Джованни Кассини

Биография

В 1650 г. Кассини получил место профессора математики и астрономии в Болонском университете, которое занимал до 1669 г.

Джованни Доменико Кассини (Кассини I) (Cassini, итал. Gian Domenico, фр. Jean-Dominique). Родился 8 июня 1625 г. в небольшом итальянском городке Перинальдо (Генуэзская республика)

Образование получил в иезуитском коллегиуме в Генуе и в аббатстве Сан-Фруктуозо. В 1644–1650 гг. работал в обсерватории маркиза Мальвазиа в Пандзано (близ Болоньи), продолжил астрономическое образование под руководством Дж.Б. Риччоли и Ф.М. Гримальди.

Дж.Д. КассиниИстория жизни Кассини является очень показательным примером изменения отношения научной общественности к астрологии в XVII-XVIII вв. В юности Кассини сильно увлёкся астрологическими теориями, что дало импульс и к занятиям астрономией. Вскоре он приобрёл известность как один из больших знатоков астрологии. Именно благодаря заслуженной репутации астролога началась его научная карьера. Маркиз Корнелио Мальвазия, богатый астроном-любитель и сенатор Болоньи, который составлял астрологические эфемериды, пригласил Кассини на работу в свою обсерваторию в Пандзано близ Болоньи. Работая в этой обсерватории, Кассини сконструировал свои первые несколько астрономических инструментов, провёл первые научные наблюдения. Постепенно занятие астрономией вышло на первый план и стало доминирующим до конца его жизни. При этом отношение Кассини к астрологии становилось всё более критическим (большую роль здесь сыграло знакомство с трактатом Пико делла Мирандолы "Против предсказательной астрологии"), и в период после отъезда Кассини во Францию в феврале 1669 г. мы уже не находим никаких свидетельств занятий астрологией. Приоритеты Кассини окончательно утвердились в области научной астрономии и геодезии.

В 1650 г. Кассини получил место профессора математики и астрономии в Болонском университете, которое занимал до 1669 г.

Основные научные работы Кассини относятся к наблюдательной астрономии и прославился он, в первую очередь, как талантливый наблюдатель. В его жизни многое было впервые.

Работая в Болонье, он первым в истории выполнил многочисленные позиционные наблюдения Солнца с меридианным инструментом и на основании этих наблюдений составил новые солнечные таблицы, опубликованные в 1662 году. Благодаря исследованиям Кассини был намечен парижский меридиан и стало возможным появление знаменитой карты Франции, названной картой Кассини.

В 1664 году он начал наблюдать поверхности планет с помощью больших телескопов с высококачественной оптикой.

Следя за перемещением теней от спутников Юпитера по диску планеты и зарисовывая вид облачной поверхности планеты, Кассини впервые определил период вращения Юпитера: полученное им значение (9 час 56 мин) практически не отличается от современного (9 час 55 мин 30 сек). Он также описал систему полос на его поверхности и измерил «сплюснутость» планеты.

В 1666 г. Кассини наблюдал детали на поверхности Марса и по ним весьма точно определил период его осевого вращения – 24 час 40 мин (современное значение – 24 час 37 мин 23 сек).

В 1668 г. Кассини разработал теорию и составил таблицы движения спутников Юпитера. В ту эпоху это было чрезвычайно ценное пособие для мореплавателей, позволявшее им по наблюдаемому положению спутников определять время на меридиане обсерватории, а отсюда – географическую долготу своего корабля (других методов тогда не было, поскольку механические часы были несовершенны). Естественно, что Кассини основывал свои расчёты, главным образом, на наблюдениях, проводившихся вблизи противостояния Юпитера. Продолжив позже эти наблюдения в Париже, он установил, что вблизи соединений Юпитера моменты затмений спутников тенью планеты запаздывают более, чем на 10 минут от расчётного времени. Датский астроном Оле Рёмер узнал об этом, будучи в 1675 г. в Париже, и объяснил этот факт конечностью скорости распространения света. Когда Юпитер находится ближе к Земле, свет от него доходит до нас быстрее. Рёмер определил, что свет проходит расстояние от Земли до Солнца за 11 минут (в действительности – за 8,3 мин), впервые оценив таким образом скорость света. В 1693 г. Кассини уточнил свои таблицы, которые широко применялись астрономами и мореплавателями.

В этот же период он создал первую точную теорию атмосферной рефракции, основанную на законе синусов. Экспериментировал в области гидравлики и написал несколько работ по прикладной гидротехнике.

При всей своей погруженности в науку, Кассини был большим романтиком и все свои труды, наблюдения и даже таблицы неизменно кому-нибудь посвящал и дарил. Так, комету, наблюдавшуюся в 1652-1653 годах, он презентовал герцогу Модены. А королеве Швеции Кристине, бывшей в то время в изгнании и проживавшей в Италии, Джованни Кассини подарил рукописные дневники наблюдения кометы 1656-го года.

Un gruppo di scienziati dell'Academie des Sciences, tra i quali Cassini (indicato dalla freccia), rende omaggio al Re Sole. Sullo sfondo si vede l'imponente edificio dell'Observatoire Royal. Слава Кассини, как астронома, была так велика, что в 1669 г. он был избран членом Парижской академии наук. Король Людовик XIV в том же году по рекомендации Ж.Пикара приглашает Кассини занять пост директора Парижской обсерватории, в то время ещё строившейся и законченной в существенных частях к 1671 г. С этого переезда Франция стала его второй родиной до конца жизни.

В Париже Кассини всецело отдался одной астрономии. Благодаря тому, что Людовик XIV охотно отпускал ему средства, Кассини построил большой рефрактор (длина более 30 метров) с великолепным объективом работы Кампани. Зрительная труба с этим объективом была установлена на высоком деревянном сооружении в виде башни, управлять ею надо было посредством шнуров; наблюдатель, с окуляром в руках, должен был выбирать такое место, чтобы видеть наблюдаемый предмет через объектив. Несмотря на чрезвычайные неудобства, связанные с пользованием подобным инструментом, его открытия и научные работы следовали непрерывно.

В 1671 г. он открыл второй спутник Сатурна – Япет и объяснил изменения его яркости тем, что этот спутник всегда обращён к планете одной стороной. В 1672 г. открыл третий спутник Сатурна – Рею, в 1684 г. – два других, Тетис и Диону. В 1675 г. обнаружил, что кольцо Сатурна состоит из двух частей, разделённых тёмной полосой (которую стали называть «делением Кассини»). Размышляя над физической природой кольца Сатурна, Кассини предположил, что оно состоит из большого количества отдельных небольших частиц; в наше время эта гипотеза подтвердилась.

На протяжении 1671–1679 гг. учёный наблюдал детали лунной поверхности и в 1679 г. составил большую карту Луны. В 1683 г., на основе тщательных наблюдений, дал первое научное описание зодиакального света; правильно полагал, что это явление имеет космическое происхождение, а не является метеорологическим феноменом. Принимал участие в наблюдениях Марса во время противостояния 1672 г. (совместно с Ж.Рише и Ж.Пикаром). В результате этих наблюдений было получено первое приемлемое значение солнечного параллакса (9,5–10,0"; современное значение – 8,8").

В 1693 г. Кассини сформулировал три эмпирических правила, описывающих движение Луны («законы Кассини»):

(1) Луна вращается вокруг своей оси с постоянной скоростью, равной одному обороту за орбитальный период

(2) плоскость лунного экватора наклонена на постоянный угол (около 1,5 градуса) к эклиптике (плоскости земной орбиты)

(3) восходящий узел лунной орбиты (т.е. точка, где орбита Луны пересекает эклиптику с юга на север) всегда совпадает с нисходящим узлом лунного экватора (т.е. точкой, в которой экватор Луны пересекает, под углом около 5,1 градуса, эклиптику с севера на юг). Таким образом, ось вращения Луны, ось лунной орбиты и ось эклиптики всегда лежат в одной плоскости.

Дж.Д. КассиниЗаконы Кассини позволили точно вычислить величину лунных либраций («покачиваний») по долготе и широте, дающих возможность земному наблюдателю заглядывать на обратную сторону Луны.

Кассини руководил экспедиционными работами по измерению дуги меридиана на территории Франции. На основании этих измерений он пришёл к неправильному заключению, что длина одного градуса географического меридиана уменьшается к северу, а значит, Земля вытянута вдоль оси вращения. Лишь последующие экспедиции Пьера Бугера, Луи Годена и Шарля Мари - де - ла Кондамина в Перу в 1735-1743 гг. и Пьера Луи Моро - де - Мопертюи в Лапландию в 1736-1737 гг. разрешили окончательно вопрос о фигуре Земли. Как и полагал И.Ньютон, Земля оказалась эллипсоидом, сжатым вдоль оси вращения.

Кассини прославился как талантливый астроном-наблюдатель, однако придерживался ряда устарелых физических концепций – был противником теории всемирного тяготения, его коперниканство было ограниченным, он предлагал заменить эллиптические орбиты Кеплера кривыми четвёртого порядка (овалами Кассини), считал, что Рёмер неправильно объясняет наблюдаемую неравномерность движения спутников Юпитера конечностью скорости света. Ошибочными были и его взгляды на природу комет.

Многочисленные сочинения Дж.Д.Кассини напечатаны в изданиях французской академии наук и в "Journal des Savants". Отдельно было напечатано:

"Observationes cometae anni 1652 usque 1653" (Мадрид, 1653 г.)

"Ephemerides Bononienses Mediceorum siderum" (Болонья, 1668 г.)

собрание его сочинений "Opera astronomica" (Рим, 1666 г.) издано его внуком, Ц-Ф. К. де-Тюри

издана его автобиография, под заглавием "Memoires pour servir a l'histoire des sciences".

В свое время Джованни Кассини написал историческую фразу, которую можно положить в основу всех его открытий: «Я полагаюсь исключительно на собственную интуицию, никакие расчёты не оправдывают себя, если за точностью не стоят эмоции».

Умер Кассини в Париже 14 сентября 1712 г. в возрасте 87 лет совершенно слепым и очень уважаемым человеком.

Именем Кассини названы:

кратер на Луне

кратер на Марсе

овал Кассини

"деление Кассини" в кольце Сатурна

кривая "кассиниана"

деталь поверхности спутника Сатурна – Япета

АМС, долетевшая в 2004 году к Сатурну