17. storočie bolo pre vedy veľmi priaznivým obdobím, pričom sa dosiahol pokrok v oblasti fyziky, matematiky, chémie a prírodných vied. V priebehu storočia bolo po prvý krát pozorovaných niekoľko planét a mesiacov, boli vyrobené presné modely na predpovedanie pohybov planét a bol koncipovaný zákon univerzálnej gravitácie.
Uprostred toho vyniká meno Christiaan Huygens medzi ostatnými. Ako jeden z popredných vedcov svojej doby bol kľúčovým vo vývoji hodín, mechaniky a optiky. A v oblasti astronómie objavil Saturnove prstene a jeho najväčší mesiac - Titan. Vďaka Huygensovi boli ďalšie generácie astronómov inšpirované k objavovaniu vonkajšej slnečnej sústavy, čo viedlo k objavu ďalších kroniánskych mesiacov, Uránu a Neptúnu v nasledujúcom storočí.
Skorý život:
Christiaan Huygens sa narodila v Haagu 14. apríla 1629 v bohatej a vplyvnej holandskej rodine. Christiaan bol druhým synom Constantijna Huygensa a Suzanna van Baerleovej, ktorý Christiaana vymenoval po otcovom otcovi. Constantijn - slávny básnik, skladateľ a poradca Oranžového domu - bol priateľom mnohých súčasných filozofov vrátane Galilea Galileiho, Marina Mersenneho a Reného Descartesa.
Spojenia jeho otca a jeho osobné vzťahy umožnili Christiaanovi získať komplexné vzdelanie v oblasti umenia a vied a postaviť ho na cestu, aby sa stal vynálezcom a astronómom. Až do šestnástich rokov bol Christiaan doma vzdelávaný a získal liberálne vzdelanie, študoval jazyky, hudbu, históriu, geografiu, matematiku, logiku, rétoriku a tiež tanec, šerm a jazdu na koni.
Vzdelanie:
V roku 1645 bol Christiaan poslaný študovať právo a matematiku na univerzitu v Leidene na juhu Holandska. Po dvoch rokoch Huygens pokračoval v štúdiu na novozaloženej College of Orange v Brede, kde bol jeho otec kurátorom, až do ukončenia štúdia v roku 1649. Zatiaľ čo jeho otec dúfal, že bude diplomatom, Christiaan má záujem o matematiku a vedy boli zrejmé.
V roku 1654 sa Huygens vrátil do domu svojho otca v Haagu a začal sa úplne venovať výskumu. Väčšina z toho sa odohrala v inom dome, ktorý vlastnila jeho rodina v neďalekom Hofwijcku, kde trávil väčšinu leta. Huygens v tejto dobe vyvinul širokú škálu korešpondentov, medzi ktoré patril Mersenne a okruh akademikov, s ktorým sa v Paríži obklopil.
V roku 1655 Huygens začal navštevovať Paríž pri viacerých príležitostiach a zúčastnil sa diskusií, ktoré usporiadala Montmorská akadémia - ktorá sa po jeho smrti v roku 1648 prevzala z kruhu Mersenne. Počas akademie v Montmori obhajoval Huygens vedeckú metódu a experimentovanie nad tradičnými ortodoxie a to, čo videl ako amatérske postoje.
V roku 1661 uskutočnil Huygens svoju prvú návštevu v Anglicku, kde sa zúčastnil stretnutia skupiny Gresham College - spoločnosti vedcov ovplyvnenej touto novou vedeckou metódou (ktorú podporil Francis Bacon). V roku 1663 sa Huygens stal členom Kráľovskej spoločnosti, ktorá vystriedala Greshamovu skupinu, a stretla sa s takými vplyvnými učencami, ako sú Isaac Newton a Robert Boyle, pričom sa zapájali do mnohých diskusií a diskusií s ostatnými o nich.
V roku 1666 sa Huygens presťahoval do Paríža a stal sa jedným zo zakladajúcich členov novej francúzskej akadémie vied Louisa XIV. Kým tam pôsobil, použil Parížske observatórium, aby urobil svoje najväčšie objavy v oblasti astronómie (pozri nižšie), vykonával korešpondenciu s Kráľovskou spoločnosťou a spolupracoval s kolegom astronomom Giovanni Cassinim (ktorý objavil Saturnove mesiace Iapetus, Rhea, Tethys a Dione). ,
Jeho práca s Akadémiou mu poskytla väčší dôchodok ako ktorýkoľvek iný člen a byt v jeho budove. Okrem príležitostných návštev v Holandsku žil v rokoch 1666 - 1681 v Paríži a zoznámil sa s nemeckým matematikom a filozofom Gottfriedom Wilhelmom Leibnizom, s ktorým zostal po celý svoj život v priateľskom vzťahu.
Úspechy v astronómii:
V rokoch 1652-53 začal Huygens študovať sférické šošovky z teoretického hľadiska s konečným cieľom porozumieť ďalekohľadom. V roku 1655 začal v spolupráci so svojím bratom Constantijnom brúsiť a leštiť svoje vlastné šošovky a nakoniec navrhol tzv. Huygénsky okulár - ďalekohľad pozostávajúci z dvoch šošoviek.
V šesťdesiatych rokoch mu jeho práca so šošovkami umožnila spoločensky sa stretnúť s Baruchom Spinozom - slávnym holandským filozofom, učencom a racionalistom, ktorý ich profesionálne uzemnil. Pomocou týchto vylepšení, ktoré predstavil v šošovkách, ktoré potom sám staval na svoje ďalekohľady, Huygens začal študovať planéty, hviezdy a vesmír.
V roku 1655 sa pomocou 50 výkonného refrakčného ďalekohľadu, ktorý navrhol, stal prvým astronómom, ktorý identifikoval Saturns Rings, ktorý správne o štyri roky neskôr správne zmeral tvar. Vo svojej práciSystema Saturnium (1659) tvrdil, že Saturn bol „obklopený tenkým plochým krúžkom, ktorý sa nikde nedotýkal a naklonil sa k ekliptike.“
V roku 1655 sa stal prvým astronómom, ktorý pozoroval najväčšie Saturnove mesiace - Titan. V tom čase pomenoval mesiac Saturni Luna (Latinčina pre „Saturn's moon“), ktorú opísal vo svojom trakte s názvom De Saturni Luna Observatio Nova (“Nové pozorovanie mesiaca Saturn “).
V tom istom roku použil svoj moderný ďalekohľad na pozorovanie hmloviny Orion a úspešne ju rozdelil na rôzne hviezdy. Vytvoril tiež vôbec prvú ilustráciu, ktorú uverejnil aj v roku 2006 Systema Saturnium v roku 1659. Z tohto dôvodu bol svetlejší vnútorný región pomenovaný Huygénsky región na jeho počesť.
Krátko pred svojou smrťou v roku 1695 Huygens dokončil Cosmotheoros, ktorý bol publikovaný posmrtne v roku 1698 (kvôli jeho kacírskym výrokom). Huygens v ňom špekuloval o existencii mimozemského života na iných planétach, o ktorých si predstavoval, že je podobný životu na Zemi. Takéto špekulácie neboli v tom čase nezvyčajné, čiastočne vďaka koperiánskemu (heliocentrickému) modelu.
Huygens však prešiel do podrobnejších detailov a uviedol, že dostupnosť vody v tekutej forme je nevyhnutná pre život a že vlastnosti vody sa musia líšiť od planéty k planéte, aby zodpovedali teplotnému rozsahu. Pozorovania tmavých a svetlých škvŕn na povrchoch Marsu a Jupitera považoval za dôkaz vody a ľadu na týchto planétach.
V súvislosti s možnosťou biblických výziev tvrdil, že mimozemský život nebol potvrdený ani popieraný Bibliu, a pýtal sa, prečo by Boh vytvoril ďalšie planéty, ak by nemali byť osídlené ako Zem. To bolo tiež v tejto knihe, že Huygens publikoval svoju metódu odhadu hviezdnych vzdialeností, založenú na predpoklade (neskôr sa ukázalo, že nie je správne), že všetky hviezdy boli rovnako žiariace ako Slnko.
V roku 1659 Huygens v kvadratickej podobe uviedol aj to, čo sa dnes nazýva druhým z Newtonových zákonov o pohybe. V tom čase odvodil to, čo je teraz štandardným vzorcom pre centripetálnu silu, ktorý vyvinul objekt opisujúci kruhový pohyb, napríklad na reťazec, ku ktorému je pripojený. V matematickej podobe je to vyjadrené ako Fc = mv2 / r, kde m je hmotnosť objektu, v rýchlosť ar polomeru.
Publikácia všeobecného vzorca pre túto silu v roku 1673 - hoci sa týkala jeho práce v kyvadlových hodinách a nie astronómie (pozri nižšie) - bol významným krokom pri štúdiu orbitálnych dráh v astronómii. Umožnil to prechod od tretieho Keplerovho zákona o planetárnom pohybe do inverzného štvorcového gravitačného zákona.
Ďalšie úspechy:
Jeho záujem ako astronóm o presné meranie času ho tiež priviedol k objaveniu kyvadla ako regulátora hodín. Jeho vynález kyvadlových hodín, ktorý prototypoval do konca roku 1656, bol prelomom v časomeraní a umožnil presnejšie hodiny, ako boli v tom čase k dispozícii.
V roku 1657 Huygens v Haagu uzavrel zmluvu s výrobcami hodín, aby si postavil hodiny a požiadal o miestny patent. V iných krajinách, napríklad vo Francúzsku a vo Veľkej Británii, bol menej úspešný, pričom návrhári zašli až tak ďaleko, aby ukradli jeho dizajn pre vlastnú potrebu. Huygenove publikované práce na koncepte však zaistili, že sa mu vynález pripisuje. Najstaršie známe kyvadlové hodiny v Huygensovom štýle sú datované do roku 1657 a možno ich vidieť v múzeu Boerhaave v Leidene (uvedené vyššie).
V roku 1673 publikoval Huygens Horologium Oscillatorium sive de motu pendulorum (Teória a dizajn kyvadlových hodín), jeho hlavná práca v oblasti kyvadiel a hodinárstva. V ňom sa zaoberal problémami vyvolanými predchádzajúcimi vedcami, ktorí považovali kyvadlá za izochrónne - t. J. Ich periódu v závislosti od šírky ich švihu, pričom široké výkyvy trvali mierne dlhšie ako úzke výkyvy.
Huygens analyzoval tento problém pomocou geometrických metód (skoré použitie počtu) a zistil, že čas, ktorý zaberie, je rovnaký, bez ohľadu na jeho počiatočný bod. Ďalej vyriešil problém, ako vypočítať periódu kyvadla a opísať recipročný vzťah medzi stredom oscilácie a otočným bodom. V tej istej práci analyzoval kužeľové kyvadlo - závažie na šnúre pohybujúce sa v kruhu, ktorý využíva koncepciu odstredivej sily.
Huygensovi sa v rovnakom období ako Robert Hooke (1675) pripisuje zásluha aj za vývoj pružinových hodiniek s rovnováhou. Spor o to, kto bol prvým, pretrvával po stáročia, ale všeobecne sa verí, že vývoj spoločnosti Huygen nastal nezávisle od Hookeovho.
Huygensovi sa tiež pripomína jeho prínos k optike, najmä pre jeho vlnovú teóriu svetla. Tieto teórie boli prvýkrát oznámené v roku 1678 Parížskej akadémii vied a boli uverejnené v roku 1690 v jeho „Traité de la lumière“ (“Doprajte si svetlo"). V ňom argumentoval revidovanou verziou Descartesových názorov, v ktorých je rýchlosť svetla nekonečná a šírená pomocou sférických vĺn emitovaných pozdĺž čela vlny.
V roku 1690 bolo uverejnené aj Huygenovo pojednanie o gravitácii, “Discours de la spôsobiť de la pesanteur ” (“Diskusia o príčine gravitácie“), Ktoré obsahovalo mechanické vysvetlenie gravitácie založené na karteziánskych víroch. To predstavovalo odklon od Newtonovej teórie gravitácie, ktorú Huygen's napriek všeobecnému obdivu k Newtonovi považoval za prostého matematického princípu.
Medzi ďalšie vynálezy Huygensa patrila jeho konštrukcia spaľovacieho motora v roku 1680, ktorá utiekla z strelného prachu, hoci neboli nikdy postavené žiadne prototypy. Huygens tiež postavil tri ďalekohľady podľa vlastného návrhu s ohniskovými vzdialenosťami 37,5, 55 a 64 metrov (123, 180 a 210 stôp), ktoré boli neskôr predložené Kráľovskej spoločnosti.
Smrť a odkaz:
Huygens sa presťahoval späť do Haagu v roku 1681 po tom, čo trpel vážnym záchvatom depresívnej choroby, ktorá ho trápila počas jeho života. Pokúsil sa vrátiť do Francúzska v roku 1685, ale zrušenie Edikt of Nantes - ktorý umožňoval francúzskym protestantom (Huguenotovci) slobodu praktizovať svoje náboženstvo - tomu zabránil. Keď jeho otec zomrel v roku 1687, zdedil Hofwijcka, ktorý si nasledujúci rok vytvoril domov.
V roku 1689 uskutočnil svoju tretiu a poslednú návštevu v Anglicku, kde opäť videl Izáka Newtona na výmenu názorov o pohybe a optike. Zomrel v Haagu 8. júla 1695, potom, čo trpel na zlé zdravie, a bol pochovaný v Grote Sint-Jacobskerk - veľký alebo kostol sv. Jakuba, dominantný protestantský kostol v Haagu.
Za svoju celoživotnú prácu a príspevky do mnohých vedných odborov bol Huygen's ocenený rôznymi spôsobmi. Ako uznanie za svoj čas na Leidenskej univerzite bolo vybudované laboratórium Huygens, ktoré je domovom fyzického oddelenia univerzity. Európska vesmírna agentúra (ESA) tiež vytvorila budovu Huygens, ktorá sa nachádza naproti Európskemu vesmírnemu výskumnému a technologickému centru (ESTEC) v kozmickom obchodnom parku v holandskom Noordwijku.
Radbound University so sídlom v Nijmegene v Holandsku má tiež budovu pomenovanú po Huygensovi, ktorá je jednou z hlavných budov vedeckého oddelenia univerzity. Na jeho počesť je tiež menovaná vysoká škola Christiaan Huygens College, ktorá sa nachádza v holandskom Eindhovene, ako aj štipendijný program Huygen - špeciálny štipendium pre zahraničných a holandských študentov.
Oko na pozorovanie ďalekohľadov pre teleskopy, ktoré navrhol Huygens, je tiež tvorené dvojprvkovým okulárom, ktorý sa preto nazýva okulár Huygenian. Na jeho počesť bol pomenovaný aj balík na mikroskopické spracovanie obrazu, známy ako Huygens Software. Na počesť Christiaana a jeho otca, iného známeho holandského vedca a vedca, holandské národné zariadenie superpočítačov v Amsterdame vytvorilo superpočítač Huygens.
A vďaka jeho príspevkom do oblasti astronómie bolo podľa Huygensa pomenovaných mnoho nebeských predmetov, prvkov a vozidiel. Tie obsahujú Asteroid 2801 Huygens, kráter Huygens na Marse a Mons Huygens, hora na Mesiaci. A samozrejme existuje sonda Huygens, ktorá pristála na prieskume povrchu Titanu, ako súčasť misie Cassini – Huygens v Saturn.
Časopis Space Magazine obsahuje mnoho zaujímavých článkov o Christiaanovi Huygensovi a jeho objavoch. Tu je napríklad jeden, ktorý uznáva 375. narodeniny Christiaana Huygensa, článok o Saturnovom mesiaci Titan a podrobnosti o Huygenovej misii a o tom, čo odhalil Titanovu atmosféru.
Astronómia Cast má tiež informatívne podcasty na túto tému, Episode 230: Christiaan Huygens a Episode 150: Telescopes, Next Level
Viac informácií nájdete na stránke prieskumu slnečnej sústavy NASA o Christiaan Huygens a životopis Christiaan Huygens.
