Under Vetenskaplig revolution , som ägde rum mellan 1400- och 1700-talen, gjordes många uppfinningar och upptäckter som för alltid förändrade hur mänskligheten såg på universum. Och även om denna explosion i lärande hade sin existens till otaliga individer, framstår några få som särskilt värda beröm och minne.
En sådan individ är Gionvanni Domenico Cassini, även känd under sitt franska namn Jean-Dominique Cassini. Cassini, en italiensk astronom, ingenjör och astrolog, gjorde många värdefulla bidrag till modern vetenskap. Det var dock hans upptäckt av luckorna i Saturnus ringar och fyra av dess största månar som han är mest ihågkommen för, och anledningen till att Cassini rymdskepp bär hans namn.
Tidigt liv och utbildning:
Giovanni Domenico Cassini föddes den 8 juni 1625 i den lilla staden Perinaldo (nära Nice, Frankrike) till Jacopo Cassini och Julia Crovesi. Utbildning av jesuitforskare visade han en fallenhet för matematik och astronomi från en tidig ålder. År 1648 accepterade han en tjänst vid observatoriet i Panzano, nära Bologna, där han var anställd av en rik amatörastronom vid namn Marquis Cornelio Malvasia.
Under sin tid vid Panzano-observatoriet kunde Cassini slutföra sin utbildning och fortsatte med att bli huvudordförande för astronomi vid universitetet i Bologna år 1650. Medan han var där gjorde han flera vetenskapliga bidrag som skulle ha ett bestående märke.
La Meridiana, meridianlinjen beräknad av Cassini när han bodde i Bologna. Kredit: Wikipedia Commons/Ilario/Cassinam
Detta inkluderade beräkningen av en viktig meridianlinje, som löper längs den vänstra gången San Petronio basilikan i Bologna. Med en längd på 66,8 meter (219 ft) är det ett av de största astronomiska instrumenten i världen och tillät mätningar som (vid den tiden) var unikt exakta. Denna meridian hjälpte också till att lösa debatten om huruvida universum var det eller inte geocentrisk eller heliocentrisk .
Under sin tid i Italien bestämde Cassini snedställningen av jordens ekliptika - aka. det är axiell lutning, som han beräknade vara 23° och 29′ vid den tiden. Han studerade också effekterna av refraktion och solparallaxen, arbetade med planetteori och observerade kometerna 1664 och 1668.
Som ett erkännande av sina ingenjörskunskaper anställde påven Clement IX Cassini med avseende på befästningar, flodförvaltning och översvämningar längs floden Po i norra Italien. År 1663 utsågs Cassini till befästningsinspektör och övervakade befästningen av Urbino. Och 1665 utsågs han till inspektör för staden Perugia i centrala Italien.
Paris observatorium:
1669 fick Cassini en inbjudan av Ludvig XIV av Frankrike att flytta till Paris och hjälpa till att etablera Paris observatorium . Vid sin ankomst anslöt han sig till det nygrundade Kungliga Vetenskapsakademien (Royal Academy of Sciences), och blev den första direktören för Paris-observatoriet, som öppnade 1671. Han skulle förbli direktören för observatoriet till sin död 1712.
En gravyr av Paris Observatory under Cassinis tid. Kredit: Public Domain
1673 fick Cassini sitt franska medborgarskap och året därpå gifte han sig med Geneviève de Laistre, dotter till generallöjtnanten för Comte de Clermont. Under sin tid i Frankrike tillbringade Cassini större delen av sin tid till astronomiska studier. Med hjälp av en serie mycket långa luftteleskop gjorde han flera upptäckter och samarbetade med Christiaan Huygens i många projekt.
På 1670-talet började Cassini använda trianguleringsmetoden för att skapa en topografisk karta över Frankrike. Den skulle inte färdigställas förrän efter hans död (1789 eller 1793), då den publicerades under namnetCassini kort.Förutom att vara den första topografiska kartan över Frankrike var den den första kartan som noggrant mätte longitud och latitud, och visade att nationen var mindre än man tidigare trott.
1672 gjorde Cassini och hans kollega Jean Richer samtidiga observationer av Mars (Cassini från Paris och Richer från Franska Guyana) och bestämde dess avstånd till jorden genom parallax. Detta gjorde det möjligt för honom att förfina solsystemets dimensioner och bestämma värdet på den astronomiska enheten (AU) med en noggrannhet inom 7 %. Han och den engelske astronomen Robert Hooke delar äran för upptäckten av den stora röda fläcken på Jupiter (ca 1665).
1683 presenterade Cassini en förklaring till 'zodiacal light' - det svaga sken som sträcker sig bort från solen i himlens ekliptiska plan - som han korrekt antog vara orsakat av ett moln av små partiklar som omger solen. Han såg också åtta kometer till före sin död, som dök upp på natthimlen 1672, 1677, 1698, 1699, 1702 (två), 1706 och 1707.
Illustration av Jupiter och de galileiska satelliterna. Kredit: NASA
I ca. 1690 var Cassini den första att observera differentiell rotation i Jupiters atmosfär. Han skapade förbättrade tabeller för positionerna för Jupiters galileiska månar och upptäckte de periodiska förseningarna mellan ockultationerna av Jupiters månar och de beräknade tiderna. Detta skulle användas av Ole Roemer, hans kollega vid Paris observatorium, för att beräkna ljusets hastighet 1675.
1683 började Cassini mätningen av meridianens båge (longitudlinjen) genom Paris. Av resultaten drog han slutsatsen att jorden är något långsträckt. Även om jorden faktiskt är tillplattad vid polerna, var uppenbarelsen att jorden inte är en perfekt sfär banbrytande.
Cassini observerade och publicerade också sina observationer om ytmarkeringarna på Mars, som tidigare observerats av Huygens men inte publicerats. Han bestämde också rotationsperioderna för Mars och Jupiter, och hans observationer av månen ledde till Cassini lagar , som ger en kompakt beskrivning av månens rörelse. Dessa lagar säger att:
- Månen tar lika lång tid att rotera jämnt runt sin egen axel som det tar att kretsa runt jorden. Som en konsekvens pekar samma ansikte alltid mot jorden.
- Månens ekvator lutar i en konstant vinkel (cirka 1°32′ båge) mot planet för jordens omloppsbana runt solen (d.v.s. ekliptikan)
- Den punkt där månbanan passerar från söder till norr på ekliptikan (aka. månbanans stigande nod) sammanfaller alltid med den punkt där månekvatorn passerar från norr till söder på ekliptikan (månekvatorns fallande nod ).
Ett collage av Saturnus (nederst till vänster) och några av dess månar: Titan, Enceladus, Dione, Rhea och Helene. Kredit: NASA/JPL/Space Science Institute
Tack vare sitt ledarskap var Giovanni Cassini den första av fyra på varandra följande chefer för Paris Observatory som bar hans namn. Detta skulle inkludera hans son, Jaques Cassini (Cassini II, 1677-1756); hans sonson César François Cassini (Cassini III, 1714-84); och hans barnbarn, Jean Dominique Cassini (Cassini IV, 1748-1845).
Observationer av Saturnus:
Under sin tid i Frankrike gjorde Cassini också sina berömda upptäckter av många av Saturnus månar – Iapetus 1671, Rhea 167 och Tethys och Dione 1684. Cassini döpte dessa månarSidera Lodoicea(Lodvigs stjärnor), och förklarade korrekt de onormala variationerna i ljusstyrka till närvaron av mörkt material på en halvklot (nu kalladCassini Regiotill hans ära).
1675 upptäckte Cassini att Saturnus ringar är separerade i två delar av ett gap, som nu kallas 'Cassini-divisionen' till hans ära. Han teoretiserade också att ringarna var sammansatta av otaliga små partiklar, vilket visade sig vara korrekt.
Död och arv:
Efter att ha ägnat sitt liv åt astronomi och observatoriet i Paris blev Cassini blind 1711 och dog sedan den 14 september 1712 i Paris. Och även om han motsatte sig många nya teorier och idéer som föreslogs under hans livstid, placerar hans upptäckter och bidrag honom bland de viktigaste astronomerna på 1600- och 1700-talen.
En jämförelse av universums geocentriska och heliocentriska modeller. Kredit: history.ucsb.edu
Som en traditionalist ansåg Cassini från början att jorden var centrum för solsystemet. Med tiden skulle han komma att acceptera Solar Theory of Nicolaus Copernicus inom vissa gränser, till den grad att han accepterade den modell som Tycho Brahe föreslagit. Men han förkastade Johannes Keplers teori att planeter färdas i ellipser och föreslog att deras vägar var vissa krökta ovaler (dvs Cassinians eller Cassini Ovals)
Cassini avvisade också Newtons Teori om gravitation , efter mätningar som han utförde som (felaktigt) antydde att jorden var långsträckt vid sina poler. Efter fyrtio år av kontroverser antogs Newtons teori efter mätningarna av Franska Geodesic Mission (1736-1744) och Lappiska expeditionen 1737, som visade att jorden faktiskt är tillplattad vid polerna.
För sin livstid i arbete har Cassini hedrats på många sätt av det astronomiska samfundet. På grund av hans observationer av månen och Mars uppkallades särdrag på deras respektive ytor efter honom. Både månen och Mars har sin egen Cassini-krater, och Cassini Regio på Saturnus måne Iapetus bär också hans namn.
Sedan finns det Asteroid (24101) Cassini, som upptäcktes av C.W. Juels 1999 med hjälp av Fountain Hills Observatory teleskop. Senast fanns det gemensamma NASA-ESA Cassini-Huygens uppdrag som nyligen avslutade sitt uppdrag att studera Saturnus och dess månar. Detta robot-omlopps- och landningsuppdrag fick sitt namn efter de två astronomer som var huvudansvariga för att upptäcka Saturnus månsystem.
Konstnärens intryck av rymdsonden Cassini, en del av Cassini-Huygens uppdrag för att utforska Saturnus och dess månar. Kredit: NASA/JPL
I slutändan har Cassinis passion för astronomi och hans bidrag till vetenskaperna säkerställt honom en bestående plats i historiens annaler. I varje diskussion om den vetenskapliga revolutionen och om de inflytelserika tänkarna som fick det att hända, förekommer hans namn tillsammans med sådana armaturer som Copernicus, Galileo , och Newton .
Vi har skrivit många intressanta artiklar om Giovanni Cassini här på Universe Today. Här är Hur många månar har Saturnus? , Planeten Saturnus , Saturnus måne Rhea , Saturnus 'Yin-Yang' måne Iapetus , Saturnus måne Dione .
För mer information, se till att kolla in NASA Cassini-Huygens uppdragssidan och De där också.
Astronomy Cast har också några intressanta avsnitt om ämnet. Här är Avsnitt 229: Cassini Mission , och Avsnitt 230: Christiaan Huygens .
Källor: