كان القرن السابع عشر وقتًا ميمونًا جدًا للعلوم ، حيث تم إحراز تقدم في مجالات الفيزياء والرياضيات والكيمياء والعلوم الطبيعية. في غضون قرن ، شوهدت عدة كواكب وأقمار لأول مرة ، وتم عمل نماذج دقيقة للتنبؤ بحركات الكواكب ، وتم وضع قانون الجاذبية الكونية.
في خضم هذا ، يبرز اسم كريستيان هيجنز بين البقية. كواحد من العلماء البارزين في عصره ، كان محوريًا في تطوير الساعات والميكانيكا والبصريات. وفي مجال علم الفلك ، اكتشف حلقات زحل وأكبر قمره - تيتان. بفضل Huygens ، تم إلهام الأجيال اللاحقة من علماء الفلك لاستكشاف النظام الشمسي الخارجي ، مما أدى إلى اكتشاف أقمار كرونية أخرى وأورانوس ونبتون في القرن التالي.
حياة سابقة:
ولد كريستيان هيجنز في لاهاي في 14 أبريل 1629 لعائلة هولندية ثرية ومؤثرة. كان كريستيان الابن الثاني لكونستانتين هيغنز وسوزانا فان بارل ، اللذان سميا كريستيان بعد جده لأبيه. كان Constantijn - الشاعر والملحن والمستشار الشهير لبيت أورانج - صديقًا للعديد من الفلاسفة المعاصرين ، بما في ذلك جاليليو جاليلي ومارين مرسين ورينيه ديكارت.
سمحت اتصالات والده وانتماءاته الشخصية لكريستيان بتلقي تعليم شامل في الفنون والعلوم ووضعه على الطريق ليصبح مخترعًا وعالمًا فلكيًا. حتى كان في السادسة عشرة من عمره ، كان كريستيان يدرس في المنزل وتلقى تعليمًا ليبراليًا ، ودرس اللغات والموسيقى والتاريخ والجغرافيا والرياضيات والمنطق والبلاغة ، وكذلك الرقص والمبارزة وركوب الخيل.
التعليم:
في عام 1645 ، تم إرسال كريستيان لدراسة القانون والرياضيات في جامعة ليدن ، في جنوب هولندا. بعد عامين ، واصل هيغنز دراسته في كلية أورانج التي تأسست حديثًا في بريدا ، حيث كان والده أمينًا ، حتى تخرجه عام 1649. بينما كان والده يأمل في أن يصبح دبلوماسيًا ، اهتم كريستيان بالرياضيات والعلوم كانت واضحة.
في عام 1654 ، عاد هيغنز إلى منزل والده في لاهاي ، وبدأ يكرس نفسه بالكامل للبحث. حدث الكثير من هذا في منزل آخر تملكه عائلته في Hofwijck القريبة ، حيث قضى معظم الصيف. طور Huygens مجموعة واسعة من المراسلين في هذا الوقت ، والتي شملت مرسين ودائرة الأكاديميين الذين أحاطوا به في باريس.
بحلول عام 1655 ، بدأ Huygens في زيارة باريس في مناسبات متعددة وشارك في المناقشات التي أجرتها أكاديمية Montmor - التي استولت على دائرة Mersenne بعد وفاته في 1648. أثناء وجوده في أكاديمية Montmor ، دعا Huygens إلى الأسلوب العلمي والتجربة على التقليدية الأرثوذكسية وما اعتبره مواقف هواة.
في عام 1661 ، قام Huygens بزيارته الأولى إلى إنجلترا ، حيث حضر اجتماعًا لمجموعة Gresham College - مجتمع العلماء المتأثر بالمنهج العلمي الجديد (كما تبناه فرانسيس بيكون). في عام 1663 ، أصبح Huygens زميلًا في الجمعية الملكية ، التي خلفت مجموعة جريشام ، والتقى بعلماء مؤثرين مثل إسحاق نيوتن وروبرت بويل ، وشاركوا في العديد من المناقشات والمناقشات مع الآخرين من أمثالهم.
في عام 1666 ، انتقل Huygens إلى باريس وأصبح أحد الأعضاء المؤسسين لأكاديمية العلوم الفرنسية الجديدة في لويس الرابع عشر. أثناء وجوده ، استخدم مرصد باريس لإجراء أعظم اكتشافاته في مجال علم الفلك (انظر أدناه) ، وأجرى مراسلات مع الجمعية الملكية ، وعمل جنبًا إلى جنب مع زميله الفلكي جيوفاني كاسيني (الذي اكتشف أقمار زحل Iapetus و Rhea و Tethys و Dione) .
منحه عمله مع الأكاديمية معاشًا أكبر من أي عضو آخر وشقة في المبنى. بصرف النظر عن الزيارات العرضية لهولندا ، عاش في باريس من 1666 إلى 1681 وتعرف على عالم الرياضيات والفيلسوف الألماني جوتفريد فيلهلم ليبنيز ، الذي بقي معه بشروط ودية لبقية حياته.
الإنجازات في علم الفلك:
من 1652 إلى 533 ، بدأ Huygens في دراسة العدسات الكروية من وجهة نظر نظرية ، بهدف نهائي هو فهم التلسكوبات. بحلول عام 1655 ، وبالتعاون مع شقيقه كونستانتين ، بدأ طحن وتلميع عدساته الخاصة ، وصمم في النهاية ما يسمى الآن العدسة Huygenian - تلسكوب بصري يتكون من عدستين.
بحلول ستينيات القرن السادس عشر ، سمح له عمله بالعدسات بالاجتماع اجتماعيًا مع باروخ سبينوزا - الفيلسوف الهولندي الشهير والعقلاني - الذي أسسهم مهنيًا. باستخدام هذه التحسينات التي قدمها في العدسات ، والتي استخدمها بدوره لبناء التلسكوبات الخاصة به ، بدأ Huygens في دراسة الكواكب والنجوم والكون.
في عام 1655 ، باستخدام تلسكوب انكسار قدرة 50 صممه بنفسه ، أصبح أول عالم فلك يحدد حلقات زحل ، التي قام بقياسها بشكل صحيح بعد أربع سنوات. في عملهSystema Saturnium (1659) ، زعم أن زحل كان "محاطًا بحلقة مسطحة رقيقة ، ولم يلمسها أي مكان ، ويميل إلى مسير الشمس".
وفي عام 1655 أصبح أول عالم فلك يراقب أكبر أقمار زحل - تيتان. في ذلك الوقت ، سمى القمر ساتورني لونا (اللاتينية "القمر زحل") التي وصفها في مساره بعنوان De Saturni Luna Observatio Nova (“ملاحظة جديدة لقمر زحل ").
في نفس العام ، استخدم تلسكوبه الحديث لمراقبة سديم الجبار وتقسيمه بنجاح إلى نجوم مختلفة. كما أنتج أول رسم توضيحي لها - نشره أيضًا Systema Saturnium عام 1659. وبسبب هذا ، تم تسمية المنطقة الداخلية الأكثر سطوعًا باسم منطقة Huygenian تكريما له.
قبل وفاته بقليل في عام 1695 ، أكمل هيغنز Cosmotheoros، الذي نُشر بعد وفاته في عام 1698 (بسبب افتراضاته الهرطقية إلى حد ما). في ذلك ، تكهن Huygens حول وجود حياة خارج كوكب الأرض على الكواكب الأخرى ، والتي تصور أنها ستكون مشابهة لتلك الموجودة في الأرض. لم تكن مثل هذه التكهنات غير شائعة في ذلك الوقت ، ويرجع الفضل في ذلك جزئيًا إلى نموذج كوبرنيكان (مركزية الشمس).
لكن Huygens ذهب في تفاصيل أكبر ، مشيراً إلى أن توافر المياه في شكل سائل ضروري للحياة وأن خصائص الماء يجب أن تختلف من كوكب لآخر لتناسب نطاق درجات الحرارة. أخذ ملاحظاته عن البقع الداكنة والمشرقة على أسطح المريخ والمشتري لتكون دليلاً على الماء والجليد على تلك الكواكب.
وتناول إمكانية التحديات الكتابية ، جادل بأن الكتاب المقدس لم يؤكد أو ينكر الحياة خارج كوكب الأرض ، وتساءل عن سبب إنشاء الله للكواكب الأخرى إذا لم يكن من المفترض أن تكون مأهولة بالسكان مثل الأرض. في هذا الكتاب أيضًا ، نشر Huygens طريقته لتقدير المسافات النجمية ، بناءً على افتراض (ثبت لاحقًا أنه غير صحيح) أن جميع النجوم كانت مضيئة مثل الشمس.
في عام 1659 ، ذكر Huygens أيضًا ما يُعرف الآن باسم ثاني قوانين نيوتن للحركة بشكل تربيعي. في ذلك الوقت ، اشتق ما هو الآن الصيغة المعيارية لقوة الجاذبية ، التي يمارسها جسم يصف حركة دائرية ، على سبيل المثال على السلسلة التي ترتبط بها. في شكل رياضي ، يتم التعبير عن هذا على أنه Fc = mv² / rحيث m كتلة الجسم ، v السرعة و r نصف القطر.
كان نشر الصيغة العامة لهذه القوة في عام 1673 - على الرغم من ارتباطه بعمله في ساعات البندول وليس علم الفلك (انظر أدناه) - خطوة مهمة في دراسة المدارات في علم الفلك. لقد مكنت من الانتقال من قانون كبلر الثالث لحركة الكواكب إلى قانون التربيع العكسي للجاذبية.
إنجازات أخرى:
قاده اهتمامه ، كعالم فلك ، في القياس الدقيق للوقت إلى اكتشاف البندول كمنظم للساعات. كان اختراعه لساعة البندول ، التي قام بنمذجها بنهاية عام 1656 ، بمثابة اختراق في ضبط الوقت ، مما سمح بساعات أكثر دقة مما كان متاحًا في ذلك الوقت.
في عام 1657 ، تعاقد Huygens مع صانعي الساعات في لاهاي لبناء ساعته وتقديم طلب للحصول على براءة اختراع محلية. في بلدان أخرى ، مثل فرنسا وبريطانيا ، كان أقل نجاحًا ، حيث ذهب المصممون إلى حد سرقة تصميمه لاستخدامهم الخاص. ومع ذلك ، فإن عمل Huygen المنشور حول المفهوم يضمن له الفضل في الاختراع. يرجع تاريخ أقدم ساعة بندول معروفة على طراز Huygens إلى عام 1657 ويمكن رؤيتها في متحف Boerhaave في ليدن (كما هو موضح أعلاه).
في عام 1673 ، نشر Huygens Horologium Oscillatorium sive de motu pendulorum (نظرية وتصميم ساعة البندول) ، عمله الرئيسي على البندول وعلم الآثار. في ذلك ، تناول المشاكل التي أثارها العلماء السابقون الذين اعتبروا أن البندولات ليست متزامنة - أي أن فترة الدورة تعتمد على عرض الأرجوحة ، مع تقلبات واسعة تستغرق وقتًا أطول قليلاً من التأرجحات الضيقة.
حلل Huygens هذه المشكلة باستخدام طرق هندسية (استخدام مبكر لحساب التفاضل والتكامل) ، وقرر أن الوقت الذي يستغرقه هو نفسه ، بغض النظر عن نقطة البداية. علاوة على ذلك ، حل مشكلة كيفية حساب فترة البندول ، واصفًا العلاقة المتبادلة بين مركز التذبذب والنقطة المحورية. في نفس العمل ، قام بتحليل البندول المخروطي - وزن على سلك يتحرك في دائرة يستخدم مفهوم قوة الطرد المركزي.
يرجع الفضل إلى Huygens أيضًا في تطوير ساعة الربيع المتوازنة ، في نفس الفترة مثل Robert Hooke (1675). استمر الجدل حول من كان الأول لعدة قرون ، ولكن يُعتقد على نطاق واسع أن تطور Huygen حدث بشكل مستقل عن Hooke.
يتذكر Huygens أيضًا لمساهماته في البصريات ، خاصةً لنظريته الموجية للضوء. تم إرسال هذه النظريات لأول مرة في عام 1678 إلى أكاديمية باريس للعلوم ونشرت في عام 1690 في كتابه "Traité de la lumière" (“رسالة في الضوء"). في ذلك ، جادل في نسخة منقحة من وجهات نظر ديكارت ، حيث تكون سرعة الضوء لا نهائية ويتم نشرها عن طريق موجات كروية تنبعث على طول جبهة الموجة.
نُشر أيضًا في عام 1690 كانت أطروحة هيجن عن الجاذبية ، "Discours de la سبب de la pesanteur ” (“الخطاب في قضية الجاذبية") التي احتوت على تفسير ميكانيكي للجاذبية بناءً على الدوامات الديكارتيّة. يمثل هذا خروجًا عن نظرية الجاذبية لنيوتن ، والتي - على الرغم من إعجابه العام بنيوتن - اعتبرها Huygen خاليًا من أي مبدأ رياضي.
تضمنت اختراعات أخرى من قبل Huygens تصميمه لمحرك الاحتراق الداخلي في عام 1680 الذي نفد من البارود ، على الرغم من عدم إنشاء أي نماذج أولية على الإطلاق. كما بنى Huygens ثلاثة تلسكوبات من تصميمه الخاص ، بأطوال بؤرية 37.5 و 55 و 64 مترًا (123 و 180 و 210 قدمًا) ، والتي تم تقديمها لاحقًا إلى الجمعية الملكية.
الموت والإرث:
عاد Huygens إلى لاهاي في عام 1681 بعد أن عانى من نوبة خطيرة من مرض الاكتئاب ، والتي ابتليت به طوال حياته. حاول العودة إلى فرنسا في عام 1685 ، لكن إلغاء مرسوم نانت - الذي سمح بحرية البروتستانت الفرنسيين (الهوغانوتيين) بممارسة دينهم - حال دون ذلك. عندما توفي والده في عام 1687 ، ورث هوففيك ، الذي جعله منزله في العام التالي.
في عام 1689 ، قام بزيارته الثالثة والأخيرة لإنجلترا ، حيث رأى إسحاق نيوتن مرة أخرى لتبادل الأفكار حول الحركة والبصريات. توفي في لاهاي في 8 يوليو 1695 ، بعد معاناته من اعتلال الصحة ، ودفن في غروت سانت جاكوبسكيرك - كنيسة عظيمة أو سانت جيمس ، وهي كنيسة بروتستانتية بارزة في لاهاي.
لعمله ومساهماته في العديد من مجالات العلوم ، تم تكريم Huygen بطرق متنوعة. تقديرًا لوقته في جامعة ليدن ، تم بناء مختبر Huygens ، وهو موطن قسم الفيزياء بالجامعة. كما أنشأت وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) مبنى Huygens ، الذي يقع على الجانب الآخر من المركز الأوروبي لأبحاث وتكنولوجيا الفضاء (ESTEC) في حديقة Space Business في Noordwijk ، هولندا.
تقع جامعة Radbound في Nijmegen بهولندا ، وتحتوي أيضًا على مبنى يحمل اسم Huygens ، وهو أحد المباني الرئيسية لقسم العلوم بالجامعة. كما تم تكريم كلية كريستيان هويجنز ، وهي مدرسة ثانوية تقع في أيندهوفن بهولندا ، على شرفه ، كما هو الحال مع برنامج المنح الدراسية Huygen - وهو منحة خاصة للطلاب الدوليين والهولنديين.
هناك أيضًا العدسة العينية ذات عنصرين للتلسكوبات التي صممها Huygens ، والتي تعرف بالتالي باسم العدسة Huygenian. كما تم تكريم حزمة معالجة الصور المجهرية ، والمعروفة باسم Huygens Software ، تكريمًا له. تكريمًا لكل من كريستيان ووالده ، قام باحث وعالم هولندي مشهور آخر ، وهو منشأة الكمبيوتر العملاق الوطنية الهولندية في أمستردام بإنشاء Huygens Supercomputer.
وبسبب مساهماته في مجال علم الفلك ، تم تسمية العديد من الأجرام السماوية والميزات والمركبات بعد Huygens. وتشمل هذه الكويكب 2801 Huygensوحفرة هيغنز على كوكب المريخ ومونس هيغنز ، جبل على القمر. وبالطبع ، هناك مسبار Huygens ، الذي يستخدم في مسح سطح Titan ، كجزء من مهمة Cassini-Huygens إلى زحل.
مجلة الفضاء لديها العديد من المقالات المثيرة للاهتمام حول كريستيان هيغنز واكتشافاته. على سبيل المثال ، إليك واحد يعترف بعيد ميلاد كريستيان هيجنز 375 ، ومقال عن زحل القمر تيتان ، وتفاصيل عن مهمة هيجن وما كشفه عن جو تيتان.
يلقي فريق علم الفلك أيضًا بعض مواد بودكاست مفيدة حول الموضوع ، الحلقة 230: كريستيان هيغنز والحلقة 150: التلسكوبات ، المستوى التالي
لمزيد من المعلومات ، راجع صفحة استكشاف النظام الشمسي التابعة لوكالة ناسا على كريستيان هيغنز وسيرة حياة كريستيان هيغنز.
