John Couch Adams ( / k uː tʃ / KOOTCH ; 5 de junio de 1819 – 21 de enero de 1892) fue un matemático y astrónomo británico . Nació en Laneast , cerca de Launceston, Cornualles , y murió en Cambridge .
Su logro más famoso fue predecir la existencia y posición de Neptuno , utilizando únicamente matemáticas. Los cálculos se realizaron para explicar las discrepancias con la órbita de Urano y las leyes de Kepler y Newton . Al mismo tiempo, pero sin que ninguno de los dos lo supiera, los mismos cálculos fueron realizados por Urbain Le Verrier . Le Verrier enviaría sus coordenadas al astrónomo del Observatorio de Berlín Johann Gottfried Galle , quien confirmó la existencia del planeta el 23 de septiembre de 1846, al encontrarlo a 1° de la ubicación predicha por Le Verrier. (Hubo, y hasta cierto punto todavía hay, cierta controversia sobre la distribución del crédito por el descubrimiento; véase Descubrimiento de Neptuno ). Más tarde, Adams explicó el origen de las lluvias de meteoros , que se mantiene hasta el día de hoy. [2]
Adams fue profesor de Lowndean en la Universidad de Cambridge desde 1859 hasta su muerte. Ganó la Medalla de Oro de la Royal Astronomical Society en 1866. En 1884, asistió a la Conferencia Internacional de Meridianos como delegado de Gran Bretaña .
Un cráter de la Luna lleva su nombre en su honor, al igual que Walter Sydney Adams y Charles Hitchcock Adams . El anillo más externo conocido de Neptuno y el asteroide 1996 Adams también llevan su nombre. El Premio Adams , otorgado por la Universidad de Cambridge, conmemora su predicción de la posición de Neptuno. Su biblioteca personal se conserva en la Biblioteca de la Universidad de Cambridge .
John Adams nació en Lidcot, una granja en Laneast , [1] cerca de Launceston, Cornualles , el mayor de siete hijos. Sus padres fueron Thomas Adams (1788-1859), un granjero arrendatario pobre , y su esposa, Tabitha Knill Grylls (1796-1866). La familia era devota de los wesleyanos que disfrutaban de la música y entre los hermanos de John, Thomas se convirtió en misionero, George en granjero y William Grylls Adams , profesor de filosofía natural y astronomía en el King's College de Londres . Tabitha era hija de un granjero, pero había recibido una educación rudimentaria de John Couch, su tío, cuya pequeña biblioteca había heredado. John se sintió intrigado por los libros de astronomía desde una edad temprana. [3]
John asistió a la escuela del pueblo de Laneast, donde adquirió algo de griego y álgebra . De allí, a los doce años, se fue a Devonport , donde el primo de su madre, el reverendo John Couch Grylls, dirigía una escuela privada. [1] Allí aprendió los clásicos , pero fue en gran medida autodidacta en matemáticas , estudiando en la biblioteca del Instituto de Mecánica de Devonport y leyendo la Enciclopedia de Rees y Fluxiones de Samuel Vince . Observó el cometa Halley en 1835 desde Landulph y al año siguiente comenzó a hacer sus propios cálculos astronómicos, predicciones y observaciones, participando en tutorías privadas para financiar sus actividades. [3]
En 1836, su madre heredó una pequeña propiedad en Badharlick y su promesa como matemático indujo a sus padres a enviarlo a la Universidad de Cambridge . [3] En octubre de 1839 ingresó como becario en el St John's College , graduándose BA en 1843 como vaquero senior y primer ganador del premio Smith de su año. [1] [4]
En 1821, Alexis Bouvard había publicado tablas astronómicas de la órbita de Urano , haciendo predicciones de posiciones futuras basadas en las leyes de movimiento y gravitación de Newton . [5] Observaciones posteriores revelaron desviaciones sustanciales de las tablas, lo que llevó a Bouvard a plantear la hipótesis de algún cuerpo perturbador. [6] Adams se enteró de las irregularidades cuando todavía era estudiante y se convenció de la teoría de la "perturbación". Adams creía, frente a todo lo que se había intentado antes, que podía usar los datos observados sobre Urano y, utilizando nada más que la ley de gravitación de Newton, deducir la masa , la posición y la órbita del cuerpo perturbador. El 3 de julio de 1841, señaló su intención de trabajar en el problema. [3]
Después de sus exámenes finales en 1843, Adams fue elegido miembro de su colegio y pasó las vacaciones de verano en Cornualles calculando la primera de seis iteraciones. Mientras trabajaba en el problema en Cambridge, fue tutor de estudiantes universitarios, envió dinero a casa para educar a sus hermanos e incluso enseñó a leer a su camarero. [3]
Al parecer, Adams comunicó su trabajo a James Challis , director del Observatorio de Cambridge , a mediados de septiembre de 1845, pero existe cierta controversia sobre cómo lo hizo. El 21 de octubre de 1845, Adams, que regresaba de unas vacaciones en Cornualles, sin cita previa, visitó dos veces al astrónomo real George Biddell Airy en Greenwich . Al no encontrarlo en casa, Adams supuestamente dejó un manuscrito de su solución, nuevamente sin los cálculos detallados. Airy respondió con una carta a Adams pidiendo alguna aclaración. [7] Parece que Adams no consideró la pregunta como "trivial", como a menudo se alega, pero no completó una respuesta. Se han discutido varias teorías sobre el fracaso de Adams al no responder, como su nerviosismo general, su procrastinación y su desorganización. [7]
Mientras tanto, Urbain Le Verrier , el 10 de noviembre de 1845, presentó a la Academia de Ciencias de París una memoria sobre Urano, demostrando que la teoría preexistente no explicaba su movimiento. [1] Al leer las memorias de Le Verrier, Airy quedó impresionado por la coincidencia e inició una carrera desesperada por la prioridad inglesa en el descubrimiento del planeta. [8] La búsqueda se inició mediante un método laborioso el 29 de julio. [3] Solo después de que se anunciara en París el descubrimiento de Neptuno el 23 de septiembre de 1846 se hizo evidente que Neptuno había sido observado el 8 y el 12 de agosto, pero como Challis carecía de un mapa estelar actualizado, no fue reconocido como un planeta. [1]
En Francia e Inglaterra surgió una gran controversia sobre los méritos de los dos astrónomos. A medida que se fueron conociendo los hechos, se reconoció ampliamente que los dos astrónomos habían resuelto independientemente el problema de Urano, y a cada uno se le atribuyó la misma importancia. [1] [3] Sin embargo, ha habido afirmaciones posteriores de que "los británicos robaron a Neptuno" y que los contemporáneos británicos de Adams le atribuyeron retrospectivamente más crédito del que le correspondía. [7] Pero también es notable (y no está incluido en algunas de las referencias de la discusión anterior) que el propio Adams reconoció públicamente la prioridad y el crédito de Le Verrier (sin olvidar mencionar el papel de Galle) en el artículo que presentó "Sobre las perturbaciones de Urano" a la Royal Astronomical Society en noviembre de 1846: [9]
Menciono estas fechas simplemente para demostrar que mis resultados fueron obtenidos de manera independiente y antes de la publicación de los de M. Le Verrier, y no con la intención de interferir con sus justas reivindicaciones a los honores del descubrimiento; porque no hay duda de que sus investigaciones fueron publicadas por primera vez en el mundo y condujeron al descubrimiento real del planeta por el Dr. Galle, de modo que los hechos mencionados anteriormente no pueden restar, en lo más mínimo, el crédito debido a M. Le Verrier.
Adams no guardaba ningún rencor hacia Challis o Airy [3] y reconoció su propio fracaso a la hora de convencer al mundo astronómico: [7]
Sin embargo, no podía esperar que los astrónomos prácticos, que ya estaban plenamente ocupados con importantes trabajos, sintieran tanta confianza en los resultados de mis investigaciones como yo mismo.
Su beca laica en el St John's College finalizó en 1852 y los estatutos existentes no permitían su reelección. Sin embargo, el Pembroke College , que poseía mayor libertad, lo eligió al año siguiente como becario laico, cargo que ocupó durante el resto de su vida. A pesar de la fama de su trabajo sobre Neptuno, Adams también realizó un trabajo muy importante sobre astronomía gravitacional y magnetismo terrestre. [1] Era particularmente hábil en cálculos numéricos finos, y a menudo hacía revisiones sustanciales de las contribuciones de sus predecesores. Sin embargo, era "extraordinariamente poco competitivo, reacio a publicar trabajos imperfectos para estimular el debate o reclamar prioridad, reacio a la correspondencia al respecto y olvidadizo en cuestiones prácticas". [3] Se ha sugerido que estos son síntomas del síndrome de Asperger que también serían consistentes con los "comportamientos repetitivos e intereses restringidos" necesarios para realizar los cálculos de Neptuno, además de sus dificultades en la interacción personal con Challis y Airy. [10]
En 1852, publicó tablas nuevas y precisas de la paralaje de la Luna , que reemplazaron a las de Johann Karl Burckhardt y proporcionaron correcciones a las teorías de Marie-Charles Damoiseau , Giovanni Antonio Amedeo Plana y Philippe Gustave Doulcet . [1]
Había esperado que este trabajo lo llevaría al puesto vacante de superintendente de la Oficina del Almanaque Náutico de Su Majestad , pero prefirió a John Russell Hind , ya que Adams carecía de la capacidad necesaria como organizador y administrador. [3]
Desde la antigüedad, la velocidad media de movimiento de la Luna en relación con las estrellas se había tratado como constante, pero en 1695, Edmond Halley había sugerido que esta velocidad media aumentaba gradualmente. [11] Más tarde, durante el siglo XVIII, Richard Dunthorne estimó la velocidad en +10" (segundos de arco/siglo 2 ) en términos de la diferencia resultante en la longitud lunar, [12] un efecto que se conoció como la aceleración secular de la Luna . Pierre-Simon Laplace había dado una explicación en 1787 en términos de cambios en la excentricidad de la órbita de la Tierra . Consideró solo la fuerza gravitacional radial sobre la Luna desde el Sol y la Tierra, pero obtuvo un acuerdo cercano con el registro histórico de observaciones. [13]
En 1820, por insistencia de la Academia de Ciencias , Damoiseau, Plana y Francesco Carlini revisaron el trabajo de Laplace, investigando términos perturbadores cuadráticos y de orden superior, y obtuvieron resultados similares, abordando nuevamente solo una fuerza gravitacional radial y descuidando la tangencial sobre la Luna. Hansen obtuvo resultados similares en 1842 y 1847. [14]
En 1853, Adams publicó un artículo [15] que mostraba que, si bien los términos tangenciales se desvanecen en la teoría de primer orden de Laplace, se vuelven sustanciales cuando se admiten términos cuadráticos. Los términos pequeños integrados en el tiempo llegan a tener grandes efectos y Adams concluyó que Plana había sobreestimado la aceleración secular en aproximadamente 1,66" por siglo. [14]
En un primer momento, Le Verrier rechazó los resultados de Adams. [16] En 1856, Plana admitió las conclusiones de Adams, afirmando que había revisado su propio análisis y llegado a los mismos resultados. Sin embargo, pronto se retractó, publicando un tercer resultado diferente tanto del trabajo anterior de Adams como del propio Plana. Delaunay en 1859 calculó el término de cuarto orden y duplicó el resultado de Adams, lo que llevó a Adams a publicar sus propios cálculos para los términos de quinto, sexto y séptimo orden. Adams calculó ahora que solo 5,7" de los 11" observados se explicaban por efectos gravitacionales. [14] Más tarde ese año, Philippe Gustave Doulcet, conde de Pontécoulant, publicó una afirmación de que la fuerza tangencial no podía tener ningún efecto, aunque Peter Andreas Hansen , que parece haberse puesto en el papel de árbitro , declaró que la carga de la prueba recaía sobre Pontécoulant, al tiempo que lamentaba la necesidad de descubrir un efecto adicional para explicar el equilibrio. Gran parte de la controversia se centró en la convergencia de la expansión de la serie de potencias utilizada y, en 1860, Adams duplicó sus resultados sin utilizar una serie de potencias. Sir John Lubbock también duplicó los resultados de Adams y Plana finalmente estuvo de acuerdo. La visión de Adams fue finalmente aceptada y desarrollada, lo que le valió la Medalla de Oro de la Royal Astronomical Society en 1866. [1] [14] [16] Ahora se sabe que la deriva inexplicable se debe a la aceleración de las mareas . [3]
En 1858, Adams se convirtió en profesor de matemáticas en la Universidad de St Andrews , pero sólo dio una clase durante una sesión, antes de regresar a Cambridge para ocupar la cátedra Lowndean de astronomía y geometría. Dos años más tarde sucedió a Challis como director del Observatorio de Cambridge , puesto que Adams ocupó hasta su muerte. [1]
La gran lluvia de meteoritos de noviembre de 1866 dirigió su atención a las Leónidas , cuya trayectoria y período probables ya habían sido discutidos y predichos por Hubert Anson Newton en 1864. [1] Newton había afirmado que la longitud del nodo ascendente , que marcaba dónde ocurriría la lluvia, estaba aumentando y el problema de explicar esta variación atrajo a algunos de los principales astrónomos de Europa. [3]
Mediante un análisis elaborado y potente, Adams determinó que este cúmulo de meteoros, que pertenece al Sistema Solar , recorre una elipse alargada en 33,25 años y está sujeto a perturbaciones definidas de los planetas mayores, Júpiter, Saturno y Urano. Estos resultados se publicaron en 1867. [1]
Algunos expertos consideran que este es el logro más importante de Adams. [17] Su "órbita definitiva" para las Leónidas coincidió con la del cometa 55P/Tempel-Tuttle y, por lo tanto, sugirió la estrecha relación, ampliamente aceptada posteriormente, entre cometas y meteoros. [3]
Diez años después, George William Hill describió un método novedoso y elegante para abordar el problema del movimiento lunar. Adams anunció brevemente su propio trabajo inédito en el mismo campo, que, siguiendo un curso paralelo, había confirmado y complementado el de Hill. [1]
Durante un período de cuarenta años, abordó periódicamente la determinación de las constantes de la teoría del magnetismo terrestre de Carl Friedrich Gauss . Una vez más, los cálculos implicaron un gran trabajo y no se publicaron durante su vida. Fueron editados por su hermano, William Grylls Adams , y aparecen en el segundo volumen de la colección Scientific Papers . El cálculo numérico de este tipo casi podría describirse como su pasatiempo. [1] Calculó la constante de Euler-Mascheroni , tal vez de forma algo excéntrica, hasta 236 decimales [3] y evaluó los números de Bernoulli hasta el 62.º. [1]
Adams sentía una admiración sin límites por Newton y sus escritos, y muchos de sus documentos reflejan el pensamiento de Newton. [1] En 1872, Isaac Newton Wallop, quinto conde de Portsmouth, donó su colección privada de documentos de Newton a la Universidad de Cambridge . Adams y GG Stokes se encargaron de organizar el material y publicaron un catálogo en 1888. [18] [19]
En 1881 le ofrecieron el puesto de astrónomo real , pero prefirió continuar con su docencia e investigación en Cambridge. Fue delegado británico en la Conferencia Internacional del Meridiano en Washington en 1884, cuando también asistió a las reuniones de la Asociación Británica en Montreal y de la Asociación Americana en Filadelfia . [1]
Después de una larga enfermedad, Adams murió en Cambridge el 21 de enero de 1892 y fue enterrado cerca de su casa en el cementerio de St Giles, ahora la parroquia de Ascension Burial Ground en Cambridge. [21] En 1863 se casó con la señorita Eliza Bruce (1827-1919), de Dublín , quien lo sobrevivió y está enterrada con él. [1] Su riqueza al morir era de £ 32,434 (£ 2,6 millones a precios de 2003). [3] [22]