جورج بيدل إيري

كان من أبرز أبحاث إيري تحديده لمتوسط ​​كثافة الأرض . في عام 1826، خطرت له فكرة معالجة هذه المشكلة من خلال تجارب البندول في أعلى وأسفل منجم عميق . فشلت محاولته الأولى، التي أجراها في العام نفسه في منجم دولكواث في كورنوال، نتيجة عطل في أحد البندولات . أما المحاولة الثانية في عام 1828 فقد أُحبطت بسبب فيضان المنجم، ومضت سنوات عديدة قبل أن تتاح له فرصة أخرى. أُجريت التجارب في النهاية في منجم هارتون بالقرب من ساوث شيلدز في شمال إنجلترا عام 1854. وأظهرت نتائجها المباشرة أن الجاذبية في قاع المنجم تفوق جاذبيتها في أعلاه بمقدار 1/19286 من قيمتها، على عمق 383 مترًا (1257 قدمًا) . ومن هذه النتيجة، توصل إلى القيمة النهائية للكثافة النوعية للأرض ، وهي 6.566. ^{[ 9 ]} هذه القيمة، على الرغم من أنها تتجاوز بكثير تلك التي تم التوصل إليها سابقًا بطرق مختلفة، اعتبرها آيري، نظرًا للدقة والشمولية التي أجريت بها الملاحظات ونوقشت، "مؤهلة للتنافس مع القيم الأخرى على الأقل بشروط متساوية". ^{[ 8 ]} القيمة المقبولة حاليًا لكثافة الأرض هي 5.5153 جم/سم ³ .  

في عام 1830، حسب إيري طولَي نصف قطر الأرض القطبي والاستوائي باستخدام قياسات أُجريت في المملكة المتحدة. ورغم أن قياساته استُبدلت بأرقام أنصاف أقطار أكثر دقة (مثل تلك المستخدمة في نظامي الإحداثيات GRS 80 و WGS84 )، فإن جيود إيري (وهو في الواقع شكل بيضاوي مرجعي، OSGB36) لا يزال يُستخدم من قِبل هيئة المساحة البريطانية لرسم خرائط إنجلترا واسكتلندا وويلز، لأنه يُطابق مستوى سطح البحر المحلي بشكل أفضل (حوالي 80  سم تحت المتوسط ​​العالمي). ^{[ 10 ] [ 11 ]}

يُعد اكتشاف آيري لمتباينة جديدة في حركتي كوكب الزهرة والأرض، من بعض النواحي، إنجازه الأبرز. فبينما كان يُصحح عناصر جداول ديلامبر الشمسية، راوده الشك بوجود متباينة أغفلها واضعها. ولم يطل بحثه عن سببها عبثًا؛ إذ إن متوسط ​​حركة الزهرة، الذي يبلغ ثلاثة عشر ضعفًا، يُقارب متوسط ​​حركة الأرض، الذي يبلغ ثمانية أضعاف، بحيث لا يُمثل الفرق سوى جزء ضئيل من متوسط ​​حركة الأرض. ومن حقيقة أن الحدّ المُعتمد على هذا الفرق، على الرغم من صغره الشديد، يتلقى في تكامل المعادلات التفاضلية مُضاعفًا يُقارب 2,200,000، استنتج آيري وجود متباينة ملحوظة تمتد على مدى 240 عامًا ( Phil. Trans. cxxii. 67). ولعل هذا البحث كان الأكثر جهدًا في نظرية الكواكب حتى عصر آيري ، ومثّل أول تحسين مُحدد في الجداول الشمسية يُجرى في إنجلترا منذ إرساء نظرية الجاذبية . تقديراً لهذا العمل، مُنح الميدالية الذهبية للجمعية الفلكية الملكية في عام 1833 ^{[ 8 ]} (وقد فاز بها مرة أخرى في عام 1846).

تُحدَّد دقة الأجهزة البصرية بظاهرة الحيود . لذا، حتى العدسة الأكثر مثالية لا تستطيع تكوين صورة نقطية تمامًا عند بؤرتها ، بل تتكون بدلاً من ذلك من نمط مركزي ساطع يُعرف الآن بقرص آيري ، محاط بحلقات متحدة المركز تُشكل نمط آيري. يعتمد حجم قرص آيري على طول موجة الضوء وحجم الفتحة. كان جون هيرشل قد وصف هذه الظاهرة سابقًا، ^{[ 12 ]} لكن آيري كان أول من شرحها نظريًا. ^{[ 13 ]}

محاكاة تكوين قرص إيري

الجسيمات الفردية التي تشكل نمط حيود الثقب الدقيق

توزيع احتمالية حيود الثقب الدقيق

كان هذا حجةً أساسيةً في دحض إحدى آخر الحجج المتبقية لنظرية مركزية الأرض المطلقة : حجة النجوم العملاقة . أشار تيكو براهي وجيوفاني باتيستا ريتشيولي إلى أن عدم وجود اختلاف المنظر النجمي القابل للكشف في ذلك الوقت يعني أن النجوم تقع على مسافة شاسعة. لكن العين المجردة والتلسكوبات المبكرة ذات الفتحات الصغيرة بدت وكأنها تُظهر أن النجوم عبارة عن أقراص ذات حجم معين. وهذا يعني أن النجوم كانت أكبر من الشمس بأضعاف كثيرة (لم يكونوا على دراية بالنجوم العملاقة الفائقة أو العملاقة الضخمة ، ولكن حُسب أن بعضها أكبر من حجم الكون بأكمله المُقدَّر في ذلك الوقت). ومع ذلك، فإن ظهور النجوم على شكل أقراص كان زائفًا: فهم لم يكونوا يرون صورًا نجمية حقيقية، بل أقراص إيري. أما مع التلسكوبات الحديثة، حتى تلك التي تتمتع بأعلى تكبير، فإن صور جميع النجوم تقريبًا تظهر بشكل صحيح كنقاط ضوئية.

في يونيو 1835، عُيّن إيري فلكيًا ملكيًا خلفًا لجون بوند ، وبدأ مسيرته الطويلة في المرصد الوطني الذي يُعدّ أبرز إنجازاته. كان المرصد في ذلك الوقت في حالة يرثى لها، لدرجة أن اللورد أوكلاند ، أول لورد للأميرالية ، رأى أنه "يجب إخلاؤه"، بينما أقرّ إيري بأنه "كان في حالة غريبة". وبكلّ طاقته المعهودة، شرع فورًا في إعادة تنظيم الإدارة بالكامل. أعاد تصميم مجلدات الملاحظات، ووضع المكتبة على أسس متينة، وركّب المرصد الاستوائي الجديد ( شيبشانكس ) ، وأنشأ مرصدًا مغناطيسيًا جديدًا. في عام 1847 ، أُقيم مرصد سمتي ارتفاعي ، صمّمه إيري لتمكين رصد القمر ليس فقط على خط الزوال ، بل كلما كان مرئيًا. ^{[ 14 ]} وفي عام 1848، اخترع إيري أنبوب سمتي عاكس ليحل محلّ قطاع السمت المستخدم سابقًا. في نهاية عام 1850، تم تركيب دائرة العبور الكبرى بفتحة عدسة 203 ملم (8.0 بوصة) وبُعد بؤري 3.5 متر (11 قدمًا و6 بوصات) ، ولا تزال الأداة الرئيسية من نوعها في المرصد. وقد أثار تركيب تلسكوب استوائي بفتحة عدسة 330 ملم (13 بوصة) في عام 1859 تعليقًا في مذكراته لتلك السنة: "لا يوجد الآن أي شخص يعمل أو أي أداة مستخدمة في المرصد مما كان موجودًا في زمن السيد بوند"؛ واكتمل التحول مع بدء العمل الطيفي في عام 1868 والتسجيل الفوتوغرافي للبقع الشمسية في عام 1873. ^{[ 8 ]}      

كانت المهمة الشاقة المتمثلة في اختزال البيانات المتراكمة لرصد الكواكب التي أُجريت في غرينتش بين عامي 1750 و1830 جارية بالفعل تحت إشراف إيري عندما أصبح الفلكي الملكي. وبعد ذلك بوقت قصير، تولى مهمة أخرى بالغة الصعوبة تتمثل في اختزال الكم الهائل من بيانات رصد القمر التي أُجريت في غرينتش خلال الفترة نفسها، تحت إشراف كل من جيمس برادلي ، وناثانيال بليس ، ونيفيل ماسكيلين، وجون بوند على التوالي، وقد خصصت الخزانة مبلغًا كبيرًا من المال لتغطية نفقات هذه المهمة. ونتيجة لذلك، تم إنقاذ ما لا يقل عن 8000 عملية رصد قمري من النسيان، ووُضعت في عام 1846 تحت تصرف الفلكيين بشكل يسمح باستخدامها مباشرة للمقارنة مع النظرية ولتحسين جداول حركة القمر. ^{[ 8 ]}

حصل آيري على شهادة تقدير من الجمعية الفلكية الملكية عام ١٨٤٨ تقديرًا لهذا العمل ، مما أدى مباشرةً إلى اكتشاف بيتر أندرياس هانسن لمتباينتين جديدتين في حركة القمر. بعد إتمام هذه المتباينات، استفسر آيري، قبل الشروع في أي بحث نظري متعلق بها، عما إذا كان أي عالم رياضيات آخر يتابع الموضوع، وعلم أن هانسن قد بدأ العمل عليه برعاية ملك الدنمارك ، ولكن نظرًا لوفاة الملك وما ترتب على ذلك من نقص في التمويل، كان هناك خطر من اضطراره للتخلي عنه، فتقدم بطلب إلى الأميرالية نيابةً عن هانسن للحصول على المبلغ اللازم. تمت الموافقة على طلبه على الفور، وهكذا تم إهداء جداول هانسن الشهيرة للقمر إلى أميرية جلالة ملكة بريطانيا العظمى وأيرلندا . ^{[ ٨ ]}

في عام 1851، أنشأ إيري خط غرينتش الرئيسي الجديد . أصبح هذا الخط، وهو خط غرينتش الرابع، الخط المعترف به دوليًا في عام 1884. ^{[ 15 ] [ 16 ]} وقد تم استبداله بخط غرينتش المرجعي التابع للهيئة الدولية لأبحاث الأرض في عام 1984، والذي يمتد حوالي 102 مترًا إلى الشرق.

في يونيو 1846، بدأ إيري مراسلة الفلكي الفرنسي أوربان لو فيرييه بشأن تنبؤ الأخير بأن اضطرابات حركة أورانوس تعود إلى جرم سماوي لم يُرصد بعد. وإدراكًا منه أن فلكي كامبريدج جون كوتش آدامز قد أشار إلى أنه قدّم تنبؤات مماثلة، حثّ إيري في 9 يوليو جيمس تشاليس على إجراء بحث منهجي على أمل تحقيق السبق العلمي لبريطانيا. وفي نهاية المطاف، فاز بحث منافس في برلين بقيادة يوهان غوتفريد غال ، بتحريض من لو فيرييه، بسباق الأسبقية. ^{[ 17 ]} ورغم أن إيري تعرّض "لإساءة بالغة من الإنجليز والفرنسيين على حد سواء" ^{[ 18 ]} لتقاعسه عن العمل على اقتراحات آدامز بشكل أسرع، فقد وُجهت أيضًا ادعاءات بأن مراسلات آدامز كانت غامضة ومتأخرة ^{[ 17 ]} ، وأن البحث عن كوكب جديد لم يكن من مسؤولية الفلكي الملكي. ^{[ 19 ]}

باستخدام تلسكوب مملوء بالماء ، بحث آيري في عام 1871 عن تغير في الانحراف النجمي من خلال الماء المنكسر بسبب فرضية سحب الأثير . ^{[ 20 ]} ومثل جميع المحاولات الأخرى للكشف عن انجراف أو سحب الأثير، حصل آيري على نتيجة سلبية.

في عام ١٨٧٢، راودت آيري فكرة معالجة نظرية القمر بطريقة جديدة، وفي سن الحادية والسبعين شرع في العمل الشاق الذي استلزمه هذا المخطط. يمكن الاطلاع على وصف عام لمنهجه في الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية ، المجلد ٣٤، العدد ٣. ويتلخص هذا المنهج أساسًا في اعتماد التعبيرات العددية النهائية لتشارلز-أوجين دولوناي لخطوط الطول والعرض والتزيح ، مع إضافة رمز لكل رقم، تُحدد قيمته بالتعويض في معادلات الحركة. ^{[ ٨ ]}

في هذا الأسلوب لمعالجة المسألة، يكون ترتيب المصطلحات عدديًا، وعلى الرغم من أن حجم العمل كان كبيرًا لدرجة أنه كان من الممكن أن يثني شابًا، إلا أن التفاصيل كانت سهلة، ويمكن إسناد جزء كبير منها إلى "مجرد جهاز كمبيوتر ". ^{[ 8 ] [ أ ]}

نُشر العمل عام ١٨٨٦، وكان مؤلفه يبلغ من العمر خمسة وثمانين عامًا. قبل ذلك بقليل، راوده شكٌّ بأن بعض الأخطاء قد تسللت إلى الحسابات، ولذا انكبّ على مهمة المراجعة. لكن قدراته لم تعد كما كانت، ولم يتمكن قط من دراسة الأمر دراسة وافية. في عام ١٨٩٠، يروي لنا كيف وقع خطأ فادح في إحدى الخطوات الأولى، ويضيف بأسى: "انكسرت معنوياتي تجاه العمل، ولم أعد أُكمله بحماس منذ ذلك الحين". ^{[ ٨ ]}

وُصف إيري في نعيه الذي نشرته الجمعية الملكية بأنه "خصم عنيد"، ولا تزال تُروى قصصٌ عن خلافاتٍ وصراعاتٍ عديدةٍ مع علماء آخرين. اكتشف فرانسيس رونالدز أن إيري خصمٌ له عندما كان أول مديرٍ فخريٍّ لمرصد كيو ، الذي اعتبره إيري منافسًا لمرصد غرينتش. ^{[ 24 ] [ 25 ]} ومن بين الصراعات الأخرى الموثقة جيدًا، صراعه مع تشارلز باباج والسير جيمس ساوث . ^{[ 26 ] [ 27 ]}