ジャン・リシェがカイエンヌ 島で行った天文観測および重力観測の記録。セバスチャン・ルクレール による版画に基づく。ジャン・リシェ (1630年 - 1696年)はフランスの天文学者であり、 ジョヴァンニ・ドメニコ・カッシーニ の指導の下、フランス科学アカデミー の助手(天文学者見習い )を務めた。
1671年から1673年にかけて、彼はフランス学士院の要請により、フランス領ギアナのカイエンヌで実験を行い、天体観測を行った。[ 1 ] 火星 の 近日 点衝時 の彼の観測と測定は、パリでカッシーニが同時期に行った観測と合わせて、地球と火星の間の距離に関する最も初期のデータに基づく推定値につながり、彼らはそれを用いて太陽と地球の間の距離(天文単位 )を計算した。[ 2 ]
滞在中、彼は秒振り子 、つまり半振れが 1 秒の振り子の長さも測定し、パリで測定したものより 1.25 リーニュ (2.256 ミリメートル) 短いことを発見した。[ 3 ] 彼の方法[ 4 ] [ 5 ] は、自由に減衰する振り子の振動を、別の機械式時計と天体観測によって保持される時間と比較することであった。[ a ] リッチャーは、地球表面上の重力の変化を観測した最初の人物であり、おそらく重力測定 学の科学の始まりとなった。
アイザック・ニュートンは 後に、彼が提唱したように重力が物体間の距離の二乗に反比例して減少するならば、リッシェの研究から導き出される明白な結論は、赤道付近のカイエンヌは、最初にそのような測定が行われたパリよりも地球の中心から遠いということであると述べた。したがって、地球は以前想定されていたように球形ではなく、赤道付近で膨らんでいる(赤道膨らみ )ことになる。ニュートンが主張する1日あたり2.5分の差は、周波数の0.17%の差に相当し、リッシェの測定値とほぼ一致する。
ニュートンは地球の扁平率によるものと解釈したが、クリスティアーン・ホイヘンスは 遠心力によって赤道付近の見かけの重力が減少するためと解釈した。[ 6 ] 実際の重力が一定であると仮定するとg {\displaystyle g} 地球の表面全体にわたって、地球は半径の完全な球体ですR {\displaystyle R} 角速度Ω {\displaystyle \Omega } すると、緯度での見かけの重力はϕ {\displaystyle \phi } はg − Ω 2 R コス 3 ( ϕ ) {\displaystyle g-\Omega ^{2}R\cos ^{3}(\phi )} パリは北緯49度、カイエンヌは北緯5度に位置し、見かけの重力の差は次のようになる。0.024 m / s 2 {\displaystyle 0.024\mathrm {m/s} ^{2}} [ 7 ]
リシェが1673年にパリに戻ったことは盛大に祝われ、彼のデータが再現されると、私たちが彼を記憶している発見を公表することができた。しかし、理由は不明だが、出版は1679年まで遅れ、その年にリシェの名で『Observations Astronomiques et Physiques Faites en L'Isle de Caïenne par M. Richer, de l'Académie Royale des Sciences』 という著作が出版された。[ 8 ] その後まもなく、彼はドイツでの工学プロジェクトに配属された。彼の残りの人生については記録が残っていない。ほとんどの伝記作家は、彼が1696年にパリで亡くなったと考えている。
注記 ↑ この数値から振り子の周波数の相対的な差を求めるには、リッヒャーがパリの振り子の長さを3フィート8+1/3リーニュ、つまり1321/3リーニュ(993.3 mm)としていることに注目してください。1.25リーニュの差は長さの0.28%の差であり、したがって周波数の0.14%の差となります。秒振り子の長さは局所重力に比例するため、リッヒャーの結果は、の局所重力が重力の0.28%、つまり約0.028 m / s 2 {\displaystyle 0.028\mathrm {m/s} ^{2}} 。
参考文献 ↑ Olmsted, John W (1942). "The Scientific Expedition of Jean Richer to Cayenne (1672-1673)". Isis . 34 (2): 117– 128. Bibcode : 1942Isis...34..117O . doi : 10.1086/347762 . JSTOR 226212 . S2CID 144341198 . ↑ " 「天文単位」、つまり地球と太陽の間の距離が見直される。サイエンティフィック・アメリカン 。↑ ポインティング、ジョン・ヘンリー、ジョセフ・ジョン・トンプソン (1907)。 物理学教科書:物質の性質、第4版 。ロンドン:チャールズ・グリフィン社、 20ページ。 ↑ Observations Astronomiques Et Physiques Faites En L'Isle De Caienne、1679 年、ch. X、記事、I、 https://archive.org/details/bub_gb_uey3wMEY918C/page/n67/mode/1up ↑ ニュートン、『プリンキピア・マテマティカ』:「そして、まず第一に、1672年にカイエンヌ島でM・リシェがそれに気づきました。8月に恒星の経度を観測していたところ、彼の時計が太陽の平均運動に比べて1日あたり2分28秒遅れていることに気づいたのです。」 ↑ ソメリア、ジョエル (2017-11-01)。 「フーコーと地球の回転」 。 レンダスフィジークをコンプします 。科学の発展: 歴史を通じた科学アカデミーの比較。 18 (9): 520–525 。 Bibcode : 2017CRPhy..18..520S 。 土井 : 10.1016/j.crhy.2017.11.003 。 ISSN 1631-0705 。 ↑ オルムステッド、ジョン W. (1942 年 10 月) 「ジャン・リシェのカイエンヌへの科学探検 (1672-1673)」 . Isis . 34 (2): 117– 128. doi : 10.1086/347762 . ISSN 0021-1753 . ↑ 再発行: Richer、Jean (1729)。 「カイエンヌ島での天文学と物理学の観測」 。 「王立科学アカデミーの思い出」 (フランス語)。 7 (1): 231–326 .
さらに読む レンツェン、ヴィクター・F.(ヴィクター・フリッツ);マルトハウフ、ロバート・P.(1966)。19世紀における重力振り子の発展:歴史技術博物館からの寄稿、科学技術に関する論文34-44 。スミソニアン協会– プロジェクト・グーテンベルク経由。