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フリードリヒ・ヴィルヘルム・ベッセル（ドイツ語: [ ˈbɛsl̩ ]、1784年7月22日 - 1846年3月17日）は、ドイツの天文学者、数学者、物理学者、測地学者。彼は視差法によって太陽から他の恒星までの距離の信頼できる値を決定した最初の天文学者であった。いくつかの重要な数学関数はベッセルによって初めて体系的に研究され、彼の名誉を称えてベッセル関数と名付けられた。[ 1 ]
ベッセルは、当時プロイセンの行政区ミンデン＝ラーフェンスベルクの首都であったヴェストファーレン地方のミンデンで、公務員の次男として大家族に生まれた。14歳でラテン語による教育が気に入らなかったため学校を辞め、ブレーメンの輸出入会社クーレンカンプで見習いとして働いた。この仕事が貨物船に依存していたことから、彼は数学の才能を航海の問題に応用するようになった。これがきっかけとなり、経度を測定する方法として天文学に興味を持つようになった。
ベッセルは、1607年にトーマス・ハリオットとナサニエル・トーポリーから得た古い観測データを用いて、1804年にハレー彗星の軌道計算を改良したことで、ブレーメンの開業医であり著名な天文学者であったハインリヒ・ヴィルヘルム・オルバースの目に留まった。 [ 2 ]フランツ・クサヴァー・フォン・ザッハは、その結果を自身の雑誌『Monatliche Correspondenz』に編集した。
ベッセルは商業教育を終え、1806年にクーレンカンプを離れ、カール・ルートヴィヒ・ハーディングの後任として、ブレーメン近郊のリリエンタールにあるヨハン・ヒエロニムス・シュレーターの私設天文台の助手となった。そこで彼はジェームズ・ブラッドリーの恒星観測データに基づいて、約3,222個の星の正確な位置を算出した。[ 2 ]
大学教育など高等教育を全く受けていなかったにもかかわらず、ベッセルは1810年1月、25歳でプロイセン王フリードリヒ・ヴィルヘルム3世によって新設されたケーニヒスベルク天文台の所長に任命され、亡くなるまでその地位に留まった。哲学部の年長の教授の中には、ベッセルが学位なしで数学を教える権利に異議を唱える者もいた。そのため、ベッセルは同僚のカール・フリードリヒ・ガウスに頼り、ガウスは1811年3月にゲッティンゲン大学から名誉博士号を授与した。両科学者は1804年から1843年まで文通していた。1837年には、ガウスの出版が非常に遅い習慣について口論になった。[ 3 ]
1842年、ベッセルは地球物理学者のゲオルク・アドルフ・エルマンと数学者のカール・グスタフ・ヤコブ・ヤコビと共にマンチェスターで開催された英国科学振興協会の年次総会に参加し、天文時計に関する報告を行った。[ 4 ]
ベッセルは、化学者で薬剤師のカール・ゴットフリート・ハーゲンの娘ヨハンナ・ハーゲンと結婚した。カール・ゴットフリート・ハーゲンは、医師で生物学者のヘルマン・アウグスト・ハーゲンと水力技師のゴットヒルフ・ハーゲンの叔父にあたる。後者は1816年から1818年までベッセルの教え子で助手でもあった。ベッセルの親しい仲間で同僚の物理学者フランツ・エルンスト・ノイマンは、ヨハンナ・ハーゲンの妹フロレンティーネと結婚していた。ノイマンは、ケーニヒスベルクでカール・グスタフ・ヤコブ・ヤコビと共同で指導していた数学物理学セミナーに、ベッセルの厳密な測定方法とデータ処理方法を導入した。[ 5 ]これらの厳密な方法は、ノイマンの教え子たちの研究と、プロイセンにおける測定精度の概念に永続的な影響を与えた。
ベッセルには息子が2人、娘が3人いた。長男は建築家になったが、1840年に26歳で急逝した。次男は生後間もなく亡くなった。長女のマリーは、学者一族エルマン家の物理学者ゲオルク・アドルフ・エルマンと結婚した。彼らの息子の一人が、著名なエジプト学者アドルフ・エルマンである。三女のヨハンナは政治家アドルフ・ヘルマン・ハーゲンと結婚した。彼らの息子の一人が物理学者エルンスト・ベッセル・ハーゲンであり、数学者エーリヒ・ベッセル・ハーゲンは彼らの孫である。ベッセルは、共同研究者ヨハン・ヤーコプ・バイヤーの息子アドルフ・フォン・バイヤーの名付け親であった。
天文台がまだ建設中だった頃、ベッセルはブラッドリーの観測に基づいて『天文学の基礎』を編纂した。その予備的な成果として、彼は大気屈折表を作成し、1811年にフランス科学アカデミーからラランド賞を受賞した。ケーニヒスベルク天文台は1813年に運用を開始した。
1819年から、ベッセルはライヘンバッハの子午環を用いて5万個以上の星の位置を決定した。その際、彼の優秀な弟子たちが彼を支えた。中でも最も著名なのはフリードリヒ・ヴィルヘルム・アルゲランダーであり、彼の後継者にはオットー・アウグスト・ローゼンベルガーとアウグスト・ルートヴィヒ・ブッシュがいた。
ベッセルは、フラウンホーファーのヘリオメーターを用いて恒星視差法により、恒星と太陽系との距離の最初の信頼できる値を決定した。1838年に彼は61 Cygniの視差を0.314秒角と発表し、これは恒星が10.3光年離れていることを示していた。[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] 現在の測定値11.4光年と比較すると、ベッセルの数値には9.6%の誤差があった。これらの結果のおかげで、天文学者は宇宙の視野を宇宙規模をはるかに超えて拡大しただけでなく、1728年にジェームズ・ブラッドリーが光行差を発見した後、地球の相対運動の2番目の経験的証拠が得られた。[ 11 ]少し後にフリードリヒ・ゲオルク・ヴィルヘルム・シュトルーヴェとトーマス・ヘンダーソンはベガとアルファ・ケンタウリの視差を報告した。
アドルフ・レプソルドによる新しい子午線円を用いた精密な測定により、ベッセルはシリウスとプロキオンの運動のずれに気づき、これは目に見えない伴星の重力によるものであるに違いないと判断した。[ 12 ] [ 13 ] 1844年に彼が発表したシリウスの「暗い伴星」は、位置測定によってこれまで観測されていなかった伴星を初めて正しく主張したものであり、最終的には1862年にアルバン・グラハム・クラークによるシリウスB の発見、つまり最初の白色矮星の発見につながった。ジョン・マーティン・シェーバーレは1896年にプロキオンBを発見した。
ベッセルは、後に個人方程式と呼ばれる効果、つまり複数の人が同時に観測すると、特に星の通過時間を記録する際に、わずかに異なる値が得られるという効果を最初に認識した科学者である。[ 14 ]
1824年、ベッセルは、いわゆるベッセル要素を用いて日食の状況を計算する新しい方法を開発した。彼の方法は、精度を損なうことなく計算を大幅に簡略化したため、現在でも使用されている。[ 15 ]
ベッセルの提案に基づき、プロイセン科学アカデミーは1825年にヨハン・フランツ・エンケを編集長とする国際プロジェクトとして『ベルリン学術星図』の編纂を開始した。未発表の新しい星図の一つにより、ヨハン・ゴットフリート・ガレは1846年9月にベルリン天文台でル・ヴェリエが計算した位置付近に海王星を発見することができた。
18 世紀には、ダニエル・ベルヌーイ、レオンハルト・オイラーらが弦の振動問題を解くために一連の円筒関数を導入しました。これらの関数は、ジョセフ＝ルイ・ラグランジュとベッセルによってケプラー方程式を解くために使用されました。ベッセルは後に、現在ベッセル関数として知られるこれらの関数の数学的性質を体系的に研究しました。[ 1 ]これらの関数は特定の微分方程式の解法に不可欠であり、古典物理学と量子物理学の両方で使用されています。ベッセルはこれらの関数の研究において、ジョセフ・フーリエが取り組んでいたフーリエ級数を初めて発表しましたが、フーリエの研究は数十年後に発表されました。 [ 1 ]
標本分散推定量の式における補正項は、彼の名にちなんで名付けられています。これは、式の分母にnではなくn − 1という係数を使用することです。これは、母平均ではなく標本平均を使用してデータを中心化する場合、標本平均はデータの線形結合であるため、標本平均に対する残差が制約方程式の数（この場合は 1）だけ自由度を過剰にカウントしてしまう場合に発生します。
同時代の多くの天文学者と同様に、ベッセルも測地学の分野に取り組みました。[ 16 ] 最初は理論的で、主要な測地問題を解決する方法を発表しました。[ 17 ] 1830年、彼は当時存在していたプロイセンとロシアの三角測量網を接続する目的で、東プロイセンの測量を行うよう王室から命令を受けました。この作業は、当時プロイセン軍少佐であったヨハン・ヤコブ・バイヤーと協力して行われ、最終報告書は1838年に発表されました。[ 18 ] また、彼はいくつかの弧の測定に基づいて、現在ベッセル楕円体と呼ばれる地球の楕円体の精度を高めた推定値も得ました。[ 19 ] [ 20 ]
ベッセルは、1842年に設立されたプール・ル・メリット勲章（市民階級）の最初のメンバーの一人でした。[ 30 ]
ベッセルにちなんで名付けられた最初の天体は、月の静かの海にある最大のクレーターである。[ 31 ]小惑星帯の小惑星1552ベッセルは、1938年の視差測定100周年に命名された。[ 32 ]
地理的な記念としては、グリーンランドにある2つのフィヨルド、北東グリーンランドのベッセルフィヨルドと北西グリーンランドのベッセルフィヨルドが挙げられる。
Xyletinus besseli [ 33 ] は、サンビアのバルト琥珀で発見された、始新世のPtinidae科に属する化石甲虫で、彼の名誉を称えて名付けられました。[ 34 ]
ベッセル（BeSSel）という名称は、棒状および螺旋状構造の遺産調査（ BeSSel ）に由来する。
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