Краткая биография
Браун родился в Кингстон-апон-Халл, Англия, был единственным сыном Уильяма и Эммы Браун (урожденной Мартин). Образование получил в родном городе и в Ист Райдин Колледже (East Riding College). После окончания школы он поступил в Колледж Христа — Christ’s College (один из колледжей в районе Кембриджа), который он закончил с красным дипломом по специальности «математика» в 1887. Он продолжил обучение в Кембридже и трудился под руководством Джоржа Говарда Дарвина. Летом 1888 Дарвин предложил Брауну разобрать бумаги Джорджа Уильяма Хилла (George William Hill) касательно теории движения луны. Как оказалось, идея о подобном направлении исследований имела огромное влияние на дальнейшую жизнь Брауна.
Браун получил степень магистра в 1891. Затем он покинул Англию и занял место преподавателя математики Хавервордского Колледжа, шт. Пенсильвания. Быстро достиг позиции Профессора Математики в 1893. Браун никогда не был женат. Большую часть своей взрослой жизни он прожил со своей младшей, незамужней сестрой, Милдред, которая помогала ему по хозяйству. Он был способным пианистом и любителем музыки, так же отлично играл в шахматы. Он любил туризм и детективные истории.
Заядлый курильщик, он страдал от болезней бронхов большую часть жизни. Он был серьёзно болен в те 6 лет, что находился на пенсии. Умер в Нью Хэвен, шт. Коннектикут в 1938 г.
Работа над теорией движения Луны
В 1907 Браун назначен профессором математики Йельского университета. Он согласился с Йелем о финансировании обширной задачи вычисления подробных таблиц движения луны, на основе его лунной теории. Потратив 12 лет и более $34,000, Браун опубликовал свой главный труд «Таблицы движения Луны» (Tables of the Motion of the Moon) в 1919.
Расхождение теории с наблюдениями
Целью Брауна было сделать точные эфемериды Луны, при помощи лишь теории гравитации. Для «основной задачи» — обращения системы Земля-Луна-Солнце, он вычислил эклиптические долготы и широты с погрешностью 0.001 секунды дуги. Он так же учел пертурбации от планет (в особенности Юпитера и Венеры). Еще он решал более сложную проблему — влияния несферичности Земли и Луны.
Наблюдения показали, что таблицы Брауна действительно превосходили таковые от Ганзена, которые использовались с 1857 года. Но все еще присутствовала необъясненная флуктуация по долготе порядка 10 секунды дуги. «Большой эмпирический член» амплитудой 10.71 секунды дуги и периодом 257 лет был добавлен для устранения расхождения с наблюдениями, насколько было возможно. Если учесть точность и скрупулёзность работ Брауна, то необходимость введения указанной дополнительной поправки вызывала недоумение.
Еще Э. Галлеем двумя веками ранее замечено, что движение Луны представляется постепенно ускоряющимся. Данное ускорение не может быть объяснено только лишь гравитационной теорией, и С. Ньюкомом было предположено, что это происходит из-за постепенного замедления вращения Земли от приливного трения. Иными словами это не Луна ускорялась, а вращение Земли замедлялось (по нему в то время делались измерения времени).
Браун посвятил много сил изучению этой проблемы и пришел к выводу, что не только вращение Земли замедляется, но еще имеют место случайные непредсказуемые флуктуации. К середине 20го века все подтвердилось, и астрономы стали различать всемирное время, которое основано на вращении Земли и Земное время (ранее Эфемеридное время), которое являлось идеализированным равномерным временем. Разница между этими двумя временами отражала замедление вращения Земли и известно как ?T.
Развитие и уточнение теории
К 1923 году таблицы Брауна были приняты практически по всему миру для вычисления эфемерид Луны. Они продолжались использоваться с некоторыми изменениями до 1983 года.
С развитием компьютерной техники табулированные значения в выражениях Брауна стали заменяться непосредственным вычислением. Это добавило точности, так как таблицы включали небольшие приближения как компромисс между точностью и количеством ручных вычислений.
Дальнейшие уточнения теории делались на основе улучшенных данных наблюдений (в том числе с использованием лунных лазерных отражателей) с последующим уточнением значений коэффициентов, используемых в теории.
Другие работы
Браун так же интересовался движением планет вокруг Солнца. Совместно с К. Шуком он написал книгу «Планетарная теория». В книге помимо прочего содержалось детальное описание резонансов планетарных орбит и изучался частный случай астероидов-троянцев (астероиды на орбите Юпитера, в точке Лагранжа).
Награды
- Золотая медаль Королевского астрономического общества (1907)
- Медаль Кэтрин Брюс (1920)
- Медаль Джеймса Крейга Уотсона (1936)
Кроме того, в честь Брауна назван кратер на Луне и астероид 1643.
