|
VETENSKAP Anders Celsius Text: Magnus Hedman
Inledning: Dessa skrifter går under samlingsnamnet Hedmans Historia som jag både
skriver för min egen person, men framförallt för att söka öka
historiekunskaperna runt om i landet som man sagt mig var bristfälliga på vissa
håll och kanter. Den här delen handlar om Anders Celsius, astronom.
Mycket
nöje Gossens uppväxt Anders Celsius föddes i Uppsala den 27.e november 1701. Hans moder hette Margaretha Spole (1672-1756) och hans fader hette Nils Celsius (1658-1724). Brodern hette Olof Celsius (1716-1794), sysselsättning amatörbotanist. Redan i ung ålder visade den unge gossen prov på att ha läshuvud och att han var ett matematiskt geni. Unge Celsius favoritsysselsättning var att sitta och rita geometriska figurer och vid 12 års ålder hade han klarat av sin mattematiska lärobok som användes vid undervisning vid Uppsala universitet. den som vid tillfället var professor i matematik och astronomi vid Uppsala universitet hette Erik Burman. Studier och utbildning Året är 1724 och Anders studerar vid Uppsala universitet och året därpå blir han vald till sekreterare i Uppsalas vetenskapliga sällskap. 1728 tar han examen i filosofi och får lyssna till Mårten Trewalds berömda kollegium (föreläsning)? i fysik och avlägga de sedvanliga proven. två år senare efterträder han den nyss avlidne Erik Burman som professor i astronomi vid Uppsala universitet. 1729 är han endast 20 år gammal, men redan professor i astronomi och ersätter den nyss avlidne Erik Burman. Anders studieresa Åren rullar på och det har hunnit bli 1732 och nu vill Anders förkovra sig och se sig om i världen. han beger sig ut på en 4årig studieresa ned till kontinenten, där det är meningen att han skall bedriva studier och forskning. Resans första anhalt är Tyskland och universitetet i Núnberg, där han skriver en uppsats som på latin heter Auroa borealis, vilken handlar om norrskenet i Sverige, vilket han ansåg röra sig om ett fenomen i de övre luftlagren. hans artikel väckte stor uppmärksamhet i hela Europa. Nästa anhalt på resan är Frankrike och mer precist Paris som
vid den här tiden är centrum för den europeiska vetenskapen. När han anländer
till Paris pågår det en het debatt rörande den engelske vetenskapsmannen Newtons
och dennes teori, och enligt den skulle inte jorden vara helt rund utan istället
tillplattad vid polerna. Om hans teori stämde skulle jorden med tanke på dess
rotation skulle den påminna om en apelsin. Motståndaren I debatten var en
fransman som hette Jacques Cassini som liksom hans son hävdar att Newton har fel
och menar istället att 1:a att jordens form snarare liknade en citron och för
det 2.a att den var tillplattad vid ekvatorn. För att få klarhet åkte till Peru
och genomförde mätningarna där.
Vissa trodde på Cassini,
Gradmätningsexpeditionen
För att få resa vilken av dem som hade rätt utrustade man två expeditioner under Pierre Bougner ledning. 1735 sändes den första av de två expeditionerna till de nordligaste gräddgraderna för att för att göra mätningar. Den som ledde den franska expeditionen hette Maupertius och i den gruppen ingick tre ledamöter i den franska vetenskapsakademin inklusive prästen och naturforskaren Reginald Outhir, vilken skrev en detaljerad journal från den mer än årslånga expeditionen. Celsius var initiativtagare till att expeditionen skulle förläggas till Tornedalen. De övriga som följde med på expeditionen var matematikerna Lois de Maupertuis, Charles Etinne, Louis Camus, och Alexis Claude Clairaut och astronomen Pirre Charles Le Monnier och tecknaren M. ´dHerbelot Den gruppen, den delen av expeditionen lämnar Paris för att via Stockholm ta sig till Torneå, dit man anlände den 21: juni. Arbetet inleddes den 21:a december samma år. Det var onekligen hårt att pulsa i snön och lägga ut dessa långa stänger i exakt rätt läge var ett både ungt och svettigt arbete och då fort man stannade upp stelnade kroppen till i den stränga kylan. Ledaren Maupertuis beskriver händelserna så här: ”Var och en lär kunna finna vad det är innebär att gå till forts uti en alns meter djup snö, när man i händerna måste bära tunga stänger, dem som man altjämt skulle lägga ned på snön för att kort därefter åter upptaga dessa; och allt under en sådan köld att tungan och läpparna frös fast vid kärlet så snart man ville supa brännvin, som var det enda man kunde hållas ofruset till att dricka, och kunde ändå ej utan blod ryckas loss ifrån kärlet; ja under en köld då några av oss förkylde några fingrar och tår.” Gruppen hade vissa svårigheter att fult ut kunna ägna sig åt forskningen och gradmätningen eftersom de dels om sommaren fick tampas med myggen och om vintern var det så kallt så att allt frös till is, det vill säga allt utom brännvinet Vetenskapsmännen delade nu upp sig i mindre grupper som tillsammans med några soldater som den militäre befälhavaren i Torneå ställt till deras förfogande tog sig till vad man trodde var passande berg för gradmätningen. Läsaren får här använda sin fulla fantasiförmåga för att kunna föreställa sig vilka prövningar denna grupp av expeditionen utsattes för då de fick ta sig upp på de olika bergtopparna i den obanade terrängen fula som de var av myrar, träsk, tät växande skog och iskalla vindar i ansiktet. Det var helt enkelt besvärligt för dem och ändå var de i vetenskapens namn tvungna att fortsätta, och dessutom hade man ömtålig utrustning för observationer samt vinkelmätning att kånka på. Uppe på berget högg man siktkartor och därefter reste man signalkanoner (som var gjorda av barkade trädstammar). Hur sov deltagarna? Antingen sov de i tält av renskinn eller också under himlens tak med alla lysande stjärnor som ledljus. Soldaterna som följde med vetenskapsmännen gav dem under strapatserna rikligt med beröm. Under september-oktober ägnade man sig åt astronomiska observationer, nu var nätterna mörka och man kunde följa den ljusstarka stjärna vars starka passage behövdes för att de skulle kunna fortsätta mätningarna. I början av september färdades sällskapet i 15 båtar uppför älven Pello för att göra mätningar från det närbelägna Kittisvaara. Vad behövdes båtarna till? De behövdes till att frakta de ömtåliga instrumenten i och på Kittisvaara uppfördes ett stort observatorium och det verkar som om franskmännen börjat uppskatta vissa inslag i den lokala kosten då de åt Järpe, orre och kanin åts med god aptit. I slutet av oktober hinner även expeditionens deltagare att ta sig nedför Torneälven innan den fryser. Vetenskapsmännen i Torneå gör samma observatorier som de på Kittisvaara, och under någon månad förde sällskapet ett tämligen bekvämt leverne i Torneå. Innan man i mitten av december med hjälp av slädar tog sig till Övertorneå för att mäta upp en baslinje i triangelnätet. Hur gick mätningarna till? Mätningarna som till största delen bedrevs på Torneälvens is
utfördes mellan 1736-1737 Med tanke på allt brännvin som förtärdes under dessa
strapatser och det svaga dagsljuset under midvintern är det förvånande ja
mörkligt rent av att mätningsresultatet blev så bra som det blev. Skillnaden
mellan de två mätarlagens resultat uppgick till cirka en centimeter, och detta
på en sträcka om närmare På sin resa besökte även Anders Italien och London liksom deras observatorium. Återresan Återresan startade 1737 och sålunda tog mätningsarbetet knappt ett år att genomföra. Expeditionen ledde inte bara till ära och berömmelse för hans del utan även till ekonomiskt understöd av den franske konungen Ludvig XV. Hösten 1737 har nyss Anders återvänt till Uppsala både efter expeditionen och hans resor. Under resans gång hade unge professor hunnit bli en världsberömd man, blivit ledamot och medlem i snart all världens vetenskapliga akademier. För hans utomordentliga förtjänster utomlands tilldelade han en fransk passion på 1 0000 livré tornoa som kan ses som lön för mödan. Det är troligt att hans moder Gunilla Spoles hjärta hoppade i bröstet på henne av stolthet när de återsågs. Nu ägnar han sin tid åt att försöka övertala staten att erhålla ekonomiska medel för att kunna bygga ett modernt observatorium i Uppsala, vilket tack vare hans ”kändisskap” även Lyckades och kunde förse bygget med pengar. Observatoriet
byggdes vid Svartbäcksgatan 1741 konstruerar han en termometer som var överlägsen i precision, och på den termometer han hade konstruerat var vattnets kokpunkt 0 grader och dess fryspunkt 100 grader. Den som vände rätt på skalan var vetenskapsmannen Carl von Linné. Vad känner ni till om skalan i övrigt? Visste ni att Celsiusskalan utgick från vattnets alla olika stadier/tillstånd? Eller att vattnet fryser vid -0 och kokar vid 100 grader? Nu kan Anders slutligen efter slit och möda äntligen ägna sig åt sina observationer och han spred även nytt ljus över läran om planeternas gång, kometernas och stjärnornas aberration. Vilket betyder ljusets brytning i atmosfären. Där inledde densamme en serie observationer med färgade glasskivor och varför gör han det då? För att avgöra storleken av vissa stjärnor. Det var det första försöket att mäta stjärnornas intensitet med andra verktyg än det mänskliga ögat. Det är även nu som han börjar med temperaturmätningar, och ungefär vid hade den dansken vetenskapsmannen Ole Römer placerat sin nollpunkt vid -19 grader och det gjorde han för att in i det längsta söka undvika negativa gradbetäckningar. Tillsammans med sin assistent som även var hans svåger - Olof
Hiorter gjorde de den märkliga upptäckten att norrskenet påverkar magnetnålen. I
den forskningsplan som han Vetenskapsakademin bildades 1739 efter utländska förebilder
vars mål var ”i Sverige upparbeta och kringspridda kunskaper i mattematik
naturkunnighet ekonomi och handel I skriften berättar han att solen är 320. 000 gånger starkare än månen samt att den vid middagstid skulle vara 130 gånger starkare än vid synranden. Därtill gjorde han även ett närmare bestämmande av örternas geografiska lägen, räknade ut tyngdkraftens progressiva tillväxt från ekvatorn till polerna, jordens form och mycket mer. Han ville att Sverige skulle gå över till den gregorianska tideräkningen men detta infördes inte förrän 9 år efter hans död – 1753. I sitt observatorium studerade den gode Celsius även solsystemets planetbanor, kometer, och stjärnornas ljusstyrka, gjorde kataloger över zodiakens stjärnbilder och fortsatte att studera norrskenets inverkan på kompassnålen. Den bevandrade läsaren vet att det vid den här tiden fanns ett 30-tal olika temperaturskalor, och A. Celsius arbetar med många av dem i syfte att standardisera temperaturskalorna, och bestämde sig för att använda vattnets kok respektive fryspunkt och genomförde omfattande experiment för att säkerställa att frys och kokpunkterna var konstanta oberoende på omgivningen. Han upptäcker även att vattnets kokpunkt skiljde sig något åt beroende på lufttrycket och sålunda bestämde han sig för att vattnets kokpunkt skulle definieras vid lufttrycket 1001 millibar. Celsius, två fysiker
och en termometer Låt mig först presentera Daniel Gabriel Fahrenheit, han levde mellan 1686-1736, tysk fysiker. 1709 uppfann han splittertermometern och 1714 kvicksilvertertermometern som han graderade utifrån två referenstemperaturer eller fixpunkter som de kallas; dels vattnets fryspunkt som han satte till 32 grader och dels till människans kroppstemperatur som han satte till 96 grader. Den andre som jag skall presentera hette René Antonie Ferchault de Réaumur 1683-1757, som arbetade som fysiolog och fysiker i Frankrike. Tvärtom mot den Fahrenheit satte denne man vattnets fryspunkt till 0 grader och dess kokpunkt till 80 grader. Det stora problemet med celsiusskalan liksom Fahrenheit och Réaumurskalorna är att de i egentlig mening inte anger temperaturen då den aldrig kan vara negativ. Detta har att göra att man vid tiden för skalornas uppkomst inte kände till att temperaturen verkligen kunde vara 0:e dessutom kräver dessa skalor minst tre siffersituationer för att ange låga temperaturer och bara måttligt höga sådana. Låt oss även påminna oss den brittiske fysikern Kelvin 1824-1907 . Kelvinskalan visar 0 när temperaturen verkligen är 0 det vill säga -273,15 grader Celsius. (då står molekylerna stilla). Den kräver därmed aldrig minustäcken, men saknar anknytning till vattnets smältpunkt och kräver tre sifferpositioner redan vid vardagliga temperaturer Ett problem som Celsius grubblade över Något som i äldre tider noterades av många var att vattenlinjen sakta, men säkert flyttade sig länge ut och gav utrymme för nytt land, vilket påverkade såväl växt som djurlivet som levde och frodades längs stränderna. Detta ledde till att hällar och skär som dittills varit dolda under vattenytan nu åter synliggjordes. Vilket i sin tur ledde till att hamnar och farleder blev grundare och måste flyttas. Naturligtvis pratade samtidens människor om ”vattuminskning”,
Anders Celsius var en av dessa som intresserade sig för detta fenomen och han
beräknade vattenminskningen skulle sjunka med en meter per hundrade år. Men vart
tog vattnet vägen? Där hade herr Celsius två teorier, varv den ena låter så här: ”Man vet att när havet stiger så bildas det en hop dunster, vilka sedan
skockar sig till moln och utifrån det molnet uppkommer det en del regn som
regnar direkt ned i havet, medan annat vatten stannar i bergen, och via floder
rinner sedan vattnet ut i havet. En del av vattnet stannar i jorden och blir
kvar i växter och i örter för att sedan omvandlas till svartmylla. I det långa
loppet skulle jorden bliva alldeles torr om inte kometerna ibland med sina
”dunster” fyllde på med vatten i haven”. Den andra teorin låter så här: Det är troligt att det på havsbottnen finns ett eller flera hål ur vilket vattnet kan sila ned och hamna i jordens inre och ständigt återfukta den alltid vattenkrävande jorden”. Säkert som amen i kyrkan var det nog en och annan som godtog, Celsius teorier, uppskattade dem rent av. Emellertid gällde detta sannerligen inte alla, tvärtom upprörde det samtidens lärde män som förfasade sig över Celsius teorier och menade ”det här var ytterst känsliga teorier som i värsta fall kunde de omkullkasta hela den bibliska skapelseberättelsen, oh hemsk tanke”. De lärde var emellertid inte de enda som gjorde det utan även de nationalpatriotiska historikerna gjorde detsamma som i sin tur menade att om hans teorier om vettumminskningen stämde så borde stora delar av vårt fosterland i Sverige i forntiden ha befunnit sig många tiotals alnar under vattenytan. Den gode herr Celsius ville, men kunde inte riktigt förstå
orsaken till att landet höjde och sänkte sig. Numera vet man att det var
havsisen som pressade ned jordskorpan under vattenytan, men efter den senaste
istiden som slutade för 10 000 år sedan, började jordskorpan sakta, men säkert
att åter resa sig över vattenlinjen. För övrigt kan jag upplysa er alla om att
landhöjningen förekommer fortfarande, i hela östersjölandskapet, men som i våra
dagar är som kraftigast kring Kvarken och där har den uppmäts till
Andra frågor rörande
Anders Celsius Förutom att A. Celsius tidiga observationer av norrskenet genomförde han även andra astronomiska studier och utvecklade en fotometrisk metod för att möta intensiteten av stjärnljuset och flitigt katalogiserade resultaten av hundratalt erhållna stjärnor. Han ar fått en månkrater och en asteroid 4169 uppkallad efter sig och han tillhörde den utilitaristiska vetenskapsskolan vilket menas att han ville ställa sin forskning till samhället förfogande så att samhället skulle kunna utvecklas till det bättre. Han var den som kom till insikten att det var fenomenet Aurora som orsakades av magnetiska krafter samt gjorde ett flertal observatorier av förmörkelser. En bra bit in på 1700-talet var all temperatur subjektiv och till exempel uppskattades definitionen av bitande köld utifrån hur mycket bränsle för att eldstaden skulle hålla sig varm. Vilket var samma princip som användes vid metallarbete och med hänsyn till dess upphettade metallens färg avgjorde den erfarne smeden hur varm den när han började forma järnet. Redan de gamla grekerna visste att luften utvidgar sig när den har värmts upp, vetskapen hade de förvisso, men de kunde inte där och då omsätta upptäckten i ett instrument. men 1592 använde en italienska vetenskapsmannen Galileo Galilé samma vetenskap och tillverkade en enkel termometer, i vilken uppvärmd luft pressade ut alkohol i en bägare. Temperaturen kunde sedan mätas/uppskattas efter mängden vätska i bägaren. Precis som han noterade kan norrsken upptäckas på himlen då betydande magnetiska svängningar äger rum.
Celsius vetenskapliga verk
Celsius avlider Som vi minns fick han en årlig pension av den franska staten
så rent ekonomiskt led han inte någon större skada, men då skall vi tänka att
han hade levt ett hårt liv under strävsamma expeditioner och nattliga
utomhusobservationer och han drabbades och avled i tuberkulos i den ringa åldern
av 42 år. Han lämnade efter sig ett
antal långa avhandlingar om astronomi samt en väl mottagen bok med titeln ”för
svensk ungdom” som publicerades Varför dog Celsius Den långa tid man vistades i Tornedalen och alla utomhusobservationer förstörde hans hälsa och det är även troligt att det bidrog till att han den 25.e april 1744 avled i Tuberkulos, endast 42 år gammal. Han gjorde som sagt var inte mindre än 6 000 olika observationer och såg till att Sverige gick över från den julianska till den mer exakta gregorianska kalendern. _________________slut______________________________________________ Tillbaks till Magnus H
|
© Snabel-Posten - Arbete&Bostad - Uppsala kommun - Catharina Borg Pettersson - 018-727 16 55
 |