História: o papel da estatística na astronomia

Recentemente, afirmei corajosamente diante de um grupo de estudantes do oitavo ano razoavelmente inteligentes que a astronomia contribuiu muito para os fundamentos da estatística e que muitos conceitos estatísticos foram inventados para uso em astronomia. No entanto, olhando para trás, fiquei bastante decepcionado. Erros, a média e o desvio médio da média podem ter sido observados pela primeira vez na astronomia. No entanto, mesmo o conceito de propagação de erros pode resultar mais da mecânica clássica do que da astronomia. Além desses conceitos, não consegui encontrar muito mais. Feigelson escreve ( http://arxiv.org/pdf/astro-ph/0401404.pdf ):

Ptolomeu estimou parâmetros de um modelo cosmológico não linear usando um método de qualidade de ajuste minimax. Al-Biruni discutiu os perigos da propagação de erros de instrumentos imprecisos e observadores desatentos. Enquanto alguns estudiosos medievais desaconselharam a aquisição de medições repetidas, temendo que os erros se combinassem, em vez de compensar um ao outro, as utilidades do meio para aumentar a precisão foram demonstradas com grande sucesso por Tycho Brahe.

Você pode sugerir boas referências que tenham mais detalhes sobre os vínculos históricos entre astronomia e estatística?

Obrigado pelas excelentes respostas!

A principal fonte é Stephen M. Stigler, A História da Estatística , Parte Um, "O Desenvolvimento da Estatística Matemática em Astronomia e Geodésia antes de 1827". Outra fonte útil é John Aldrich, Números da História da Probabilidade e Estatística .

Você também pode olhar para Searle, Casella e McCulloch, Variance Components , cap. 2:

• p. 23: O método dos mínimos quadrados foi descoberto independentemente por Legendre e Gauss. A história é contada por RL Plackett, " Estudos na História das Probabilidades e Estatísticas. XXIX: A Descoberta do Método dos Mínimos Quadrados ", Biometrika , 59, 239-251.

• $(N-m)\varepsilon^2$$N$$m$$\varepsilon^2$

• páginas 23-24: A primeira formulação de um modelo de efeitos aleatórios é a de George Biddell Airy , em uma monografia publicada em 1861. Veja também Marc Nerlove, "The History of Panel Data Econometrics, 1861-1997", em Essays in Panel Data Econometria : "o que Airy chama de erro constante , chamaríamos de efeito dia aleatório". É o erro que permanece mesmo quando todas as correções instrumentais conhecidas foram aplicadas.

• $\bar{y}_{..}=\sum_{i=1}^a\sum_{j=1}^n y_{ij}/an$

  $$\text{var}(\bar{y}_{..})=\frac{\sigma^2_a+\sigma^2_e/n}{a}$$

Provavelmente, o exemplo mais conhecido de um método estatístico "desenvolvido" a partir de um problema de astronomia foi o uso de mínimos quadrados por Gauss para gerar uma órbita para Ceres com base nas observações de Piazzi. Piazzi não teve observações suficientes para métodos convencionais de determinação de órbitas quando Ceres se perdeu no brilho do sol. Gauss pegou os dados, aplicou mínimos quadrados e disse aos astrônomos onde apontar seus telescópios para encontrá-los novamente. Ver Forbes, 1971, "Gauss e a descoberta de Ceres", J da História da Astronomia.