John Michell (Nottinghamshire, 25 de dezembro de 1724 — Yorkshire, 29 de abril de 1793) foi um inglês filósofo naturalista, clérigo e geólogo que trabalhou muitos temas e forneceu intuições pioneiras em uma ampla gama de campos científicos, da astronomia à geologia, óptica e gravitação. Considerado "um dos maiores cientistas desconhecidos de todos os tempos", ele foi a primeira pessoa conhecida a propor a existência de buracos negros em publicação, o primeiro a sugerir que terremotos se propagam em ondas, o primeiro a explicar como manufaturar ímãs artificiais e o primeiro a aplicar estatísticas ao estudo do cosmos, reconhecendo que estrelas duplas eram um produto de gravitação mútua. Ele também inventou um aparelho para medir a massa da Terra. Ele foi chamado de pai da sismologia e pai da magnetometria.
De acordo com um jornalista científico, "algumas especificidades do trabalho de Michell realmente parecem arrancadas das páginas de um livro de astronomia do século XX". A American Physical Society (APS) descreveu Michell como estando "tão à frente de seus contemporâneos científicos que suas ideias permaneceram na obscuridade, até que foram reinventadas mais de um século depois". A APS afirma que, embora "ele tenha sido um dos cientistas mais brilhantes e originais de seu tempo, Michell permanece praticamente desconhecido hoje, em parte porque ele pouco fez para desenvolver e promover suas próprias ideias inovadoras". Em 1910, Sir Edmund Whittaker observou que, durante o século após a morte de Newton, "o único filósofo natural de distinção que viveu e ensinou em Cambridge foi Michell", embora suas "pesquisas pareçam ter atraído pouca ou nenhuma atenção entre seus contemporâneos colegiados e sucessores, que silenciosamente concordaram quando suas descobertas foram atribuídas a outros e permitiram que seu nome perecesse inteiramente da tradição de Cambridge".
Não há retrato sobrevivente de Michell; diz-se que ele era "um homenzinho baixo, de pele negra e gordo"Ele foi assim descrito por um comentarista contemporâneo: "John Michell, BD is a little short Man, of a black Complexion, and fat; but having no Acquaintance with him, can say little of him. I think he had the care of St. Botolph’s Church Cambridge, while he continued Fellow of Queen's College, where he was esteemed a very ingenious Man, and an excellent Philosopher. He has published some things in that way, on the Magnet and Electricity." Cole MSS XXXIII, 156, British Library. e que "era considerado um homem muito engenhoso e um excelente filósofo", de "ampla latitude na crença religiosa".
Obra científica Em 1750, Michell publicou em Cambridge um trabalho de oitenta páginas, intitulado "Um Tratado de Ímãs Artificiais", no qual ele apresentava um método fácil e rápido de produzir ímãs superiores aos melhores ímãs naturais. Além da descrição do método de magnetização que ainda leva seu nome, este trabalho contém uma variedade de observações precisas sobre o magnetismo e apresenta uma exposição lúcida da natureza da indução magnética.
A certa altura, Michell tentou medir a pressão de radiação da luz concentrando a luz do sol em um lado de uma agulha de bússola. O experimento não foi um sucesso: a agulha derreteu.
Geologia e sismologia Até o final do século XX, Michell era considerado importante principalmente por causa de seu trabalho em geologia. Seu ensaio geológico mais importante, escrito após o terremoto de Lisboa em 1755, foi intitulado "Conjecturas sobre a Causa e Observações sobre os Fenômenos dos Terremotos" (Philosophical Transactions, li. 1760). Neste artigo, ele introduziu a ideia de que terremotos se espalham como ondas pela Terra e que envolvem deslocamentos em estratos geológicos agora conhecidos como falhas. Ele foi capaz de estimar o epicentro e o foco do terremoto de Lisboa, e também pode ter sido o primeiro a sugerir que um tsunami é causado por um terremoto submarino.
O ensaio de Michell não apenas forneceu informações sobre terremotos, mas também, de maneira mais ampla, representou um avanço no entendimento da geologia da crosta terrestre. Ele reconheceu que a Terra é composta "de estratos regulares e uniformes", alguns dos quais seriam interrompidos por convulsões. "A parte mais importante do artigo sobre o terremoto de Michell", na visão de um comentarista, "é o relato que contém do que agora é conhecido como 'a crosta da Terra'." Exibindo um notável conhecimento dos estratos geológicos em várias partes da Inglaterra e no exterior, ele desenhou em suas próprias observações para avançar a compreensão da estratigrafia sedimentar e foi o primeiro a definir a estratigrafia mesozoica no Reino Unido.Geoscientist, Vol 24, No.4, May 2011
Em 1760, como resultado desse trabalho, ele foi eleito membro da Royal Society.
Uma carta de 1788 a Henry Cavendish indicava que Michell continuava interessado em geologia várias décadas depois de seu trabalho sobre terremotos.
Magnetismo Michell estudou o magnetismo e descobriu a "lei do quadrado inverso", o fato de que a força magnética exercida por cada polo de um ímã diminui proporcionalmente ao quadrado da distância entre eles. Seu artigo de 1750, Tratado sobre Ímãs Artificiais, escrito para marinheiros e fabricantes de instrumentos e destinado a ser um manual prático sobre como fazer ímãs, incluía uma lista das "Propriedades dos Corpos Magnéticos" que representava uma importante contribuição para a compreensão do magnetismo.
Gravidade miniaturadaimagem|A balança de torção de Michell, usada no experimento de Cavendish Michell criou uma balança de torção para medir a massa da Terra, mas morreu antes que ele pudesse usá-la. Seu instrumento passou para as mãos de seu amigo de longa data Henry Cavendish, que realizou pela primeira vez em 1798 o experimento agora conhecido como Experimento de Cavendish. Colocando duas bolas de chumbo de 1 kg nas extremidades de uma haste de seis pés, ele suspendeu a haste horizontalmente por uma fibra presa ao centro. Então ele colocou uma bola de chumbo enorme ao lado de cada uma das pequenas, causando uma atração gravitacional que levou a vara a girar no sentido horário. Medindo o movimento da haste, Cavendish conseguiu calcular a força exercida por cada uma das bolas grandes nas bolas de 1 kg. A partir desses cálculos, ele foi capaz de fornecer uma estimativa precisa da constante gravitacional e da massa e densidade média da Terra. Cavendish deu a Michell todo o crédito por sua conquista.
Em 1987, o pesquisador de gravidade A. H. Cook escreveu:O avanço mais importante em experimentos de gravitação e outras medidas delicadas foi a introdução da balança de torção por Michell e seu uso por Cavendish. Desde então, tem sido a base de todos os experimentos mais significativos sobre gravitação.
Estrelas duplas Michell foi a primeira pessoa a aplicar a nova matemática da estatística ao estudo das estrelas e demonstrou em um artigo de 1767 que muito mais estrelas ocorrem em pares ou grupos do que uma distribuição perfeitamente aleatória poderia explicar. Ele concentrou sua investigação no aglomerado de Plêiades e calculou que a probabilidade de encontrar um agrupamento tão próximo de estrelas era de cerca de um em meio milhão. Ele concluiu que as estrelas nesses sistemas estelares duplos ou múltiplos podem ser atraídas umas pelas outras por força gravitacional, fornecendo, assim, a primeira evidência da existência de estrelas binárias e aglomerados de estrelas. Seu trabalho sobre estrelas duplas pode ter influenciado a pesquisa de seu amigo Herschel sobre o mesmo tópico.
Buracos negros Ele foi o primeiro a colocar em hipótese a existência de estrelas compactas e de massa tão superior a ponto de criar uma força gravitacional tão forte que até a luz não poderia escapar de sua ação. Essa hipótese surgiu no ano de 1783 num artigo das Transações Filosóficas da Sociedade Real de Londres, lido em 27 de novembro de 1783, sendo proposta pela primeira vez a ideia de que existiam coisas como buracos negros, que ele chamou de "estrelas escuras". Tendo aceitado a teoria corpuscular da luz de Newton, que postulava que a luz consiste em partículas minúsculas, ele argumentou que essas partículas, quando emanadas por uma estrela, seriam mais lentas por sua força gravitacional e pensou que seria, portanto, possível determinar a massa da estrela com base na redução da velocidade. Essa percepção levou, por sua vez, ao reconhecimento de que a força gravitacional de uma estrela poderia ser tão forte que a velocidade de escape excederia a velocidade da luz. Michell calculou que esse seria o caso de uma estrela com mais de 500 vezes o tamanho do Sol. Como a luz não seria capaz de escapar de uma estrela assim, seria invisível. Nas suas próprias palavras:Se realmente deva existir na natureza corpos cuja densidade não é menor que a do sol e cujos diâmetros são mais de 500 vezes o diâmetro do sol, uma vez que a luz deles não poderia chegar até nós; ou se existirem outros corpos de tamanho um pouco menor, que não sejam naturalmente luminosos; da existência de corpos nessas circunstâncias, não poderíamos ter informações à vista; todavia, se qualquer outro corpo luminoso revolver sobre eles, talvez ainda, pelos movimentos desses corpos rotativos, possamos inferir a existência dos centrais com algum grau de probabilidade, pois isso pode fornecer uma pista para algumas das aparentes irregularidades dos corpos rotativos, que não seriam facilmente explicáveis em nenhuma outra hipótese; mas como as consequências de tal suposição são muito óbvias e a consideração delas um pouco além do meu objetivo atual, não as procurarei mais.
— John Michell, 1784Michell sugeriu que poderia haver muitas "estrelas escuras" no universo, e hoje os astrônomos acreditam que os buracos negros realmente existem no centro da maioria das galáxias. Da mesma forma, Michell propôs que os astrônomos pudessem detectar "estrelas escuras" ao olhar por sistemas estelares que se comportassem gravitacionalmente como duas estrelas, mas onde apenas uma estrela poderia ser vista. Michell argumentou que isso mostraria a presença de uma "estrela negra". Foi uma previsão extraordinariamente precisa. Todas as dezenas de buracos negros estelares candidatos em nossa galáxia (a Via Láctea) estão em sistemas binários compactos de raios-X.
As ideias de Michell sobre gravidade e luz interessaram William Herschel, que tentou testá-las com seus poderosos telescópios. Alguns anos depois que Michell surgiu com o conceito de buracos negros, o matemático francês Pierre-Simon Laplace sugeriu essencialmente a mesma ideia em seu livro de 1796, Exposition du Système du Monde.
Foi escrito que Michell estava tão à frente do seu tempo em relação aos buracos negros que a ideia "causou pouca impressão" em seus contemporâneos. Mais recentemente que Michell ficou conhecido por sua carta a Cavendish, publicada em 1784, sobre o efeito da gravidade na luz. Este artigo foi redescoberto na década de 1970 e agora é reconhecido por antecipar várias ideias astronômicas que foram consideradas inovações do século XX. Michell agora é creditado por ser o primeiro a estudar o caso de um objeto celeste com massa suficiente para impedir que a luz escape (o conceito de velocidade de escape era bem conhecido na época). O raio mínimo clássico para fuga, assumindo que a luz se comporta como partículas de matéria, é numericamente igual ao raio de Schwarzschild na relatividade geral. "Ele morreu em obscuridade silenciosa", afirma a American Physical Society, "e sua noção de uma 'estrela negra' foi esquecida até que seus escritos voltassem à tona na década de 1970".
Telescópios