm". New International Encyclopedia (İngilizce) (1. bas.). New York: Dodd, Mead.
• "Bessel, Friedrich Wilhelm". The Nuttall Encyclopædia. 1907.
• Publications of Friedrich Wilhelm Bessel Astrophysics Data System ADS

Konuyla ilgili yayınlar

• "Friedrich Wilhelm Bessel". Dictionary of Scientific Biography. New York: Charles Scribner's Sons. 1970–1980. ISBN 978-0-684-10114-9.

Dış bağlantılar

• Wikimedia Commons'ta Friedrich Wilhelm Bessel ile ilgili çoklu ortam belgeleri bulunur
• O'Connor, John J.; Robertson, Edmund F., "Friedrich Wilhelm Bessel", MacTutor Matematik Tarihi arşivi
• Mathematics Genealogy Project'te Friedrich Wilhelm Bessel