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Friedrich Wilhelm Bessel

Friedrich Wilhelm Bessel ( en alemán: [ˈbɛsl̩] ; 22 de julio de 1784 - 17 de marzo de 1846) fue un astrónomo , matemático , físico y geodesta alemán . Fue el primer astrónomo que determinó valores confiables para la distancia del Sol a otra estrella mediante el método de paralaje . Ciertas funciones matemáticas importantes fueron denominadas funciones de Bessel después de la muerte de Bessel, aunque originalmente habían sido descubiertas por Daniel Bernoulli antes de ser generalizadas por Bessel.

Vida y familia

Bessel nació en Minden , Westfalia , entonces capital de la región administrativa prusiana de Minden-Ravensberg , como segundo hijo de un funcionario en una familia numerosa. A la edad de 14 años abandonó la escuela, porque no le gustaba la educación en latín, y entró como aprendiz en la empresa de importación y exportación Kulenkamp en Bremen . La dependencia de la empresa de los buques de carga lo llevó a aplicar sus habilidades matemáticas a los problemas de navegación . Esto, a su vez, lo llevó a interesarse por la astronomía como forma de determinar la longitud .

Bessel llamó la atención de Heinrich Wilhelm Olbers , un médico en ejercicio de Bremen y conocido astrónomo, al producir un refinamiento de los cálculos orbitales del cometa Halley en 1804, utilizando datos de observación antiguos tomados de Thomas Harriot y Nathaniel Torporley en 1607. [1] Franz Xaver von Zach editó los resultados en su revista Monatliche Correspondenz .

Tras finalizar su formación comercial, Bessel dejó Kulenkamp en 1806 y se convirtió en asistente en el observatorio privado de Johann Hieronymus Schröter en Lilienthal, cerca de Bremen, como sucesor de Karl Ludwig Harding . Allí trabajó con los datos de observación estelar de James Bradley para producir posiciones precisas para unas 3.222 estrellas. [1]

A pesar de no haber recibido una formación superior, especialmente universitaria, Bessel fue nombrado director del recién fundado Observatorio de Königsberg por el rey Federico Guillermo III de Prusia en enero de 1810, a la edad de 25 años, y permaneció en ese puesto hasta su muerte. Algunos profesores de mayor edad de la Facultad de Filosofía cuestionaron el derecho de Bessel a enseñar matemáticas sin ningún título académico. Por lo tanto, recurrió a su colega Carl Friedrich Gauss , quien le otorgó el título de doctor honoris causa de la Universidad de Gotinga en marzo de 1811. Ambos científicos mantuvieron correspondencia entre 1804 y 1843. En 1837 se pelearon por el hábito de Gauss de publicar muy lentamente. [2]

En 1842, Bessel participó en la reunión anual de la Asociación Británica para el Avance de la Ciencia en Manchester, acompañado por el geofísico Georg Adolf Erman y el matemático Carl Gustav Jacob Jacobi , donde presentó un informe sobre los relojes astronómicos. [3]

Bessel se casó con Johanna Hagen, hija del químico y farmacéutico Karl Gottfried Hagen , tío del médico y biólogo Hermann August Hagen y del ingeniero hidráulico Gotthilf Hagen , este último también alumno y asistente de Bessel entre 1816 y 1818. El físico Franz Ernst Neumann , compañero y colega cercano de Bessel, estaba casado con la hermana de Johanna Hagen, Florentine. Neumann introdujo los métodos exigentes de medición y reducción de datos de Bessel en su seminario matemático-físico, que codirigió con Carl Gustav Jacob Jacobi en Königsberg. [4] Estos métodos exigentes tuvieron un impacto duradero en el trabajo de los estudiantes de Neumann y en la concepción prusiana de la precisión en la medición.

Bessel tuvo dos hijos y tres hijas. Su hijo mayor se convirtió en arquitecto, pero murió repentinamente en 1840 a los 26 años; su hijo menor murió poco después de nacer. Su hija mayor, Marie, se casó con el físico Georg Adolf Erman , miembro de la familia de eruditos Erman . Uno de sus hijos a su vez fue el famoso egiptólogo Adolf Erman . Su tercera hija, Johanna, se casó con el político Adolf Hermann Hagen ; uno de sus hijos fue el físico Ernst Bessel Hagen , y el matemático Erich Bessel-Hagen fue nieto de ellos. Bessel fue el padrino de Adolf von Baeyer , hijo de su colaborador Johann Jacob Baeyer .

Después de varios meses de enfermedad, Bessel murió en marzo de 1846 en su observatorio por fibrosis retroperitoneal . [5] [6]

Trabajar

Observatorio de Königsberg (1830)
Recorte de un daguerrotipo (1843)

Mientras el observatorio estaba todavía en construcción, Bessel elaboró ​​los Fundamenta Astronomiae basándose en las observaciones de Bradley. Como resultado preliminar, elaboró ​​tablas de refracción atmosférica que le valieron el Premio Lalande de la Academia Francesa de Ciencias en 1811. El Observatorio de Königsberg comenzó a funcionar en 1813.

A partir de 1819, Bessel determinó la posición de más de 50.000 estrellas con un círculo meridiano de Reichenbach , con la ayuda de algunos de sus estudiantes cualificados. El más destacado de ellos fue Friedrich Wilhelm Argelander , sus sucesores fueron Otto August Rosenberger y August Ludwig Busch .

Bessel determinó el primer valor fiable de la distancia entre una estrella y el sistema solar con un heliómetro de Fraunhofer utilizando el método de paralaje estelar . En 1838 publicó un paralaje de 0,314 segundos de arco para 61 Cygni , lo que indicaba que la estrella se encontraba a 10,3 años luz de distancia. [7] [8] [9] En comparación con la medición actual de 11,4 años luz, la cifra de Bessel tenía un error del 9,6%. Gracias a estos resultados los astrónomos no sólo habían ampliado la visión del universo mucho más allá de la magnitud cósmica, sino que tras el descubrimiento en 1728 por James Bradley de la aberración de la luz se produjo una segunda evidencia empírica del movimiento relativo de la Tierra. [10] Poco tiempo después Friedrich Georg Wilhelm Struve y Thomas Henderson informaron de los paralajes de Vega y Alpha Centauri .

Las mediciones precisas con un nuevo círculo meridiano de Adolf Repsold permitieron a Bessel notar desviaciones en los movimientos de Sirio y Proción , que deben ser causadas por la atracción gravitatoria de compañeros invisibles. [11] [12] Su anuncio del "compañero oscuro" de Sirio en 1844 fue la primera afirmación correcta de un compañero no observado previamente mediante medición posicional, y eventualmente condujo al descubrimiento de Sirio B por Alvan Graham Clark en 1862, el primer descubrimiento de una enana blanca . John Martin Schaeberle descubrió Proción B en 1896.

Bessel fue el primer científico que se dio cuenta del efecto más tarde llamado ecuación personal , según el cual varias personas observando simultáneamente determinan valores ligeramente diferentes, especialmente al registrar el tiempo de tránsito de las estrellas. [13]

En 1824, Bessel desarrolló un nuevo método para calcular las circunstancias de los eclipses utilizando los llamados elementos besselianos . Su método simplificó el cálculo hasta tal punto, sin sacrificar la precisión, que todavía se utiliza en la actualidad. [14]

A propuesta de Bessel, la Academia Prusiana de Ciencias inició en 1825 la edición de los Berliner Akademische Sternkarten ( Cartas Académicas de Berlín ) como proyecto internacional con Johann Franz Encke como editor ejecutivo. Una nueva carta inédita permitió a Johann Gottfried Galle encontrar a Neptuno cerca de la posición calculada por Le Verrier en septiembre de 1846 en el Observatorio de Berlín .

En la segunda década del siglo XIX, mientras estudiaba la dinámica de los sistemas gravitacionales como problema de cuerpos múltiples , Bessel desarrolló lo que hoy se conoce como funciones de Bessel . Estas funciones, fundamentales para la solución de ciertas ecuaciones diferenciales , se utilizan tanto en la física clásica como en la cuántica .

En su honor se nombra un término de corrección en la fórmula del estimador de varianza de la muestra . Se trata del uso del factor n  − 1 en el denominador de la fórmula, en lugar de solo n . Esto ocurre cuando se utiliza la media de la muestra en lugar de la media de la población para centrar los datos y, dado que la media de la muestra es una combinación lineal de los datos, el residuo de la media de la muestra sobrestima el número de grados de libertad por el número de ecuaciones de restricción (en este caso, una).

Aparato geodésico de Bessel, en el museo del Istituto Geografico Militare, Florencia, Italia

Al igual que muchos astrónomos de su tiempo, Bessel también se dedicó a la geodesia , [15] primero de manera teórica, cuando publicó un método para resolver el principal problema geodésico . [16] En 1830 recibió la orden real para el estudio de Prusia Oriental con el propósito de conectar las redes de triangulación prusiana y rusa aún existentes . Este trabajo se llevó a cabo en cooperación con Johann Jacob Baeyer , entonces mayor del ejército prusiano; el informe final se publicó en 1838. [17] También obtuvo una estimación de mayor precisión para el elipsoide de la Tierra , hoy llamado elipsoide de Bessel , basado en varias mediciones de arco . [18] [19]

Honores y premios

Bessel fue uno de los primeros miembros de la Orden Pour le Mérite (clase civil) cuando se estableció en 1842. [29]

El primer objeto cósmico que lleva el nombre de Bessel es el cráter más grande del Mare Serenitatis de la Luna . [30] El asteroide del cinturón principal 1552 Bessel recibió su nombre en el centenario de la determinación de la paralaje en 1938. [31]

Las conmemoraciones geográficas son dos fiordos en Groenlandia, el fiordo de Bessel, en el noreste de Groenlandia, y el fiordo de Bessel, en el noroeste de Groenlandia .

Xyletinus besseli [32], un escarabajo fósil del Eoceno perteneciente a la familia Ptinidae , encontrado en el ámbar báltico en Sambia , recibió su nombre en su honor. [33]

BeSSel, el estudio del legado de estructuras de barras y espirales, lleva su nombre.

Publicaciones

Tabulae Regiomontanaeductionum observeum astronomicarum ab anno 1750 usque ad annum 1850 computatae , 1830
latín
Alemán
Correspondencia

Véase también

Referencias

  1. ^Por Chisholm 1911.
  2. ^ Biermann, Kurt-R. (1966). "Über die Beziehungen zwischen CF Gauß und FW Bessel". Mitteilungen der Gauss-Gesellschaft Göttingen . 3 : 7–20.
  3. ^ Informe de la Asociación Británica para el Avance de la Ciencia.
  4. ^ Olesko, Kathryn M. (1991). La física como vocación: disciplina y práctica en el Seminario de Física de Königsberg . Cornell University Press. ISBN 9780801422485.
  5. ^ Bessel, Friedrich Wilhelm (1846). "Bessel's Tod" [La muerte de Bessel]. Astronomische Nachrichten (en alemán). 24 (556): 49–52. Código bibliográfico : 1846AN.....24...49B. doi :10.1002/asna.18460240402.
  6. ^ Neumann-Redlin von Meding, E. (1996). "Vor 150 Jahren: die Beschreibung der Retroperitonealfibrose, der" Ormond'schen Erkrankung ", am Krankheitsbild FW Bessels (1784-1846)". El Urólogo B. 36 (5): 378–382. doi :10.1007/s001310050044.
  7. ^ Bessel, FW (1838). "Bestimmung der Entfernung des 61sten Sterns des Schwans" [Determinación de la distancia a 61 Cygni]. Astronomische Nachrichten (en alemán). 16 (365–366): 65–96. Código bibliográfico : 1838AN.....16...65B. doi :10.1002/asna.18390160502.
  8. ^ Bessel, FW (1838b). "Sobre la paralaje de 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. ^ "Una breve historia de las fechas de luz". National Geographic . Archivado desde el original el 15 de abril de 2011. Consultado el 26 de junio de 2020 .
  10. ^ Hamel, Jürgen (1984). Federico Guillermo Bessel . Leipzig: Teubner. pag. 69.
  11. ^ Bessel, FW (1844a). "Ueber Veränderlichkeit der eigenen Bewegungen der Fixsterne" [Sobre las variaciones de los movimientos propios de las estrellas fijas]. Astronomische Nachrichten (en alemán). 22 (514, 515): 145–160, 169–184. Código bibliográfico : 1844AN.....22..145B. doi :10.1002/asna.18450221002.
  12. ^ Bessel, FW (1844c). "Sobre las variaciones de los movimientos propios de Proción y Sirio". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 6 (11): 136–141. Bibcode :1844MNRAS...6R.136B. doi : 10.1093/mnras/6.11.136a .
  13. ^ Hoffmann, Christoph (2007). «Diferencias constantes: Friedrich Wilhelm Bessel, el concepto de observador en la astronomía práctica de principios del siglo XIX y la historia de la ecuación personal». British Journal for the History of Science . 40 (3): 333–365. doi :10.1017/s0007087407009478. S2CID  170080943.
  14. ^ Espenak , Fred. "Elementos besselianos de los eclipses solares". Sitio web de Eclipse de la NASA . Consultado el 4 de agosto de 2023 .
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  16. ^ Bessel, FW (1825). "Ueber die Berechnungen der geographischen Länge und Breite aus geodätischen Vermessungen". Astronomische Nachrichten (en alemán). 4 (16): 241–254. arXiv : 0908.1823 . doi :10.1002/asna.18260041601. S2CID  118630614.
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  17. ^ Bessel, FW ; Baeyer, JJ (1838). Gradmessung in Ostpreussen und ihre Verbindung mit Preussischen und Russischen Dreiecksketten [ El estudio de Prusia Oriental y su conexión con las redes prusiana y rusa] (en alemán). Berlín: Dümmler.
  18. ^ Bessel, FW (1837). "Bestimmung der Axen des elliptischen Rotationssphäroids, welches den vorhandenen Messungen von Meridianbögen der Erde am meisten entspricht" [Determinación de los ejes del elipsoide que mejor se ajustan a las medidas existentes de arcos meridianos]. Astronomische Nachrichten (en alemán). 14 (333): 333–346. Código bibliográfico : 1837AN.....14..333B. doi :10.1002/asna.18370142301.
  19. ^ Bessel, FW (1841). "Ueber einen Fehler in der Berechnung der französischen Gradmessung und seinen Einfluß auf die Bestimmung der Figur der Erde" [Sobre un error en el cálculo del estudio francés y su influencia en la determinación de la figura de la Tierra]. Astronomische Nachrichten (en alemán). 19 (438): 97-116. Código bibliográfico : 1841AN.....19...97B. doi : 10.1002/asna.18420190702.
  20. ^ ME Maidron: Le Prix d#Astronomie fondé par Lalande, p. 460, 461
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  23. ^ "Fellows". The Royal Society . Consultado el 23 de abril de 2023 .
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  31. ^ Schmadel, Lutz D. (2007). "(1552) Bessel". Diccionario de nombres de planetas menores . Springer Berlín Heidelberg. pag. 123. doi :10.1007/978-3-540-29925-7_1553. ISBN 978-3-540-00238-3.
  32. ^ Alekseev, Vitalii I.; Bukejs, Andris (2019). "Xyletinus besseli Alekseev & Bukejs 2019, sp.nov". Zenodo . doi :10.5281/zenodo.5945261.
  33. ^ Alekseev, Vitalii I.; Bukejs, Andris (12 de septiembre de 2019). "Dos nuevas especies de Xyletinus Latreille (Ptinidae: Xyletininae) en ámbar báltico del Eoceno". Zootaxa . 4668 (4): zootaxa.4668.4.5. doi :10.11646/zootaxa.4668.4.5. ISSN  1175-5334. PMID  31716608. S2CID  203411805.

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