Гринвіцька королі́вська обсервато́рія (, код «000») — основна астрономічна організація Великої Британії, з державним фінансуванням.

Директор обсерваторії має титул королівського астронома. Обсерваторія заснована в 1675 році королем Карлом ІІ для уточнення життєво важливих для мореплавців координат і спочатку розташовувалася в передмісті Лондона Гринвічі, у будівлях, спроєктованих Крістофером Реном.

Початкове розміщення обсерваторії на вершині пагорба обрав сер Крістофер Рен, колишній . Це місце для Обсерваторії було зручне тим, що Гринвіцький парк був королівським маєтком, тому не потрібно було купувати нову землю. У той час король також заснував посаду Королівського астронома, який мав служити директором обсерваторії та «з найточнішою ретельністю та старанністю виправляти таблиці руху небес і місць нерухомих зірок, щоб знаходити бажані довготи місцевостей для вдосконалення мистецтва навігації». Король призначив Джона Флемстіда першим королівським астрономом. Будівництво обсерваторії було завершене влітку 1676 рокуRobert Chambers, Book of Days. Будівлю часто називали «Flamsteed House» на честь її першого мешканця.

Наукова робота обсерваторії була поетапно переміщена в інше місце в першій половині XX-го століття, і зараз територія Гринвіча служить майже виключно як музей, хоч у 2018 році телескоп AMAT почав працювати для астрономічних досліджень.

Історія

Хронологія

22 червня 1675 — Заснування Королівської обсерваторії королем Карлом II. 10 серпня 1675 — Закладення першого каменю обсерваторії. 1714 — "Закон про довготу" заснував так звану "Комісію довгот" та юридично визначив премії, які видавалися цією комісією. Фактичною задачею була розробка точніших методів визначення довготи для точнішого розрахунку координат суден в океані. Наприклад, за підтверджений метод, що давав похибку визначення положення в 30 морських миль (56 км), була нагорода в £20 000. Станом на 2021 рік еквівалентом цієї нагороди вже буде приблизно 3.1 мільйон фунтів стергінгів. До розпуску Коміссії в 1828 році Королівський астроном завжди мав посаду "Уповноваженого з довготи". 1767 — П'ятий королівський астроном Невіл Маскелайн почав публікацію Морського альманаху на основі спостережень, зроблених в обсерваторії. 1818 — Нагляд за Королівською обсерваторією було передано від Управління боєприпасів до Управи Адміралтейства; у той час обсерваторії було доручено підтримувати морські хронометри Королівського флоту. 1833 — Розпочато подачу щоденних сигналів, за допомогою опускання спеціальної яскраво пофарбованої кулі в заздалегідь розрахований момент часу, що дозволяло морякам перевіряти, чи точно йдуть їх хронометри. 1838 — Встановлений телескоп-рефрактор Шипшенкс, з апертурою 6,7 дюйма (170 мм). 1884 — земний меридіан, який проходить через центр меридіанного кола Гринвіцької обсерваторії, було прийнято нульовим для визначення довгот та лічби поясного часу. 1893 — Встановлено 28-дюймовий Великий рефрактор. 1899 — Було завершено будівництво нової фізичної обсерваторії (тепер відомої як Південна будівля). 1924 — Годинні сигнали часу (Greenwich Time Signal) з Королівської обсерваторії вперше були передані 5 лютого. 1931 — Замовлено телескоп Yapp. 1948 — Офіс королівського астронома було перенесено до Герстмонсо у Східному Сассексі. 1954 — Початок перевезання обсерваторії до замку Херстмонсо, на північний схід від Гринвіча. 1957 — Обсерваторія завершила свій переїзд до Герстмонсо, ставши Гринвічською Королівською Обсерваторією (ГКО). Місце в Гринвічі було перейменовано в Стару Королівську Обсерваторію. 1990 — Гринвіцька обсерваторія переїхала до Кембриджа. 1998 — Гринвіцька обсерваторія закрита. Обсерваторії було повернуто його початкову назву, Королівська обсерваторія Гринвіча, і вона стала частиною Національного морського музею. 2011 — Гринвіцький музей разом з обсерваторією стали Королівськими музеями Гринвіча.

Заснування

З часів правління Вільгельма I на цій землі були значні будівництваJohn Timbs' Abbeys, Castles and Ancient Halls of England and Wales. Гринвіцький палац, на місці сучасного Морського музею, був місцем народження Генріха VIII та його дочок Марії I та Єлизавети I. Тюдори використовували Гринвіцький замок, який стояв на вершині пагорба, і який зараз займає обсерваторія, як мисливський будиночок. Гринвіцький замок був улюбленим місцем для проживання коханок Генріха VIII, щоб він міг легко виїхати з палацу для побачення з ними.

Створення Королівської обсерваторії було запропоновано в 1674 році сером Джонасом Муром, який, як генеральний геодезист, переконав короля Карла II створити обсерваторію, а Джона Флемстіда призначили її директором. Відповідальність за будівництво обсерваторії було покладено на Управління боєприпасів, а Мур надав основні інструменти та обладнання для обсерваторії за власний кошт. Flamsteed House — оригінальна частина обсерваторії, яку спроєктував сер Крістофер Рен, ймовірно, за сприяння Роберта Гука, і яка була першою спеціально побудованою науково-дослідною установою в Британії. Її вартість склала 520 фунтів стерлінгів (перевищивши бюджет на 20 фунтів стерлінгів) і її побудували із переважно повторно використаних будівельних матеріалів на фундаменті вежі герцога Хамфрі, попередника Гринвіцького замку. Це призвело до того, що орієнтація була зміщена на 13 градусів від справжньої півночі, що засмутило Флемстіда.

Мур пожертвував два годинники, виготовлені Томасом Томпіоном, які були заввишки в 20 футів і встановлені в Восьмикутовій Кімнаті (головній кімната будівлі). Годинники були незвичної конструкції, кожен з маятників мав довжину 13 футів (3,96 метра), був встановлений над циферблатом. Така конструкція давала період коливань маятника у чотири секунди та неперевершену на той час точність (похибка складала сім секунд за добу).

У оригінальній обсерваторії проживали королівський астроном, його помічник і його сім'я, а також розміщувалися наукові інструменти, які використовував Флемстід у своїй роботі над зоряними каталогами. Згодом установа стала відомішою завдяки своїм зв'язкам із довгостроковими урядовими радами (Комісія боєприпасів та "Комісія довготи") та нагляду з боку Ради відвідувачів, заснованої в 1710 році. Рада відвідувачів складається з членів рада Королівського товариства. Наприкінці 18-го століття робота обсерваторії включала додаткові обов'язки, такі як публікація Морського альманаху, консультування уряду з технічних питань, службою точного часу, проведення метеорологічних і магнітних спостережень, проведення астрофотографії та спектроскопії. Як наслідок, територія та кількість персоналу з часом збільшувалися.

Сферична астрономія та зоряні карти

Коли обсерваторія була заснована в 1675 році, одним із найкращих зоряних каталогів був каталог Тихо Браге 1598 року, що складався з 1000 зір. Однак цей каталог був недостатньо точним для визначення довгот. Одним із перших завдань Флемстіда було створення точніших карт, придатних для цієї задачі.

Одна з відомих карт, створених у Гринвічі, була створена королівським астрономом Джеймсом Бредлі, який між 1750 і 1762 роками каталогізував шістдесят тисяч зірок. Завдяки високій точності каталоги Бредлі використовувалися навіть у 1940-х роках. Бредлі був третім королівським астрономом, він був призначений на посаду в 1742 році.

На початку 19-го століття основними пристроями визначення координат були інструмент Troughton Transit і круг на фресках, але після того, як Джордж Бідделл Ейрі обійняв посаду Королівського астронома в 1835 році, він почав втілювати в життя план виготовлення і отримання кращих інструментів для Гринвічської обсерваторії.

Сферична астрономія була однією з основних функцій Гринвіча для Адміралтейства. Астроном Роял Ейрі був прихильником цього, і інструмент транзитного кола, який він встановив у 1851 році, використовувався протягом століття для сферичної астрономії. Одним з труднощів є врахування заломлення світла в атмосфері Землі. Джерела похибок включають точність приладів, необхідність враховувати прецесію, нутацію та аберацію. Джерела похибок в приладі повинні бути відстежені та враховані для отримання точніших результатів.

Транзитне коло робить два вимірювання; разом із годинником, час проходження зорею певної точки на небі під час обертання Землі та вертикальний кут розташування зорі. Прилад можна використовувати для розрахунку розташування зір або навпаки, допомогою якісної зоряної карти, точного часу в місці розташування приладу.

Транзит Меркурія, 1832 рік Шукбурзький телескоп Королівської обсерваторії в Лондоні був використаний для спостереження проходження Меркурія в 1832 році. Пітер Доллонд оснастив його філярним мікрометром, який використовувався для створення зображення, яке було видно через маленький рефрактор. Завдяки спостереженню за транзитом у поєднанні з визначенням часу та проведенням розрахунків було визначено діаметр планети. Вони також повідомили про дивовижні оптичні ефекти, які вони порівнюють із натисканням монети на Сонце. Спостерігач зауважив: «Пізніше я помітив, що відразу навколо планети з'явився темний відтінок, через що вона виглядала так, ніби вона трохи занурилася під поверхню Сонця.» 

— Royal Astronomical Society, Vol II, No. 13

Гринвіцький меридіан

Британські астрономи вже давно використовують Королівську обсерваторію як точку відліку для вимірювань. Через будівлю проходили чотири окремі меридіани, визначені різними інструментами в різний час. Точка відліку довготи, меридіан, який проходить через транзитне коло Ейрі, вперше використаний у 1851 році, був прийнятий як головний меридіан світу на Міжнародній конференції меридіанів у Вашингтоні, округ Колумбія, 22 жовтня 1884 року (голосування відбулося 13 жовтня). Згодом країни в усьому світі почали використовувати його як свій стандарт для картографування та вимірювання часу. Початковий меридіан був позначений латунною смугою (пізніше заміненою смугою з нержавіючої сталі) у внутрішньому дворику обсерваторії, коли будівлі стали музеєм у 1960 році, а з 16 грудня 1999 року він позначається потужним зеленим лазером, що світить на північ у лондонське нічне небо.

З часів першої тріангуляції Великої Британії в період 1783—1853 рр. карти Ordnance Survey базувалися на попередній версії Гринвіцького меридіана, визначеного транзитним інструментом Джеймса Бредлі. Коли коло Ейрі (розташоване в 5,79 м на схід) стало еталоном для меридіана, різниця в результаті заміни вважалася достатньо малою, щоб нею можна було знехтувати. Коли між 1936 і 1962 роками була проведена нова тріангуляція, вчені визначили, що в системі Ordnance Survey довгота міжнародного Гринвіцького меридіана була не 0°, а 0°00'00.417" (приблизно 8 метрів на схід). Окрім зміни опорної лінії, недосконалість геодезичної системи додала ще одну невідповідність до визначення нуль-пункту, тому сама лінія Бредлі зараз знаходиться на 0°00'00.12" на схід від нульового меридіана артилерійського знімання (приблизно в 2,3 м).