Эрнст Хладни: Физик, математик и основоположник метеоритики

Введение

Немецкий физик, математик и музыкант

Эрнст Флоренс Фридрих Хладни (Ernst Florens Friedrich Chladni; 30 ноября 1756 – 3 апреля 1827) — немецкий физик и музыкант. Его важнейшие работы, за которые его иногда называют отцом акустики, включали исследования колеблющихся пластин и вычисление скорости звука для различных газов. Он также провёл новаторские исследования метеоритов и считается одним из основоположников метеоритики.

Вклад в метеоритную науку

Хладни заинтересовался метеоритами после разговора с Георгом Кристофом Лихтенбергом об огненном шаре, который Лихтенберг якобы видел в небе Гёттингена в ноябре 1791 года. Вдохновлённый этим сообщением, Хладни исследовал отчёты о подобных явлениях, а также сообщения о других падающих телах по всей Европе и Северной Америке за последнее столетие. Основываясь на единообразии этих наблюдений, он пришёл к выводу, что явления огненных шаров и падающих тел подлинны. Это привело его к публикации «Über den Ursprung der von Pallas gefundenen und anderer ihr ähnlicher Eisenmassen und über einige damit in Verbindung stehende Naturerscheinungen» («О происхождении железных масс, найденных Палласом и другими, похожими на них, и о некоторых связанных с ними природных явлениях») в 1794 году. В этой книге он предположил, что метеориты имеют внеземное происхождение. Он утверждал, что это объяснит высокие скорости падающих тел, а также связь между телами и огненными шарами; они ярко светятся при входе в атмосферу Земли. Он высказал гипотезу, что эти метеориты – это фрагменты вещества, которое либо никогда не консолидировалось при формировании более крупных тел, либо является обломками от образования и разрушения планет. До этого метеориты считались вулканического происхождения. Кроме того, его утверждения бросили вызов устоявшемуся мнению о том, что за пределами Луны не существует ничего, кроме других звёзд и планет. Эта кажущаяся пустота космоса завораживала Хладни ещё в детстве, когда он узнал о большом расстоянии между Марсом и Юпитером, где сейчас известен пояс астероидов. Это наблюдение повлияло на его объяснение происхождения метеоритов. Тем не менее, его работы вызвали любопытство и в конечном итоге привели к тому, что другие исследователи поддержали его теорию. В 1795 году большой каменный метеорит был замечен при падении на Землю возле коттеджа Уолд Ньютон в Йоркшире, Англия, и его фрагмент, известный как метеорит Уолд Коттедж, был передан британскому химику Эдварду Говарду, который вместе с французским минералогом Жаком де Бурноном тщательно проанализировал его состав и пришёл к выводу, что внеземное происхождение весьма вероятно, отметив, что образец сильно напоминает образец метеорита из раннего метеорного потока в Сиене, Италия. Хотя это событие приписывалось извержению Везувия в нескольких сотнях километров оттуда, подобных вулканов в том же районе Уолд Ньютон не существует, ближайшим из которых является Гекла в Исландии. В его честь был назван минерал, впервые описанный в 1993 году из железного метеорита Карлтон (IIICD) – хладниит.

Chladni became interested in meteoritics following a conversation he had with Georg Christoph Lichtenberg about a fireball that Lichtenberg supposedly saw in the Gӧttingen sky in November 1791. Inspired by this report, Chladni researched reports of similar phenomena as well as reports of other falling masses across Europe and North America within the last century. Based on the uniformity among these sightings, he concluded that the phenomena of fireballs and falling masses must be genuine. This led him to publish Über den Ursprung der von Pallas gefundenen und anderer ihr ähnlicher Eisenmassen und über einige damit in Verbindung stehende Naturerscheinungen ("On the Origin of the Iron Masses Found by Pallas and Others Similar to it, and on Some Associated Natural Phenomena") in 1794. In this book he proposed that meteorites have an extraterrestrial origin. He argued that this would explain the high speeds of the falling masses as well as linking the masses to the fireballs; they glow intensely bright as they enter the Earth's atmosphere. He hypothesized that these meteorites were chunks of material that had either never been consolidated in the formation of larger masses or were debris from the formation and destruction of planets. since meteorites were thought to be of volcanic origin. Additionally, his claims challenged the established belief that nothing existed beyond the Moon except for other stars and planets. Indeed, this supposed emptiness of space had fascinated Chladni as a child when he learned about the relatively large distance between Mars and Jupiter, where the Asteroid Belt is now known to exist. This observation factored into his account for the origins of meteorites. Still, his writings sparked a curiosity that eventually led to more researchers supporting his theory. In 1795, a large stony meteorite was observed during its fall to Earth at a cottage near Wold Newton in Yorkshire, England and a piece of it, known as the Wold Cottage meteorite, was given to the British chemist Edward Howard who, along with French mineralogist Jacques de Bournon, carefully analyzed its composition and concluded that an extraterrestrial origin was likely, noting that the sample bore a strong resemblance to a sample of a meteorite from an early meteor shower in Siena, Italy. Although that event had been attributed to an eruption of Mount Vesuvius a few hundred kilometers away, no similar volcanoes exists within the same range of Wold Newton, with the closest being Hekla in Iceland. A mineral, first described in 1993 from the Carlton (IIICD) iron meteorite, was named chladniite in his honor.

Другая работа

Хладни открыл закон Хладни — простое алгебраическое соотношение для приближенного определения модальных частот свободных колебаний пластин и других тел. Хладни оценил скорости звука в различных газах, помещая их в органную трубу и измеряя характеристики звуков, возникающих при воспроизведении звука на этой трубе. Эта работа опиралась на исследования Пьера Гассенди, начатые в 1635 году по измерению скорости звука в воздухе.

Смерть

Хладни умер 3 апреля 1827 года в Бреслау, Нижняя Силезия, который тогда входил в состав Королевства Пруссия, а сегодня является городом Вроцлав на юго-западе Польши.