Džon Kuč Adams

Džon Kuč Adams (engl. John Couch Adams, 5. jun 1819 – 21. januar 1892) bio je britanski matematičar i astronom.

Džon Kuč Adams
Džon Kuč Adams, astronom
Lični podaci
Datum rođenja	(1819-06-05)5. jun 1819.
Mesto rođenja	Lanist, Engleska
Datum smrti	21. januar 1892.(1892-01-21) (72 god.)
Mesto smrti	Kembridž, Engleska
Obrazovanje	St John's College
Naučni rad
Polje	astronomija i matematika
Poznat po	predviđanje postojanja i pozicije Neptuna
Nagrade

Adams je rođen u Lanistu, blizu Londona u Kornvolu, a umro je u Kembridžu.

Njegovo najpoznatije dostignuće jeste predviđanje postojanja i pozicije Neptuna, koristeći se samo matematikom. Proračuni su izvršeni radi objašnjenja neslaganja u orbiti Urana i Keplerovog i Njutnovog zakona. U isto vreme, ali bez međusobnog znanja, iste proračune je izvršio i Urban le Verije. Le Verije bi poslao svoje koordinate astronomu berlinske opservatorije, Johanu Gotfridu Galu, koji je potvrdio postojanje planete 23. septembra 1846. godine, našavši je u okviru jednog stepena udaljenosti od Le Verijeove predviđene lokacije.

Bio je Loundin profesor na univerzitetu Kembridž od 1859. godine, pa sve do svoje smrti. Osvojio je zlatnu medalju Kraljevskog astronomskog društva 1866. godine. Godine 1859. je prisustvovao internacionalnoj Meridijan konferenciji kao delegat Velike Britanije.

Krater na Mesecu je zajednički nazvan po njemu, Valteru Sidneju Adamsu i Čarlsu Hičkoku Adamsu. Najpoznatiji prsten Neptuna i asteroid 1996 Adams su takođe nazvani po njemu. Nagrada Adams, koju dodeljuje Univerzitet Kembridž, osnovana je u spomen njegovog predviđanja položaja Neptuna. Njegova lična biblioteka je pothranjena u biblioteci Univerziteta Kembridž.

Detinjstvo i mladost

Džon Kuč Adams

Adams je rođen u Lindkotu, na farmi u Lanistu, u blizini Lonstona u Kornvolu, kao najstariji od sedmoro dece. Njegovi roditelji bili su Tomas Adams (1788–1859), siromašni zemljoposednik, i njegova žena, Tabita Knil Grils (1796–1866). Bili su pobožni članovi Metodističke crkve koji su voleli muziku, i među Džonovom braćom, Tom je postao misionar, Džordž farmer, a Vilijam Grils Adams je postao profesor prirodne filozofije i astronomije na Kings koledžu u Londonu. Tabita je bila ćerka farmera, ali je stekla osnovno obrazovanje zahvaljujući Džonu Kuču, svom stricu, čiju je malu biblioteku i nasledila. Džona su još od malih nogu zanimale knjige o astronomiji.

Džon je pohađao seosku školu u Lejnistu, gde je stekao osnovna znanja grčkog jezika i algebre. Zatim je od dvanaeste godine pohađao privatnu školu u Devonportu, gde je stekao klasična znanja, mada je na svoju ruku izučavao matematiku, učeći u biblioteci mehaničkog instituta u Devonportu i čitajući Risovu ekciklopediju i Flukseve Semjuela Vinsa. Posmatrao je Halejevu kometu 1835. godine iz Landalfa, te je naredne godine počeo da sprovodi svoje lične astronomske proračune, predviđanja i opservacije, finansirajući se kroz davanje privatnih časova.

Godine 1836, njegova majka je nasledila malo imanje u Badharliku, te su ga roditelji poslali na Kembridž. U oktobru 1839. godine je postao student u radnom odnosu na koledžu Sent Džon u Kembridžu, gde je stekao diplomu osnovnih studija 1843. godine kao jedan od najboljih studenata matematike i prvi dobitnik Smitove nagrade.

Otkriće Neptuna

Godine 1821, Aleksis Bovard je objavio astronomske tabele orbite Urana, predviđajući buduće položaje prema Njutnovim zakonima o kretanju i gravitaciji. Postepene opservacije su otkrile znatna odstupanja od tabela, što je Bovarda navelo da izvede hipoteze o određenom telu koje utiče na kretanje. Adams je znao o tim odstupanjima dok je još uvek bio student, i bio je potpuno ubeđen u legitimnost teorije o telu koje utiče na kretanje. Adams je smatrao, uprkos svemu što je prethodno pokušao, da bi mogao da koristi uočene podatke o Uranu, i koristeći samo Njutnov zakon o gravitaciji, da dedukuje masu, poziciju i orbitu tela koje utiče na kretanje. Datuma 3. jula 1841. godine je zabeležio svoju nameru da se pozabavi ovim problemom.

Neptun

Nakon polaganja završnih ispita 1843. godine, Adams je izabran za stručnog saradnika svog koledža, te je letnji raspust proveo u Kornvolu, računajući prvih šest iteracija. Dok je radio na rešavanju ovog problema u Kembridžu, držao je časove studentima, a novac je slao kući da bi školovao svoju braću.

Navodno, Adams je usklađivao svoj rad sa Džejmsom Čalisom, direktorom opservatorije Kembridž, polovinom septembra 1845. godine, ali postoje određene kontroverze što se načina usklađivanja tiče. Dana 21. oktobra 1845. godine Adams je, u povratku sa odmora u Kornvolu, bez prethodno zakazanog dogovora, dva puta zvao kraljevskog astronoma Džordža Bidela Erija u Griniču. Ne našavši ga kod kuće, Adams je po opštoj pretpostavci ostavio rukopis svog rešenja, opet bez detaljnih proračuna. Eri je odgovorio Adamsu pismom u kojem je tražio dodatna objašnjenja. Međutim, Adams mu nikada nije odgovorio. Postoje brojne teorije o tome zašto Adams nije odgovorio, kao što su nervoza, odugovlačenje i neodgovornost.

U međuvremenu, Urban le Verije je 10. novembra 1845. godine predstavio Akademiji nauka u Parizu memorandum o Uranu, pokazujući da je već postojeća teorija izostavila spominjanje njegovog kretanja. Čitajući Le Verijeove memoare, Eri je bio iznenađen ovom koincidencijom, te je pokrenuo očajničku trku za prioritet Engleske u pronalaženju ove planete. Potraga je pokrenuta teškim metodom 29. jula te godine. Tek nakon što je otkriće Neptuna objavljeno 23. septembra 1846. godine u Parizu, postalo je očigledno da je Neptun uočen 8. i 12. avgusta, ali zbog Čalisove zastarele zvezdane mape nije prepoznat kao planeta.

Nastala je velika kontroverza u Francuskoj i Engleskoj o zaslugama ova dva astronoma. Kako su činjenice postale poznate, nastalo je široko prihvaćeno priznanje da su oba astronoma samostalno rešila problem Urana, te su obojica dobila jednaka priznanja. Međutim, pojavile su se naknadne tvrdnje "da su Britanci ukrali Neptun", te da su Adamsu njegovi britanski savremenici dali više priznanja nego što je on zaslužio. Takođe, zabeleženo je da je i sam Adams javno priznao La Verijeu prioritet i zasluge u delu "O smetnjana Urana" Kraljevskom astronomskom društvu 1846. godine:-

Pominjem ove datume samo da bih pokazao da su moji rezultati nađeni samostalno, i pre publikacije rezultata gospodina La Verijea, a ne radi mešanja u njegove iskrene tvrdnje da je on zaslužan za ovo otkriće; jer nema sumnje da su njegova istraživanja prva objavnjena svetu, te da su odvele ka stvarnom otkrivanju planete od strane doktora Gala, i činjenice prethodno utvrđene ne mogu ni najmanje umanjiti zasluge gospodina Le Verijea.

— Dž. K. Adams (1846)

Adams nije bio ogorčen prema Čalisu ili Eriju, te je priznao svoju krivicu da bi ubedio astronomski svet:

Nisam, međutim, mogao da očekujem da će školovani astronomi, koji su već bili vrlo zauzeti važnim istraživanjima imati poverenja u rezultate mojih istraživanja u meri u kojoj sam ja imao.

Adamsov način rada

Njegova saradnja sa koledžom Sent Džon se završila 1852. godine, pošto postojeći statut nije dozvolio njegovo ponovno biranje. Međutim, koledž Pembrok, koji je bio slobodniji, izabrao ga je za saradnika naredne godine, na kojoj poziciji je ostao do kraja svog života. Uprkos slavi stečenoj radom o Neptunu, Adams se takođe bavio i vrlo važnim istraživanjima na temu gravitacionalne astronomije i zemljanog magnetizma. Bio je vrlo vešt u numeričkim proračunima, često praveći vrlo važne revizije doprinosa njegovih prethodnika. Međutim, bio je "vrlo netakmičarskog duha, nerado je objavljivao nesavršene radove radi otpočinjanja debate ili tvrdnje prioriteta, protiv razgovora o svom radu, i zaboravan što se praktičnih stvari tiče". Pomenuto je da su ovo simptomi Aspergerovog sindroma koji bi takođe odgovarali i repetitivnom ponašanju i ograničenim interesovanjima koji su potrebni za izrađivanje proračuna o Neptunu, pored njegovih poteškoća u ličnoj interakciji sa Čalisom i Erijem.

Godine 1852, objavio je nove i tačne tabele mesečeve paralakse, koje su potisnule tabele Johana Karla Burkarda, te je pružio ispravke teorijama Mari-Šarl Damoisoa, Đovanija Antonija Amedea Plane i Filipa Gustava Dulseta.

Nadao se da će moći da iskoristi svoj rad da bi dobio posao kao nadređeni u Kraljevskoj Nautičkoj Almanak kancelariji, ali je posao ipak dobio Džon Rasel Hind, uzevši u obzir Adamsov manjak sposobnosti organizacije i administracije.

Lunarna teorija — Sekularno ubrzanje Meseca

Još od drevnih vremena, Mesečev srednji kurs kretanja u odnosu na zvezde je tretiran kao konstanta, ali je 1695. godine Edmond Hejli predložio da se ovaj srednji kurs polako uvećava. Kasnije, tokom 18. veka, Ričard Danthorn je procenio da kurs iznosi +10" (arksekunde/vek²) u smislu rezltirajuće razlike u lunarnoj longitudi, efekat koji je kasnije postao poznat po imenu "sekundarno ubrzanje Meseca". Pjer-Simon Laplas je pružio 1787. godine jedno objašnjenje eksentričnosti zemljine orbite. Uzeo je u obzir radijalnu silu gravitacije na Mesecu, od Sunca i Zemlje, ali je ostao privržen istorijskim zapisima opservacije.

Godine 1820, na insistiranje Akademije nauka u Parizu, Damoiso, Plana i Frančesko Karlini su se ponovo posvetili Laplasovom radu, ispitujući kvadratne i termine višeg reda koji utiču na kretanje, te su dobili slične rezultate opet se odnoseći jedino na radijalnu, a zanemarujući tangentnu gravitacionu silu na Mesecu. Hansen je dobio slične rezultate 1842. i 1847. godine.

Godine 1853, Adams je objavio rad koji prikazuje da dok tangentni termini u prvobitnoj Laplasovoj teoriji nestaju, oni postaju važni i kvadratni termini kada su prijavljeni. Mali termini ubačeni vremenom su počeli da imau veliki uticaj, te je Adams zaključio da je Plana precenio sekularno ubrzanje oko 1.66" po veku.

U početku, Le Verije je odbacio Adamsove rezultate. Godine 1856, Plana je prihvatio Adamsove zaključke, tvrdeći da je ponovo pregledao svoje analize i došao do istih zaključka. Međutim, ubrzo se povukao, objavivši treći rezultat koji se razlikovao od Adamsovih i Planinih ranijih radova. Delanej je 1859. godine proračunao termin četvrtog reda i duplirao Adamsov rezultat, što je navelo Adams da objavi svoje lične proračune za termine petog, šestog i sedmog reda. Adams je tada proračunao da je samo 5.7" od uočenih 11" pod uticajem efekta gravitacije.

Kasnije te godine, Filip Gustav Duset i Komt de Pontekulant su objavili tvrdnju da tangentna snaga ne može imati nikakav uticaj, iako je Piter Andreas Hansen, koji je, izgleda, sebe postavio na poziciju arbitara, izjavio da teret dokazivanja leži na Pontekulantu, dok je žalio potrebu za otkrivanjem daljeg uticaja da bi se utvrdila ravnoteža. Velika kontroverza je bila koncentrisana oko konvergencije ekspanzije serije snaga koje su korišćene i, 1860. godine, Adaams je duplirao svoje rezultate, te se Plana napokon složio. Adamsov stav je na kraju prihvaćen i dalje razvijen, što mu je donelo Zlatnu medalju Kraljevskog astronomskog društva 1866. godine. Neobjašnjeno skretanje se smatra da je nastalo usled plime ubrzanja.

Godine 1858. Adams je postao profesor matematike na Univerzitetu Sent Endruz, ali je predavao samo jedan kratak period, da bi se vratio na Kembridž, gde je preuzeo katedru za astronomiju i geometriju. Dve godine kasnije je nasledio Čalisa kao direktor opservatorije Kembridž, gde je i ostao sve do smrti.

Leonidi

Velika meteorska kiša Leonida 1833. godine

Velika meteorska kiša novembra 1866. godine je Adamsu skrenula pažnju na Leonide, čija je moguća putanja i perioda već bila pominjana i predviđana od strane Hjuberta Ensona Njutna 1864. godine. Njutn je tvrdio da se longituda uzlaznog čvora, koja je obeležavala mesto gde će se dogoditi meteorska kiša povećavala i da je problem objašnjenja ove varijacije privukao neke od evropskih najistaknutijih astronoma..

Koristeći se snažnom i razrađenom analizom, Adams je utvrdio da ovo jato meteora, koje pripada sunčevom sistemu, prelazi produženu elipsu u periodu od 33.25 godine, i predmet je definitivne perturbacije od strane većih planeta, Jupitera, Saturna i Urana. Ovi rezultati su objavljeni 1867. godine.

Neki naučnici smatraju ovo Adamsovim najvažnijim dostignućem. Njegova "definitivna orbita" Leonida se poklopila sa orbitom komete 55P/Tempel-Tatl i stoga je predložena, a zatim i široko prihvaćena uska veza između kometa i meteora.

Kasnija karijera

Portret Džona Kuča Adamsa iz 1888. godiner

Deset godina kasnije, Džordž Vilijam Hil je opisao nov i elegantan metod za bavljenje problemom lunarnog kretanja. Adams je ukratko objavio svoj lični neobjavljeni rad na istu temu, koji je, prateći paralelan tok, potvrdio i dopunio Hilov rad.

Tokom perioda od četrdeset godina, periodično se bavio određivanjem konstanta u teoriji Karla Fridriha Gausa o zemljanom magnetizmu. Opet, proračuni su zahtevali vrlo ozbiljan rad, i nisu objavljeni za njegova života, već su redigovani od strane njegovog brata, Vilijama Grilsa Adamsa, te se pojavljuju u drugom tomu "Naučnih radova". Numeričko računanje ovog tipa može se skoro opisati kao razonoda za njega. Izračunao je Uler-Masčeroni konstantu sve do 236. decimale, te je odredio Bernulijeve brojeve sve do 62. decimale

Adams se duboko divio Njutnu i njegovim spisima, i mnogi njegovi radovi prikazuju uticaj Njutnove misli. Godine 1872. je Isak Njutn Valup, peti Erl Portsmauta donirao svoju privatnu kolekciju Njutnovih spisa univerzitetu Kembridž, a Adams je u sadarnji sa ser Džordžom Strouksom preuzeo na sebe zadatak uređivanja materijala i njihovo objavljivanje u vidu kataloga 1888. godine.

Ponuđeno mu je mesto kraljevskog astronoma 1881. godine, ali je on više voleo da nastavi da se bavi predavanjem i istraživanjem na Kembridžu. Bio je britanski delegat na internacionalnoj Meridijan konferenciji u Vašingtonu 1884. godine, kada je takođe prisustvovao i sastancima Britanske asocijacije u Montrealu i Američke asocijacije u Filadelfiji.

Nagrade

• 1847. godine je stekao reputaciju da mu je ponuđeno viteštvo tokom posete kraljice Viktorije Kembridžu, ali je on odbio, da li zbog skromnosti, ili iz straha od finansijskih posledica takve socijalne razlike.;
• 1847. godine je postao počasni član Američke akademije umetnosti i nauka;
• 1848. godine je dobio Kopli medalju Kraljevskog društva;
• 1848. godine je osnovana Adamsova nagrada od strane članova Sent Džon koledža da bi bila dodeljivana bijenalno za najbolji traktat na neku matematičku temu;
• 1849. godine je izabran za saradnika Kraljevskog društva Londona i za počasnog saradnika Kraljevskog društva Edinburga
• 1851. i 1874. godine je izabran za predsednika Kraljevskog astronomskog društva (1851–1853 i 1874–1876).

Porodica i smrt

Nakon pet godina zdravlje mu je oslabilo, i nakon duge bolesti umro je u opservatoriji Kembridž 21. januara 1892. godine i sahranjen je u blizini svoje kuće na Sent Džil groblju, danas groblje u Kembridžu. Godine 1863. se oženio Elajzom Brus (1827–1919) iz Dablina koja ga je nadživela, a posle smrti je sahranjena sa njim.

Memorijali

• Memorijal u Vestminsterskoj opatiji sa portretom u medaljonu; Albert Brus-Džoj;
• Bista u sali koledža Sent Džon; Albert Brus-Džoj;
• Bista u Kraljevskom astronomskom društvu;
• Porteti u Pembrok koledžu (Hjubert von Herkomer) i na koledžu Sent Džon (Pol Rafael Montord);
• Memorijalna tabla sa natpisom Nadbiskupa Bensona u katedrali Truro;
• Pasmor Edvards je podigao javni institut u njegovu čast u Lonstonu, blizu njegovog rodnog mesta.
• Adams Nunatak je kamena površina na Neptunovom glečeru na ostrvu Aleksandar na Antarktiku.

Literatura

• Roj, A. E. (2005). Orbitalna kretanja. London: CRC Press. str. 313. ISBN 978-0-7503-1015-4. 
• Smart, W. M. (1946). „John Couch Adams and the discovery of Neptune”. Nature. 158 (4019): 829—830. Bibcode:1946Natur.158..648S. doi:10.1038/158648a0.