Cassini, Gian Domenico (Jean-Dominique) (Cassini I)

(f. Perinaldo, Imperia, Italien, 8 juni 1625; d. Paris, Frankrike, 14 September 1712),

astronomi, geodesi.

den första av en familj av astronomer som bosatte sig i Frankrike och var framträdande i att styra verksamheten i den franska skolan för astronomi fram till revolutionen, Cassini var son till Jacopo Cassini, en toskansk, och Julia Crovesi. Uppvuxen av en morbror studerade han vid Vallebone och sedan vid Jesuit college i Genua och vid klostret San Fructuoso. Han visade stor intellektuell nyfikenhet och var särskilt intresserad av poesi, matematik och astronomi. Han lockades först av astrologiska spekulationer, men läser Pico della Mirandolas broschyr Disputationes Joannis Pici Mirandolae adversus astrologiam divinatricem övertalade honom om frivoliteten i den pseudovetenskapen. Men paradoxalt nog gynnades början av hans vetenskapliga karriär av det rykte han förvärvade för sin kunskap om astrologi. Marquis Cornelio Malvasia, en rik amatörastronom och senator i Bologna som beräknade efemerider för astrologiska ändamål, uppmanade honom att komma till jobbet i sitt observatorium i Panzano, nära Bologna.

när han accepterade denna position inledde Cassini den första delen av sin karriär, som varade fram till hans avresa till Frankrike i februari 1669. Tack vare markisens hjälp använde han således från 1648 flera instrument som gjorde det möjligt för honom att börja sina första undersökningar. Han kunde också slutföra sin utbildning under ledning av två utmärkta forskare, Bolognese jesuiterna Giovan Battista Riccioli—som sedan avslutade sin stora avhandling, Almagestum novum (1651)— och Francesco Maria Grimaldi, som senare blev känd för sin upptäckt av fenomenet diffraktion, publicerad i hans postuma arbete de lumine (1665). Även om man inte exakt kan bestämma deras inflytande på den unga Cassini, verkar det som om de övertygade honom om vikten av exakt och systematisk observation och om nödvändigheten av en parallell förbättring av instrument och metoder. De bidrog förmodligen också, mindre lyckligt, till att göra honom försiktig med de nya teorierna—särskilt om Copernicus system—och att förstärka i honom de konservativa tendenser som han visade under hela sitt liv.

med sina första verk vann Cassini sina medborgares uppskattning i en sådan utsträckning att 1650 utsåg senaten i Bologna, på rekommendation av sin beskyddare, honom att ockupera huvudordföranden för astronomi vid universitetet, som hade varit ledig sedan Bonaventura Cavalieris död 1647. Cassini var aktivt intresserad av planetarisk astronomi och skrev 1653 till Pierre Gassendi och begärde exakta observationer om de överlägsna planeterna. 1652-1653 lockade en komets passage sin uppmärksamhet. I berättelsen om hans observationer accepterade han att jorden är i centrum av universum, att månen har en atmosfär och att kometerna, som ligger bortom Saturnus, bildas som ett resultat av utstrålningar som härrör från jorden och planeterna. Men han bekräftade senare att jämförelsen med andra observationer snart ledde honom att avvisa den senare teorin om aristotelisk inspiration och att anta Apollonius av Myndos; således betraktade han nu kometerna som himmelska kroppar som är analoga med planeterna men beskriver banor med mycket stor excentricitet.

en lycklig omständighet tillät honom att avslöja sina praktiska förmågor. Eftersom bestämningen av vissa väsentliga astronomiska data är knuten till solens rörelse (solstices, obliquity of the ecliptic, och så vidare) och därmed kräver den dagliga observationen av kroppens höjd vid tiden för dess passage till meridianen, hade astronomer länge försökt öka precisionen av dessa observationer genom att använda höga strukturer—särskilt kyrkor— som stöd för stora solur, kallade meridianer. Så var fallet vid kyrkan San Petronio i Bologna, där en viktig meridian hade byggts 1575 av en föregångare till Cassini som ordförande för astronomi vid universitetet, Egnatio Danti. Tyvärr hade strukturella modifieringar som krävdes av utvidgningen av kyrkan nyligen gjort denna meridian oanvändbar genom att blockera öppningen genom vilken solstrålarna kom in. År 1653 skissade Cassini, som ville använda ett sådant instrument, en plan för en ny och större meridian men en som skulle vara svår att bygga. Hans beräkningar var exakta; konstruktionen lyckades perfekt; och dess framgång gjorde Cassini till ett briljant rykte.

under de följande åren gjorde Cassini med denna meridian många observationer om ekliptikens snedighet, om solsticesens och equinoxernas exakta position, om solens uppenbara rörelsehastighet och variationen i dess diameter och till och med på atmosfärisk brytning; för alla dessa fenomen gav han allt mer exakta mätningar. Hans huvudsakliga observationer, publicerade i Specimen observationum Bononiensium… (1656), är tillägnad Drottning Christina av Sverige, sedan i exil i Italien. I senare publikationer drog han på andra av de mätningar han gjorde med hjälp av meridianen San Petronio.

aktiviteter av mer teknisk karaktär skulle dock tvinga Cassini att överge astronomisk forskning i viss utsträckning. Som en officiell expert delegerad av Bolognese-myndigheterna deltog han 1657 i förlikningen, regisserad av påven Alexander VII, av en tvist mellan städerna Bologna och Ferrara om Reno-flodens gång. Vid detta tillfälle komponerade han flera memoarer om översvämningen av Po-floden och om sättet att undvika det; dessutom utförde han också experiment i tillämpad hydraulik. Under de följande åren anklagades han för olika ytterligare uppdrag och viktiga tekniska funktioner. År 1663 utsågs han till chef för befästningar och 1665 inspektör för Perugia.

år 1663 försvarade Cassini de påvliga myndigheternas åsikter inför storhertigen av Toscana vid tidpunkten för kontroverserna om reglering av vattnet i Chiana-floden. Han återvände till Toscana 1665 för samma ändamål, med titeln superintendent för de kyrkliga staternas vatten. På begäran av påven att ta heliga order, vägrade han att göra det och försökte förena utövandet av sina funktioner vid den påvliga domstolen med sin undervisning vid universitetet i Bologna. Han beslöts att inte ge upp sin rent vetenskapliga verksamhet, och han utnyttjade därför sina många resor för att delta i vissa möten i Accademia del Cimento i Florens, för att göra observationer om insekter och att utföra experiment på blodtransfusion i Bologna.

Astronomi förblev dock hans upptagenhet. År 1659 presenterade han en modell av planetsystemet som överensstämde med hypotesen om Tycho Brahe; 1661 utvecklade han en metod, inspirerad av Keplers arbete, för att kartlägga successiva faser av solförmörkelser; och 1662 publicerade han nya tabeller av solen, baserat på hans observationer i San Petronio. Han utarbetade också den första stora teorin om atmosfärisk brytning grundad på sinuslagen. Även om hans atmosfärsmodell var felaktig, användes tabellerna som han gjorde 1662 senare framgångsrikt i konstruktionen av efemeriderna, innan de korrigerades i enlighet med observationerna från Jean Richer i Cayenne 1672. 1664 publicerade Cassini en observation av en solförmörkelse gjord vid Ferrara. Studien av kometer fortsatte dock att hålla sitt speciella intresse. 1664-1665 observerade han en av dem i närvaro av Drottning Christina och formulerade vid detta tillfälle en ny teori (i överensstämmelse med det Tychoniska systemet) där kometens bana är en stor cirkel vars centrum ligger i riktning mot Sirius och vars perigee ligger utanför Saturns bana.

en ny och bördig riktning öppnade sig nu för Cassinis observationer. Genom sin vänskap med de berömda romerska lensmakarna Giuseppe Campani och Eustachio Divini kunde Cassini, som började 1664, få från dem kraftfulla himmelska teleskop med stor brännvidd. Han använde dessa instrument – mycket känsliga och extremt exakta för tiden— med stor skicklighet och gjorde inom flera år en anmärkningsvärd serie observationer på planeternas ytor, vilket ledde honom till viktiga upptäckter. I Juli 1664 upptäckte han skuggan av vissa satelliter på Jupiters yta och kunde därmed studera satelliternas revolution och demonstrera planetens; perioden som han tillskrivit den senare, 9h 56m, ligger nära det för närvarande accepterade värdet. Samtidigt beskrev han hela gruppen av planetens band, liksom dess fläckar, och observerade dess utplattning. Denna upptäckt involverade honom i polemik som, långt ifrån att minska sin aktivitet, uppmanade honom att fortsätta sin forskning och sina observationer. I början av 1666 observerade han fläckarna på Mars och undersökte rotationen av den planeten, vars period hanberäknade vid 24h 40m (tre minuter mindre än det värde som för närvarande accepteras). Han gjorde samma observationer angående Venus 1667, men i en mindre exakt form.

Cassini arbetade också med att upprätta tabeller över rörelser av Jupiters satelliter, en uppgift som Galileo hade åtagit sig främst för att få en lösning på problemet med bestämning av longituder. Medan Galileo inte helt kunde utveckla dessa tabeller på grund av brist på tillräckligt exakta och fullständiga observationer, och medan hans direkta efterträdare, Vincenzo Renieri, på samma sätt misslyckades, lyckades Cassini i detta företag och publicerade 1668 hans Ephemerides Bononienses mediceorem siderum. Dessa efemerider användes i flera decennier av astronomer och Navigatörer, tills de ersattes av de mer exakta tabellerna som Cassini publicerade i Paris 1693; i synnerhet användes de av Olaus r Jacobmer i sin demonstration, 1675, att ljuset har en ändlig hastighet.

berömmelsen som dessa tabeller, liksom hans viktiga upptäckter om planeterna, förde till Cassini, var att ändra sitt öde och att öppna upp för honom en ny och lysande karriär i Paris, vid den nyligen grundade Academic Askormic Royale des Sciences. Önskar att förbättra Akademins prestige, Colbert försökte locka till Frankrike flera kända för eign-forskare. Således, efter att ha rekryterat Christian Huygens innan Akademin faktiskt öppnade, 1667, erbjöd han Cassini-medlemskap som vanlig korrespondent.

Cassini accepterade, och 1668 föreslog Colbert att han skulle komma till Paris under en begränsad period, under attraktiva ekonomiska förhållanden, för att hjälpa till att inrätta observatoriet, vars konstruktion just hade börjat. Flera personer deltog i denna förhandling, inklusive astronomen Adrien Auzout; de villkor som fastställdes var en årlig pension på 9 000 livres (Huygens själv fick endast 6 000 livres), gratis logi och ett resebidrag på 1 000 kubikmeter. Efter en andra diplomatisk diskussion bemyndigade senaten i Bologna och påven Cassini i slutet av 1668 att acceptera inbjudan, samtidigt som han behöll både de olika titlarna han hade förvärvat i Italien och deras motsvarande ersättningar. Faktum är att hans avgång från Bologna den 25 februari 1669 inte markerade början på ett långt utländskt uppdrag utan slutet på hans italienska karriär.

Cassini anlände till Paris den 4 April och mottogs mycket hjärtligt av kungen fem dagar senare. Han började omedelbart delta i akademins verksamhet och tog en aktiv roll i de företag som redan pågår. Eftersom han hade ett särskilt intresse för byggandet av observatoriet strävade han förgäves för att ändra planerna, som Claude Perrault hade tänkt och godkänts av Akademin. Cassini tänkte stanna kvar i Frankrike bara den korta tid som arrangerades och sedan återuppta sina tidigare uppgifter och sätt att leva; därför gjorde han först lite ansträngning för att vänja sig på det franska livet. Dessutom talade han bara franska tyst; och hans ganska auktoritära karaktär och privilegierade situation, på grund av kronans fördel, väckte stor fientlighet från det ögonblick han anlände.

han blev dock gradvis van vid att tala franska. Han var glad över de levnads-och arbetsvillkor som han hade. Ambitionen att organisera och styra Akademins viktiga forskningsprogram stärkte hans beslutsamhet. Med allt detta lyckades Cassini övervinna mycket av den opposition han hade stött på och vinna väsentligt samarbete. I September 1671 flyttade han in i lägenheten förberedd speciellt för honom i det nya observatoriet, där arbetet nu började. Även om denna anläggning i teorin hade placerats under det kollektiva ansvaret för Akademins astronomer, antog Cassini den effektiva riktningen av den. Han bestämde sig sedan för att bosätta sig i Frankrike, och den 14 juli 1673 fick han fördelarna med franskt medborgarskap. År 1674 gifte han sig med Genevi Jacobve de Laistre, dotter till generallöjtnanten för COMT Jacobsen av Clermont, vars medgift av värdefulla markinnehav inkluderade Ch jacobteau of Thury i Oise, som blev familjens sommarresidens. Från detta äktenskap hade Cassini två söner; den yngre, Jacques, efterträdde honom som astronom och geodesist under namnet Cassini II.

det viktiga arbetet som Cassini utförde i Frankrike omfattade ganska olika aspekter. Vissa var relaterade till fortsättningen av hans italienska projekt och till utnyttjandet av de nya vägar som han hade öppnat; andra pekade mot nya riktningar som framkommit genom diskussioner bland akademikerna och av de möjligheter som det nya observatoriet erbjuder.

medan han fortfarande var trogen mot vissa traditionella metoder (han hade en gnomon konstruerad i observatoriets stora hall), strävade Cassini efter att följa den snabba utvecklingen av teknik och att utnyttja nya uppfinningar och förbättringar: linser med hög brännvidd, mikrometer och fastsättning av okular till mätinstrument. En stor ficial subvention möjliggjorde inköp av nya instrument som sålunda användes för observationer som regelbundet gjordes vid observatoriet samt för att förbereda efemeriderna, för att förbättra den himmelska kartan och i olika undersökningar: de användes vidare under de många geografiska, geodetiska och astronomiska expeditionerna som utfördes under observatoriets beskydd. Dessa instrument inkluderade kvadranter, oktanter, ekvatorialer, teleskop och azimutkompasser och sådana ursprungliga konstruktioner som en huvudmast och ett trätorn 120 meter högt uppfört ovanpå observatoriet för att tillåta användning av de mest kraftfulla linserna.

Cassini fortsatte det observationsarbete som påbörjades i Italien med hjälp av en lins gjord av Campani med en brännvidd på sjutton fot som han hade tagit från Italien, liksom andra ännu kraftfullare (upp till en brännvidd på 136 fot), beställd från antingen Campani eller Divini, eller från franska linsmakare. I September 1671 upptäckte han en andra Satellit av Saturnus, Iapetus (VIII), och förklarade att variationerna i dess ljusstyrka berodde på att den alltid vred samma ansikte mot Saturnus. År 1672 observerade han en tredje satellit, Rhea (V), och den 21 mars 1684, två andra, Tethys (III) och Dione (V). Dessutom tillät hans anmärkningsvärda förmågor som observatör honom att urskilja ett band på planetens yta och 1675 upptäcka att dess ring är indelad i två delar, åtskilda av ett smalt band (Cassinis division). Han föreslog att de två delarna utgörs av aggregeringen av ett mycket stort antal kroppar, som var och en är osynlig och beter sig som en liten satellit; denna hypotes har verifierats genom spektroskopi. Mellan 1671 och 1679 observerade han funktionerna på månytan och skissade en atlas som gjorde det möjligt för honom att rita en stor karta över månen, som han presenterade för Akademin 1679. År 1683 observerade han, efter Kepler, zodiakljuset och hade fördelen att betrakta detta fenomen som en kosmisk, inte en meteorologisk ordning. Det är dock sant att han delvis kopplade den till en helt falsk teori om solstrukturen.

år 1680 ledde utseendet på en särskilt spektakulär komet Cassini tillbaka till ett av hans favoritämnen. Men medan Newton drog avgörande argument från detta tillfälle för sin gravitationsteori, såg Cassini i det bekräftelsen av styrkan i hans metod att studera kometiska banor och av hans teori som begränsade dessa banor till ett band av det himmelska valvet, den kometiska zodiaken.

tabellerna över förmörkelserna av Jupiters satelliter som Cassini publicerade 1666 användes för bestämning av longituder under många världsomspännande expeditioner som franska astronomer genomförde (i Danmark, Frankrikes kust, Cayenne, Egypten, Kap Verdeöarna och Antillerna, bland andra platser). Som initiativtagare till den nya metoden gjorde Cassini observationerna i Paris för att fungera som kontroller och samordnade resultaten på en stor planisfär. Utöver dess geografiska konsekvenser hade Richers expedition till Cayenne 1672-1673 flera astronomiska mål, varav det viktigaste var bestämningen av mars parallax under dess motstånd 1672; det uppnåddes genom samtidiga observationer gjorda av Richer på Cayenne och av Cassini och Jean Picard i Paris. Det erhållna resultatet, 25, gjorde det möjligt för dem att fixa solens parallax vid 9, 5 (istället för 8, 8) och att beräkna för första gången med en rimlig approximation det genomsnittliga avståndet mellan jord och sol och dimensionerna av planetbanorna. Medlemmarna av denna expedition kunde också studera atmosfärisk brytning nära ekvatorn och korrigera tabellerna som tidigare publicerats av Cassini. Slutligen observerade Richer att längden på en pendel med en frekvens på en gång i sekunden är mindre vid Cayenne än i Paris, ett oväntat faktum vars tolkning provocerade brinnande polemik under två tredjedelar av ett sekel. Medan rikare trodde att detta fenomen kunde förklaras av jordens utplattning och medan Huygens— snabbt följt av Newton men genom ett annat tillvägagångssätt—kom fram till samma slutsats, trodde Cassini på jordens sfäricitet och försökte förklara fenomenet genom temperaturskillnader. Förlikningen av debatten krävde bättre mätningar av meridianbågar än de som Picard tog mellan Paris och Amiens från 1668 till 1670. År 1683 fick Cassini ett avtal från Colbert och kungen om att förlänga den tidigare mätningen (en båge på cirka 1 21 hektar) till en båge på 8 30 hektar mellan Frankrikes norra och södra gränser. Med hjälp av flera medarbetare åtog han sig omedelbart att förlänga meridianen i Paris mot söder, medan Philippe de la Hire genomförde samma operation mot norr. Men år 1684 avbröt Colberts död och den offentliga statskassans svåra situation dessa aktiviteter vid en tidpunkt då Cassini bara hade nått närheten av Bourges. Det var först 1700 som kungen bestämde sig för att återuppta projektet. Med hjälp av flera medarbetare, inklusive hans son Jacques och hans brorson Giacomo Filippo Maraldi, mätte Cassini meridianbågen från Paris till Perpignan och genomförde dessutom olika associerade geodetiska och astronomiska operationer, som han rapporterade till Akademin. Resultatet av denna sista stora expedition regisserad av Cassini ledde honom att anta hypotesen om förlängningen av den markbundna sfäroiden, som betraktades positivt av karteserna. Hans direkta efterträdare skulle dessutom försvara denna hypotes med en viss hårdhet.

den traditionella karaktären som Cassini visar i denna kontrovers är karakteristisk för majoriteten av hans teoretiska uppfattningar. Även om det verkar som om han 1675 snävt föregick r Sackarimer när han formulerade hypotesen om ljusets ändliga hastighet för att förklara vissa oegentligheter i Jupiters satelliters uppenbara rörelser, avvisade han snart denna förklaring och, som en beslutsam Kartesian, bekämpade r Sackarimers teori, som hade stöd av Huygens. På samma sätt var Cassini en bestämd motståndare till teorin om universell gravitation. Dessutom, medan han verkar ha avstått från Tycho Brahes planetariska system, förblev hans Kopernikanism mycket begränsad, särskilt när han föreslog att ersätta Keplerian ellipser med kurvor i fjärde graden (ovaler av Cassini), ett ställe för punkter där produkten av avstånden till två fasta punkter är konstant.

i början av artonhundratalet minskade Cassinis verksamhet snabbt, och hans son Jacques ersatte honom gradvis i sina olika funktioner. Hans senaste två år var ledsna av den totala förlusten av hans syn.

domar om Cassinis arbete varierar mycket. Medan många historiker, efter Jean-Baptiste Delambre, anklagar honom för att ha hittat sina bästa tankar i sina föregångares skrifter och för att ha orienterat fransk astronomi i en auktoritär och retrograd riktning, insisterar andra på vikten av hans arbete som observatör och arrangör av forskningen vid observatoriet. Även om Cassinis kontroll begränsade observatoriets studier och även om han kämpade mot de flesta av de nya teorierna, verkar hans beteende inte lika enhetligt tyranniskt och baleful som Delambre beskrev det. Han var inte en teoretiker; han var dock en begåvad observatör och hans obestridliga upptäckter är tillräckliga för att vinna honom en hög position bland astronomerna i den pre-newtonska generationen.

bibliografi

I. originalverk. De flesta av Cassinis publikationer och memoarer finns listade i den allmänna katalogen över tryckta böcker från Biblioth Azerbajdzjque Nationale, XXIV (Paris, 1905), cols. 678-682, eller i tabellen g (Paris, 1729-1734). Nästan fullständiga listor ges i A. Fabroni, Vitae Italorum doctrina excellentium, IV (Pisa, 1779), 313-335 och V. Riccardi, Biblioteca matematica italiana, I (Bologna, 1887), cols. 275-285; den senare, som har repr. i Fax (Milano, 1952), citerar inte artiklarna i tidskriften des Savants eller i de filosofiska transaktionerna.

en stor del av Cassinis publikationer efter hans ankomst till Frankrike samlas i kompendium av observationer som gjorts i flera resor på order av S. M. För att perfekta astronomi och geografi med olika astronomiska avhandlingar av herrar från Academien Sackarimie Royale des Sciences (Paris, 1693), och I m Sackarimoires de l ’Acad Kazakmie Royale des Sciences depuis 1666 jusqu’ en 1699 (Paris, 1730), vol. VIII (”Oeuvres dykare”). Många MSS av Cassini eller initierade av honom bevaras i arkiven i Observatoire de Paris och på Bibliothenubbique De l ’ Institut.

II. sekundär litteratur. På Cassini eller hans arbete, se F. Arago, biografiska anteckningar, III (Paris, 1855), 315-318; F. S. Bailly, Histoire de l ’ astronomie moderne, II 111 (Paris, 1779); J. B. Biot, i Biographie universelle, VII (Paris. 1813), 297-301, och i ny utgåva., VII (Paris, 1844), 133-136; J. D. Cassini IV, M… (Paris, 1810); J. de Laland, 2: a upplagan., Jag (Paris, 1771). 217-220, och astronomisk bibliografi (Paris, 1802); J. B. J. Delambre, i Histoire de l ’ astronomie moderne. II (Paris. 1821), 686-804, och tabell, I, LXVII–LXIX: A. Fabroni, i Vitae Italorum docirina excellentium, IV (Pisa, 1779), 197-325, B. Fontenelle, ”lovtal av J. D. Cassini,” i Histoire del ’ Acad Brasilimie biennale des Sciences 1712 (Paris, 1714), och ibid., 84-106; F. Hoefer, i Nouvelle biografiska g actubnctubrale, IX (Paris, 1835), cols. 38-51; C. G. J. A., I Allgemeines Gelehrten Lexicon, III (Leipzig, 1750), cols. 1732-1733; J. F. Montucla, Histoire des Math, 11 (Paris, år VII), 559-567; och J. P. Nic. I m för att göra detta måste du ta reda på det…, VII (Paris, 1729), 287-322.

Ren Taton-Taton