Nevil Maskelyne

Elämäkerta

Nevil Maskelyne syntyi Lontoossa ja oli Edmund Maskelynen kolmas poika. Edmund Maskelyne kuoli Nevilin ollessa 12-vuotias, minkä jälkeen perhe joutui elämään vaatimattomissa olo­suhteissa. Maskelyne kävi koulua Westminster Schoolissa, jossa hän oli oppilaana vielä äitinsä kuollessa vuonna 1748. Hän kiinnostui tähti­tieteestä koulua käydessään pian 25. heinäkuuta 1748 tapahtuneen auringon­pimennyksen jälkeen.
Maskelyne aloitti opinnot Cambridgen yliopiston St Catherine’s Collegessa vuonna 1749 ja saavutti wranglerin arvon vuonna 1754. Hänet vihittiin kirkolliseen ministerin virkaan vuonna 1755, ja hän sai opetusviran Trinity Collegessa vuonna 1756.
Noin vuonna 1785 Maskelyne meni naimisiin Sophia Rosen kanssa, joka oli kotoisin Cotterstockista, Northamptonshirestä. Heidän ainoa tyttärensä oli Margaret (1786–1858), jonka poika Nevil Sotry Maskelyne (1823–1911) toimi Oxfordin yliopistossa mineralogian professorina vuosina 1856–1895. Maskelynen sisar, jonka nimi myös oli Margaret, meni naimisiin paroni Robert Cliven kanssa.
Nevil Maskelyne on haudattu Purtoniin, Wiltshireen.

Pituusasteen määritys

Vuonna 1758 Maskelyne pääsi jäseneksi Royal Societyyn, jonka toimeksi­annosta hän matkusti vuonna 1761 Saint Helenalle tekemään havaintoja Venuksen yli­kulusta. Mittauksilla olisi ollut suuri merkitys, sillä niiden avulla olisi voitu tarkasti laskea Maan etäisyys Auringosta ja sen perusteella edelleen aurinkokunnan muidenkin planeettojen etäisyydet.
Huonon sään vuoksi Venuksen ohi­kulusta ei voitu tehdä käyttö­kelpoisia havaintoja, mutta matkan aikana Maskelyne kehitti menetelmän pituusasteen määrittämiseksi Kuun aseman avulla. Menetelmä perustui Kuun ja jonkin tunnetun tähden välisen kulma­etäisyyden mittaamiseen. Palattuaan Englantiin hän jatkoi toimessaan kirkko­herran apulaisena Chipping Barnetissa ja alkoi laatia vuonna 1763 julkaistua kirjaa The British Mariners’s Guide, jossa hän esitteli kehittämänsä menetelmän pituus­asteen määrittämiseksi. Kirjassaan Maskelyne myös ehdotti, että Kuun asemat pitäisi laskea kullekin vuodelle etukäteen ja julkaista meren­kulkijoille käyttö­kelpoisessa muodossa. Ehdotus sai Britannian hallituksen hyväksynnän, ja sen mukaisesti alettiinkin julkaista merenkulun almanakkaa, The Nautical Almanac, joka ilmestyi ensimmäisen kerran vuonna 1766 Maskelynen johdolla vuodelle 1767 laadittuna. Maskelynen pyynnöstä valtio alkoi julkaista hänen havaintonsa vuosittain.
Britannian parlamentti oli vuonna 1714 luvannut 20 000 punnan palkinnon sille, joka keksisi käyttö­kelpoisen ja riittävän tarkan menetelmän pituus­asteen määrittämiseksi merellä. Kun John Harrison keksi kronometrin, hänen ja Maskelynen välille syntyi pitkä­aikainen kiista siitä, kummalle palkinto kuuluisi. Palkinto­ehdokkaita arvioimaan perustettu lauta­kunta, Board of Longitude, lähetti Maskelynen vuonna 1763 Barbadokselle, jossa hänen tehtävänään oli määrittää saaren pää­kaupungin Bridgetownin pituus­aste Jupiterin kuista tehtyjen havaintojen avulla ja samalla verrata menetelmänsä tarkkuutta Harrisonin kronometriin. Krono­metri osoittautui riittävän tarkaksi, mutta ennen kuin palkkio myönnettiin Harrisonille, häntä vaadittiin vielä laatimaan kronometrista täydellinen kuvaus ja rakentamaan sellaisia kaksi lisää, joista toista kokeili itse kuningas Yrjö III.
Matkalla saadut tutkimus­tulokset saatettiin julkisuuteen Board of Longituden kokouksessa vuoden 1765 alussa. Tällöin todettiin, että Harrisonin kronometrilla Bridge­townin pituus­aste oli saatu määritetyksi kymmenen meripeninkulman tarkkuudella yli 5 000 meri­penin­kulman meri­matkan jälkeen. Maskelynen menetelmässä sen sijaan oli 30 mailin virhe. Neljä läsnä ollutta meri­upseeria kuitenkin väitti vastaan, että laskut oli suoritettu Maskelynen ohjeiden mukaan ja että he olivat olleet tottumattomia suorittamaan niitä. Kun kuitenkin Kuun asemaan perustuva menetelmä edellytti taulukoita, jotka vain Maskelyne kykeni laskemaan, menetelmää ei vielä pidetty tarpeeksi käyttö­kelpoisena, että palkinto olisi voitu myöntää hänelle.
Sillä välin kaksi edellistä Astronomer Royalia olivat kuolleet lyhyen ajan kuluessa, ja Maskelyne nimitettiin tähän virkaan pian hänen palattuaan Englantiin. Tällöin hänestä tuli viran nojalla myös longitudi­lauta­kunnan jäsen, ja tässä tehtävässään hän ei hyväksynyt palkinnon myöntämistä Harrisonille. Maskelynen ohella muutkin lautakunnan ja Royal Societyn jäsenet pitivät Kuun asemaan perustuvaa pituus­asteen tieteellistä määritystä käsitteellisesti ja älyllisesti yli­vertaisena mekaaniseen kronometriin verrattuna. Kun palkinto myöhemmin lopulta myönnettiin Harrisonille, se tapahtui parlamentin säätämän erityisen lain eikä lauta­kunnan päätöksen nojalla.
Kaikesta huolimatta, vaikka kronometrit olivat tarkempia, Kuun asemaan perustuva menetelmä oli halvempi, ja se oli yleisimmin käytetty menetelmä pitkälle 1800-luvulle saakka. Koska Maskelynen havainnot ja laskemat tehtiin Greenwichin kuninkaallisessa observatoriossa, Greenwichin meridiaanista tuli myöhemmin yleis­maailmallisesti käytetty nollameridiaani, ja sellaisena se hyväksyttiin kansainvälisesti vuonna 1884.

Leveyspiirin mittaus

Maskelyne suunnitteli myös geodeettisia tutkimuksia. Huomattavimpia niistä olivat leveys­asteen pituuden mittaus Marylandissa ja Pennsylvaniasa, jonka toteuttivat Charles Mason ja Jeremiah Sixon vuosina 1766–1768, sekä Greenwichin ja Pariisin pituusas­teiden erotuksen mittaus. Ranskassa mittauksia johtivat Dominique Cassini, Adrien-Marie Legendre ja Pierre Méchain, Englannissa William Roy. Tästä saivat alkunsa kolmio­mittaukset, jotka myöhemmin suoritettiin kaikkialla Britanniassa. Hänen havaintonsa julkaistiin neljänä laajana niteenä vuosina 1776–1811, ja osa niistä on myöhemmin julkaistu Samuel Vincen teoksessa ”Elements of Astronomy”.

Schiehallionin koe

Vuonna 1772 Maskelyne ehdotti Royal Societylle koetta, joka tuli myöhemmin tunnetuksi nimellä Schiehallionin koe, sen vuoren mukaan, jolla se suoritettiin. Sen tarkoituksena oli määrittää Maan tiheys luotisuoran avulla. Saman­laista koetta olivat jo aikaisemmin ehdottaneet Pierre Bouguer ja Charles-Marie de la Condamine vuonna 1738, mutta sellaista ei ollut suoritettu.
Maskelyne suoritti kokeensa vuonna 1774 Shiehallionin vuorella Pertshiressä, Skotlannissa. Tämä vuori valittiin sen säännöllisen kartiomaisen muodon vuoksi, joka teki mahdolliseksi määrittää sen tilavuus tyydyttävällä tarkkuudella. Vuoren eri puolella olevien mittaus­asemien sijaintia näennäisesti eri leveys­asteilla verrattiin niiden todellisiin, kolmio­mittauksella määritettyihin, leveys­asteisiin.
Maskelynen tutkimustuloksista Charles Hutton päätteli, että Maan tiheys oli 4,5 kertaa veden tiheys; uudempien mittausten mukaan suhde on 5,515.

Muut tutkimukset

Maskelynen ensimmäinen tähti­tieteellinen teos oli vuonna 1760 julkaistu A Proposal for Discovering the Annual Parallax of Sirius (Ehdotus Siriuksen vuotuisen parallaksin havaitsemiseksi) Myöhemmin hän kirjoitti julkaisuun Transactions muun muassa Venuksen ylikuluista vuonna 1761 ja 1769 tehdyistä havainnoista, vuoro­vedestä Saint Helenalla (1762) sekä useista Saint Helenalla ja Barbadoksella vuonna 1764 havaituista tähti­tieteellisistä ilmiöistä.
Maskelyne teki myös käytännöllisiä keksintöjä. Hän pystyi ensimmäisenä mittaamaan aikaa sekunnin kymmenesosan tarkkuudella.