John Michell - John Michell

För andra personer som heter John Michell, se John Michell (disambiguation) .

John Michell
Född ( 1724-12-25 )25 december 1724
Eakring , Nottinghamshire , England
Död 21 april 1793 (1793-04-21)(68 år)
Thornhill , Yorkshire , England
Nationalitet engelsk
Alma mater Queens College , Cambridge
Känd för Förutspår förekomsten av svarta hål , seismologi , tillverkning av magneter , jordens massa
Makar)
Sarah Williamson
​
​
( m.  1764; död 1765)​

Ann Brecknock
​
( m.  1773 )​
Vetenskaplig karriär
Fält Fysik , geologi

John Michell ( / m ɪ tʃ əl / , 25 December 1724 - 21 April 1793) var en engelsk naturlig filosof och präst som gav banbrytande insikter i en rad olika vetenskapliga områden, inklusive astronomi , geologi , optik och gravitation . Betraktas som "en av de största osunga forskarna genom tiderna", han är den första personen som har föreslagit att det finns svarta hål och den första som har föreslagit att jordbävningar färdades i (seismiska) vågor . Han insåg att dubbelstjärnor var en produkt av ömsesidig gravitation, och han var den första som använde statistik för att studera kosmos . Han uppfann en apparat för att mäta jordens massa och förklarade hur man tillverkar en konstgjord magnet. Han har kallats fader både för seismologi och magnetometri .

Enligt en vetenskapsjournalist "låter några detaljer om Michells arbete verkligen som att de är utplockade från sidorna i en tjugonde århundradets astronomi." Den American Physical Society (APS) beskrivs Michell som "så långt före sin vetenskapliga samtida att hans idéer försmäktat i dunkel, tills de åter uppfunnit mer än ett sekel senare". Sällskapet uppgav att medan "han var en av de mest lysande och originella forskarna på sin tid, förblir Michell praktiskt taget okänd idag, delvis för att han gjorde lite för att utveckla och främja sina egna banbrytande idéer".

Tidigt liv, utbildning och professionella positioner

John Michell föddes 1724 i Eakring , i Nottinghamshire, son till Gilbert Michell, en präst, och lydnad Gerrard. Gilbert var son till William Michell och Mary Taylor från Kenwyn , Cornwall; Lydnad var dotter till Ralph och Hannah Gerrard från London. Han utbildades vid Queens 'College, Cambridge , och blev senare Fellow of Queens'. Han erhöll sin MA -examen 1752 och sin BD -examen 1761. Han var handledare vid college från 1751 till 1763; Praelector i aritmetik 1751; Censor i teologi 1752; Praelector i geometri 1753; Praelector på grekiska 1755 och 1759; Senior stipendiat 1756; Praelector på hebreiska 1759 och 1762; Censor i filosofi och examinator 1760. "Han nominerades till rektor för St Botolph's, Cambridge, den 28 mars 1760, och levde kvar till juni 1763." Från 1762 till 1764 höll han Woodwardian Chair of Geology tills han var tvungen att avstå från sitt äktenskap.

Det finns inget överlevande porträtt av Michell; han sägs ha varit "en liten kort man, av en svart hy och fet".

År 1910 konstaterade Sir Edmund Whittaker att under århundradet efter Isaac Newtons död var "den enda naturfilosofen som skilde sig och undervisade i Cambridge Michell", även om hans "undersökningar tycks ha väckt liten eller ingen uppmärksamhet bland hans kollegier. samtida och efterträdare, som tyst accepterade när hans upptäckter tillskrevs andra och lät hans namn förgås helt från Cambridge tradition ". Michell fortsatte att tillträda kontorstjänster i Compton och sedan Havant, båda i Hampshire. Under denna period sökte han utan framgång positioner i Cambridge och som Astronomer Royal .

År 1767 utsågs han till rektor för St. Michael's Church of Thornhill , nära Leeds, Yorkshire, England, en tjänst han innehade för resten av sitt liv. Han gjorde det mesta av sitt viktiga vetenskapliga arbete i Thornhill, där han dog den 21 april 1793, 68 år gammal. Han begravs där. Efter lokalt tryck gick en blå plakett upp på kyrkoväggen för att fira honom.

Vetenskapligt arbete

År 1750 publicerade Michell i Cambridge ett verk på cirka åttio sidor med titeln "A Treatise of Artificial Magnets", där han presenterade en enkel och snabb metod för att producera magneter som är överlägsna de bästa naturliga magneterna. Förutom beskrivningen av magnetiseringsmetoden som fortfarande bär hans namn, innehåller detta arbete en mängd exakta observationer om magnetism och har en klar exponering av magnetisk induktion.

Vid ett tillfälle försökte Michell mäta ljusets strålningstryck genom att fokusera solljuset på ena sidan av en kompassnål. Experimentet blev ingen framgång: nålen smälte.

Geologi och seismologi

Fram till slutet av 1900 -talet ansågs Michell vara viktig främst på grund av sitt arbete med geologi. Hans viktigaste geologiska uppsats, skriven efter jordbävningen i Lissabon 1755 , hade titeln "Gissningar rörande orsaken och observationerna om jordbävnings fenomen" ( Philosophical Transactions , li. 1760). I detta dokument presenterade han tanken att jordbävningar sprider sig som vågor genom jorden och att de involverar förskjutningarna i geologiska skikt som nu kallas fel . Han kunde uppskatta både epicentret och fokus för jordbävningen i Lissabon, och kan också ha varit den första som föreslog att en tsunami orsakas av en ubåt jordbävning.

Michells uppsats gav inte bara insikter om jordbävningar utan representerade också mer allmänt ett framsteg i förståelsen av geologin i jordskorpan. Han insåg att jorden består av "regelbundna och enhetliga skikt", varav några har avbrutits av omvälvningar. "Den viktigaste delen av Michells jordbävningspapper", enligt en kommentator, "är den redogörelse som den innehåller om det som nu kallas" jordskorpan. "" Visar en anmärkningsvärd kunskap om de geologiska skikten i olika delar av England och utomlands, drog han sina egna observationer för att främja förståelsen av sedimentär stratigrafi och var den första som definierade den mesozoiska stratigrafi i Storbritannien

År 1760, till följd av detta arbete, valdes han till medlem i Royal Society.

Ett brev från 1788 till Henry Cavendish indikerade att Michell fortsatte att intressera sig för geologi flera decennier efter hans uppsats om jordbävningar.

Magnetism

Michell studerade magnetism och upptäckte den "invers-kvadratiska lagen", det faktum att den magnetiska kraft som utövas av varje pol på en magnet minskar i proportion till kvadratet på avståndet mellan dem. Hans papper Treatise of Artificial Magnets från 1750, som var skrivet för sjömän och instrumentmakare och avsett som en praktisk manual om hur man gör magneter, innehöll en lista över "Magnetiska kroppars egenskaper" som representerade ett stort bidrag till förståelsen av magnetism.

Allvar

Huvudartikel: Cavendish -experiment
Michells torsionsbalans, som används i Cavendish -experimentet

Michell utarbetade en torsionsbalans för att mäta jordens massa, men dog innan han kunde använda den. Hans instrument gick i händerna på hans livslånga vän Henry Cavendish , som första gången utförde experimentet 1798 som nu kallas Cavendish -experimentet . Genom att placera två blybollar på 1 kg i ändarna på en sexfots stång, hängde han stången horisontellt med en fiber fäst vid dess mitt. Sedan placerade han en massiv blyboll bredvid var och en av de små, vilket orsakade en dragningskraft som ledde till att stången vände medurs. Genom att mäta stavens rörelse kunde Cavendish beräkna kraften som utövas av var och en av de stora bollarna på 1 kg-bollarna. Från dessa beräkningar kunde han ge en exakt uppskattning av gravitationskonstanten och av jordens massa och medeltäthet. Cavendish gav Michell full kredit för sin prestation.

År 1987 skrev gravitationforskaren AH Cook:

Det viktigaste framsteget i experiment med gravitation och andra känsliga mätningar var introduktionen av torsionsbalansen av Michell och dess användning av Cavendish. Det har legat till grund för alla de mest betydelsefulla gravitationsexperimenten sedan dess.

Dubbla stjärnor

Michell var den första personen som använde den nya matematiken för statistik för att studera stjärnorna och visade i ett papper från 1767 att många fler stjärnor förekommer i par eller grupper än vad en helt slumpmässig fördelning skulle kunna stå för. Han fokuserade sin undersökning på Pleiades -klustret och beräknade att sannolikheten för att hitta en så nära gruppering av stjärnor var ungefär en av en halv miljon. Han drog slutsatsen att stjärnorna i dessa dubbel- eller multipelstjärnsystem kan dras till varandra genom gravitationskraft och därmed ge det första beviset för förekomsten av binära stjärnor och stjärnkluster. Hans arbete med dubbelstjärnor kan ha påverkat hans vän William Herschels forskning om samma ämne.

Svarta hål

Det var Michell som i en artikel för The Philosophical Transactions of the Royal Society of London , som läste den 27 november 1783, först föreslog tanken att det fanns sådana saker som svarta hål , som han kallade "mörka stjärnor". Efter att ha accepterat Newtons korpuskulära ljusteori, som påstod att ljus består av små partiklar, resonerade han att sådana partiklar, när de utstrålas av en stjärna, skulle bromsas av dess gravitationskraft och trodde att det därför skulle vara möjligt att bestämma stjärnans massa baserat på hastighetsminskningen. Denna insikt ledde i sin tur till erkännandet att en stjärnas tyngdkraft kan vara så stark att rymningshastigheten skulle överstiga ljusets hastighet. Michell beräknade att detta skulle vara fallet med en stjärna som är mer än 500 gånger solens storlek. Eftersom ljuset inte skulle kunna fly från en sådan stjärna, skulle det vara osynligt. Med hans egna ord:

Om det verkligen skulle finnas i naturen några kroppar, vars densitet inte är mindre än solens, och vars diametrar är mer än 500 gånger solens diameter, eftersom deras ljus inte kunde komma fram till oss; eller om det skulle finnas andra kroppar av något mindre storlek, som inte är naturligt lysande; av förekomsten av kroppar under någon av dessa omständigheter, kunde vi inte ha någon information ur sikte; ändå, om några andra ljuskroppar skulle råka kretsa om dem kan vi kanske fortfarande från dessa roterande kroppars rörelser anta existensen av de centrala med viss grad av sannolikhet, eftersom detta kan ge en ledtråd till några av de uppenbara oegentligheterna i de roterande kropparna, som inte skulle vara lätt att förklara på någon annan hypotes; men eftersom konsekvenserna av en sådan antagande är mycket uppenbara, och övervägandet av dem något vid sidan av mitt nuvarande syfte, ska jag inte åtala dem ytterligare.

-  John Michell, 1784

Michell föreslog att det kan finnas många "mörka stjärnor" i universum, och idag tror astronomer att det faktiskt finns svarta hål i de flesta galaxernas centrum. På samma sätt föreslog Michell att astronomer kunde upptäcka "mörka stjärnor" genom att leta efter stjärnsystem som uppträdde gravitationellt som två stjärnor, men där endast en stjärna kunde ses. Michell hävdade att detta skulle visa närvaron av en "mörk stjärna". Det var en utomordentligt korrekt förutsägelse. Alla dussin kandidatstjärna svarta hål i vår galax (Vintergatan) finns i röntgenkompakta binära system .

Michells idéer om gravitation och ljus intresserade William Herschel, som försökte testa dem med sina kraftfulla teleskop. Några år efter att Michell kom på begreppet svarta hål föreslog den franske matematikern Pierre-Simon Laplace i stort sett samma idé i sin bok 1796, Exposition du Système du Monde .

Det har skrivits att Michell var så långt före sin tid när det gäller svarta hål att idén "gjorde lite intryck" på hans samtid. "Han dog i tyst dunkel", konstaterar American Physical Society, "och hans uppfattning om en" mörk stjärna "var glömd tills hans skrifter återkom på 70-talet."

Teleskop

Michell konstruerade teleskop för eget bruk. En av dem, ett reflekterande teleskop med en 10-fots brännvidd och en 30-tums bländare, köptes av den framstående astronomen William Herschel efter Michells död. De två männen hade många intressen gemensamt och bytte brev minst två gånger, men bara en post tyder på att de någonsin träffats. Herschel spelade in när han hade besökt och sett Michells teleskop 1792; Michell var redan skröplig och hans teleskop var i förfall. Herschel köpte teleskopet året efter, för £ 30.

Övrig yrkesverksamhet

Michell skrev också en uppsats om undersökning som hans biograf har beskrivit som "elegant" i teorin. Michell valdes till medlem i Royal Society. Han blev först inbjuden till möten i Royal Society 1751 som gäst hos Sir George Savile, som skulle bli hans beskyddare. Han deltog senare i möten "en till fyra gånger om året", medan han var i Cambridge. Hans uppsats om orsaken till jordbävningar lästes innan Sällskapet började den 28 februari 1760, vilket ledde till en rekommendation av Savile och en annan medlem att Michell skulle bli inbjuden att gå med i Sällskapet. Han valdes till medlem den 12 juni 1760.

Michell följde sitt arbete inom seismologi med arbete inom astronomi, och efter att ha publicerat sina fynd 1767 tjänstgjorde han i en astronomisk kommitté för Royal Society.

På senare tid har Michell blivit känd för sitt brev till Cavendish, publicerat 1784, om tyngdkraftens effekt på ljuset. Detta papper återupptäcktes på 1970 -talet och erkänns nu som att det föregriper flera astronomiska idéer som ansågs vara 1900 -talets innovationer. Michell krediteras nu med att vara den första som studerade fallet med ett himmelskt föremål som var massivt nog för att förhindra att ljus släppte ut (begreppet flykthastighet var välkänt vid den tiden). Ett sådant föremål, som han kallade en mörk stjärna , skulle inte vara direkt synligt, utan skulle kunna identifieras av en följeslagares rörelser om det var en del av ett binärt system. Den klassiska minimiradien för flykt under förutsättning att ljus betedde sig som materialpartiklar är numeriskt lika med Schwarzschild -radien i allmän relativitet . Michell föreslog också att man skulle använda ett prisma för att mäta det som nu kallas gravitationsrödförskjutning , gravitationens försvagning av stjärnljus på grund av källans ytvikt. Michell erkände att några av dessa idéer inte var tekniskt praktiska vid den tiden, men skrev att han hoppades att de skulle vara användbara för kommande generationer. När Michells papper återupptäcktes nästan två århundraden senare hade dessa idéer återuppfunnits av andra.

Privatliv

Michell var en man med "bred bredd i religiös tro". Han beskrevs av en samtida som "en liten kort man, med svart hy och fet", och "uppskattades som en mycket genial man och en utmärkt filosof". Under sina år på Thornhill välkomnade han besökare inklusive Benjamin Franklin , Joseph Priestley , Jan Ingenhousz och Henry Cavendish (upptäckaren av väte). Michell skrev till Franklin 1767 och beskrev sitt första besök i Thornhill, "den plats jag sa till dig att jag skulle ta bort till".

Priestley bodde en tid i närliggande Birstall. Det var vid Michells prästgård mittemot kyrkan som Priestley och Ingenhousz träffades för första gången. Vid samma möte introducerades John Smeaton för Benjamin Franklin och tillsammans tittade de på kanalen som Smeaton precis hade byggt i närheten. Michell hjälpte också Smeaton att revidera sin bok om Eddystone -fyren .

Michells första fru var Sarah Williamson (1727–1765), dotter till Luke Williamson och Sutton Holmes, "en ung dam med stor förmögenhet", som han gifte sig med 1764 och som tyvärr dog bara ett år senare, 1765. Den 13 februari 1773 , i Newark, Nottinghamshire, gifte han sig med Ann Brecknock (1736-1805), dotter till Matthew och Ann Brecknock från Nottinghamshire. De hade ett barn, Mary, som gifte sig med Sir Thomas Turton i Leeds, son till William Turton Esq. av Kingston Lisle, Berkshire och Jane Clarke från Hertford, Hertfordshire.

Michells yngre bror Gilbert var en köpman i London som senare bodde hos Michell i Thornhill, där de två bröderna var aktiva i lokala fastigheter och köpte många fastigheter i West Riding of Yorkshire.

Biografier

Michell är föremål för boken Weighing the World: The Reverend John Michell of Thornhill (2012) av Russell McCormmach.

Utvalda publikationer

  • Observationer på kometen i januari 1760 i Cambridge , Philosophical Transactions (1760)
  • Gissningar angående orsaken och iakttagelserna om fenomen av jordbävningar , ibid. (1760)
  • En rekommendation av Hadleys Quadrant for Surveying , ibid. (1765)
  • Förslag på en metod för mätning av längdgrader på ekvatorns paralleller , ibid. (1766)
  • En utredning om de troliga parallellerna och storleken på de fasta stjärnorna , ibid. (1767)
  • På Twinkling of the Fixed Stars , ibid. (1767)
  • Michell, John (27 november 1783), "På sättet att upptäcka avståndet, storleken osv. Av de fasta stjärnorna, till följd av minskningen av deras ljushastighet, i fall en sådan minskning borde hittas äga rum. i någon av dem, och sådana andra uppgifter bör skaffas från observationer, som skulle vara längre nödvändigt för det ändamålet. Av pastor John Michell, BDFRS I ett brev till Henry Cavendish, Esq. FRS och AS ", Filosofiska transaktioner av Royal Society of London , The Royal Society, 74 : 35–57, Bibcode : 1784RSPT ... 74 ... 35M , doi : 10.1098/rstl.1784.0008 , ISSN  0080-4614 , JSTOR  106576

Referenser

Källor

externa länkar