آشنایی با هالی

مقدمه

در گذشته‌هایی نه چندان دور، دانشمندان تصوّر می‌کردند که جهان از هیچ قانون ثابت و مشخصی پیروی نمی‌کند. به علاوه، طبق عقاید آن دوران، زمین ثابت بود و خورشید و تمام سیّارات به دور آن می‌چرخیدند.
«نیکولاس کوپرنیک» اوّلین کسی بود که به خود جرئت داد تا عقایدش را راجع به وضعیت زمین و خورشید منتشر کند. ولی نظریه‌ی او کاملاً برخلاف عقاید و تعلیمات کلیسا بود. طبق تعالیم کلیسا، زمین مرکز عالم به شمار می‌رفت و دیگر اجرام آسمانی به دور آن می‌چرخیدند. امّا کوپرنیک خورشید را مرکز منظومه‌ی شمسی می‌دانست. او اعلام کرد که نه تنها زمین مرکز عالم نیست، بلکه همانند دیگر سیّارات منظومه‌ی شمسی در حال گردش به دور خورشید است. به این ترتیب انتشار نظریه‌ی خورشید مرکزی کوپرنیک در دهه‌ی 1540 میلادی تحوّل عظیمی در علم نجوم به وجود آورد.
چند سال بعد «تیکوبراهه» ( 1546-1601 م.) مطالعات دقیقی در مورد حرکت سیّارات کرد. او سال‌ها به رصد سیّارات و ستارگان پرداخت و فهرستی از آن‌ها تهیّه کرد.
«یوهانس کپلر» (1571-1630 م.) یکی از طرفداران نظریه‌ی خورشید مرکزی کوپرنیک بود. در آن زمان، دانشمندان معتقد بودند که مدار سیّارات، دایره‌ای شکل است؛ زیرا دایره را شکل کامل و بی نقصی می‌دانستند و تصوّر می‌کردند که تنها کمال مطلوب برای اجرام آسمانی، حرکت روی مدار دایره‌ای شکل است. کپلر که ریاضیدان قابلی بود، با استفاده از تحقیقات و یافته‌های تیکوبراهه در مورد حرکت سیّارات، متوجه شد که مدار سیّارات بیضی است. او در مورد قوانینی که حرکت سیّارات را به دور خورشید توضیح می‌دهند، کارکرد و این نظریه را مطرح کرد که جهان و آنچه در آن رخ می‌دهد، از قوانین خاصی پیروی می‌کند.
در همان زمان «گالیلئوگالیلئی» (1564-1642 م.) در ایتالیا به کشفیّات بیشتری دست یافت. او نشان داد که حرکت آونگ و لغزیدن گلوله بر سطح شیب‌دار، تابع یک سری قوانین خاص است و تمام اجسام روی زمین، از همین قوانین پیروی می‌کنند. گالیله ثابت کرد که برای دستیابی به حقایق جهان هستی، باید از روش علمی آزمایش و تجربه استفاده کرد. او برای یافتن نحوه‌ی عملکرد جهان، آزمایش و تجربه را جایگزین فلسفه و برهان کرد و برای توضیح نتایج حاصل از این تجارب، از دانش ریاضی بهره گرفت. به این ترتیب، یافته‌های کپلر و گالیله، راه را برای ورود به یکی از بزرگ‌ترین دانشمندان جهان یعنی «نیوتن» (1727-1642م.) به عرصه‌ی علم و دانش هموار ساخت. نیوتن دو کار اساسی کرد. او نخست، نظریه‌ی تجربه و آزمایش را پایه و اساس تمامی علوم قرار داد. وی به خوبی می‌دانست فقط وقتی می‌توان فرضیه‌ای را در مورد ماهیّت و ساختار جهان هستی پذیرفت که آن فرضیه با نتایج حاصل از آزمایش و تجربه هم خوانی داشته باشد. به عبارت دیگر، نمی‌توان فرض کرد که چون دایره، شکل کامل و مطلوبی است، پس مدار سیّارات نیز دایره‌ای شکل است؛ بلکه باید مدار سیّارات را بررسی و مطالعه کنیم تا بفهمیم که چه شکلی دارند.
از نظر ما، چنین طرز تفکّری کاملاً طبیعی به نظر می‌رسد؛ زیرا این روشی است که علم از زمان نیوتن تا به حال، بر پایه‌ی آن استوار بوده است. ولی در قرون هفدهم میلادی دانشمندان تنها راه اثبات فرضیه‌ها و مسائل را بحث و برهان و فلسفه می‌دانستند و معتقد بودند که آزمایش و تجربه، کاری کاملاً بیهوده و غیرمنطقی است. به همین دلیل، عقاید نیوتن در آن زمان، عقایدی کاملاً انقلابی محسوب می‌شد.
دومین کار بزرگ و اساسی نیوتن این بود که ثابت کرد قوانین فیزیک، قوانینی فراگیرند که نه تنها روی زمین، بلکه در خارج از آن نیز صدق می‌کنند. به عبارت دیگر، همان قوانینی که اشیاء را روی سطح زمین نگه می‌دارند و از رها شدنشان در فضا جلوگیری می‌کنند، موجب می‌شوند که سیّارات در مدارشان به دور خورشید باقی بمانند. مهم‌ترین نکته راجع به قانون جاذبه‌ی نیوتن نیز همین مسئله است که این قانون در کلّ جهان هستی و در هر زمانی صادق است.
«هالی» که چندین سال جوان‌تر از نیوتن بود، در چنین شرایطی قدم به عرصه‌ی علم و دانش نهاد. در ادامه خواهی دید که هالی نقش بسزایی در انتشار عقاید و کشفیات نیوتن داشت. او حتی کلیه مخارج چاپ و انتشار اثر برجسته‌ی نیوتن، یعنی کتاب «اصول» را بر عهده گرفت. هالی هم چنین با استفاده از قانون جاذبه‌ی نیوتن توانست بازگشت ستاره‌ی دنباله‌داری را که امروزه به افتخار خود او «ستاره‎‌ی دنباله‌دار هالی» نامیده می‌شود، پیش‌بینی کند. بازگشت ستاره‌‌ی دنباله‌دار هالی در سال 1759 میلادی پیش بینی هالی و درستی قوانین نیوتن را به اثبات رساند و موجب شد که علم نوین برای همیشه بر نحوه‌ی تفکّر انسان حاکم شود. از آن پس، دیگر هیچ کس نمی‌توانست شکّی در مورد قوانین ثابت حاکم بر جهان داشته باشد.
هالی به جز پیش بینی بازگشت ستاره‌ی دنباله‌دار و نقشی که در چاپ کتاب اصول نیوتن داشت، کارهای مهم دیگری نیز انجام داد. هالی در واقع، فردی استثنایی بود که در زمینه‌های متفاوتی کار می‌کرد. او به عنوان دانشمند، مخترع، دیپلمات و حتّی ناخدای کشتی فعالیت‌های بسیاری انجام داد. هالی دانشگاه آکسفورد را بدون گرفتن مدرک ترک کرد؛ ولی 30 سال بعد به عنوان پروفسور استاد هندسه به آن جا بازگشت. او به عنوان یکی از اعضای انجمن سلطنتی، مطالعات زیادی در زمینه‌های مختلف انجام داد و مقالات بسیاری منتشر کرد. شاید چنین تصوّر شود که آن چه هالی به خاطر آن شهرت یافت (یعنی پیش‌بینی بازگشت ستاره‌ی دنباله‌دار) در مقایسه با کشفیّات دانشمندی چون نیوتن، بسیار جزئی و پیش پا افتاده است. امّا حقیقت این است که چنین تصوّری تنها زمانی به وجود می‌آید که هالی و دانشمندانی همچون او را با دانشمند بزرگی مانند نیوتن مقایسه کنیم. در واقع، هالی نیز یکی از دانشمندانی است که در ایجاد انقلاب عظیم علمی که برای همیشه نحوه‌ی تفکّر انسان را راجع به جهان هستی تغییر داد، سهیم بوده است.

زندگی و کار هالی

«اِدمُند هالی» طبق گفته‌ی خودش در هشتم نوامبر سال 1656 میلادی به دنیا آمد. تاکنون هیچ سند دیگری جز گفته‌ی خود وی در مورد تاریخ تولّدش به دست نیامده است. اسناد مربوط به تولد او، احتمالاً در آتش سوزی بزرگ لندن در سال 1666 میلادی سوخته و از بین رفته‌‌اند.
پدر هالی نیز «ادمند» نام داشت. ادمند هالی بزرگ در سال 1656 میلادی با «آن رابینسون» ازدواج کرد و ادمند اوّلین فرزند آن‌ها بود.
ادمند جوان خواهری به نام «کاترین» و برادری به نام «همفری» داشت. کاترین در سال 1658 میلادی متولّد شد و در کودکی در گذشت. تاریخ تولد همفری مشخّص نیست؛ ولی می‌دانیم که در سال 1684 میلادی فوت کرده است.
همان طور که از این شرح مختصر بر می‌آید، اطلاعات ما در مورد سال‌های اوّل زندگی او بسیار اندک است. به علاوه، از زندگی خصوصی هالی در سال‌های بعد نیز اطلاعات زیادی در دست نیست. ولی خوشبختانه در نوشته‌ها و یادداشت‌های معاصرانش تا حدودی به فعالیّت‌ها و کارهای او اشاره شده است.
تا آن جا که اطلاع داریم، خانواده‌ی هالی زمانی که ادمند جوان بود، از وضع مالی خوبی برخوردار بودند. هالی بزرگ یک منزل روستایی در پنج کیلومتری مرکز لندن (محل تولّد ادمند) و خانه‌ای در شهر لندن داشت. آتش سوزی بزرگ سال 1666 میلادی باعث نابودی مقداری از دارایی‌های هالی بزرگ شد و به این ترتیب، درآمد ناشی از اجازه‌ی املاکش کاهش یافت. ولی کسب و کار او - صابون سازی و تولید نمک - در اواخر دهه‌ی 1660 میلادی رونق یافت. در نتیجه، ادمند جوان از امکانات مالی خوبی برای تحصیل در بهترین مراکز آموزشی آن دوره برخوردار شد. او ابتدا به مدرسه‌ی «سنت پل» و سپس به دانشگاه‌ «آکسفورد» رفت.
هالی در دوران تحصیل، دانش‌آموز موفّقی بود و علاقه‌ زیادی به اخترشناسی داشت. او در 24 ژوئیه‌ی 1673 میلادی وارد کالج «کوئینز» آکسفورد شد. ادمند جوان هنگام ورود به کالج، با زبان‌های لاتین، یونانی و عبری آشنایی داشت، ریاضی‌دان ماهری بود، اصول دریانوردی و جهت‌یابی را می‌دانست و تجربیّات بسیاری در نجوم کسب کرده بود. او مجموعه‌ای از ابزارهای اخترشناسی را که پدرش برایش خریده بود، با خود به آکسفورد برد. یکی از این ابزارها، تلسکوپی به طول 3/7 متر بود که بسیاری از اخترشناسان معاصرش، در آرزوی داشتن چنین وسیله‌ای بودند.
مادر هالی، حدود یک سال قبل از ورود او به آکسفورد در گذشته بود. ما دقیقاً نمی‌دانیم که او چرا، چگونه و کی فوت کرد؛ ولی مراسم خاکسپاری وی در 24 اکتبر 1672 میلادی برگزار شد. همان گونه که خواهیم دید، مرگ مادر که منجر به ازدواج مجدّد و ناموفّق پدر شد، تأثیر زیادی بر زندگی ادمند گذاشت.
از نیمه‌ی دوم قرن هفدهم میلادی به بعد، مقامات عالی رتبه‌ی انگلستان به تدریج از علوم، به خصوص اخترشناسی حمایت می‌کردند. پس از بازگشت مجدّد سلطنت به انگلستان در سال 1660 میلادی «چارلز دوم» بر تخت نشست و در همان سال، انجمن سلطنتی- قدیمی‌ترین کانون علمی جهان که بی وقفه فعّال بوده است - تأسیس شد.
در آن زمان، ناوگان تجارتی انگلستان بزرگ‌ترین ناوگان تجارتی دنیا به شمار می‌رفت. به همین دلیل، تعیین دقیق مسافت‌های دریایی و طول و عرض جغرافیایی که عموماً بر اساس محلّ و موقعیت اجرام آسمانی انجام می‌گرفت، برای مقامات دولتی اهمّیّت فوق‌العاده‌ای داشت. به این ترتیب، نیاز به اصلاح وضع دریانوردی واصول مربوط به آن و هم چنین اصلاح جدول‌های حرکات سماوی (حرکات سیّارات) و محل ثوابت (ستارگان) منجر به تأسیس رصدخانه‌ی سلطنتی گرینویچ و انتصاب «جان فلمستید» ( 1719-1646م. ) به عنوان نخستین اخترشناس دربار در سال 1675 میلادی شد.
هالی در همان سال در حالی که دانشجویی 18 ساله بود، با فلمستید مکاتبه کرد و برخی از نتایج مشاهدات اخترشناسی خود را برای او توضیح داد. مشاهدات هالی نشان می‌داد که جدول‌ها و نقشه‌های اخترشناسی که در آن زمان به کار می‌رفتند، درست نبودند. او در نامه‌‎‌ی خود مؤدبانه از فلمستید درخواست کرده بود که یافته‌هایش را تأیید کند. در واقع، هالی از فلمستید که اخترشناس دربار بود، پیشی گرفته بود. تشویق و ترغیب فلمستید باعث شد هالی در سال 1675 میلادی، در حالی که هنوز دانشجو بود، اولین مقاله‌ی علمی خود را راجع به مدار سیّارات بنویسد. این مقاله یک سال بعد منتشر شد.
ادمند هالی در تمام زمینه‌ها دانشجویی ممتاز بود و بی‌تردید اگر تحصیل را ادامه می‌داد، می‌توانست با نمرات عالی فارغ‌التحصیل شود. ولی او بی‌صبرانه در انتظار یافتن شغل مهمّی در زمینه‌ی اخترشناسی بود. تا همچون فلمستید و دیگران به موفقیّت و شهرت برسد؛ به همین دلیل، برای رسیدن به این هدف، دانشگاه را نیمه تمام رها کرد.
در این زمان، فلمستید با استفاده از تلسکوپ در حال تهیّه‌ی فهرست و نقشه‌ی صحیحی از محلّ ستارگان و سیّارات بود. او از پیشرفته‌ترین تلسکوپ‌های آن دوران برای تهیّه‌ این فهرست استفاده کرد. به همین دلیل، فهرست او بسیار کامل‌تر از فهرست‌ها و نقشه‌های قدیمی بود. در واقع، این فهرست، نخستین فهرست از ستارگان است که با تلسکوپ تهیّه شده است.
تا آن زمان، توجّه تمام اخترشناسان به آسمان نیمکره‌ی شمالی معطوف شده بود. به همین دلیل، درباره‌ی آسمان نیمکره‌ی جنوبی اطلاعات اندکی در دست بود که بیشتر توسط مسافران و دریانوردان گزارش می‌شد. هالی تصمیم گرفت همان کاری را که فلمستید در مورد آسمان نیمکره‌ی شمالی انجام می‌دهد، در نیمکره‌ی جنوبی آغاز کند. او جزیره‌ی «سنت هلن» (واقع در جنوب اقیانوس اطلس) را برای این کار برگزید. پدرش نیز از این ایده استقبال کرد و مبلغ 300 پوند در سال برای انجام این تحقیق اختصاص داد که سه برابر حقوق فلمستید به عنوان اخترشناس دربار بود. این طرح با حمایت فلمستید تقدیم پادشاه شد و او نیز به کمپانی هند شرقی دستور داد تا این مرد جوان را همراه دوستش «جیمز کلرک» به جزیره‌ی سنت هلن ببرد. به این ترتیب، هالی در نوامبر سال 1676 میلادی در حالی که فقط 20 سال داشت؛ عازم این جزیره شد.
تهیّه و تکمیل فهرست ستارگان موجود در آسمان نیمکره‌ی جنوبی به دلیل بدی آب‌و‌هوا، بیش از یک سال طول کشید. هالی در 28 اکتبر سال 1677 میلادی به هنگام رصد ستارگان، عبور سیّاره‌ی «تیر» (عطارد) را از برابر قرص خورشید مشاهده کرد. او در مدّتی که در این جزیره بود، مطالعات علمی دیگری نیز انجام داد.
هالی در بهار سال 1678 میلادی به وطن بازگشت و «فهرست ستارگان نیمکره‌ی جنوبی» در نوامبر همان سال منتشر شد.
تردیدی نیست که کار هالی ارزش اعطای درجه و مدرک دانشگاهی را داشت؛ ولی در آن زمان، آکسفورد قوانین بسیار خشک و جدّی‌ای داشت. دانش هالی هر چقدر هم که بود، اهمّیّتی نداشت؛ زیرا وی حداقل ترم‌های لازم را در آکسفورد نگذرانده بود. امّا به پیشنهاد «سرجوزف ویلیامسن» - وزیر امور خارجه‌ی انگلستان - شاه به نایب رئیس آکسفورد فرمان داد که درجه‌ی فوق لیسانی به هالی اعطا شود.
هالی در سوم دسامبر، درست سه روز پس از آن که به عنوان یکی از اعضای انجمن سلطنتی برگزیده شد، مدرک فوق‌لیسانس خود را از آکسفورد دریافت کرد. دوستان او اینک شامل فلمستید، «رابرت هوک» و دیگر اعضای برجسته‌ی انجمن بودند. هالی پس از مدّتی به عنوان نماینده‌ی انجمن سلطنتی مأمور ملاقات با اخترشناس آلمانی «یوهانس هولیوس» (1687-1611م.) در «دانتسیش» شد.
این مأموریت نیازمند کاردانی و تدبیر خاصّی بود. هولیوس در آن زمان مرد مسنّی بود که هم‌چنان به روش قدیمی و بدون استفاده از ابزارهای پیشرفته موقعیّت ستارگان را رصد می‌کرد. او مدّعی بود نتایجی که با این روش به دست آورده است، کاملاً دقیق و درست‌اند. انجمن سلطنتی قصد داشت به صحّت این ادّعا پی ببرد. آیا یافته‌های این اخترشناس پیر، قابل اعتماد بود.؟
هالی پس از بازگشت از نزد هولیوس،؛ گزارش داد که همه چیز درست است و ادعای هولیوس در مورد دقّت و درستی تحقیقاتش کاملاً صحیح است. ولی موضوع به همین سادگی نبود. هالی بعدها در نامه‌ای که برای یکی از دوستانش نوشت، اقرار کرد که نمی‌خواسته با بازگو کردن حقایق، مرگ پیرمرد را جلو بیندازد.
ولی حقیقت به زودی آشکار شد. با وجود این که هالی صحّت رصد‌های هولیوس را گزارش کرده بود، مشخّص شد که این رصد‌ها به خوبی آن چه که وی ادّعا کرده بود، نیستند. همین امر باعث به وجود آمدن اختلافی بین فلمستید و هالی شد که هرگز از بین نرفت. ولی بی شکّ، علّت اصلی به وجود آمدن اختلاف بین آن دو این بود که دست‌پرورده‌ی سابق فلمستید خیلی زود شروع به پیشی گرفتن از خود اخترشناس دربار کرده بود.
امّا هالی در تکمیل مسئولیت علمی خود، عجله‌ای نداشت. پدر هالی هنوز از نظر مالی از او حمایت می‌کرد. اینک او اوقات خود را بین آکسفورد و لندن و شرکت در جلسات انجمن سلطنتی تقسیم کرده بود. در همین دوران، یعنی زمستان سال 1680 تا 1681 میلادی بود که یک ستاره‎‌ی دنباله‌دار درخشان ظاهر شد و مورد توجّه اخترشناسان و دیگر دانشمندان و حتّی مردم عادی قرار گرفت. این ستاره‌ی دنباله دار نخست در نوامبر سال 1380 میلادی در حالی که به سوی خورشید حرکت می‌کرد، دیده شد. سپس در درخشش خورشید ناپدید شد و مدّتی بعد، آن را در حالی که از خورشید فاصله می‌گرفت، رؤیت کردند. در آن روزگار، برق و چراغ‌های مصنوعی ابداع نشده بودند و این ستاره‌ی دنباله‌دار درخشان از خیابان‌های شهرهای مختلف، از جمله لندن و پاریس به وضوح قابل رؤیت بود.
این حادثه، قبل از انتشار اکتشافات نیوتن راجع به نیروی جاذبه اتفّاق افتاد. به همین دلیل، دانشمندان فکر می‌کردند که دو ستاره‌ی دنباله‌دار مختلف را دیده‌اند که در دو جهت مخالف، یکی به خورشید نزدیک و دیگری از آن دور می‌شود. در آن زمان، ستارگان دنباله‌دار، اجرام آسمانی اسرارآمیز و ناشناخته‌ای بودند. فلمستید یکی از معدود افرادی بود که اعلام کرد این پدیده احتمالاً مربوط به یک ستاره‌ی دنباله‌دار است که نخست به خورشید نزدیک و سپس از آن دور می‌شود. ولی حتی او نیز هیچ تصوّری از این که این ستاره در مداری به دور خورشید حرکت می‌کند، نداشت. او فکر می‌کرد که به خاطر وجود نوعی دافعه‌ی مغناطیسی، ستاره‌ی دنباله‌دار، قبل از برخورد با خورشید دور می‌زند.
هالی او‌لین ستاره‌ی دنباله‌دار را در اواخر سال 1680 میلادی در لندن رؤیت کرد. او پس از آن، به همراه دوستی به نام «رابرت نلسن» عازم اروپا شد. قصد هالی از این سفر - که شامل دیدار از پاریس و رُم هم می‌شد - ملاقات با اخترشناسان و دیگر دانشمندان قاره‌‌ی اروپا بود. در اوایل این سفر، یکی از مهم‌ترین و داغ‌ترین بحث‌هایی که بین دانشمندان و حتّی مردم عادی وجود داشت، رؤیت دومین ستاره‌ی دنباله‌دار بود. «جیوانی کاسینی» سرپرست رصدخانه‌ی پاریس، یکی از کسانی بود که هالی راجع به این موضوع با او به بحث و تبادل نظر پرداخت. کاسینی نخستین کسی بود که متوجّه شد حلقه‌های زحل از تعداد بی‌شماری ذرّات ریز به وجود آمده‌اند و به دور این سیّاره می‌چرخند.
هالی در طول سفر از بسیاری از شهرهای فرانسه و ایتالیا دیدن کرد. نلسن در رم ماند و ازدواج کرد؛ ولی هالی در 24 ژانویه‌ی سال 1682 میلادی در حالی که با تمام ریاضی‌دانان سرشناس در فرانسه و ایتالیا آشنا شده بود، به انگلستان بازگشت.
راجع به زندگی خصوصی هالی در این دوره اطّلاعات چندانی وجود ندارد. ظاهراً سفر او فقط یک سال و چند هفته طول کشید که در آن روزگار برای چنین سفر بزرگی زمان بسیار کوتاهی بود. طبق آن چه می‌دانیم، پدر هالی تقریباً در همین زمان دوباره ازدواج می‌کند. البتّه تاریخ دقیق آن مشخّص نیست؛ ولی این احتمال وجود دارد که هالی برای شرکت در مراسم ازدواج پدر، به سرعت به وطن بازگشته باشد.
چند ماه بعد، در 20 آوریل سال 1682 میلادی هالی که 25 سال داشت، با «ماری توک» دختر یکی از کارمندان عالی رتبه‌ی وزارت دارایی ازدواج کرد. مراسم ازدواج در کلیسای «سنت جیمز» برگزار شد. درباره‌ی زندگی خانوادگی هالی نیز اطلاعات بسیار کمی در دست است. آن چه می‌دانیم این است که او و همسرش بیش از 50 سال در کنار هم زندگی کردند و به نظر می‌رسد در تمام این مدّت، خوشبخت و سعادتمند بودند. آن‌ها سه فرزند داشتند؛ «ادمند» - که در سال 1698 میلادی متولّد شد. جرّاح نیروی دریایی بود و مدّت کوتاهی قبل از پدرش درگذشت - و دو دختر به نام‌های «مارگارت» که هرگز ازدواج نکرد - و «کاترین» - که دوبار ازدواج کرد -. مارگارت و کاترین هر دو در سال 1688 میلادی متولّد شدند؛ ولی دوقلو نبودند. آن‌ها احتمالاً فرزند دیگری هم داشتند که در کودکی در گذشته بود. در آن روزگار، مرگ و میر کودکان کم سن و سال امری کاملاً طبیعی بود.
ادمند و ماری در «ایسلینگُتن» که در آن زمان دهکده‌ای در شمال شرقی لندن بود، ساکن شدند و هالی در آن جا یک رصد‌خانه‌ی خصوصی کوچک و مجهزّ بنا کرد. هالی هنوز از حمایت مالی پدر برخوردار بود و با علاقه و دقّت زیاد به رصد ستارگان می‌پرداخت. او مقالاتی درباره‌ی زحل و یکی از ماه‌هایش، حرکات ماه و جزر و مدّ منتشر کرد. وی هم چنین نقش مهمّی در فعالیت‌های انجمن سلطنتی داشت.
تقریباً در همین دوران، هالی نظریه‌ای راجع به مغناطیس زمین ارائه داد. در واقع او نخستین کسی بود که از خطوط هم امتداد برای متّصل کردن نقطه‌های دارای تغییرات مغناطیسی یکسان به عنوان وسیله‌ای برای تعیین طول جغرافیایی در دریا استفاده کرد. در سال 1682 میلادی ستاره‌ی دنباله‌دار درخشان دیگری در آسمان ظاهر شد که توجّه هالی را به خود جلب کرد. تقریباً در همین دوران بود که عصر یخبندان کوچک رخ داد. رودخانه‌ی «تمز» در زمستان سال 1683 و 84 میلادی با لایه‌ای از یخ به ضخامت 25 سانتی متر پوشانده شد. در اواخر همان زمستان، زندگی هالی تغییر یافت. در پنجم مارس 1684 میلادی پدر هالی از منزل خارج شد و هرگز بازنگشت. پنج روز بعد، بدن برهنه و بی جان او را در رودخانه یافتند و تحقیقات نشان داد که وی را کشته‌اند.
ثروت و دارایی ادمند هالی بزرگ پس از آتش سوزی بزرگ لندن و نیز بر اثر اسراف‌کاری ولخرجی همسر دومش، به طور قابل ملاحظه‌ای کاهش یافته بود. بر سر باقیمانده‌ی دارایی‌های او نیز دعوای حقوقی پر هزینه و دراز مدتی بین پسر و بیوه‌اش به وجود آمد. البتّه ادمند هالی جوان، یکشبه فقیر و بی‌چیز نشد (بدون تردید همسر وی جهیزیه‌ی قابل توجّهی به همراه آورده بود)؛ امّا او دیگر نمی‌توانست به حمایت‌های مالی و بخشندگی پدر متّکی باشد و آزادانه به فعالیّت‌های علمی بپردازد. کمتر از دو سال بعد، در ژانویه‌ی سال 1686 میلادی هالی مجبور شد از عضویت در انجمن سلطنتی استعفا دهد تا منشی انجمن شود و بتواند از حقوق و مزایای این شغل استفاده کند (کارمندانی که از انجمن حقوق می‌گرفتند، اجازه‌ی عضویت در آن را نداشتند). مسلّماً برای هالی که تا چندی پیش مقرّری سالیانه‌ی قابل توجهی داشت - که سه برابر حقوق اخترشناس دربار بود کنار آمدن با وضع موجود، چندان ساده نبود.
هالی در فاصله‌ی بین مرگ پدر و انتصابش به عنوان منشی انجمن سلطنتی، با آیزاک نیوتن در «کمبریج» ملاقات کرد. دوستی‌ای که بین این دو دانشمند به وجود آمد، از اهمیّت بسیار زیادی برخوردار است.
نیوتن و هالی راجع به ستاره‌ی دنباله‌دار سال 1682 میلادی با یکدیگر مکاتبه کرده بودند و احتمالاً ملاقات کوتاهی در همان سال در یکی از دیدارهای نیوتن از لندن، بین آن دو صورت گرفته بود. در آن زمان، نیوتن اکتشافات ویافته‌های خود را فقط برای خودش حفظ می‌کرد و سهم اندکی در فعالیّت‌های انجمن سلطنتی داشت. وی قبلاً به خاطر طرح «تئوری نور» خود با رابرت هوک - منشی انجمن - به شدّت جر و بحث کرده بود و دیگر حاضر نبود با طرح اکتشافاتش، وقت خود را صرف بحث و جدل بیهوده کند. آن چه موجب ملاقات هالی و نیوتن در سال 1684 میلادی شد، علاقه‌ی روزافزون اکثر اخترشناسان به این موضوع بود که چرا مدار سیّارات به دور خورشید، باید از قوانین کپلر پیروی کند.
هالی نیز به این مسئله علاقه پیدا کرده بود. او با استفاده از قوانین کپلر به این نتیجه رسید که نیروی جاذبه‌ی میان سیّارات و خورشید، عکس مجذور فاصله‌ی آن‌ها از خورشید است. ولی این یافته بیشتر جنبه‌ی تصادفی داشت و در واقع هالی قادر به اثبات یافته‌های خود نبود. به علاوه، نمی‌توانست ثابت کند که قانون عکس مجذور فاصله باعث به وجود آمدن مدار بیضی شکل می‌شود.
او کشف خود را با هوک در میان گذاشت؛ ولی هوک مدّعی شد که نه فقط زودتر از هالی به این نتیجه رسیده است، بلکه می‌تواند به کمک قوانین هندسی، آن را ثابت کند. امّا او هرگز این کار را نکرد! در واقع، هوک مرد عجیبی بود که هرگاه دانشمندی موضوعی را کشف می‌کرد، مدّعی می‌شد زودتر به آن پی برده است و حق تقدم در طرح موضوع با اوست. هالی از نحوه‌ی برخورد هوک خشمگین شد و فهمید که او نمی‌تواند ادّعایش را ثابت کند. در اوت سال 1684 میلادی هالی به کمبریج رفت تا این مسئله را با نیوتن - بهترین ریاضیدان اروپا - مطرح کند.
یکی از دوستان ریاضی‌دان نیوتن به نام «آبراهام دومواور» (1754 - 1667م.) ملاقات هالی و نیوتن را چنین نقل می‌کند:
پس از آن که آن دو مدّتی با هم صحبت کردند، دکتر هالی از نیوتن پرسید که اگر نیروی جاذبه‌ی میان سیّارات و خورشید، متناسب با عکس مجذور فاصله‌ی سیّارات از خورشید باشد، شکل مدار سیّارات چگونه است؟ سر آیزاک بی‌درنگ پاسخ داد: بیضی. دکتر با خوشحالی و تعجّب پرسید که او از کجا به این موضوع پی برده و نیوتن گفت که آن را محاسبه کرده است. پس از آن، دکتر هالی از نیوتن خواست که محاسباتش را به او نشان دهد. نیوتن یادداشت‌ها و مقالاتش را جست‌و‌جو کرد؛ ولی گفت نمی‌تواند آن‌ها را پیدا کند.
احتمالاً نیوتن نمی‌خواست کشفیّاتش را فاش کند. او هنوز از مطرح شدن در جمع امتناع می‌کرد و ترجیح می‌داد ناشناس بماند تا با افرادی همچون هوک درگیری پیدا نکند. ولی نیوتن به هالی قول داده بود یادداشت‌ها را بیابد و پس از کار مجدّد بر روی آن‌ها، نسخه‌ای از این یادداشت‌ها را برای هالی به لندن بفرستد. نیوتن به وعده‌ی خود عمل کرد. دو ماه بعد، هالی نسخه‌ای در نُه صفحه دریافت کرد که نیوتن در آن، رابطه‌ی مدار سیّارات با قانون عکس مجذور فاصله را ثابت کرده بود.
هالی بلافاصله متوجّه ارزش و اهمیّت این کشفیّات شد و دوباره به کمبریج بازگشت تا با نیوتن ملاقات کند. نیوتن با تشویق و ترغیب هالی تصمیم گرفت کتابی بنویسد که به بزرگ‌ترین اثر وی، یعنی «اصول» تبدیل شد. آیزاک نیوتن در کتاب اصول توضیح داده است که چگونه نیروی جاذبه، سیّارات را در مدارشان به دور خورشید، و ماه را در مدارش به دور زمین نگاه می‌دارد. در این کتاب، علاوه بر قانون جاذبه‌ی عمومی، قوانین سه گانه‌ی حرکت نیوتن- که فیزیک بر پایه‌ی آن شکل گرفته است - نیز مطرح شده‌اند.
در 19 دسامبر سال 1684 میلادی هالی به انجمن سلطنتی اطلّاع داد که نیوتن قول داده است نتایج تحقیقاتش را منتشر کند و روش ریاضی‌ای را که برای اثبات آن‌ها به کار برده است، برای انجمن بفرستد. نیوتن به مدّت یک سال، تمام توان خود را صرف نگارش و تکمیل این کتاب کرد. در تمام این مدّت، هالی مشوّق او در ادامه‌ی کار بود و در تهیه‌ی پیش‌نویس و طرح مقدماتی کتاب، به نیوتن کمک کرد.
در سال 1685 میلادی هالی، منشی انجمن سلطنتی شد. این موضوع نیوتن را بسیار خوشحال کرد؛ زیرا هالی منشی سختکوش و لایقی بود و از تمام توان خود برای پیش برد اهداف انجمن استفاده می‌کرد. اوّلین قسمت کتاب اصول در آوریل سال 1686 میلادی آماده شد. در روز 19 مه، انجمن تصمیم گرفت این کتاب را با هزینه‌ی خود به چاپ برساند. ما از جزئیات این تصمیم‌گیری بی خبریم؛ ولی کاملاً واضح است که هالی در این ماجرا، نقش مهّمی داشته است.
ولی متأسفانه، انجمن نتوانست به قول خود عمل کند؛ زیرا مدّت کمی قبل از این جریان، اندک بودجه‌ی موجود، بابت چاپ کتاب «تاریخچه‌ی ماهی‌ها» اثر «فرانسیس ویلبی» پرداخت شده بود. این کتاب تقریباً فروشی نداشت. در آن سال، انجمن چنان دچار مشکلات مالی بود که هالی به جای دریافت نیوتن برای انجمن غیر ممکن بود. به این ترتیب، هالی کلیه‌ی مخارج چاپ و انتشار این کتاب را خود بر عهده گرفت. برخلاف کتاب تاریخچه‌ی ماهی‌ها، کتاب اصول، فروش نسبتاً خوبی داشت و حتّی هالی توانست مختصر سودی از فروش آن کسب کند.
همان طور که نیوتن انتطار داشت، قبل از چاپ کتاب اصول، درگیری دیگری بین او و هوک درباره‌ی حقّ تقدّم در کشف مطالبی که در کتاب بیان شده بود، به وجود آمد. طبق معمول، هوک ادّعا کرد که بسیاری از این مطالب را سال‌ها قبل از نیوتن کشف کرده است. نیوتن چنان خشمگین شد که تصمیم گرفت از چاپ کتاب جلوگیری کند. هالی نزد هوک رفت و از او خواست یا مدرکی برای اثبات ادّعایش ارائه دهد و یا خاموش شود و دیگر راجع به این موضوع بحث نکند. پس از آن، هوک هرگز ادّعایش را تکرار نکرد. به این ترتیب، هالی موفّق شد نیوتن را متقاعد کند که کتاب را بدون هیچ کم و کاستی به چاپ برساند. سرانجام در ژوئیه‌ی سال 1687 میلادی کتاب اصول نیوتن منتشر شد و برای همیشه نحوه‌ی تفکّر انسان را راجع به جهان هستی تغییر داد و موجب تولّد علم نوین شد. یک نسخه از چاپ اوّل کتاب اصول به پادشاه جدید «جیمز دوم» تقدیم شد که در سال 1685 میلادی جانشین «چارلز دوم» شده بود.
در سال 1689 میلادی «ویلیام» (نوه‌ی چارلز اوّل) و همسرش «ماری» (دختر جیمز دوّم) - که هر دو پروتستان بودند - جانشین جیمز دوم - که کاتولیک بود - شدند. در واقع، این دوره سر آغاز دورانی پر آشوب در سیاست انگلستان بود. ولی هیچ یک از این مسائل برای هالی اهمیّت نداشت و او را نگران نمی‌کرد.
در اواخر دهه‌ی 1680 و اوایل دهه‌ی 1690 میلادی هالی - که هنوز منشی انجمن سلطنتی بود- چندین مقاله‌ی علمی منتشر کرد و راجع به چندین نظریه در جلسات انجمن به بحث و گفت‌و‌گو پرداخت. از آن جمله می‌توان به نوشتن مقالات ریاضی، مطالعات گوناگون در زمینه‌ی نجوم و تحقیق درباره‌ی علل احتمالی وقوع طوفان نوح که در کتاب مقدّس (شامل تورات و انجیل) آمده بود، اشاره کرد. ولی بررسی در مورد طوفان نوح، تأثیر نامطلوبی بر کار او گذاشت. در آن روزگار، کلیسا، گاه‌شماری وقایع و ترتیب زمانی به وجود آمدن نسل‌ها از مسیح تا آدم و پیدایش زمین در 4004 سال قبل از میلاد را طبق گفته‌ی کتاب مقدّس پذیرفته بود. («جان لایت فوت» - نایب رئیس دانشگاه کمبریج - در سال 1620 میلادی اعلام کرده بود که آدم در ساعت 9 صبح روز یکشنبه 23 اکتبر سال 4004 قبل از میلاد خلق شده است!)
به این ترتیب، نظریه‌ی پیدایش که به موجب آن جهان در 4004 سال قبل از میلاد مسیح خلق شده بود، در قرن هفدهم میلادی کاملاً مقبول بود. هالی متوجه شد آثار چشمگیری که چنان طوفان عظیمی بر زمین باقی می‌گذارد، نشانگر این واقعیت است که عمر کره‌ی خاکی باید بسیار بیش از گفته‌ی کتاب مقدّس باشد. او قسمت‌هایی از داستان طوفان نوح را پذیرفته بود؛ ولی سنّ زمین را بسیار بیش از گفته‌ی کتاب مقدس تخمین می‌زد و این، از نظر کلیسا به معنی مخالفت با دین و مسیحیّت بود. زمانی که او سعی کرد سنّ زمین را با توجّه به میزان نمک دریا محاسبه کند، با عمری بسیار طولانی مواجه شد.
هالی از زمانی که به جزیره‌ی سنت هلن رفته بود، به شدّت به دریا و کار روی آب و هوا علاقه‌مند شده بود. او می‌خواست بداند که باد چگونه به وجود می‌آید و چگونه می‌وزد. هالی قانونی کشف کرد که به تغییر فشار هوا نسبت به ارتفاع دریا مربوط است. او در سال 1686 میلادی مقاله‌ای درباره‌ی بادهای موسمی منتشر کرد که برای نخستین بار شامل یک نقشه‌ی هواشناسی بود. این نقشه، طرح و الگوی وزش باد را در سراسر جهان نشان می‌داد.
هالی در اوایل دهه‌ی 1690 میلادی با استفاده از یک ناو نیروی دریایی آزمایش‌هایی در مورد غواصّی در آب‌های عمیق انجام داد. او کلاهخود غواصّی تکامل یافته‌ای طراحی کرد که غواصّان با استفاده از آن می‌توانستند به مدّت دو ساعت در عمق 18 متری از سطح دریا کار کنند. وی با استفاده از این وسیله، آزمایش‌هایی در مورد رفتار صوت و نور در زیر آن انجام داد.
او در سال 1691 میلادی مقاله‌ای نوشت که در آن توضیح داده بود چگونه می‌توان با استفاده از عبور سیّاره‌ی زهره از برابر قرص خورشید، فاصله‌ی زمین تا خورشید را اندازه‌گیری کرد. به وجود آمدن چنین حالتی، به خاطر شکل خاصّ مدار زمین و زهره امر بسیار نادری است. هالی خاطر نشان کرد کسانی که به طور جداگانه و با فاصله‌ی زیاد از یکدیگر به این پدیده می‌نگرند، عبور زهره را از برابر قرص خورشید با اندکی تفاوت رصد می‌کنند. او توضیح داد که از مقایسه‌ی این رصد‌ها با هم و نحوه‌ی قرار گرفتن زمین، زهره و خورشید می‌توان فاصله‌ی خورشید تا زمین را تعیین کرد. هالی در سال 1716 میلادی دوباره چنین حالتی را رؤیت کرد. او پیش بینی کرد که عبور زهره از برابر قرص خورشید در سال‌های 1761 و 1769 میلادی تکرار خواهد شد.
در این زمان، هالی هم چنان منشی انجمن سلطنتی بود و از این موضوع رنج می‌برد. او مایل بود شغل مهم‌تری را در دانشگاه به عهده گیرد. این فرصت در ژوئن سال 1961 میلادی، زمانی که او مشغول آزمایش‌های غوّاصی بود، رخ داد. هالی با خبر شد که «ادوارد برنارد» - استاد اخترشناسی دانشگاه آکسفورد- از شغل خود استعفا داده است. او تصمیم گرفت از این موقعیّت استفاده کند. در نتیجه، متقاضی تصدّی این شغل شد. امّا شانس با او یار نبود. طبق قوانین آن زمان، کسی را که در این شغل پذیرفته می‌شد، می‌بایست کلیسا تأیید می‌کرد. ولی عقاید و نظریّات هالی در باره‌ی سنّ کره‌ی زمین از نظر کلیسا نوعی ارتداد محسوب ‌می‌شد. هالی در نامه‌ای که برای یکی از دوستانش به نام «آبراهام هیل» نوشت، نگرانی خود را از این که احتمالاً نمی‌تواند این شغل را به دست آورد، بیان کرد.
نگرانی هالی بی‌دلیل نبود؛ زیرا از طرفی به خاطر مطرح شدن مسئله‌ی ارتداد و از سوی دیگر به دلیل اختلاف با فلمستید (اینک، هالی و فلمستید به دشمنان سرسختی تبدیل شده بودند که علّت واقعی آن مشخص نیست) موفّق نشد این شغل را به دست آورد. در نتیجه، این پست به «دوید گرگوری» (1708-1661 م.) یکی از شاگردان نیوتن - واگذار شد.
به نظر می‌رسید که همه‎‌ی درها به روی هالی بسته شده است و او هرگز نمی‌تواند در دانشگاه تدریس کند. ولی برای مردی مانند او که وقتی موقعیّت اقتضا کرد، از عضویّت در انجمن سلطنتی استعفا کرد تا به عنوان یک کارمند معمولی کار کند، همیشه راه دیگری وجود داشت.
هالی در سال 1693 میلادی به همراه دوستی به نام «بنجامین میدلتن» در خواستی برای نیروی دریایی نوشت و تقاضا کرد که یک کشتی برای انجام تحقیقات علمی در دریا در اختیار آن‌ها قرار داده شود. هیچ سند و مدرکی در مورد این موضوع باقی نمانده است؛ به همین دلیل، به درستی نمی‌دانیم که آن‌ها دقیقاً قصد داشتند درباره ی چه چیز تحقیق کنند. امّا بی‌تردید، میدلتن ایده‌ی انجام این طرح را ارائه داده است؛ زیرا رابرت هوک در یادداشت‌هایش (مربوط به 11 ژانویه‌ی 1693 م.) می‌نویسد: «هالی از سفر با کشتی میدلتن برای اکتشاف سخن می‌گفت.» حتّی هوک هم نوشته ننوشته است که آن‌ها در جست‌و جوی کشف چه چیزی عازم این سفر شدند. با این حال، می‌توان حدس زد که حداقل یکی از اهداف این سفر، یافتن راهی برای اصلاح وضع دریانوردی بوده است؛ زیرا چنین هدفی برای نیروی دریایی اهمیّت زیادی داشت و همین موضوع می‌توانست توجیهی برای درخواست کشتی از آن باشد.
به این ترتیب، به فرمان ملکه ماری دوم، یک کشتی کوچک برای این کار ساخته شد و در اختیار آن‌ها قرار گرفت. طول این کشتی که «پارامُر» نام گرفت، 16 متر و عرض آن 5/5 متر بود. پارامر در اوّل آوریل سال 1694 میلادی به آب انداخته شد؛ ولی انجام پروژه، نزدیک به دو سال به تأخیر افتاد. هالی در این مدّت به کار خود به عنوان منشی انجمن سلطنتی ادامه داد و به آزمایش‌ها و مطالعات علمی مورد علاقه‌اش پرداخت. ولی در این دو سال، هیچ خبری از میدلتن نبود. بنابراین، این احتمال وجود دارد که او باعث به وجود آمدن این تأخیر شده باشد. در چهارم ژوئن سال 1696 میلادی هالی از جانب «ویلیام سوم» (ماری در 28 دسامبر 1694 میلادی در گذشته بود) مأموریت یافت به عنوان فرمانده کشتی پارامر عازم دریا شود. به عبارت دیگر، هالی که تمام عمر را در خشکی زیسته بود، ناخدای کشتی سلطنتی شد.
انتخاب هالی برای این مأموریت به این دلیل بود که در آن زمان، اعزام چنین هیئتی جزو وظایف انجمن سلطنتی محسوب می‌شد. به همین دلیل، این مسئولیّت به هالی واگذار شد. ولی برای اطمینان از نظم و ترتیب کار، قصد بر این بود که خدمه‌ی کشتی را نیروی دریایی انتخاب کند. هزینه‌ی سفر نیز به عهده‌ی انجمن بود و «سرجان هاسکینز» - چهارمین رئیس انجمن - سخاوتمندانه 600 پوند برای این منظور اختصاص داد.
در 19 ژوئن سال 1696 میلادی هالی اسامی 20 نفر را - که عبارت بودند از 15 مرد، دو پسر، خودش، میدلتن و پیشخدمتش - برای این سفر اعلام کرد. ولی در اوت سال 1696 میلادی، زمانی که کشتی در آستانه‌ی سفر به دریا بود، تأخیر دیگری در اعزام آن‌ها به وجود آمد. این بار، مسائلی در مورد شغل هالی باعث به وجود آمدن این تأخیر شد.
در طول سال 1695 میلادی مطالعه در مورد ستارگان دنباله‌دار، قسمت اعظم توجّه هالی را به خود جلب کرده بود. او پس از مطالعه در مورد شواهد تاریخی موجود، به این نتیجه رسید که حداقل برخی از ستارگان دنباله‌دار دارای مدار بیضی شکل‌اند. و هم چون سیّارات، از قوانین خاصّی در حرکت به دور خورشید پیروی می‌کنند. در این مدّت، نامه‌های بسیاری راجع به این موضوع بین نیوتن و هالی ردّ و بدل شد. از این نامه‌ها چنین بر می‌آید که هالی به ستاره‌ی دنباله‌دار سال 1682 میلادی شباهت بسیار زیادی با مسیر ستارگان دنباله‌دار دیگری که در سال‌های 1531 1456 و 1607 میلادی ظهور کرده بودند، دارد. هالی پس از مطالعه‌ی کامل درباره‌ی این چهار ستاره‌ی دنباله‌دار که به فاصله‌ی 75 تا 76 سال ظاهر شده بودند، نتیجه گرفت که این چهار ستاره، همگی یک ستاره‌ی دنباله دارند که روی مدار بیضی کشیده‌ای به دور خورشید می‌چرخد.
در سال 1696 میلادی علاقه‌ی مشترک هالی و نیوتن به ستارگان دنباله‌دار موجب شده بود که دوستی بسیار نزدیکی بین آن دو به وجود آید. نیوتن به خوبی می‌دانست که تا چه حدّ به خاطر کمک‌های هالی در چاپ و انتشار کتاب اصول به وی مدیون است و شاید به خاطر این که به جای جانبداری از هالی، از درخواست دیوید گرگوری برای احراز پست استادی در آکسفورد حمایت کرده بود، اندکی احساس ندامت می‌کرد. در سال 1696 میلادی نیوتن ناظر ضرابخانه‌ی سلطنتی شد. او در این کار چنان لیاقتی از خود نشان داد که سه سال بعد، رئیس ضرابخانه شد و پس از آن، هرگز به تحقیقات علمی نپرداخت.
یکی از اوّلین کارهایی که نیوتن در اواخر تابستان سال 1696 میلادی به عنوان ناظر ضرابخانه انجام داد، این بود که شغلی برای هالی در یک ضرابخانه‌ی محلی - که تابع ضرابخانه‌ی اصلی بود - یافت. درآمد این شغل 90 پوند در سال بود. ولی هالی اوقاتی را که در این ضرابخانه می‌گذراند، دوست نداشت. او سعی می‌کرد اعمال نادرست و درآمدهای نامشروع را از بین ببرد؛ ولی با سرکشی و مقاومت رو به رو می‌شد (برای کارکنان ضرابخانه، اختلاس کار بسیار ساده‌ای بود). هالی در این مدّت، هم چنان به مطالعات علمی خود ادامه داد (از جمله مطالعه در مورد اختلاف میدان مغناطیسی زمین در محل‌های مختلف) و سمت منشی انجمن سلطنتی را نیز حفظ کرد. مدّتی بعد، نیوتن متوجّه شد که هالی از شغل خود راضی نیست. به همین دلیل پیشنهاد کرد که کار دیگری برایش پیدا کند؛ ولی هالی نپذیرفت و به کارش ادامه داد تا این که در سال 1698 میلادی ضرابخانه‌های محلی تعطیل شدند و او به لندن بازگشت.
تأخیر در سفر دریایی، بیش از این جایز نبود. شور و شوق مقامات رسمی برای اعزام این هیئت تحقیقاتی به قدری زیاد شده بود که پارامُر با حمایت «ویلیام سوم»، بدون این که نیازی به پرداخت هیچ هزینه‌ای از سوی انجمن سلطنتی باشد، به عنوان یکی از کشتی‌های ناوگان سلطنتی، فرمان حرکت گرفت. این کشتی همچون دیگر کشتی‌های نیروی دریایی دارای توپ و سلاح بود و خدمه‌ی آن جزو کارکنان نیروی دریایی بودند. ولی هالی هم چنان، فرمانده و ناخدای کشتی بود. در 15 اکتبر سال 1698 میلادی هالی برای اندازه‌گیری تغییرات مغناطیسی و در نتیجه، اصلاح وضع دریانوردی و اصول مربوط به آن آماده‌ی سفری یک ساله شد. ولی او قبل از حرکت با «پطر کبیر» (1725-1672م.) امپراتور روسیه - دیدار کرد. پطر کبیر برای بازدید از تجهیزات کشتی ‌سازی انگلستان و به قصد مدرنیزه کردن نیروی دریایی روسیه به این کشور آمده بود. پطر کبیر مدّتی در «دپتفورد» ساکن شد تا از نزدیک با نحوه‌ی ساخت کشتی‌ها آشنا شود. هالی چندین بار با امپراتور روسیه شام خورد و با او و همراهانش به شکار رفت.
سرانجام در 20 اکتبر سال 1698 میلادی پارامر عازم دریا شد. هالی اینک 42 ساله بود و زمان آن رسیده بود که قدرت و اقتدار خود را در دریا بیازماید. از آن جا که هالی تمام عمر را در خشکی زیسته بود و تجربه‌ای در دریانوردی نداشت، لازم بود یک ناوبان کار کشته و خبره او را در این سفر یاری کند. نیروی دریایی «ادوارد هریسُن» را که دریانورد خوب و افسر کاردان و لایقی بود، برای این کار برگزید؛ غافل از این که وی از انجمن سلطنتی و به خصوص شخص هالی، کینه‌ای در دل دارد.
هریسن در سال 1694 میلادی مقاله‌ای درباره‌ی مشکلات طول جغرافیایی به انجمن ارائه داد که پس فرستاده شد. در سال 1696 میلادی هریسن نظریاتش را در یک کتاب کوچک منتشر کرد. نیروی دریایی کمیته‌ای از متخصصان و کارشناسان - که هالی یکی از آن‌ها بود - تشکیل داد تا راجع به آن نظر بدهند؛ و کمیته اعلام کرد که نظریات هریسن بی‌ارزش است. به همین دلیل، هریسن در طول سفر تمام سعی خود را کرد تا هالی را فرمانده و ناخدای نالایقی معرفی کند.
با وجود مشکلاتی که هریسن با سرپیچی از دستورهای هالی به وجود آورده بود، پارامُر به برزیل و هند غربی (مجمع الجزایری بین آمریکای شمالی و جنوبی در خلیج مکزیک و دریایی کارائیب) رسید و هالی برخی از مطالعات علمیش را تکمیل کرد. ولی در مه سال 1699 میلادی هالی به خاطر کارشکنی‌های هریسن تصمیم گرفت سفر را نیمه کاره رها کند. و به انگلستان باز گردد. با مرور یادداشت‌هایی که از آن زمان باقی مانده است، چنین به نظر می‌رسد که هریسن پس از یک درگیری لفظی با هالی به او گفته است که اگر خود را یک ناخدای واقعی می‌داند، کشتی را به تنهایی و بدون کمک او به انگلستان بازگرداند. هالی به خوبی از عهده‌ی بازگرداندن پارامر به وطن برآمد و نشان داد که یک اخترشناس می‌تواند دریانورد خوبی هم باشد. پس از آن که کشتی به انگلستان رسید، هریسن محاکمه شد؛ ولی از آن جا که مدرکی برای اثبات سرپیچی او از دستورهای مستقیم ناخدای کشتی وجود نداشت، پس از توبیخ آزاد شد. با این حال، کلّ این رویداد نشان داد که هالی دارای شخصیّت قوی و عزم راسخی است.
هالی در مدّت کوتاهی که در انگلستان بود، فرصتی یافت تا از شغل خود به عنوان منشی انجمن سلطنتی استعفا کند و برای یک سفر دریایی دیگری با پارامر آماده شود. او این بار به خواسته‌ی خود و بدون هیچ فرمانی از جانب مقامات بالاتر در 16 سپتامبر سال 1699 میلادی راهی دریا شد (اوّلین سفر دریایی او در 28 ژوئن خاتمه یافته بود.) هالی در تمام طول راه، تغییرات مغناطیسی زمین را تا عرض جغرافیایی 52 درجه‌ی جنوبی بررسی کرد. وی هم چنین مطالعاتی در زمینه‌ی هواشناسی داشت و نمودارها و نقشه‌های ارزشمندی تهیّه کرد. کشتی پارامر در طول مسیر، چندین بار با کوه‌های عظیم یخ برخورد کرد؛ با این حال، در 27 اوت سال 1700 میلادی در وضعیّت مناسبی به انگلستان بازگشت.
سفر دوم هالی نیز همانند سفر اوّلش توأم با موفقیّت بود. هالی علاوه بر گزارش کامل این سفر به نیروی دریایی و انتشار نقشه‌ها و نمودارهایی که تهیّه کرده بود، چندین مقاله راجع به کشفیاتش در طول دو سفر دریایی با پارامر به انجمن سلطنتی ارائه داد (او مجدّداً در سال 1700 میلادی به عنوان یکی از اعضای انجمن پذیرفته شده بود). هالی در سال 1701 میلادی از نیروی دریایی تقاضا کرد یک کشتی در اختیارش بگذارند تا د رمورد جزر و مدّ در تنگه‌ی مانش مطالعه و تحقیق کند. این تقاضا با استقبال مواجه شد و این بار نیز کشتی پارامر در اختیار او گذاشته شد.
هالی در 14 ژوئن همان سال فرمان حرکت را صادر کرد و در 16 اکتبر، پس از تکمیل مأموریت و مطالعاتش بازگشت. او در این سفر، علاوه بر انجام تحقیقات علمی، از جانب نیروی دریایی مأموریت یافته بود از بنادر و لنگر‌گاه‌های فرانسه تعداد نقشه‌ی سّری تهیه کند تا در صورت بروز جنگ از آن‌ها استفاده شود.
هالی این مأموریت محرمانه را چنان با موفّقیّت انجام داد که در سال 1702 میلادی پس از آن که ملکه «آن» جانشین ویلیام سوم شد، او را به عنوان فرستاده‌ی ویژ‌ه، به وین اعزام کرد تا امپراتور اتریش را در مورد ایجاد استحکامات در بنادر دریایی راهنمایی کند. پس از آن، او یک بار دیگر به اتریش فرستاده شد تا از نزدیک ناظر روند و نحوه‌ی پیشرفت کار باشد. در واقع، هالی در ایجاد استحکامات در بنادر دریایی به مرحله‌ی کارشناسی رسیده بود. راهنمایی‌ها و توصیه‌های وی در اتریش چنان مفید و مؤثر واقع شد که امپراتور اتریش یک حلقه‌ی الماس با ارزش به عنوان پاداش به او اعطا کرد. به نظر می‌رسد این دو سفر، که لازمه‌ی آن‌ها عبور از دیگر کشورهای اروپایی و ملاقات با افراد سرشناس و بلندپایه بود، تا حدودی جنبه‌ی جاسوسی نیز داشتند. او در نوامبر سال 1703 میلادی به انگلستان بازگشت. در 14 ژانویه‌ی سال 1704 میلادی کنت «ناتینگهام» نامه‌ای به وزیر دارایی نوشت و دستور داد که مبلغ 36 پوند به خاطر خدمات سرّی، به هالی پرداخت شود.
اینک تنها آرزوی هالی به دست آوردن پستی در مقام استادی دانشگاه بود. 12 سال قبل، او در احراز کرسی استادی اخترشناسی ناموفّق مانده بود؛ ولی در 28 اکتبر سال 1703 میلادی، درست قبل از بازگشت هالی از دومین مأموریت سیاسیش به اروپا، استاد هندسه‌ی آکسفورد - «جان والیس» - درگذشت. چه کسی به جز هالی می‌توانست جانشین او شود؟
هالی هنوز مخالفانی هم چون فلمستید داشت؛ با این حال، کسانی هم بودند که از او حمایت می‌کردند. به علاوه، او اکنون در اوج شهرت بود. در اواخر نوامبر سال 1703 میلادی، در همان روزی که نیوتن رئیس انجمن سلطنتی شد، هالی به عنوان یکی از اعضای شورای انجمن انتخاب گردید؛ و بالاخره در سال 1704 میلادی در سن 47 سالگی کرسی استادی هندسه را در آکسفورد اشغال کرد. هالی را اغلب در آکسفورد، «ناخدا هالی» خطاب می‌کردند، تا این که در سال 1710میلادی پس از دریافت درجه‌ی دکترای حقوق مدنی، «دکتر هالی» لقب گرفت.
هر چند هالی به آرزوی خود رسید، ولی از آن پس زندگی نسبتاً کسل کننده‌ای داشت. دیگر از غواصّی در آب‌های عمیق، سفرهای دریایی و مأموریت‌های جاسوسی خبری نبود. کتاب او به عنوان «خلاصه‌ای از اخترشناسی ستاره‌های دنباله‌دار» که بیشتر بر اساس مطالعاتش در ده سال پیش از آن نوشته شده بود، در سال 1705 میلادی منتشر شد. هالی در این کتاب، بازگشت ستاره‌ی دنباله‌دار سال 1682 میلادی را برای حدود سال 1758 میلادی - که مسلماً پس از درگذشتش بود- پیش‌بینی کرده بود. او در مدّتی که در آکسفورد بود، به مطالعه‌ی گرفتگی‌ها و شهاب‌ها پرداخت و مقاله‌هایی در زمینه‌ی ریاضیّات ناب منتشر کرد که شامل هندسه‌ی عالی، محاسبه‌ی لگاریتم‌ها و توابع مثلثاتی بود. وی هم چنین در زمینه‌ی اخترشناسی نجومی (به جز نظریه‌اش راجع به ستارگان دنباله‌دار) نیز خدمات مهمّی کرد. تقریباً در همین دوران، وقایعی در مورد رصدهای فلمستید رخ داد که ذکر آن نیز لازم است.
رصد خانه‌ی سلطنتی گرینویچ به این منظور تأسیس شده بود که فلمستید برای اصلاح وضع دریانوردی، نقشه‌ی کامل‌تر و دقیق‌تری از محلّ ثوابت تهیّه کند. ولی او با وجود این که سال‌ها مشغول رصد ستارگان بود، از انتشار نتایج کار امتناع می‌کرد. البتّه حقوق اندک و بیماری جسمی و روحی فلمستید در این امر بی‌تأثیر نبود. ولی علّت اصلی امتناع او از انتشار نتایج کارش این بود که هنوز مطالعاتش را کامل نمی‌دانست. در سال 1704 میلادی نیوتن به عنوان رئیس انجمن سلطنتی، فلمستید را مجبور کرد مقداری از اطلّاعاتش را به انجمن ارائه دهد و پس از آن، چاپ فهرست جدیدی از ستارگان آغاز شد. ولی فلمستید هم چنان از همکاری و ارائه‌ی نتایج رصدهایش امتناع می‌کرد. در سال 1710 میلادی ملکه «آن» حکمی صادر کرد که به موجب آن، نیوتن و هر فردی از اعضای انجمن که وی انتخاب می‌کرد، می‌توانستند به عنوان «هیئت نظارت» از رصدخانه‌ی سلطنتی بازدید کنند. هیئت نظارت اجازه داشت نتایج رصد‌های فلمستید را هر شش ماه یک بار جمع‌آوری و منتشر کند. فلمستید دیگر نمی‌توانست در مقابل چنین حکمی مقاومت کند. به این ترتیب، نیوتن، هالی را مأمور کرد اطلاعاتی را که فلمستید به دست آورده بود، جمع آوری کند و به چاپ برساند.
هالی برای تکمیل نتایج رصدهای فلمستید مجبور بود اطلاعات و یافته‌های خود را نیز بدان بیفزاید و این کار باعث شد دوباره به رصد محلّ دقیق ستارگان در آسمان علاقه‌مند شود. هالی تمام سعی خود را برای برقراری رابطه‌ای دوستانه با فلمستید و متقاعد ساختن وی برای همکاری در این کار کرد. او حتّی نمونه‌ی چاپی را برای بازبینی نهایی برای فلمستید فرستاد؛ ولی این تلاش‌ها بی‌حاصل بود. سرانجام هالی در سال 1712 میلادی فهرست ستارگانی را که گردآوری کرده بود، تحت عنوان «تاریخ کیهانی بریتانیایی» منتشر کرد. فلمستید و همسرش به قدری از این کار خشمگین شدند که اکثر نسخه‌های این کتاب را خریدند و آتش زدند. با این حال، این واقعه، فلمستید را ترغیب کرد که کارش را تکمیل و فهرست کاملی از ستارگان تهیه کند. این فهرست در سال 1725 میلادی، یعنی شش سال پس از مرگ فلمستید منتشر شد. فهرست فلمستید بسیار کامل‌تر و دقیق‌تر از فهرست‌های گذشته بود (تقریباً سه برابر فهرست تیکوبراهه) و موقعیّت سه هزار ستاره به طور دقیق در آن ذکر شده بود.
هالی زمانی که مشغول کار روی اطلّاعات و نتایج به دست آمده از رصدهای فلمستید بود، متوجّه شد که از زمان «هیپارخس» (بزرگ‌ترین منجّم یونان باستان) در قرن دوّم پیش از میلاد و حتّی از عصر تیکوبراهه، یعنی حدود 150 سال قبل تا آن زمان، برخی از ستارگانی که به نظر می‌رسد محل ثابتی در آسمان دارند، تغییر مکان داده‌اند. او پس از بررسی اطلاعات و فهرست‌های قدیم ستارگان و مقایسه‌ی آن با فهرستی که خود در دست داشت، به این نتیجه رسید که این ستارگان (ثوابت) در حال حرکت‌اند؛ ولی از آن جا که فاصله‌ی آن‌ها از زمین بسیار زیاد است، تغییر مکانشان تنها پس از مدّتی طولانی احساس می‌شود.
فلمستید در 31 دسامبر 1719 میلادی درگذشت و در نهم فوریه‌ی سال 1720 میلادی هالی به فرمان «جرج اوّل» - که در سال 1714 میلادی به سلطنت رسیده بود - به عنوان دومین اخترشناس دربار برگزیده شد. او در این زمان 63 ساله بود و هنوز کرسی استادی هندسه را در آکسفورد در اختیار داشت. نخستین کار هالی پس از انتصابش به عنوان اخترشناس دربار، تهیه‌ی اثاثیه، دستگاه‌ها و وسایل مخصوص رصدخانه بود؛ زیرا پس از مرگ فلمستید، بیوه‌ی او تمامی این وسایل را به عنوان ملک شخصی فلمستید تصاحب کرده بود. هالی برای تهیّه‌ی این لوازم یک کمک 500 پوندی از دولت دریافت کرد و به تدریج رصدخانه را مجّهز و آماده ساخت. او حدود 22 سال از عمر خود را صرف رصد ستارگان و مخصوصاً ماه کرد. وی در سال 1722 میلادی علاوه بر رصد پدیده‌هایی نظیر سحابی و ستارگان گوناگون، نقشه‌ای از تغییر موقعیت ماه نسبت به دیگر ستارگان در یک دوره‌ی 18 ساله تهیّه کرد (به این دوره‌ی 18 ساله، چرخه‌ی ساروس می‌گویند). هدف هالی، یافتن روشی برای تعیین موقعیّت کشتی در دریا از طریق مشاهده‌ی ماه بود. او فکر نمی‌کرد آن قدر زنده بماند که بتواند این کار را دنبال کند؛ ولی برخلاف انتظارش، موفّق شد مطالعاتش را در این زمینه تکمیل کند. این رصد‌ها و مطالعات هرگز در دریانوردی استفاده نشدند؛ با این حال، نمی‌توان ارزش کاری را که این اخترشناس کرد، نادیده گرفت.
همسر هالی در 30 ژانویه‌ی سال 1736 میلادی درگذشت. تقریباً در همین زمان، هالی دچار سکته‌ی مغزی شد که تا حدودی دست راستش را فلج کرد؛ با این حال او تا زمان مرگش هم چنان فعّال بود و به رصد ستارگان می‌پرداخت. هالی سرانجام در 14 ژانویه سال 1742 میلادی، پس از یک بیماری کوتاه مدّت و ضعف تدریجی در سن 85 سالگی درگذشت. او را در کنار همسرش در قبرستان کلیسایی نزدیک رصدخانه به خاک سپردند. سنگ قبر او در سال 1845 میلادی به رصدخانه‌ی گرینویچ منتقل و در آن جا روی یکی از دیوارها نصب شد.

سخن آخر

حدود 17 سال پس از درگذشت هالی، رؤیت ستاره‌ی دنباله‌داری که او بازگشتش را پیش‌بینی کرده بود، جهانیان را حیرت زده کرد. این ستاره به افتخار وی، «ستاره‌ی دنباله‌دار هالی» نام گرفت. هالی بازگشت ستاره‌ی دنباله‌دار را برای سال 1758 میلادی پیش بینی کرده بود. با این حال، او از تأثیر نیروی جاذبه‌ی‌ سیّارات، به خصوص سیّاره‌ی غول پیکر مشتری بر ستاره‌ی دنباله‌دار آگاه بود و می‌دانست که این نیرو می‌تواند موجب بروز مختصر انحرافی در مدار و در نتیجه به تأخیر افتادن زمان ظهور ستاره شود. «گئورگ پالیش» - کشاورز اخترشناس غیر حرفه‌ای آلمانی- اوّلین کسی بود که در کریسمس سال 1758 میلادی ستاره‌ی دنباله‌دار هالی را مشاهده کرد؛ ولی اخترشناسان زمان ظهور این ستاره را سال 1759 میلادی اعلام کردند.
در سال 1761 میلادی عبور سیّاره‌ی زهره از برابر قرص خورشید با استفاده از روش‌هایی که هالی در سال 1716 میلادی شرح داده بود، از 62 نقطه رصد شد. این کار در سال 1769 میلادی بار دیگر انجام گرفت و با توجّه به نتایج حاصل از تمام این اندازه‌گیری‌ها، فاصله‌ی زمین تا خورشید 153 میلیون کیلومتر تعین شد. این مقدار، به برآوردهای کنونی (6/149 میلیون کیلومتر) که با استفاده از وسایل مدرن امروزی به دست آمده به طور حیرت‌آوری نزدیک است. به این ترتیب 27 سال پس از مرگ هالی، بار دیگر از نتایج تحقیقات او برای پیشبرد علم استفاده شد.
البتّه آن چه هالی هرگز نفهمید، این بود که ستارگان دنباله‌دار از چه ساخته شده‌اند، اندازه‌شان چقدر است و از کجا می‌آیند. تحقیقاتی که در سال‌های اخیر به عمل آمده است نشان می‌دهد که اکثر ستارگان دنباله‌دار نسبتاً کوچک‌اند و مواد اصلی تشکیل دهنده‌ی آن‌ها غبار، گازهای منجمد شده (از جمله دی‌اکسید کربن و متان منجمد)، ذرّات یخ و مقداری هیدروژن، اکسیژن و کربن است.
ستاره‌ی دنباله‌دار هالی در سال 1986 میلادی بار دیگر به زمین نزدیک شد. عکس‌برداری و مطالعه درباره‌ی این ستاره نشان داد که این جرم آسمانی دارای 16 کیلومتر طول، هشت کیلومتر عرض و سطحی نامنظّم و ناهموار است. اکثر ستارگان دنباله‌دار در مسیرهای بیضی کشیده‌ای در حال حرکت‌اند. مشاهده‌ی این ستارگان پس از دور شدن از خورشید مشکل است؛ امّا وقتی به اندازه‌ی کافی به خورشید نزدیک می‌شوند، سرشان روشن‌تر و بزرگ‌تر می‌شود و مقداری از مواد منجمد موجود در آن‌ها تبخیر می‌شود. مواد تبخیر شده به صورت دنباله‌ی بلندی در می‌آیند و نور خورشید را منعکس می‌کنند و می‌درخشند.
ستارگان دنباله‌دار به احتمال زیاد بقایای قطعات و ذرّاتی‌اند که از پنج میلیارد سال پیش، یعنی زمانی که منظومه‌ی شمسی به وجود آمد، باقی مانده‌اند. این ستارگان، مانند زمین، اعضای دائمی منظومه‌ی مایند که بازگشتشان به قسمت درونی منظومه‌ی شمسی به دلیل شکل خاصّ مدارشان، ممکن است ده‌ها یا صدها سال طول بکشد. این امکان هم وجود دارد که یکی از این اجرام آسمانی روزی با زمین برخورد کند. یکی از دلایل احتمالی نابودی نسل دایناسورها در 65 میلیون سال پیش برخورد یکی از این ستارگان با زمین بوده است.
امروزه ما اطلّاعات بسیاری راجع به ستارگان، سیّارات، ستارگاه دنباله‌دار و دیگر اجرام آسمانی داریم و همه‌ی آن‌ها را مدیون کسانی هستیم که در طول اعصار، زندگی و عمر خود را صرف کشف حقایق جهان هستی کرده‌اند. با این حال، ارزش کشفیّات برخی از آن‌ها به خاطر شرایط خاصّ حاکم بر زمانشان تا حدودی نادیده گرفته شد. متأسفانه هالی نیز یکی از این افراد بود. فعالیّت‌های علمی هالی، در طول زندگیش و حتّی 200 سال پس از مرگش بیشتر به خاطر وجود دانشمندان برجسته‌ای همچون نیوتن در حاشیه قرار گرفت؛ در حالی که اگر او در نسل دیگری زندگی می‌کرد، ممکن بود بزرگترین اخترشناس و شاید بزرگ‌ترین دانشمند روزگار خود باشد.
منبع مقاله :
جمعی از نویسندگان زیرنظر شورای بررسی، (1394)، آشنایی با مشاهیر علم، تهران: نشر و تحقیقات ذکر، چاپ اول