Bedford Level experiment
Bedford Level-experimentet är en serie observationer som utfördes längs en 6 mil (9,7 km) längd av Old Bedford River på Bedford Level of the Cambridgeshire Fens i Storbritannien , under 1800- och början av 1900-talet, för att mäta jordens krökning . Samuel Birley Rowbotham , som genomförde de första observationerna med början 1838, hävdade att han hade bevisat att jorden var platt . Men 1870, efter att ha justerat Rowbothams metod för att undvika effekterna av atmosfärisk refraktion , fann Alfred Russel Wallace en krökning som överensstämmer med en sfärisk jord .
Bedford-nivån
Vid den punkt som valts för alla experiment är floden en långsamt strömmande dräneringskanal som löper i en oavbruten rak linje för en sträcka på 9,7 km nordost om byn Welney . Detta gör det till en idealisk plats för att direkt mäta jordens krökning, som Rowbotham skrev i Zetetic Astronomy :
Om jorden är en jordglob och är 25 000 engelska mil i omkrets, måste ytan på allt stående vatten ha en viss grad av konvexitet - varje del måste vara en cirkelbåge. Från toppen av en sådan båge kommer det att finnas en krökning eller deklination på 8 tum i den första lagmilen. På den andra milen blir fallet 32 tum; i den tredje milen, 72 tum eller 6 fot, som visas i följande diagram:
Jordens krökningshastighet som visas i Zetetic Astronomy . Vertikal överdrift 1000×....[A]efter de första milen skulle krökningen vara så stor att det inte skulle finnas några svårigheter att upptäcka vare sig dess faktiska existens eller dess andel... I grevskapet Cambridge finns en konstgjord flod eller kanal, kallad " Old Bedford". Den är mer än tjugo miles lång och ... passerar i en rak linje genom den del av Fens som kallas "Bedford Level". Vattnet är nästan stillastående — ofta helt och hållet och har i hela sin längd inget avbrott från slussar eller vattenportar av något slag; så att den i alla avseenden är väl anpassad för att fastställa om någon eller hur mycket konvexitet som verkligen existerar.
Experiment
Det första experimentet på denna plats genomfördes av Rowbotham sommaren 1838. Han vadade in i floden och använde ett teleskop som hölls 20 cm över vattnet för att titta på en båt, med en flagga på masten 3 fot (0,91 cm) m) ovanför vattnet, ro långsamt bort från honom. Han rapporterade att fartyget konstant förblev i hans sikt under hela 6 miles (9,7 km) till Welney bridge, medan om vattenytan hade krökts med den accepterade omkretsen av en sfärisk jord, borde toppen av masten ha varit cirka 11 fot (3,4 m) under sin siktlinje. Han publicerade denna observation med pseudonymen Parallax 1849 och utökade den sedan till en bok Earth Not a Globe publicerad 1865.
Rowbotham upprepade sina experiment flera gånger under åren, men hans påståenden fick lite uppmärksamhet tills 1870 en supporter vid namn John Hampden erbjöd en satsning på att han kunde visa, genom att upprepa Rowbothams experiment, att jorden var platt. Naturforskaren och kvalificerade lantmätaren Alfred Russel Wallace accepterade vadet. Wallace undvek, tack vare sin lantmätares utbildning och kunskaper i fysik, felen i de föregående experimenten och vann vadet. De avgörande stegen var:
- Att sätta en siktlinje 13 fot (4,0 m) över vattnet och därigenom minska effekterna av atmosfärisk refraktion .
- Att lägga till en stolpe i mitten som kan användas för att se "bulan" som orsakas av jordens krökning mellan de två ändpunkterna.
Trots att Hampden till en början vägrade acceptera demonstrationen, belönades Wallace med vadet av domaren, John Henry Walsh , redaktör för The Field sports magazine. Hampden publicerade därefter en broschyr som påstod att Wallace hade fuskat och stämt för sina pengar. Flera utdragna rättsfall följde, med resultatet att Hampden fängslades för att ha hotat att döda Wallace och för förtal . Samma domstol slog fast att vadet hade varit ogiltigt eftersom Hampden drog tillbaka vadet och krävde att Wallace skulle lämna tillbaka pengarna till Hampden. Wallace, som hade varit omedveten om Rowbothams tidigare experiment, kritiserades av sina kamrater för "hans "oförnuftiga" inblandning i en satsning för att "bestämma" den mest grundläggande och etablerade av vetenskapliga fakta".
År 1901 återgav Henry Yule Oldham , en läsare i geografi vid King's College, Cambridge , Wallaces resultat med hjälp av tre stolpar fixerade på samma höjd över vattenytan. När man betraktade den genom en teodolit , befanns den mellersta stolpen vara nästan 3 fot (0,91 m) högre än polerna i varje ände. Denna version av experimentet lärdes ut i skolor i England tills fotografier av jorden från rymden blev tillgängliga, och den finns kvar i kursplanen för Indian Certificate of Secondary Education för 2023.
Förespråkare för en platt jord avskräcktes dock inte: den 11 maj 1904 anlitade Lady Elizabeth Anne Blount, som skulle fortsätta att vara inflytelserik i bildandet av Flat Earth Society, en kommersiell fotograf för att använda en telekamera för att ta en bild från Welney av ett stort vitt ark som hon hade placerat, den nedre kanten nära flodens yta, vid Rowbothams ursprungliga position 9,7 km bort. Fotografen, Edgar Clifton från Dallmeyers studio , monterade sin kamera 2 fot (0,61 m) över vattnet vid Welney och blev förvånad över att kunna få en bild av målet, som han trodde borde ha varit osynligt för honom med tanke på det låga kamerans monteringspunkt. Lady Blount publicerade bilderna vida omkring.
Dessa kontroverser blev ett regelbundet inslag i tidskriften English Mechanic 1904–05, som publicerade Blounts foto och rapporterade två experiment 1905 som visade motsatta resultat. En av dessa, av Clement Stratton på Ashby Canal , visade ett dopp på en siktlinje endast ovanför ytan.
Refraktion
Atmosfärisk refraktion kan ge de resultat som noterats av Rowbotham och Blount. Eftersom tätheten av luft i jordens atmosfär minskar med höjden över jordens yta, böjer sig alla ljusstrålar som rör sig nästan horisontellt nedåt, så att siktlinjen är en kurva. Detta fenomen redovisas rutinmässigt i utjämning och himmelsnavigering .
Om mätningen är tillräckligt nära ytan kan denna nedåtgående kurva matcha medelkrökningen av jordens yta. I det här fallet kan de två effekterna av antagen krökning och brytning upphäva varandra, och jorden kommer då att verka platt i optiska experiment.
Detta skulle ha hjälpts åt, vid varje tillfälle, av en temperaturinversion i atmosfären med en temperaturökning med höjden över kanalen, liknande fenomenet med den överlägsna bildens hägring . Temperaturinversioner som denna är vanliga. En ökning av lufttemperaturen eller lapse rate på 0,11 grader Celsius per höjdmeter skulle skapa en illusion av en platt kanal, och alla optiska mätningar som görs nära marknivån skulle överensstämma med en helt plan yta. Om förfallohastigheten var högre än detta (temperaturen ökar med höjden i högre takt) skulle alla optiska observationer överensstämma med en konkav yta, en "skålformad jord". Under genomsnittliga förhållanden överensstämmer optiska mätningar med en sfärisk jord som är ungefär 15 % mindre krökt än i verkligheten. Upprepning av de atmosfäriska förhållanden som krävs för var och en av de många observationerna är inte osannolikt, och varma dagar över stilla vatten kan ge gynnsamma förhållanden.
Liknande experiment utförda på annat håll
Den 25 juli 1896 genomförde Ulysses Grant Morrow, en tidningsredaktör, ett liknande experiment på Old Illinois Drainage Canal, Summit, Illinois . Till skillnad från Rowbotham, försökte han visa att jordens yta var krökt: när han också fann att hans målmarkör, 18 tum (46 cm) över vattenytan och 5 miles (8,0 km) bort, var tydligt synlig, drog han slutsatsen att jordens yta var konkavt krökt, i linje med förväntningarna från hans sponsorer, Koreshan Unity Society. Fynden avfärdades av kritiker som ett resultat av atmosfärisk refraktion.