فريدريش فيلهلم بيسل

فريدريك فيلهلم بيسل ( بالألمانية: [ ˈbɛsl̩ ] ؛ 22 يوليو 1784 - 17 مارس 1846) كان فلكيًا ورياضيًا وفيزيائيًا وجيوديسيًا ألمانيًا . كان أول فلكي يحدد قيمًا موثوقة للمسافة بين الشمس ونجم آخر باستخدام طريقة اختلاف المنظر . درس بيسل بعض الدوال الرياضية المهمة بشكل منهجي لأول مرة ، وسُميت دوال بيسل تكريمًا له. ^{[ 1 ]}

وُلد بيسل في ميندن ، وستفاليا ، التي كانت آنذاك عاصمة منطقة ميندن-رافنسبرغ الإدارية البروسية ، وهو الابن الثاني لموظف حكومي في عائلة كبيرة. في سن الرابعة عشرة، ترك المدرسة لعدم رغبته في دراسة اللغة اللاتينية، والتحق بشركة كولينكامب للاستيراد والتصدير في بريمن . دفعه اعتماد الشركة على سفن الشحن إلى توظيف مهاراته الرياضية في مسائل الملاحة ، مما أدى بدوره إلى اهتمامه بعلم الفلك كوسيلة لتحديد خطوط الطول .

لفت بيسل انتباه هاينريش فيلهلم أولبرز ، وهو طبيب ممارس من بريمن وعالم فلك معروف، من خلال إنتاج تحسين على الحسابات المدارية لمذنب هالي في عام 1804، باستخدام بيانات رصد قديمة مأخوذة من توماس هاريوت وناثانيال توربورلي في عام 1607. ^{[ 2 ]} قام فرانز زافير فون زاخ بتحرير النتائج في مجلته Monatliche Correspondenz .

بعد إتمام دراسته التجارية، غادر بيسيل كولينكامب عام 1806 وأصبح مساعدًا في مرصد يوهان هيرونيموس شروتر الخاص في ليلينتال بالقرب من بريمن، خلفًا لكارل لودفيج هاردينج . هناك، عمل على بيانات جيمس برادلي لرصد النجوم لتحديد مواقع دقيقة لحوالي 3222 نجمًا. ^{[ 2 ]}

على الرغم من افتقاره إلى أي تعليم عالٍ، وخاصةً في الجامعة، عُيّن بيسل مديرًا لمرصد كونيغسبرغ الذي أُسس حديثًا من قِبل الملك فريدريك ويليام الثالث ملك بروسيا في يناير 1810، وكان عمره آنذاك 25 عامًا، وبقي في هذا المنصب حتى وفاته. وقد شكك بعض كبار أساتذة كلية الفلسفة في حق بيسل في تدريس الرياضيات دون أي شهادة أكاديمية. ولذلك، لجأ إلى زميله كارل فريدريش غاوس ، الذي منحه درجة الدكتوراه الفخرية من جامعة غوتنغن في مارس 1811. وكان العالمان على تواصل من عام 1804 إلى عام 1843. وفي عام 1837، نشب بينهما خلاف حول عادة غاوس في بطء النشر. ^{[ 3 ]}

في عام 1842 شارك بيسيل في الاجتماع السنوي للجمعية البريطانية لتقدم العلوم في مانشستر، برفقة عالم الجيوفيزياء جورج أدولف إرمان وعالم الرياضيات كارل جوستاف جاكوب جاكوبي ، حيث قدم تقريرًا عن الساعات الفلكية. ^{[ 4 ]}

تزوج بيسل من يوهانا هاغن، ابنة الكيميائي والصيدلي كارل غوتفريد هاغن ، عم الطبيب وعالم الأحياء هيرمان أوغست هاغن، ومهندس الهيدروليكا غوتليف هاغن ، الذي كان أيضًا تلميذًا ومساعدًا لبيسل من عام 1816 إلى 1818. وكان الفيزيائي فرانز إرنست نيومان ، رفيق بيسل المقرب وزميله، متزوجًا من فلورنتين، شقيقة يوهانا هاغن. أدخل نيومان أساليب بيسل الدقيقة في القياس واختزال البيانات في ندوته الرياضية الفيزيائية، التي شارك في إدارتها مع كارل غوستاف جاكوب جاكوبي في كونيغسبرغ. ^{[ 5 ]} كان لهذه الأساليب الدقيقة أثرٌ بالغٌ على عمل طلاب نيومان وعلى المفهوم البروسي للدقة في القياس.

كان لبيسل ولدان وثلاث بنات. أصبح ابنه الأكبر مهندسًا معماريًا، لكنه توفي فجأة عام ١٨٤٠ عن عمر يناهز ٢٦ عامًا؛ وتوفي ابنه الأصغر بعد ولادته بفترة وجيزة. تزوجت ابنته الكبرى، ماري، من الفيزيائي جورج أدولف إرمان ، أحد أفراد عائلة إرمان العلمية . وكان من بين أبنائهما عالم المصريات الشهير أدولف إرمان . تزوجت ابنته الثالثة، جوانا، من السياسي أدولف هيرمان هاغن ؛ وكان من بين أبنائهما الفيزيائي إرنست بيسل هاغن ، وكان عالم الرياضيات إريك بيسل هاغن حفيدهما. وكان بيسل عرابًا لأدولف فون باير ، ابن زميله يوهان جاكوب باير .

بعد عدة أشهر من المرض، توفي بيسل في مارس 1846 في مرصده بسبب التليف خلف الصفاق . ^{[ 6 ] [ 7 ]}

أثناء بناء المرصد، قام بيسل بتطوير كتابه " أساسيات علم الفلك" (Fundamenta Astronomiae) استنادًا إلى ملاحظات برادلي. وكنتيجة أولية، أنتج جداول انكسار الغلاف الجوي التي فاز بها بجائزة لالاند من الأكاديمية الفرنسية للعلوم عام 1811. وبدأ مرصد كونيغسبرغ العمل عام 1813.

ابتداءً من عام 1819، حدد بيسل مواقع أكثر من 50,000 نجم باستخدام دائرة الزوال من رايشنباخ ، بمساعدة بعض طلابه المؤهلين. وكان أبرزهم فريدريش فيلهلم أرغيلاندر ، وخلفه أوتو أوغست روزنبرغر وأوغست لودفيغ بوش .

حدد بيسل أول قيمة موثوقة للمسافة بين نجم والنظام الشمسي باستخدام مقياس الشمس من فراونهوفر، معتمدًا على طريقة اختلاف المنظر النجمي . في عام 1838، نشر بيسل قيمة اختلاف منظر بلغت 0.314 ثانية قوسية لنجم 61 Cygni ، مما يشير إلى أن النجم يبعد 10.3 سنة ضوئية . ^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]} وبالمقارنة مع القياس الحالي البالغ 11.4 سنة ضوئية، بلغت نسبة الخطأ في قيمة بيسل 9.6%. بفضل هذه النتائج، لم يوسع علماء الفلك نطاق رؤيتهم للكون فحسب، بل تجاوزوا أيضًا القدر الكوني، كما أن اكتشاف جيمس برادلي لانحراف الضوء عام 1728 قدّم دليلًا تجريبيًا ثانيًا على الحركة النسبية للأرض. ^{[ 11 ]} بعد ذلك بفترة وجيزة، أبلغ فريدريش جورج فيلهلم ستروف وتوماس هندرسون عن اختلافات منظر نجمي فيغا وألفا قنطورس .

سمحت القياسات الدقيقة باستخدام دائرة الزوال الجديدة التي وضعها أدولف ريبسولد لبيسل بملاحظة انحرافات في حركات نجمي الشعرى اليمانية والشعرى الشعرية ، والتي لا بد أنها ناجمة عن جاذبية أجرام سماوية غير مرئية. ^{[ 12 ] [ 13 ]} وكان إعلانه عن "الرفيق المظلم" لنجم الشعرى اليمانية عام 1844 أول تأكيد صحيح لوجود رفيق لم يُرصد من قبل عن طريق القياس الموضعي، وأدى في النهاية إلى اكتشاف نجم الشعرى اليمانية ب بواسطة ألفان غراهام كلارك عام 1862، وهو أول اكتشاف لقزم أبيض . واكتشف جون مارتن شايبرلي نجم الشعرى الشعرية ب عام 1896.

كان بيسل أول عالم أدرك التأثير الذي أطلق عليه لاحقًا اسم المعادلة الشخصية ، وهو أن العديد من الأشخاص الذين يراقبون في وقت واحد يحددون قيمًا مختلفة قليلاً، وخاصة عند تسجيل وقت عبور النجوم. ^{[ 14 ]}

في عام 1824، طور بيسل طريقة جديدة لحساب ظروف الكسوف باستخدام ما يسمى بعناصر بيسل . وقد بسطت طريقته الحساب إلى حد كبير، دون التضحية بالدقة، لدرجة أنها لا تزال مستخدمة حتى اليوم. ^{[ 15 ]}

بناءً على اقتراح بيسل، بدأت الأكاديمية البروسية للعلوم إصدار " خرائط برلين الأكاديمية للنجوم " ( Berliner Akademische Sternkarten ) عام 1825 كمشروع دولي، وكان يوهان فرانز إنكه المحرر التنفيذي. وقد مكّنت خريطة جديدة غير منشورة يوهان غوتفريد غال من تحديد موقع نبتون بالقرب من الموقع الذي حسبه لو فيرييه في سبتمبر 1846 في مرصد برلين .

في القرن الثامن عشر، طُرحت سلسلة من الدوال الأسطوانية لحل مسائل اهتزاز الأوتار على يد دانيال برنولي وليونهارد أويلر وآخرين. استخدم جوزيف لويس لاغرانج وبيسل هذه الدوال لحل معادلة كبلر . لاحقًا، درس بيسل الخصائص الرياضية لهذه الدوال بشكل منهجي، والتي تُعرف الآن بدوال بيسل . ^{[ 1 ]} تُعد هذه الدوال أساسية لحل بعض المعادلات التفاضلية ، وتُستخدم على نطاق واسع في كل من الفيزياء الكلاسيكية والكمية . في دراساته لهذه الدوال، نشر بيسل لأول مرة متسلسلة فورييه ، قبل جوزيف فورييه الذي عمل عليها، ولكن نُشر عمله بعد عقود. ^{[ 1 ]}

يُسمى حد تصحيح في صيغة مُقدِّر تباين العينة تكريمًا له. ويتمثل هذا في استخدام العامل n  −  1 في مقام الصيغة، بدلًا من n فقط . ويحدث هذا عندما يُستخدم متوسط ​​العينة بدلًا من متوسط ​​المجتمع لتوسيط البيانات، ولأن متوسط ​​العينة هو توليفة خطية من البيانات، فإن الباقي من متوسط ​​العينة يتجاوز عدد درجات الحرية بعدد معادلات القيد - وهي معادلة واحدة في هذه الحالة.

على غرار العديد من علماء الفلك في عصره، انخرط بيسل أيضًا في مجال الجيوديسيا ، ^{[ 16 ]} بدايةً من الناحية النظرية، عندما نشر طريقةً لحل المشكلة الجيوديسية الرئيسية . ^{[ 17 ]} في عام 1830، حصل على الأمر الملكي لإجراء مسح لبروسيا الشرقية بهدف ربط شبكات التثليث البروسية والروسية القائمة آنذاك . أُنجز هذا العمل بالتعاون مع يوهان جاكوب باير ، الذي كان آنذاك رائدًا في الجيش البروسي؛ ونُشر التقرير النهائي في عام 1838. ^{[ 18 ]} كما حصل على تقدير لزيادة دقة شكل الأرض الإهليلجي ، والذي يُسمى اليوم إهليلج بيسل ، استنادًا إلى عدة قياسات قوسية . ^{[ 19 ] [ 20 ]}

• حصل على درجة الدكتوراه الفخرية من جامعة غوتنغن في مارس 1811
• جائزة لالاند من الأكاديمية الفرنسية للعلوم في عامي 1811 و 1816 ^{[ 21 ]}
• عضو في الأكاديمية البروسية للعلوم عام 1812 ^{[ 22 ]}
• عضو في الأكاديمية الفرنسية للعلوم عام 1816 ^{[ 23 ]}
• عضو أجنبي في الأكاديمية الملكية السويدية للعلوم عام 1823
• زميل الجمعية الملكية عام 1825 ^{[ 24 ]}
• عضو فخري أجنبي في الأكاديمية الأمريكية للفنون والعلوم عام 1832 ^{[ 25 ]}
• عضو في المعهد الملكي الهولندي، سلف الأكاديمية الملكية الهولندية للفنون والعلوم في عام 1827 ^{[ 26 ]}
• عضو في الجمعية الفلسفية الأمريكية عام 1840 ^{[ 27 ]}
• عضو في الأكاديمية الوطنية للعلوم في فيرونا (1842)، ^{[ 28 ]}
• فاز بيسيل بالميدالية الذهبية للجمعية الفلكية الملكية مرتين، في عامي 1829 و 1841 ^{[ 29 ]}

كان بيسيل أحد الأعضاء الأوائل في وسام الاستحقاق (الطبقة المدنية) عندما تم تأسيسه في عام 1842. ^{[ 30 ]}

أول جسم كوني سُمّي باسم بيسل هو أكبر فوهة في بحر صفاء القمر . ^{[ 31 ]} سُمّي الكويكب 1552 بيسل، الواقع في الحزام الرئيسي، في الذكرى المئوية لتحديد اختلاف المنظر في عام 1938. ^{[ 32 ]}

تُعتبر مضيقا بيسل في شمال شرق جرينلاند ومضيق بيسل في شمال غرب جرينلاند من المعالم التذكارية الجغرافية .

تم تسمية خنفساء أحفورية من العصر الإيوسيني تنتمي إلى عائلة Ptinidae ، عُثر عليها في كهرمان بحر البلطيق في سامبيا ، باسم Xyletinus besseli ^{[ 33 ]} تكريماً له. ^{[ 34 ]}

BeSSel، وهو مسح إرث الهياكل الشريطية واللولبية ، سمي على اسمه.

اللاتينية

الألمانية

مراسلة

• Königlich Preußische Akademie der Wissenschaften، أد. (1880): بريفويشسيل زويشن غاوس أوند بيسيل. [المراسلات] لايبزيغ.

• قائمة الأشياء التي سُميت على اسم فريدريك بيسل

• الوسائط المتعلقة بفريدريش فيلهلم بيسل على ويكيميديا ​​كومنز
• أوكونور، جون جيه؛ روبرتسون، إدموند إف ، "فريدريش فيلهلم بيسل" ، أرشيف ماك تيوتور لتاريخ الرياضيات ، جامعة سانت أندروز