Shelton-Regulatoruhren: Eine nützliche Anleitung für Pendelexperimente

Standort Königliches Observatorium

21. August 2012

Während meiner Zeit bei der Organisation der Seminarreihe mitzuhelfen Dinge: Materielle Kulturen des langen achtzehnten Jahrhunderts im Laufe des letzten akademischen Jahres hat die Idee des „Objekts“ als wichtige historische Quelle begonnen, meine eigene Doktorarbeit zu beeinflussen. Kürzlich habe ich versucht, mehr über die Förderung der Gravitationsforschung durch das Board of Longitude auf verschiedenen Entdeckungsreisen in der nachnapoleonischen Zeit herauszufinden. Das Instrument der Wahl für diese Forschung war das Pendel, da die Frequenz seiner Perioden mit der lokalen Schwerestärke variieren würde. Das Pendel als wissenschaftliches Instrument erfuhr in dieser Zeit einen Wandel. Von einer vertrauenswürdigen Quelle für Zeitintervalle in astronomischen Regulatoruhren, wie sie in den Zentren von Observatorien auf der ganzen Welt tickten und tickten, zu einem problematischeren Instrument, wenn es zur Messung der Schwerkraft verwendet wird und auf Probleme mit Luftwiderstand und Aufhängung stößt. Meine Forschung verfolgt diese Anpassung des Pendels, wie es manchmal buchstäblich aus den Uhrengehäusen entfernt und geschwungen wurde, um die Schwerkraftvariation anstelle der konstanten Zeit zu messen und die Form und Dichte der Erde zu schätzen. Ein besonderes Instrument, eine Shelton Regulator Clock, ist als Objekt hervorgesprungen, das diese Erzählung von zunehmender Komplexität für das Pendel als wissenschaftliches Instrument effektiv demonstriert. Es gibt fünf Shelton Regulator Clocks, die in dieser Zeit vorhanden sind, und sie alle haben behauptet, sie seien die, die mitgenommen wurden Kochen die 1769 . beobachten Venusdurchgang . Diese Verwechslung, wo sich die fünf Uhren zu verschiedenen Zeiten und für verschiedene Ereignisse befanden, ist zum Teil auf das Fehlen einer ordnungsgemäßen Katalogisierung der Instrumente im Besitz der Royal Society und des Board of Longitude, zu dem die Uhren gehörten, zurückzuführen. Dieses Problem wird noch dadurch verschärft, dass die Uhren in den 1780er Jahren in einem gemeinsamen Lagerhaus der beiden Institutionen gelagert wurden und man sie leicht miteinander verwechseln könnte, da sie alle ähnlich aussehen. Diese Verwirrung, die die Uhren aufgrund ihrer Ähnlichkeit umgibt, erinnert uns auch daran, dass ein Schlüsselelement des Venustransits von 1769 eine Lehre aus den Expeditionen von 1761 war: Es war gute wissenschaftliche Praxis, sicherzustellen, dass Ihre Instrumente so identisch wie möglich waren Die Ergebnisse, die von verschiedenen Standorten auf der ganzen Welt stammen, wären so vergleichbar wie möglich. Cook nahm eine Uhr mit, um den Venustransit von 1769 zu beobachten, auf seinen folgenden Reisen 1772 und 1776 nahm er zwei mit: eine Uhr der Royal Society und die des Board of Longitude. Die Uhr, die er 1768 mitnahm, war zuvor von Nevil Maskelyne um Schwerkraftexperimente durchzuführen und den Venustransit von 1761 in St. Helena zu beobachten. Diese Reihe von Gravitationsexperimenten war der Vorläufer vieler weiterer Experimente, die in den 1820er und 1830er Jahren zu einem Höhepunkt der Gravitationsforschung führten. Der Bericht von Maskelyne vom 12. Dezember 1771 zeigt den bahnbrechenden Charakter dieses frühen Werks – verglichen mit dem Gang der Uhr in Greenwich wird er den Unterschied der Schwerkraft von dem in Greenwich aufzeigen, was ein sehr merkwürdiger Punkt in der experimentellen Philosophie ist. Nachdem er mit Cook gereist war, war die Uhr 1774 wieder bei Maskelyne, dem heutigen Astronomen Royal, und er brachte sie nach Perthshire, um ein Experiment zur Gewichtung der Erde durchzuführen, indem er die Auslenkung einer Lotlinie durch eine nahegelegene Bergmasse maß. George Biddle Airy nahm dann die Uhr und eine weitere von der Royal Society mit, um die Dichte der Erde oben und unten in einem Minenschacht in Cornwall mit zu messen William Whewell im Frühjahr 1826. Der nächste Bericht über den Verbleib dieser Uhr ist in einem Inventar der Instrumente im Besitz der Royal Society, das zwischen 1827 und 1834 geführt wurde. Das Inventar umfasst drei Shelton-Uhren, die als Artikel 33, 34 und 35 aufgeführt sind und mitgeliefert wurden eine Notiz von Herrn Simms, der die Untersuchung durchführte, in der es heißt: Die beiden zuletzt beim Venustransit beschäftigten... und die Professoren Airy und Whewell. Diese Notiz sagt uns, dass die letzten beiden von Airy in Cornwall verwendet wurden und dass Mr. Simm sich möglicherweise nicht sicher ist, welche dieser beiden Uhren 1768 mit Cook in den Pazifik gegangen war.

Die Verwendung dieser Uhr für bahnbrechende Gravitationsexperimente durch Maskelyne, dann die Reise mit Cook zur Beobachtung des Venustransits und schließlich die Nutzung durch Airy in Cornwall ist eine aufschlussreiche Möglichkeit, die Entwicklung experimenteller Arbeiten mit Pendeln sowohl in der Astronomie als auch in der Gravitationsforschung zu kartieren von den 1760er bis 1820er Jahren. Die verschiedenen Verwendungszwecke dieser Uhr sind eine fantastische Demonstration der Kernerzählung, die ich als Teil meiner Doktorarbeit zu erzählen versuche. Dieses Objekt soll uns daran erinnern, dass nicht nur geschriebenes Material die Geschichte zum Laufen bringt, sondern manchmal auch ihre Uhren.