Anders Celsius – En pionjär inom forskningen om jorden och dess förändringar
- Anders Celsius var en svensk astronom (1701–1744) och en framstående vetenskapsman under upplysningstiden.
- Han skapade temperaturskalan som idag kallas Celsiusskalan, med hundra grader mellan vattnets kokpunkt och fryspunkt.
- År 1730 blev han professor i astronomi vid Uppsala universitet och bidrog till dess vetenskapliga utveckling.
- Han tog initiativ till att grunda Uppsala astronomiska observatorium, som stod klart 1741.
- Han deltog i internationella expeditioner och samarbeten som stärkte Uppsala universitets koppling till europeisk forskning.
°C står som bekant för grader Celsius, men vem var Celsius? Celsius var en pionjär i att undersöka jorden och dess förändringar med hjälp av systematiska observationer och genom att påbörja långa serier av numeriska data, bland annat temperatur. Han inledde detta arbete i Uppsala 1722.
Anders Celsius levde 1701–1744 och växte upp i en astronomsläkt i Uppsala men i ganska fattiga förhållanden. Vid 28 års ålder blev han professor i astronomi, men hans huvudintresse var vår egen planet.
Celsius gjorde först en studieresa till Tyskland, Italien, Frankrike och England under fyra år, sedan deltog han i en fransk vetenskaplig expedition till polcirkeln under ett år, och därefter grundade han ett observatorium i Uppsala (intill sin mors restaurang). Hans liv blev dock kort. Han dog, ogift men med många vänner, i en lungsjukdom bara 42 år gammal. Men vad gjorde han egentligen?
Anders Celsius egen termometer, med 100 grader vid fryspunkten och 0 grader vid kokpunkten.
Förstora bildenEtt uppslag ur Anders Celsius meteologiska dagbok för åren 1722–1731 – början till en av världens längsta temperaturserier.
En ny, exakt temperaturskala
Celsius hade sedan 1722 både gjort dagliga temperaturmätningar och jämfört olika termometrar och temperaturskalor. Han fann ingen av dem tillförlitlig och konstruerade därför, efter mycket testande, sin egen temperaturskala 1742, definierad av vattnets frys- och kokpunkter vid normalt lufttryck. Intervallet däremellan delade han in i 100 grader. Idag är detta den internationella enheten för temperatur.
Även när det gällde temperatur tänkte Celsius på nyttan för kommande generationer; han förväntade sig att en väderjournal skulle föras i Uppsala för all framtid. Idag är temperaturserien från Uppsala med början 1722 en av de längsta i världen.
Redan under senare delen av 1700-talet kunde Celsius assistent Pehr Wargentin utnyttja temperaturserien för att studera klimatförändringar, ett numera högaktuellt ämne.
Expedition till polcirkeln för att mäta jordens form
Newtons teorier om gravitation och centrifugalkraft var vid denna tid omstridda. I Paris försiggick häftiga diskussioner för och emot, och man tänkte försöka avgöra frågan genom att bestämma om jorden till följd av rotationen var något plattare vid polerna. Just då kom Celsius dit, och han föreslog att den tänkta expeditionen skulle gå till polcirkeln i Sverige, till Tornedalen.
Celsius blev nu medlem i den franska expeditionen, som utförde mätningar vid polcirkeln 1736–1737, både mot stjärnor under vintern och mellan bergstoppar under sommaren. Även tyngdkraften mättes där. Resultaten jämfördes sedan med motsvarande kring Paris.
Den enskilda expeditionen lyckades inte lösa det omstridda problemet, men tillsammans med tidigare observationer av andra fenomen fick den balansen i diskussionen att till slut tippa över i Newtons favör.
Ett observatorium i Uppsala för att stärka vetenskapen
Inspirerad av vad han sett i Paris och Greenwich tyckte Anders Celsius att Sverige behövde ett eget astronomiskt observatorium. Efter återkomsten från polcirkeln lät han trycka ett 16 sidor långt dokument där han gick igenom alla vetenskapliga framsteg som ett svenskt observatorium skulle möjliggöra. Han framhöll även Uppsala som den självklara platsen att bygga det på:
”... och sannerligen ingen ort i hela Swerige kan finnas beqwämligare dertil än Upsala, den urgamla hufwudstaden för hela Norden [...] Den älsta moder för alla Swenska studier, och ändtligen til belägenheten lika som kiärnan och hiertat af hela Swea-wäldet.”
– Anders Celsius argmenterar för att bygga ett observatorium i Uppsala
Han fick sin vilja igenom och observatoriet stod klart år 1741. Byggnaden finns kvar som det gula hus som står ”på sned” i centrala Uppsala. Här arbetade Celsius resten av sitt korta liv tillsammans med sina flitiga assistenter Olof Hiorter och Pehr Wargentin. Själva observatoriedelen, som var en kubformad huskropp högst upp på byggnaden, finns dock inte kvar idag.
Celsius observatorium ersattes år 1853 med ett nybyggt i det som idag kallas Observatorieparken. År 2000 ersattes detta i sin tur av ett observatorium ovanpå Ångströmlaboratoriet.
Förstora bilden”Nyttan af et astronomiskt observatorium uti Swerige” – det 16 sidor långa dokument som Anders Celsius lät trycka 1739 med argument för att uppföra ett observatorium.
Förstora bildenAnders Celsius observatorium som det såg ut när det stod färdigt 1741.
Celsius engagerade sig i nya metoder för att med hjälp av himlakroppar bestämma latitud och longitud på jordytan, viktiga för kartläggning, och han gjorde Uppsala observatorium till den första nollmeridianen i Sverige. Tillsammans med Wargentin fick han Uppsala att bli internationellt ledande inom longitudbestämning.
Celsius kunde också bestämma tyngdkraften i Uppsala, med ett pendelur uppsatt i observatoriet och konstruerat av en specialist i London. Det var en av bara få tyngdkraftspunkter i världen vid denna tid.
En koppling mellan norrsken och jordens magnetfält
När Celsius var i London hade han hos instrumentspecialisten där beställt en sorts stor kompass med en nål som var extra lång. Med den studerade han i Uppsala små variationer i magnetfältets riktning och funderade över om de kunde hänga ihop med företeelserna i atmosfären.
Vintern 1741 noterade Celsius och hans assistent Hiorter att magnetnålen konstrade samtidigt som norrsken uppträdde på himlen. Dessutom visade Celsius genom ett samarbete med London att en liknande magnetnål där konstrade samtidigt som den i Uppsala. Hiorter och Celsius hade upptäckt att det måste finnas ett samband mellan norrskenet och magnetfältet.
Idag är detta samband grundläggande för förståelsen av norrskensfenomenet och den roll som solen spelar i det hela.
Landhöjning – inte vattenminskning
Celsius hade tidigt intresserat sig för det fenomen som då kallades vattenminskningen, idag känt som landhöjningen efter istiden. År 1743 lyckades han för första gången bestämma dess hastighet. För detta använde han en gammal sälsten, en sten där man för länge sedan kunnat skjuta sälar då de vilat nära den dåtida medelvattenytan. Resultatet blev drygt 1 cm/år, vilket är nära det korrekta värdet.
Med detta värde som grund drog Celsius sedan slutsatsen att stora områden i Sverige måste ha stått under havsytan för några tusen år sedan. Han fick naturvetenskapen att träda in i historien.
Celsius lät, till nytta för kommande generationer, hugga in ett särskilt märke för medelvattennivån 1731 i en annan sälsten. Det visade sig värdefullt hundra år senare, då det kunde användas för att visa att fenomenet var en landhöjning och inte en vattenminskning.
Anders Celsius och Uppsala universitet idag
Dagens forskning vid Uppsala universitet inom astronomi, geofysik och klimat har tydliga, direkta kopplingar till Anders Celsius. Kanske främst i form av den enhet vi fortfarande använder för att mäta temperatur – i Uppsala och över hela världen.
De temperatur- och vädermätningar som Anders Celsius påbörjade i Uppsala 1722 har pågått oavbrutet sedan dess. Idag görs mätningarna vid Geocentrum. Mätserien utgör en mycket viktig datamängd för dagens klimatforskning.
Byggnaden där Anders Celsius observatorium låg finns kvar än i dag och påminner förbipasserande på gågatan om Uppsalas framstående position som vetenskapsstad. Observatoriet som funktion finns också kvar, i moderniserad form, högst upp på Ångströmlaboratoriet. Nu är observatoriet en del av Institutionen för fysik och astronomi och används i forskningen och undervisningen som bedrivs där.
Text av Martin Ekman, docent i geofysik och författare till boken “The Man behind ‘Degrees Celsius’: A Pioneer in Investigating the Earth and its Changes”, med tillägg av David Naylor, Uppsala universitets kommunikationsavdelning.