Ο 17ος αιώνας ήταν ένας πολύ ευοίωνος χρόνος για τις επιστήμες, με πρόοδο στους τομείς της φυσικής, των μαθηματικών, της χημείας και των φυσικών επιστημών. Στο διάστημα ενός αιώνα, για πρώτη φορά παρατηρήθηκαν αρκετοί πλανήτες και φεγγάρια, έγιναν ακριβή μοντέλα για την πρόβλεψη των κινήσεων των πλανητών και ο νόμος της καθολικής βαρύτητας δημιουργήθηκε.
Εν μέσω αυτού, το όνομα του Christiaan Huygens ξεχωρίζει μεταξύ των υπόλοιπων. Ως ένας από τους σημαντικότερους επιστήμονες της εποχής του, ήταν καθοριστικός στην ανάπτυξη ρολογιών, μηχανικής και οπτικής. Και στον τομέα της αστρονομίας, ανακάλυψε τα δαχτυλίδια του Κρόνου και το μεγαλύτερο φεγγάρι του - τον Τιτάνα. Χάρη στον Huygens, οι επόμενες γενιές αστρονόμων εμπνεύστηκαν να εξερευνήσουν το εξωτερικό ηλιακό σύστημα, οδηγώντας στην ανακάλυψη άλλων φεγγαριών της Κρονίας, του Ουρανού και του Ποσειδώνα τον επόμενο αιώνα.
Πρόωρη ζωή:
Ο Christiaan Huygens γεννήθηκε στη Χάγη στις 14 Απριλίου 1629, από μια πλούσια και επιρροή Ολλανδική οικογένεια. Ο Christiaan ήταν ο δεύτερος γιος του Constantijn Huygens και της Suzanna van Baerle, οι οποίοι ονόμασαν Christiaan μετά τον πατρικό του παππού. Ο Constantijn - ένας διάσημος ποιητής, συνθέτης και σύμβουλος του House of Orange - ήταν φίλος με πολλούς σύγχρονους φιλόσοφους, συμπεριλαμβανομένων των Galileo Galilei, Marin Mersenne και René Descartes.
Οι συνδέσεις και οι προσωπικές σχέσεις του πατέρα του επέτρεψαν στον Christiaan να λάβει μια ολοκληρωμένη εκπαίδευση στις τέχνες και τις επιστήμες και να τον οδηγήσει να γίνει εφευρέτης και αστρονόμος. Μέχρι τα δεκαέξι του, ο Χριστιανός εκπαιδεύτηκε στο σπίτι και έλαβε μια φιλελεύθερη εκπαίδευση, μελετώντας γλώσσες, μουσική, ιστορία, γεωγραφία, μαθηματικά, λογική, ρητορική και επίσης χορό, περίφραξη και ιππασία.
Εκπαίδευση:
Το 1645, ο Christiaan στάλθηκε για να σπουδάσει νομικά και μαθηματικά στο Πανεπιστήμιο του Leiden, στα νότια της Ολλανδίας. Μετά από δύο χρόνια, ο Huygens συνέχισε τις σπουδές του στο νεοσύστατο Κολέγιο Orange στην Breda, όπου ο πατέρας του ήταν επιμελητής, έως ότου αποφοίτησε το 1649. Ενώ ο πατέρας του ήλπιζε να συνεχίσει να είναι διπλωμάτης, το ενδιαφέρον του Christiaan στα μαθηματικά και οι επιστήμες ήταν εμφανείς.
Το 1654, ο Huygens επέστρεψε στο σπίτι του πατέρα του στη Χάγη, και άρχισε να αφιερώνεται εξ ολοκλήρου στην έρευνα. Μεγάλο μέρος έγινε σε άλλο σπίτι που ανήκε η οικογένειά του στο κοντινό Hofwijck, όπου πέρασε μεγάλο μέρος του καλοκαιριού. Ο Huygens ανέπτυξε ένα ευρύ φάσμα ανταποκριτών αυτή τη στιγμή, που περιελάμβανε τη Mersenne και τον κύκλο των ακαδημαϊκών με τους οποίους είχε περιτριγυριστεί στο Παρίσι.
Μέχρι το 1655, ο Huygens άρχισε να επισκέπτεται το Παρίσι σε πολλές περιπτώσεις και συμμετείχε σε συζητήσεις που πραγματοποιήθηκαν από την Ακαδημία Montmor - οι οποίες είχαν αναλάβει από τον κύκλο Mersenne μετά το θάνατό του το 1648. Ενώ στην Ακαδημία Montmor, ο Huygens υποστήριξε την επιστημονική μέθοδο και τον πειραματισμό πάνω από τα παραδοσιακά ορθοδοξίες και αυτό που είδε ως ερασιτεχνικές συμπεριφορές.
Το 1661, ο Huygens έκανε την πρώτη του επίσκεψη στην Αγγλία, όπου παρακολούθησε μια συνάντηση της ομάδας Gresham College - μια κοινωνία επιστημόνων που επηρεάστηκε από τη νέα επιστημονική μέθοδο (όπως υποστηρίζεται από τον Francis Bacon). Το 1663, ο Huygens έγινε Μέλος της Βασιλικής Εταιρείας, ο οποίος διαδέχθηκε το Gresham Group, και συνάντησε τόσο σημαντικούς μελετητές όπως ο Isaac Newton και ο Robert Boyle, που συμμετείχαν σε πολλές συζητήσεις και συζητήσεις με άλλους παρόμοιους.
Το 1666, ο Huygens μετακόμισε στο Παρίσι και έγινε ένα από τα ιδρυτικά μέλη της νέας Γαλλικής Ακαδημίας Επιστημών του Louis XIV. Ενώ εκεί, χρησιμοποίησε το Παρατηρητήριο του Παρισιού για να κάνει τις μεγαλύτερες ανακαλύψεις του στον τομέα της αστρονομίας (βλ. Παρακάτω), πραγματοποίησε αλληλογραφία με τη Βασιλική Εταιρεία και συνεργάστηκε με τον συνάδελφο αστρονόμο Giovanni Cassini (ο οποίος ανακάλυψε τα φεγγάρια του Κρόνου Iapetus, Rhea, Tethys και Dione) .
Η δουλειά του με την Ακαδημία του έδωσε σύνταξη μεγαλύτερη από εκείνη οποιουδήποτε άλλου μέλους και ένα διαμέρισμα στο κτήριο της. Εκτός από περιστασιακές επισκέψεις στην Ολλανδία, έζησε στο Παρίσι από το 1666 έως το 1681 και γνωριμία με τον Γερμανό μαθηματικό και φιλόσοφο Γκότφριντ Γουίλφελμ Λίμπνιτς, με τον οποίο παρέμεινε με φιλικούς όρους για το υπόλοιπο της ζωής του.
Επιτεύγματα στην Αστρονομία:
Από το 1652-53, ο Huygens άρχισε να μελετά σφαιρικούς φακούς από θεωρητική άποψη, με απώτερο στόχο την κατανόηση των τηλεσκοπίων. Μέχρι το 1655, σε συνεργασία με τον αδελφό του Constantijn, άρχισε να λείπει και να γυαλίζει τους δικούς του φακούς, και τελικά σχεδίασε αυτό που ονομάζεται τώρα Huygenian προσοφθάλμιο φακό - ένα τηλεσκόπιο οφθαλμικό που αποτελείται από δύο φακούς.
Μέχρι το 1660, η δουλειά του με φακούς του επέτρεψε να συναντηθεί κοινωνικά με τον Baruch Spinoza - τον διάσημο Ολλανδό φιλόσοφο, λόγιο και ορθολογιστή - που τους στηρίζει επαγγελματικά. Χρησιμοποιώντας αυτές τις βελτιώσεις εισήγαγε στους φακούς, τους οποίους χρησιμοποίησε με τη σειρά του για τη δημιουργία δικών του τηλεσκοπίων, ο Χιούγκενς άρχισε να μελετά τους πλανήτες, τα αστέρια και το σύμπαν.
Το 1655, χρησιμοποιώντας ένα τηλεσκόπιο διαθλάσεως ισχύος 50 που σχεδίασε ο ίδιος, έγινε ο πρώτος αστρονόμος που αναγνώρισε τα Saturns Rings, τα οποία υπολόγισε σωστά το σχήμα τεσσάρων ετών αργότερα. Στο έργο τουSystema Saturnium (1659), ισχυρίστηκε ότι ο Κρόνος ήταν «περιτριγυρισμένος από ένα λεπτό επίπεδο δαχτυλίδι, πουθενά αγγίζοντας, και τείνει προς την εκλειπτική».
Ήταν επίσης το 1655 που έγινε ο πρώτος αστρονόμος που παρατήρησε τα μεγαλύτερα φεγγάρια του Κρόνου - τον Τιτάνα. Εκείνη την εποχή, ονόμασε το φεγγάρι Σατούρι Λούνα (Λατινικά για το «Κρόνο του φεγγαριού») που περιέγραψε στο τραγούδι του με τίτλο De Saturni Luna Observatio Nova (“Μια νέα παρατήρηση του φεγγαριού του Κρόνου »).
Την ίδια χρονιά, χρησιμοποίησε το σύγχρονο τηλεσκόπιο του για να παρατηρήσει το νεφέλωμα του Ωρίωνα και το υποδιαίρεσε με επιτυχία σε διαφορετικά αστέρια. Δημιούργησε επίσης την πρώτη εικόνα της - στην οποία επίσης δημοσίευσε Systema Saturnium το 1659. Εξαιτίας αυτού, η φωτεινότερη εσωτερική περιοχή ονομάστηκε το Περιοχή Huygenian προς τιμήν του.
Λίγο πριν το θάνατό του το 1695, ο Χιούγκενς ολοκλήρωσε Κοσμοθεωρος, που δημοσιεύθηκε μετά το θάνατο το 1698 (λόγω των μάλλον αιρετικών προτάσεών του). Σε αυτό, ο Huygens εικάστηκε για την ύπαρξη εξωγήινης ζωής σε άλλους πλανήτες, που φαντάστηκε ότι θα ήταν παρόμοιος με αυτόν της Γης. Τέτοιες εικασίες δεν ήταν ασυνήθιστες τότε, χάρη εν μέρει στο Copernican (ηλιοκεντρικό) μοντέλο.
Ωστόσο, ο Huygens πήγε σε μεγαλύτερη λεπτομέρεια, δηλώνοντας ότι η διαθεσιμότητα νερού σε υγρή μορφή ήταν απαραίτητη για τη ζωή και ότι οι ιδιότητες του νερού πρέπει να διαφέρουν από πλανήτη σε πλανήτη για να ταιριάζουν στο εύρος θερμοκρασίας. Πήρε τις παρατηρήσεις του για σκοτεινά και φωτεινά σημεία στις επιφάνειες του Άρη και του Δία για να δείξει νερό και πάγο σε αυτούς τους πλανήτες.
Αντιμετωπίζοντας την πιθανότητα των Γραφικών προκλήσεων, υποστήριξε ότι η εξωγήινη ζωή δεν επιβεβαιώθηκε ούτε αρνήθηκε από τη Βίβλο και αμφισβήτησε γιατί ο Θεός θα δημιουργήσει τους άλλους πλανήτες εάν δεν προορίζονται να κατοικηθούν όπως η Γη. Ήταν επίσης σε αυτό το βιβλίο που ο Huygens δημοσίευσε τη μέθοδο του για την εκτίμηση των αστρικών αποστάσεων, με βάση την υπόθεση (αργότερα αποδείχθηκε λανθασμένη) ότι όλα τα αστέρια ήταν τόσο φωτεινά όσο ο Ήλιος.
Το 1659, ο Huygens δήλωσε επίσης αυτό που είναι τώρα γνωστό ως ο δεύτερος νόμος κίνησης του Νεύτωνα σε τετραγωνική μορφή. Εκείνη την εποχή, έβγαλε αυτό που είναι τώρα ο τυπικός τύπος της κεντρομόλης δύναμης, που ασκείται από ένα αντικείμενο που περιγράφει μια κυκλική κίνηση, για παράδειγμα στη συμβολοσειρά στην οποία είναι συνδεδεμένη. Σε μαθηματική μορφή, αυτό εκφράζεται ως Fc = mv² / r, όπου είναι η μάζα του αντικειμένου, v η ταχύτητα και r η ακτίνα.
Η δημοσίευση της γενικής φόρμουλας για αυτή τη δύναμη το 1673 - αν και σχετίζεται με τη δουλειά του σε ρολόγια εκκρεμούς και όχι στην αστρονομία (βλ. Παρακάτω) - ήταν ένα σημαντικό βήμα στη μελέτη τροχιών στην αστρονομία. Επέτρεψε τη μετάβαση από τον τρίτο νόμο της πλανητικής κίνησης του Κέπλερ στον αντίστροφο τετράγωνο νόμο της βαρύτητας.
Άλλες επιτυχίες:
Το ενδιαφέρον του, ως αστρονόμος, για την ακριβή μέτρηση του χρόνου τον οδήγησε επίσης στην ανακάλυψη του εκκρεμούς ως ρυθμιστής για τα ρολόγια. Η εφεύρεσή του για το εκκρεμές ρολόι, το οποίο πρωτότυπη στο τέλος του 1656, ήταν μια σημαντική ανακάλυψη στη χρονομέτρηση, επιτρέποντας ακριβέστερα ρολόγια από ό, τι ήταν διαθέσιμα τότε.
Το 1657, ο Χιούγκενς ανέθεσε στους κατασκευαστές ρολογιών στη Χάγη να χτίσουν το ρολόι του και υπέβαλε αίτηση για τοπικό δίπλωμα ευρεσιτεχνίας. Σε άλλες χώρες, όπως η Γαλλία και η Βρετανία, ήταν λιγότερο επιτυχημένος, με τους σχεδιαστές να κλέβουν το σχέδιό του για δική τους χρήση. Ωστόσο, η δημοσιευμένη εργασία του Huygen για την ιδέα εξασφάλισε ότι πιστώνεται με την εφεύρεση. Το παλαιότερο γνωστό ρολόι εκκρεμούς σε στιλ Huygens χρονολογείται στο 1657 και μπορεί να δει στο Museum Boerhaave στο Leiden (φαίνεται παραπάνω).
Το 1673, ο Huygens δημοσίευσε Horologium Oscillatorium sive de motu pendulorum (Θεωρία και Σχεδιασμός του Εκκρεμούς Ρολόι), το σημαντικό έργο του για τα εκκρεμή και την ωρολογία. Σε αυτό, αντιμετώπισε προβλήματα που ανέκυψαν από προηγούμενους επιστήμονες που θεώρησαν ότι τα εκκρεμή δεν είναι ισοχρονικά - δηλαδή η περίοδος τους ανάλογα με το πλάτος της κούνιας τους, με τις ευρείες κούνιες να διαρκούν λίγο περισσότερο από τις στενές κούνιες.
Ο Huygens ανέλυσε αυτό το πρόβλημα χρησιμοποιώντας γεωμετρικές μεθόδους (πρώιμη χρήση του λογισμού) και διαπίστωσε ότι ο χρόνος που χρειάζεται είναι ο ίδιος, ανεξάρτητα από το σημείο εκκίνησης. Επιπλέον, έλυσε το πρόβλημα του τρόπου υπολογισμού της περιόδου ενός εκκρεμούς, περιγράφοντας την αμοιβαία σχέση μεταξύ του κέντρου ταλάντωσης και του άξονα περιστροφής. Στην ίδια εργασία, ανέλυσε το κωνικό εκκρεμές - ένα βάρος σε ένα καλώδιο που κινείται σε έναν κύκλο που χρησιμοποιεί την έννοια της φυγοκεντρικής δύναμης.
Ο Huygens πιστώνεται επίσης για την ανάπτυξη ενός ρολογιού ελατηρίου ισορροπίας, την ίδια περίοδο με τον Robert Hooke (1675). Η διαμάχη για το ποιος ήταν ο πρώτος έχει συνεχιστεί για αιώνες, αλλά πιστεύεται ευρέως ότι η ανάπτυξη του Huygen συνέβη ανεξάρτητα από το Hooke.
Ο Huygens θυμάται επίσης για τις συνεισφορές του στην οπτική, ειδικά για τη θεωρία του φωτός για τα κύματα. Αυτές οι θεωρίες κοινοποιήθηκαν για πρώτη φορά το 1678 στην Ακαδημία Επιστημών του Παρισιού και δημοσιεύθηκαν το 1690 στο βιβλίο του «Traité de la lumière» (“Πραγματικότητα στο Φως«). Σε αυτό, υποστήριξε μια αναθεωρημένη έκδοση των προβολών του Descartes, στην οποία η ταχύτητα του φωτός είναι άπειρη και διαδίδεται μέσω σφαιρικών κυμάτων που εκπέμπονται κατά μήκος του κύματος.
Επίσης δημοσιεύτηκε το 1690 ήταν η πραγματεία του Huygen για τη βαρύτητα, "Αποθαρρύνει την αιτία της ντε λα pesanteur » (“Ομιλία για την αιτία της βαρύτητας"), Η οποία περιείχε μια μηχανική εξήγηση της βαρύτητας βάσει καρτεσιανών στροβίλων. Αυτό αντιπροσώπευε μια απόκλιση από τη θεωρία της βαρύτητας του Νεύτωνα, η οποία - παρά τον γενικό θαυμασμό του για τον Νεύτωνα - θεωρήθηκε από τον Χιούγκεν ότι στερείται οποιασδήποτε μαθηματικής αρχής.
Άλλες εφευρέσεις του Huygens περιελάμβαναν το σχεδιασμό ενός κινητήρα εσωτερικής καύσης το 1680 που έτρεξε από την πυρίτιδα, αν και δεν κατασκευάστηκαν ποτέ πρωτότυπα. Ο Huygens δημιούργησε επίσης τρία τηλεσκόπια του δικού του σχεδιασμού, με εστιακά μήκη 37,5, 55 και 64 μέτρα (123, 180 και 210 πόδια), τα οποία αργότερα παρουσιάστηκαν στη Βασιλική Εταιρεία.
Θάνατος και κληρονομιά:
Ο Χιούγκενς επέστρεψε στη Χάγη το 1681 αφού υπέφερε από μια σοβαρή κρίση κατάθλιψης, η οποία τον μαστούσε καθ 'όλη τη διάρκεια της ζωής του. Προσπάθησε να επιστρέψει στη Γαλλία το 1685, αλλά η ανάκληση του διατάγματος της Νάντης - το οποίο επέτρεψε στους Γάλλους Προτεστάντες (Οι Ουγουόνοι) να ασκήσουν τη θρησκεία τους - το απέκλεισαν. Όταν ο πατέρας του πέθανε το 1687, κληρονόμησε το Hofwijck, το οποίο έκανε το σπίτι του τον επόμενο χρόνο.
Το 1689, έκανε την τρίτη και τελευταία του επίσκεψη στην Αγγλία, βλέποντας τον Isaac Newton για άλλη μια φορά για ανταλλαγή ιδεών σχετικά με την κίνηση και την οπτική. Πέθανε στη Χάγη στις 8 Ιουλίου 1695, αφού υπέφερε από κακή υγεία, και θάφτηκε στο Grote of Sint-Jacobskerk - Εκκλησία του Μεγάλου ή Αγίου Τζέιμς, μια ορόσημη προτεσταντική εκκλησία στη Χάγη.
Για το έργο της ζωής του και τις συνεισφορές του σε πολλούς τομείς της επιστήμης, ο Huygen's έχει τιμηθεί με διάφορους τρόπους. Σε αναγνώριση για το χρόνο του στο Πανεπιστήμιο του Λάιντεν, χτίστηκε το Εργαστήριο Huygens, το οποίο είναι το σπίτι του τμήματος Φυσικής του πανεπιστημίου. Η Ευρωπαϊκή Υπηρεσία Διαστήματος (ESA) δημιούργησε επίσης το κτήριο Huygens, το οποίο βρίσκεται απέναντι από το Ευρωπαϊκό Κέντρο Διαστημικής Έρευνας και Τεχνολογίας (ESTEC) στο πάρκο διαστημικών επιχειρήσεων στο Noordwijk, Ολλανδία.
Το Πανεπιστήμιο Radbound, που βρίσκεται στο Nijmegen της Ολλανδίας, έχει επίσης ένα κτίριο που πήρε το όνομά του από τον Huygens, το οποίο είναι ένα από τα σημαντικότερα κτίρια του επιστημονικού τμήματος του πανεπιστημίου. Το Christiaan Huygens College, ένα γυμνάσιο που βρίσκεται στο Αϊντχόβεν της Ολλανδίας, ονομάζεται επίσης προς τιμήν του, όπως και το πρόγραμμα υποτροφιών Huygen - μια ειδική υποτροφία για διεθνείς και ολλανδούς μαθητές.
Υπάρχει επίσης το οφθαλμικό προσοφθάλμιο δύο στοιχείων για τηλεσκόπια που σχεδιάστηκε από τον Huygens, το οποίο είναι επομένως γνωστό ως προσοφθάλμιο Huygenian. Ένα πακέτο επεξεργασίας εικόνας μικροσκοπίου, γνωστό ως λογισμικό Huygens, ονομάστηκε επίσης προς τιμήν του. Προς τιμήν τόσο του Christiaan όσο και του πατέρα του, ενός άλλου διάσημου ολλανδού λόγιου και επιστήμονα, η ολλανδική εγκατάσταση υπερυπολογιστών στο Άμστερνταμ δημιούργησε τον Huygens Supercomputer
Και λόγω της συνεισφοράς του στον τομέα της αστρονομίας, πολλά ουράνια αντικείμενα, χαρακτηριστικά και οχήματα πήραν το όνομά τους από τον Huygens. Αυτά περιλαμβάνουν Αστεροειδής 2801 Huygens, ο κρατήρας Huygens στον Άρη και ο Mons Huygens, ένα βουνό στη Σελήνη. Και φυσικά, υπάρχει ο ανιχνευτής Huygens, ο εκφορτωτής που ερεύνησε την επιφάνεια του Τιτάνα, ως μέρος της αποστολής Cassini-Huygens στον Κρόνο.
Το Space Magazine έχει πολλά ενδιαφέροντα άρθρα για τον Christiaan Huygens και τις ανακαλύψεις του. Για παράδειγμα, εδώ αναγνωρίζουμε τα 375α γενέθλια του Christiaan Huygens, ένα άρθρο για τον Κρόνο του Τιτάνα και λεπτομέρειες για την αποστολή του Huygen και τι αποκάλυψε για την ατμόσφαιρα του Τιτάνα.
Το Astronomy Cast έχει επίσης ένα ενημερωτικό podcast για το θέμα, επεισόδιο 230: Christiaan Huygens και επεισόδιο 150: Τηλεσκόπια, το επόμενο επίπεδο
Για περισσότερες πληροφορίες, ανατρέξτε στη σελίδα Εξερεύνησης του ηλιακού συστήματος της NASA στο Christiaan Huygens και μια βιογραφία του Christiaan Huygens.
