Friedrich Wilhelm Bessel

Friedrich Wilhelm Bessel (; 22 Temmuz 1784 – 17 Mart 1846) bir Alman astronom, matematikçi, fizikçi ve jeodezist idi. Paralaks yöntemiyle güneşten başka bir yıldıza olan uzaklık için güvenilir değerler hesaplayan ilk astronomdu. Matematiksel fonksiyonların özel bir türü, başlangıçta Daniel Bernoulli tarafından keşfedilmiş ve daha sonra Bessel tarafından genelleştirilmiş olmalarına rağmen, Bessel'in ölümünden sonra Bessel fonksiyonları olarak adlandırıldı.

Bessel, Minden, Vestfalya'da, o zamanlar Prusya idari bölgesinin başkenti Minden-Ravensberg'de geniş bir ailede bir memurun ikinci oğlu olarak doğdu. Bessel, 14 yaşındayken Bremen'de ithalat-ihracat şirketi Kulenkamp'da çıraklık yaptı. İşletmenin kargo gemilerine olan güveni, onun matematiksel becerilerini seyrüsefer problemlerine çevirmesine sebep oldu. Bu da boylam belirlemenin bir yolu olarak astronomi konusuna ilgi duymaya yol açtı.

Bessel, Thomas Harriot ve Nathaniel Torporley'den 1607'de alınan eski gözlem verilerini kullanıp, 1804'te Halley Kuyruklu Yıldızı için yörünge hesaplamaları üzerinde bir iyileştirme yaparak, zamanın önemli bir Alman astronomi şahsiyeti olan Heinrich Wilhelm Olbers'in dikkatini çekti. Franz Xaver von Zach, sonuçları Monatliche Correspondenz adlı dergide düzenledi.

İki yıl sonra Bessel, Kulenkamp'tan ayrıldı ve Johann Hieronymus Schröter'in Lilienthal yakınlarındaki Bremen'deki özel gözlemevinde Karl Ludwig Harding'in halefi olarak asistan oldu. Orada, yaklaşık 3.222 yıldız için kesin konumlar üretmek üzere James Bradley'in yıldız gözlem verileri üzerinde çalıştı.

Bessel, özellikle üniversitede herhangi bir yüksek öğrenim görmemesine rağmen, Ocak 1810'da 25 yaşındayken Prusya Kralı III. Frederick William tarafından yeni kurulan Königsberg Gözlemevi'ne müdür olarak atandı ve ölümüne kadar bu pozisyonda kaldı. Düzenli olarak yazıştığı bir matematikçi ve fizikçi arkadaşı olan Carl Friedrich Gauss'un tavsiyesi üzerine, Mart 1811'de Göttingen Üniversitesi'nden fahri doktor derecesi aldı.

Bu süre zarfında, bu iki adam aralarındaki mektup yazışmasına devam etti. Ancak 1825'te yüz yüze görüştüklerinde detayları bilinmeyen bir nedenle tartıştılar.

1842'de Bessel, jeofizikçi Georg Adolf Erman ve matematikçi Carl Gustav Jacob Jacobi eşliğinde British Association for the Advancement of Science'ın Manchester'daki yıllık toplantısına katıldı.

Bessel, doktor ve biyolog Hermann August Hagen'in amcası kimyager ve eczacı Karl Gottfried Hagen ile hidrolik mühendisi Gotthilf Hagen'in kızı ve aynı zamanda 1816'dan 1818'e kadar Bessel'in öğrencisi ve asistanı olan Johanna ile evlendi. Bessel'in yakın arkadaşı ve meslektaşı olan fizikçi Franz Ernst Neumann, Johanna Hagen'in kız kardeşi Florentine ile evliydi. Neumann, Königsberg'de Carl Gustav Jacob Jacobi ile birlikte yönettiği matematiksel-fizik seminerinde Bessel'in titiz ölçüm ve veri indirgeme yöntemlerini tanıttı. Bu titiz yöntemlerin Neumann'ın öğrencilerinin çalışmaları ve Prusya'nın ölçümde kesinlik anlayışı üzerinde kalıcı bir etkisi oldu.

Bessel'in iki oğlu ve üç kızı vardı. Büyük oğlu mimar oldu ama 1840'ta 26 yaşında aniden öldü; küçük oğlu doğumdan kısa bir süre sonra öldü. En büyük kızı Marie, akademisyen Erman ailesinin üyesi olan fizikçi Georg Adolf Erman ile evlendi. Oğullarından biri de ünlü Mısırbilimci Adolf Erman idi. Üçüncü kızı Johanna politikacı Adolf Hermann Hagen ile evlendi, oğulları fizikçi Ernst Bessel Hagen idi.

Gözlemevi henüz inşaat halindeyken Bessel, Bradley'in gözlemlerine dayanarak Fundamenta Astronomiaeyi detaylandırdı. Ön sonuç olarak, 1811'de Fransız Bilimler Akademisi'nden kendisine Lalande Ödülü kazandıran atmosferik kırılma tablolarını geliştirdi. Königsberg Gözlemevi 1813'te faaliyete başladı.

1819'dan başlayarak, Bessel, nitelikli öğrencilerinden bazılarının yardımıyla Reichenbach'tan bir meridyen çemberi kullanarak 50.000'den fazla yıldızın konumunu belirledi. Bu öğrencilerden en ünlüsü Friedrich Wilhelm Argelander'dı.

Bessel, yaptığı bu çalışmayla, bugün en çok hatırlandığı başarısına ulaşmayı başardı: bir yıldıza olan mesafeyi hesaplamak için yıldız paralaksını ilk kullanan kişi olarak kabul ediliyor. Gök bilimciler bir süredir paralaksın yıldızlararası mesafelerin ilk doğru ölçümünü sağlayacağına inanıyorlardı. 1838'de Bessel, 61 Cygni'nin 0.314 ark saniyelik bir paralaksa sahip olduğunu duyurdu; bu, Dünya'nın yörüngesinin çapı göz önüne alındığında, yıldızın 10.3 ışık yılı uzaklıkta olduğunu gösterdi. 11.4 ışık yıllık mevcut ölçüm göz önüne alındığında, Bessel'in rakamında %9,6'lık bir hata vardı. Bu sonuçlar sayesinde gök bilimciler sadece evrenin vizyonunu kozmik büyüklüğün çok ötesine genişletmekle kalmadılar, ayrıca 1728'de James Bradley tarafından ışığın sapması keşfinden sonra, Dünya'nın göreceli hareketinin ikinci bir ampirik kanıtı elde edilmiş oldu.

Bessel'in Adolf Repsold'dan yeni bir meridyen çemberi kullanarak yaptığı hassas ölçümler, 61 Cygni'nin paralaksını belirlemeye yardımcı olmasının yanı sıra, Sirius ve Procyon'un hareketlerindeki sapmaları fark etmesini sağladı ve bunun, görünmeyen ortağın (çift yıldızı meydana getiren iki öğeden daha sönük olanı) yerçekimsel çekiminden kaynaklanması gerektiği sonucuna vardı. 1844'te Sirius'un "karanlık ortağını" duyurması, konumsal ölçümle daha önce gözlemlenmemiş bir yoldaşın ilk doğru iddiasıydı ve sonunda Sirius B'nin keşfedilmesine yol açtı.

Bessel, daha sonra kişisel denklem olarak adlandırılan ve aynı anda gözlem yapan birkaç kişinin, özellikle yıldızların geçiş zamanını kaydederek, biraz farklı değerler belirlediğini fark eden ilk bilim insanıydı.

1824'te Bessel, Bessel elementleri olarak adlandırılan yöntemi kullanarak tutulmaların koşullarını hesaplamak için yeni bir yöntem geliştirdi. Yöntemi, hesaplamayı doğruluktan ödün vermeden o kadar basitleştirdi ki, bugün hala kullanılmaktadır.

Bessel'in 1840'taki çalışması, Bessel'in ölümünden birkaç ay sonra, 1846'da Berlin Gözlemevi'nde Neptün'ün keşfine katkıda bulundu. Bessel'in (1825) önerisi üzerine Prusya Bilimler Akademisi ​​uluslararası bir proje olarak Berliner Akademische Sternkartenin ("Berlin Akademik Yıldız Tabloları") baskısını başlattı. Yayımlanmamış yeni bir harita, Johann Gottfried Galle'in 1846'da LeVerrier tarafından hesaplanan konumun yakınında Neptün'ü bulmasını sağladı.

19. yüzyılın ikinci on yılında, 'çok-cisim' yerçekimi sistemlerinin dinamiklerini incelerken Bessel, şimdi Bessel fonksiyonu olarak bilinen kavramı geliştirdi. Belirli diferansiyel denklemlerin çözümü için kritik olan bu fonksiyonlar hem klasik fizik hem de kuantum fiziği alanlarında kullanılır.

Bessel, daha sonra onuruna isimlendirilen örnek varyans tahmincisi formülünün düzeltilmesini sağlamıştır. Bu düzeltme sadece formülün paydasında n yerine n − 1 çarpanının kullanılmasıdır. Bu, verileri ortalamak için "popülasyon ortalaması" yerine "örnek ortalaması" kullanıldığında ve örnek ortalaması verilerin doğrusal bir kombinasyonu olduğundan, örnek ortalamasına kalan artık serbestlik derecelerinin sayısı kısıtlama denklemlerinin sayısını aştığında meydana gelir - mevcut durumda 1. (Ayrıca bakınız; Bessel düzeltmesi).

Ek bir çalışma alanı jeodeziydi. Bessel, ana jeodezik problemi çözmek için bir yöntem yayınladı. Prusya ve Rus nirengi ağlarına katılan Doğu Prusya araştırmasından sorumluydu. Ayrıca, günümüzde Bessel elipsoidi olarak adlandırılan Dünya elipsoidi için, bir takım yay ölçümleri temelinde artan bir doğruluk tahmini elde etti.

Ay'da Mare Serenitatis'deki en büyük krater ve ana asteroit kuşağı 1552 Bessel'in yanı sıra Grönland'daki iki fiyort, Bessel Fiyordu, NE Grönland ve Bessel Fiyordu, KB Grönland, onun onuruna isimlendirildi.