Уильям Гершель -William Herschel

Уильям Гершель

Уильям Гершель01.jpg
Портрет 1785 года работы Лемюэля Фрэнсиса Эбботта.
Рожденный
Фридрих Вильгельм Гершель

( 1738-11-15 )15 ноября 1738 г.
Умер 25 августа 1822 ( 1822-08-25 )г. (83 года)
Слау , Англия
Место отдыха Церковь Святого Лаврентия, Слау
Национальность Ганноверский ; с 1793 г. британский
Известен
Супруг Мэри Болдуин Гершель
Дети Джон Гершель (сын)
Родственники Кэролайн Гершель (сестра)
Награды Медаль Копли (1781 г.)
Научная карьера
Поля Астрономия и музыка
Влияния Томас Янг
Подпись
Подпись Уильяма Гершеля.svg

Фредерик Уильям Гершель KH , FRS ( / ч ɜːr ʃ əl , ч ɛər - / ; немецкий : Фридрих Вильгельм Гершель ; 15 ноября 1738 - 25 августа 1822) был британским астрономом и композитором немецкого происхождения . Он часто сотрудничал со своей младшей сестрой и коллегой-астрономом Кэролайн Гершель (1750–1848). Родившийся в курфюршестве Ганновера , Уильям Гершель последовал за своим отцом в военный оркестр Ганновера, прежде чем эмигрировать в Великобританию в 1757 году в возрасте девятнадцати лет.

Гершель построил свой первый большой телескоп в 1774 году, после чего провел девять лет, проводя обзоры неба для исследования двойных звезд. Гершель опубликовал каталоги туманностей в 1802 г. (2500 объектов) и в 1820 г. (5000 объектов). Разрешающая способность телескопов Гершеля показала, что многие объекты, называемые туманностями в каталоге Мессье, на самом деле были скоплениями звезд. 13 марта 1781 года во время наблюдений он заметил новый объект в созвездии Близнецов. После нескольких недель проверки и консультаций с другими астрономами будет подтверждено, что это новая планета, в конечном итоге получившая имя Уран . Это была первая открытая планета со времен античности, и Гершель прославился за одну ночь. В результате этого открытия Георг III назначил его придворным астрономом. Он был избран членом Королевского общества , и ему были предоставлены гранты на строительство новых телескопов.

Гершель первым применил астрономическую спектрофотометрию , используя призмы и оборудование для измерения температуры для измерения распределения длин волн звездных спектров. В ходе этих исследований Гершель открыл инфракрасное излучение . Другая работа включала улучшенное определение периода вращения Марса , открытие сезонного изменения марсианских полярных шапок, открытие Титании и Оберона (спутников Урана), Энцелада и Мимаса (спутников Сатурна ). Гершель стал рыцарем Королевского Гвельфийского ордена в 1816 году. Он был первым президентом Королевского астрономического общества, когда оно было основано в 1820 году. Он умер в августе 1822 года, и его работу продолжил его единственный сын Джон Гершель .

Ранняя жизнь и музыкальная деятельность

Гершель родился в электорате Ганновера в Германии, тогда входившей в состав Священной Римской империи , и был одним из десяти детей Исаака Гершеля и его жены Анны Ильзы Моритцен немецкого лютеранского происхождения. Его предки происходили из Пирны в Саксонии. Теории о том, что они были протестантами из Богемии, были подвергнуты сомнению Хамелем, поскольку фамилия Гершель уже встречается столетием ранее в том же районе, где жила семья.

Отец Гершеля был гобоистом Ганноверского военного оркестра. В 1755 г. Ганноверский гвардейский полк, в оркестре которого Вильгельм и его брат Якоб были задействованы в качестве гобоистов, был направлен в Англию. В то время короны Великобритании и Ганновера были объединены под властью короля Георга II . Когда нависла угроза войны с Францией, ганноверская гвардия была отозвана из Англии для защиты Ганновера.

После того как они потерпели поражение в битве при Хастенбеке , отец Гершеля Исаак в конце 1757 года отправил двух своих сыновей искать убежища в Англии. Хотя его старший брат Якоб был уволен из Ганноверской гвардии, Вильгельма обвинили в дезертирстве (за что он был помилован Георгом III в 1782 г.).

Вильгельм, которому в то время было девятнадцать лет, быстро изучал английский язык. В Англии он носил английское исполнение своего имени Фредерик Уильям Гершель.

Помимо гобоя, он играл на скрипке и клавесине , а позже и на органе . Он написал множество музыкальных произведений, в том числе 24 симфонии и множество концертов, а также несколько церковных произведений.

Шесть его симфоний были записаны в апреле 2002 года лондонской группой Mozart Players под управлением Матиаса Бамерта (Chandos 10048).

Оригинальная рукопись Симфонии № 15 ми-бемоль мажор (1762 г.)

Гершель переехал в Сандерленд в 1761 году, когда Чарльз Ависон нанял его в качестве первой скрипки и солиста своего оркестра в Ньюкасле, где он играл один сезон. В «Сандерленде в графстве Дарх: апрель [ sic ] 20-го числа 1761 года» он написал свою Симфонию № 8 до минор. Он был главой оркестра ополчения Дарема с 1760 по 1761 год. В 1760 году он посетил дом сэра Ральфа Милбэнка в Халнаби-холле недалеко от Дарлингтона , где написал две симфонии, а также сам выступил. После Ньюкасла он переехал в Лидс и Галифакс , где был первым органистом в церкви Святого Иоанна Крестителя (ныне Галифаксский собор ).

В 1766 году Гершель стал органистом Часовни Октагон в Бате , фешенебельной капеллы на известном курорте, в котором он также был директором публичных концертов. Он был назначен органистом в 1766 году и дал свой вступительный концерт 1 января 1767 года. Поскольку орган был еще неполным, он продемонстрировал свою универсальность, исполнив свои собственные композиции, включая концерт для скрипки, концерт для гобоя и сонату для клавесина .

4 октября 1767 года он выступил на органе на официальном открытии восьмиугольной капеллы.

Его сестра Кэролайн прибыла в Англию 24 августа 1772 года, чтобы жить с Уильямом на Нью-Кинг-стрит в Бате. В доме, в котором они жили, сейчас располагается Астрономический музей Гершеля . Братья Гершеля Дитрих, Александр и Якоб (1734–1792) также выступали как музыканты Бата. В 1780 году Гершель был назначен директором Банного оркестра, а его сестра часто выступала в качестве солистки-сопрано.

астрономия

Реплика в музее Уильяма Гершеля в Бате телескопа, похожего на тот, с помощью которого Гершель открыл Уран.
Полировщик зеркал Гершеля на выставке в Музее науки в Лондоне.

Чтение Гершелем натурфилософии в 1770-х годах не только указывает на его личные интересы, но также предполагает намерение быть мобильным как в социальном, так и в профессиональном плане. У него были хорошие возможности для общения с «философскими джентльменами» или филоматами восемнадцатого века с широким диапазоном логических и практических вкусов. Интеллектуальное любопытство и интерес Гершеля к музыке в конце концов привели его к астрономии. Прочитав книгу Роберта Смита « Гармоники, или философия музыкальных звуков» (1749 г.), он взялся за « Совершенную систему оптики» Смита (1738 г.), в которой описывались методы изготовления телескопов. Он также читал «Астрономию » Джеймса Фергюсона , объясняющую принципы сэра Исаака Ньютона и упрощающую для тех, кто не изучал математику (1756 г.), и « Элементы тригонометрии » Уильяма Эмерсона ( 1749 г.), « Элементы оптики» (1768 г.) и «Принципы» . механики (1754).

Гершель брал уроки у местного мастера по изготовлению зеркал и, получив как инструменты, так и определенный уровень знаний, начал строить свои собственные телескопы-рефлекторы . Он тратил до 16 часов в день на шлифовку и полировку металлических главных зеркал зеркал . Он полагался на помощь других членов семьи, особенно на свою сестру Кэролайн и брата Александра, искусного мастера-механика.

Он «начал смотреть на планеты и звезды» в мае 1773 года, а 1 марта 1774 года начал вести астрономический журнал, отметив свои наблюдения за кольцами Сатурна и Большой туманностью Ориона (M42). Английский астроном Роял Невил Маскелин посетил Гершелей, когда они были в Уолкоте (который они покинули 29 сентября 1777 года). К 1779 году Гершель также познакомился с сэром Уильямом Уотсоном , который пригласил его вступить в Батское философское общество. Гершель стал активным членом и через Уотсона значительно расширил круг своих контактов. Несколько лет спустя, в 1785 году, Гершель был избран международным членом Американского философского общества в Филадельфии.

Двойные звезды

Ранние наблюдательные работы Гершеля вскоре сосредоточились на поиске пар звезд, визуально очень близких друг к другу. Астрономы той эпохи ожидали, что изменения с течением времени в кажущемся расстоянии и относительном расположении этих звезд будут свидетельствовать как о собственном движении звезд, так и, посредством смещения параллакса при их разделении, об удалении звезд от Земли. Последний метод был впервые предложен Галилео Галилеем . Из заднего сада своего дома на Нью-Кинг-стрит, Бат, с помощью ньютоновского телескопа с апертурой 6,2 дюйма (160 мм) и фокусным расстоянием 7 футов (2,1 м) (f/13) с самым капитальным зеркалом . » собственного производства, в октябре 1779 года Гершель начал систематический поиск таких звезд среди «каждой звезды на небе», с новыми открытиями, перечисленными до 1792 года. Вскоре он обнаружил гораздо больше двойных и кратных звезд, чем ожидалось, и скомпилировал их с тщательные измерения их относительного положения в двух каталогах, представленных Королевскому обществу в Лондоне в 1782 г. (269 двойных или множественных систем) и 1784 г. (434 системы). Третий каталог открытий, сделанных после 1783 г., был издан в 1821 г. (145 систем).

Преподобный Джон Мичелл из Торнхилла опубликовал в 1767 году работу о распределении двойных звезд и в 1783 году о «темных звездах», которые, возможно, повлияли на Гершеля. После смерти Мичелла в 1793 году Гершель купил в поместье Мичелла десятифутовый 30-дюймовый телескоп-рефлектор .

В 1797 году Гершель снова измерил многие из систем и обнаружил изменения в их относительном положении, которые нельзя было объяснить параллаксом, вызванным орбитой Земли. Он ждал до 1802 года (в « Каталоге 500 новых туманностей, туманных звезд, планетарных туманностей и звездных скоплений»; с «Замечаниями о строении небес»), чтобы объявить о гипотезе о том, что две звезды могут быть «двойными сидерическими системами», вращающимися вокруг взаимно гравитационное притяжение , гипотезу, которую он подтвердил в 1803 г. в своем «Отчете об изменениях, произошедших за последние двадцать пять лет в относительном положении двойных звезд»; с расследованием причины, которой они обязаны . Всего Гершель обнаружил более 800 подтвержденных двойных или кратных звездных систем, почти все из которых были физическими, а не оптическими парами. Его теоретическая и наблюдательная работа заложила основу современной астрономии двойных звезд; новые каталоги, дополняющие его работы, не публиковались до 1820 года Фридрихом Вильгельмом Струве , Джеймсом Саутом и Джоном Гершелем .

Уран

Уран , открытый Гершелем в 1781 г.

В марте 1781 года во время поиска двойных звезд Гершель заметил объект, имеющий вид диска. Первоначально Гершель думал, что это комета или звездный диск, и, как он полагал, он действительно мог бы разрешить эту проблему. Он сообщил о наблюдении Невилу Маскелину, королевскому астроному . Он сделал еще много наблюдений за ним, а впоследствии русский академик Андерс Лекселл вычислил орбиту и обнаружил, что она, вероятно, планетарная.

Гершель согласился, определив, что это должна быть планета за орбитой Сатурна. Он назвал новую планету «Грузинской звездой» (Georgium sidus) в честь короля Георга III , что также принесло ему благосклонность; имя не прижилось. Во Франции, где упоминания о британском короле следовало по возможности избегать, планета была известна как «Гершель», пока не было повсеместно принято имя «Уран». В том же году Гершель был награжден медалью Копли и избран членом Королевского общества . В 1782 году он был назначен «Королевским астрономом» (не путать с Королевским астрономом ).

1 августа 1782 года Гершель и его сестра Кэролайн переехали в Дэтчет (тогда в Бакингемшире , а теперь в Беркшире ). Там он продолжил свою работу в качестве астронома и изготовителя телескопов. Он заработал международную репутацию благодаря их производству, выгодно продав более 60 готовых рефлекторов британским и континентальным астрономам.

Исследования глубокого космоса

NGC 2683спиральная галактика без перемычки , открытая Уильямом Гершелем 5 февраля 1788 года.

С 1782 по 1802 г. и наиболее интенсивно с 1783 по 1790 г. Гершель проводил систематические обзоры в поисках «глубокого неба» или незвездных объектов с двумя 20-футовыми фокусными расстояниями (610 см), 12- и 18,7- телескопы с дюймовой апертурой (30 и 47 см) (в сочетании с его любимым инструментом с 6-дюймовой апертурой). Исключая дублированные и «потерянные» записи, Гершель в конечном итоге обнаружил более 2400 объектов, определенных им как туманности . (В то время туманность была общим термином для любого визуально рассеянного астрономического объекта, включая галактики за пределами Млечного Пути , пока Эдвин Хаббл не подтвердил, что галактики являются внегалактическими системами в 1924 году.)

Гершель опубликовал свои открытия в виде трех каталогов: « Каталог одной тысячи новых туманностей и звездных скоплений» (1786 г.), « Каталог второй тысячи новых туманностей и звездных скоплений» (1789 г.) и ранее цитировавшийся « Каталог 500 новых туманностей…» (1802 г.) . ). Он распределил свои открытия по восьми «классам»: (I) яркие туманности, (II) слабые туманности, (III) очень слабые туманности, (IV) планетарные туманности, (V) очень большие туманности, (VI) очень сжатые и богатые скопления звезд, (VII) сжатые скопления мелких и крупных [слабых и ярких] звезд и (VIII) грубо рассеянные скопления звезд. Открытия Гершеля были дополнены открытиями Кэролайн Гершель (11 объектов) и его сына Джона Гершеля (1754 объекта) и опубликованы им как Общий каталог туманностей и скоплений в 1864 году. другими астрономами XIX века и опубликованный в 1888 году как Новый общий каталог (сокращенно NGC) из 7840 объектов глубокого космоса. Нумерация NGC по-прежнему является наиболее часто используемой идентификационной меткой для этих небесных ориентиров.

Он открыл NGC 12 , NGC 13 , NGC 14 , NGC 16 , NGC 23 , NGC 24 , NGC 7457 (работа в процессе).

Работает со своей сестрой Кэролайн Гершель.

Уильям и Кэролайн Гершель полируют линзу телескопа (вероятно, зеркало); литография 1896 г.

После смерти их отца Уильям предложил Кэролайн присоединиться к нему в Бате, Англия. В 1772 году Каролину впервые познакомил с астрономией ее брат.

Кэролайн провела много часов, полируя зеркала высокопроизводительных телескопов, чтобы количество захватываемого света было максимальным. Она также копировала для Уильяма астрономические каталоги и другие публикации. После того, как Уильям принял должность Королевского астронома к Георгу III, Кэролайн стала его постоянной помощницей.

В октябре 1783 года Уильяму поступил на службу новый 20-футовый телескоп. В это время Уильям пытался наблюдать, а затем записывать все наблюдения. Ему пришлось забежать внутрь и дать глазам привыкнуть к искусственному свету, прежде чем он смог что-то записать, а затем ему пришлось подождать, пока его глаза не привыкнут к темноте, прежде чем он снова мог наблюдать. Кэролайн стала его диктофоном, сев за письменный стол у открытого окна. Уильям выкрикивал свои наблюдения, а она записывала их вместе с любой необходимой ему информацией из справочника.

Кэролайн начала делать астрономические открытия самостоятельно, особенно кометы . В 1783 году Уильям построил для нее небольшой ньютоновский рефлекторный телескоп с рукояткой для вертикального обзора неба. Между 1783 и 1787 годами она сделала независимое открытие M110 (NGC 205), которая является вторым спутником Галактики Андромеды . В 1786–1797 годах она открыла или наблюдала восемь комет. Она нашла четырнадцать новых туманностей и по предложению брата обновила и исправила работу Флэмстида, в которой подробно описывалось положение звезд. Она также заново открыла комету Энке в 1795 году.

Восемь комет Кэролайн Гершель были опубликованы в период с 28 августа 1782 года по 5 февраля 1787 года. Пять из ее комет были опубликованы в Philosophical Transactions of the Royal Society . Уильяма даже вызвали в Виндзорский замок, чтобы продемонстрировать королевской семье комету Кэролайн. Уильям сам записал это явление, назвав его «Комета моей сестры». Она написала письма Королевскому астроному, чтобы объявить об открытии ее второй кометы, и написала Джозефу Бэнксу об открытии ее третьей и четвертой комет.

Каталог звезд, составленный по наблюдениям г-на Флемстида, содержал индекс из более чем 560 звезд, ранее не включенных в него. Кэролайн Гершель была отмечена Королевским астрономическим обществом за эту работу в 1828 году.

Кэролайн также продолжала работать ассистентом Уильяма Гершеля, часто делая заметки, пока он наблюдал в телескоп. За свою работу в качестве помощницы Уильяма Георг III пожаловал ей годовой оклад в размере 50 фунтов стерлингов. Ее назначение сделало ее первой женщиной в Англии, удостоенной государственной должности. Это также сделало ее первой женщиной, получившей зарплату астронома.

В июне 1785 года из-за сырости Уильям и Кэролайн переехали в Клэй-холл в Старом Виндзоре . 3 апреля 1786 года Гершели переехали в новую резиденцию на Виндзор-роуд в Слау . Гершель прожил остаток своей жизни в этой резиденции, которая стала известна как Дом обсерватории . Он был снесен в 1963 году.

Брак Уильяма Гершеля в 1788 году вызвал сильное напряжение в отношениях между братом и сестрой. Кэролайн называют ожесточенной и ревнивой женщиной, которая боготворила своего брата и возмущалась невесткой за вторжение в ее домашнюю жизнь. С приездом Мэри Кэролайн потеряла свои управленческие и социальные обязанности в доме, а вместе с ними и большую часть своего статуса. Кэролайн уничтожила свои дневники в период с 1788 по 1798 год, поэтому ее чувства в этот период не совсем известны. Согласно ее воспоминаниям, Кэролайн затем переехала в отдельную квартиру, но продолжала работать помощницей своего брата. Когда ее брат и его семья уезжали из дома, она часто возвращалась, чтобы позаботиться о нем для них. В более позднем возрасте Кэролайн и леди Гершель обменялись нежными письмами.

Кэролайн продолжила свою астрономическую работу после смерти Уильяма в 1822 году. Она работала над проверкой и подтверждением его открытий, а также над составлением каталогов туманностей. К концу своей жизни она расположила две с половиной тысячи туманностей и звездных скоплений в зоны сходных полярных расстояний. Она сделала это для того, чтобы ее племянник Джон мог систематически пересматривать их. Со временем этот список был расширен и переименован в Новый общий каталог . В 1828 году за свою работу она была награждена Золотой медалью Королевского астрономического общества .

Телескопы Гершеля

Наиболее распространенным типом телескопа в то время был рефракторный телескоп , в котором свет преломлялся через трубку с использованием выпуклой стеклянной линзы . Этот дизайн был подвержен хроматической аберрации , искажению изображения из-за того, что свет с разными длинами волн компонентов не сходился. Оптик Джон Доллонд (1706–1761) пытался исправить это искажение, объединив две отдельные линзы, но все еще было трудно добиться хорошего разрешения для удаленных источников света.

Рефлекторные телескопы , изобретенные Исааком Ньютоном в 1668 году, использовали одно вогнутое зеркало , а не выпуклую линзу. Это позволяет избежать хроматических аберраций. Вогнутое зеркало собирало больше света, чем линза, отражая его на плоское зеркало в конце телескопа для просмотра. Меньшее зеркало может обеспечить большее увеличение и большее поле зрения, чем выпуклая линза. Первое зеркало Ньютона имело диаметр 1,3 дюйма; такие зеркала редко превышали 3 дюйма в диаметре.

Из-за плохой отражательной способности зеркал, сделанных из металла зеркала , Гершель убрал из своей конструкции маленькое диагональное зеркало стандартного ньютоновского отражателя и наклонил свое главное зеркало, чтобы он мог видеть сформированное изображение напрямую. Эта конструкция «вида спереди» стала называться телескопом Гершеля .

Создание больших симметричных зеркал было чрезвычайно трудным. Любой дефект приведет к размытому изображению. Поскольку никто больше не делал зеркала желаемого Гершелем размера и увеличения, он решил сделать свое собственное. Это было немалым делом. Ему помогали его сестра Кэролайн и другие члены семьи. Кэролайн Гершель описала заливку зеркала с фокусным расстоянием 30 футов:

На отливку был отведен день, и металл был в печи, но, к сожалению, он начал течь в тот момент, когда был готов к отливке, и оба моих брата и литейщик со своими людьми принуждены были выбежать в противоположные двери, ибо каменный пол (который надо было поднять) летал во все стороны, до самого потолка. Мой бедный брат упал, измученный жарой и напряжением, на кучу кирпичных бит. Перед второй отливкой было предпринято все, что могло обеспечить успех, и в изложнице был обнаружен очень совершенный металл, который треснул при охлаждении.

—  Кэролайн Гершель

Сообщается, что Гершель отлил, отшлифовал и отполировал более четырехсот зеркал для телескопов размером от 6 до 48 дюймов в диаметре. Гершель и его помощники построили и продали не менее шестидесяти полных телескопов разных размеров. Комиссионные за изготовление и продажу зеркал и телескопов предоставили Гершелю дополнительный источник дохода. Сообщается, что король Испании заплатил за телескоп 3150 фунтов стерлингов.

Неотъемлемой частью строительства и обслуживания телескопов была шлифовка и полировка их зеркал. Это приходилось делать неоднократно, всякий раз, когда зеркала деформировались или тускнели во время использования. Единственный способ проверить точность зеркала — использовать его.

40-футовый телескоп

Самым большим и самым известным из телескопов Гершеля был телескоп-рефлектор с главным зеркалом диаметром 49 1 / 2 дюйма (1,26 м) и фокусным расстоянием 40 футов (12 м) . В то время 40-футовый телескоп был самым большим из когда-либо построенных научных инструментов . Это было провозглашено триумфом «человеческого упорства и рвения к высочайшей науке».

В 1785 году Гершель обратился к королю Георгу за деньгами, чтобы покрыть расходы на строительство 40-футового телескопа. Он получил 4000 фунтов стерлингов. Без королевского покровительства телескоп не мог быть создан. Как бы то ни было, это заняло пять лет и превысило бюджет.

Дом Гершеля в Слау превратился в свалку «рабочих и рабочих, кузнецов и плотников». Труба 40-футового телескопа должна была быть отлита из железа. Труба была достаточно большой, чтобы пройти через нее. Зеркальные заготовки отлиты из металла Speculum , смеси меди и олова . Они были почти четыре фута (1,2 м) в диаметре и весили 1000 фунтов (450 кг). Когда первый диск деформировался под своим весом, был изготовлен второй, более толстый, с большим содержанием меди. Зеркала приходилось полировать вручную, кропотливый процесс. Зеркало неоднократно помещали в телескоп и снова удаляли, чтобы убедиться, что оно правильно сформировано. Когда зеркало деформировалось или потускнело, его приходилось снимать, заново полировать и заменять в аппарате. Для поддержки телескопа была построена огромная вращающаяся платформа, позволяющая ассистентам перемещать его по мере продвижения сканирования. Платформа в верхней части трубы позволяла зрителю заглянуть в трубу и увидеть полученное изображение.

Вид с орбитального аппарата Кассини на Мимас , спутник Сатурна , открытый Гершелем в 1789 году.

В 1789 году , вскоре после того, как этот инструмент заработал, Гершель открыл новый спутник Сатурна : Мимас , диаметром всего 250 миль (400 км). Открытие второго спутника ( Энцелада ) последовало в течение первого месяца наблюдения.

40-футовый (12-метровый) телескоп оказался очень громоздким и, несмотря на свои размеры, не очень эффективным для получения более четких изображений. Технологические новшества Гершеля довели его до предела возможностей технологий того времени. 40-футовое не будет улучшено до тех пор, пока викторианцы не разработают методы точного проектирования больших высококачественных зеркал. Уильям Гершель был разочарован ею. Большинство наблюдений Гершеля было сделано с меньшим рефлектором размером 18,5 дюймов (47 см) и фокусным расстоянием 20 футов (6,1 м). Тем не менее, 40-футовый поразил общественное воображение. Он вдохновил ученых и писателей, в том числе Эразма Дарвина и Уильяма Блейка , и произвел впечатление на иностранных туристов и французских сановников. Король Джордж был доволен.

Гершель обнаружил, что незаполненные апертуры телескопов можно использовать для получения высокого углового разрешения, что стало важной основой для интерферометрических изображений в астрономии (в частности, интерферометрии с маскировкой апертуры и гипертелескопов ).

Реконструкция 20-футового телескопа

В 2012 году телепрограмма BBC Stargazing Live построила копию 20-футового телескопа, используя оригинальные планы Гершеля, но современные материалы. Его следует рассматривать как близкое современное приближение, а не точную копию. Было использовано современное стеклянное зеркало, в раме использованы металлические леса, а труба представляет собой канализационную трубу. Телескоп был показан в программе в январе 2013 года и стоит в кампусе искусства, дизайна и технологий Университета Дерби , где он будет использоваться в образовательных целях.

Жизнь на других небесных телах

Гершель был уверен, что нашел достаточно свидетельств жизни на Луне и сравнил ее с английской сельской местностью. Он не воздерживался от теоретизирования того, что другие планеты были населены, с особым интересом к Марсу, что соответствовало мнению большинства его современных ученых. Во времена Гершеля ученые были склонны верить во множественность цивилизованных миров; напротив, большинство религиозных мыслителей ссылались на уникальные свойства Земли. Гершель зашел так далеко, что предположил, что недра Солнца были заселены.

Солнечные пятна, климат и урожайность пшеницы

Гершель исследовал корреляцию солнечных вариаций , солнечного цикла и климата. В течение 40 лет (1779–1818) Гершель регулярно наблюдал солнечные пятна и их вариации по количеству, форме и размеру. Большинство его наблюдений приходилось на период низкой солнечной активности, минимум Дальтона , когда солнечных пятен было относительно мало. Это было одной из причин, по которой Гершель не смог определить стандартный 11-летний период солнечной активности. Гершель сравнил свои наблюдения с рядом цен на пшеницу, опубликованным Адамом Смитом в «Богатстве народов» .

В 1801 году Гершель сообщил о своих открытиях Королевскому обществу и указал на пять продолжительных периодов с небольшим количеством солнечных пятен, коррелирующих с ценой на пшеницу. Некоторые современники высмеивали исследование Гершеля, но оно положило начало дальнейшим попыткам найти корреляцию. Позже, в 19 веке, Уильям Стэнли Джевонс предложил 11-летний цикл с основной идеей Гершеля о корреляции между небольшим количеством солнечных пятен и более низкой урожайностью, объясняющей повторяющиеся подъемы и спады в экономике .

Предположение Гершеля о связи между солнечными пятнами и региональным климатом с использованием рыночной цены пшеницы в качестве косвенного показателя продолжает цитироваться. Согласно одному исследованию, влияние солнечной активности действительно можно увидеть на историческом рынке пшеницы в Англии в течение десяти солнечных циклов между 1600 и 1700 годами. Оценка противоречива, и некоторые ученые сомневаются в значимости корреляции.

Дальнейшие открытия

Открыто планет : 1
Уран 13 марта 1781 г.
Открыто лун : 4
Оберон 11 января 1787 г.
Титания 11 января 1787 г.
Энцелад 28 августа 1789 г.
Мимас 17 сентября 1789 г.

В своей более поздней карьере Гершель открыл два спутника Сатурна, Мимас и Энцелад ; а также два спутника Урана, Титания и Оберон . Он не дал этим лунам их имена; они были названы его сыном Джоном в 1847 и 1852 годах соответственно после его смерти. Гершель измерил осевой наклон Марса и обнаружил, что марсианские ледяные шапки , впервые обнаруженные Джованни Доменико Кассини (1666 г. ) и Христианом Гюйгенсом (1672 г.), меняли размер в зависимости от времени года на этой планете. Было высказано предположение, что кольца вокруг Урана открыл Гершель .

Гершель ввел, но не создал слово « астероид », означающее звездообразный (от греческого asteroeides , aster «звезда» + -eidos «форма, форма»), в 1802 году (вскоре после того, как Ольберс открыл вторую малую планету , 2 Паллада) . , в конце марта), чтобы описать звездообразный вид маленьких спутников планет-гигантов и малых планет; для сравнения, все планеты имеют диски. К 1850-м годам «астероид» стал стандартным термином для описания некоторых малых планет.

Изучая собственное движение звезд, природа и степень солнечного движения были впервые продемонстрированы Гершелем в 1783 году, наряду с первым определением направления апекса Солнца на лямбду Геркулеса , всего в 10 ° от принятого сегодня положения.

Модель Млечного Пути Уильяма Гершеля, 1785 г.

Гершель также изучал структуру Млечного Пути и первым предложил модель галактики, основанную на наблюдениях и измерениях. Он пришел к выводу, что он имел форму диска , но ошибочно предположил, что Солнце находится в центре диска. Этот гелиоцентрический взгляд был в конечном итоге заменен галактоцентризмом благодаря работам Харлоу Шепли , Хибера Дуста Кертиса и Эдвина Хаббла в 20 веке. Все трое использовали значительно более дальновидные и точные телескопы, чем у Гершеля.

Открытие инфракрасного излучения в солнечном свете

В начале 1800 года Гершель тестировал различные фильтры для пропускания солнечного света и заметил, что фильтры разных цветов, по-видимому, выделяют разное количество тепла. Он решил пропустить свет через призму , чтобы измерить различные цвета света с помощью термометра , и в процессе провел измерение сразу за красным концом видимого спектра . Он обнаружил температуру на один градус выше, чем у красного света. Дальнейшие эксперименты привели Гершеля к выводу, что за пределами видимого спектра должна существовать невидимая форма света. Он опубликовал эти результаты в апреле 1800 года.

Биология

Гершель использовал микроскоп, чтобы установить, что коралл не был растением, как считали многие в то время, потому что у него отсутствовали клеточные стенки, характерные для растений. На самом деле это животное, морское беспозвоночное .

Семья и смерть

Герб Уильяма Гершеля считается печально известным примером обесцененной геральдики : Арджент, на вершине горы изображение 40-футового телескопа-рефлектора с его аппаратурой, на главной лазури астрономический символ облученного Урана или . Герб: полуземная сфера, на которой изображен орел с поднятыми крыльями или

8 мая 1788 года Уильям Гершель женился на вдове Мэри Питт (урожденной Болдуин) в церкви Святого Лаврентия в Аптоне в Слау. У них был один ребенок, Джон , родившийся в Доме обсерватории 7 марта 1792 года. Личное прошлое Уильяма и его рост как человека науки оказали глубокое влияние на воспитание его сына и внуков. Он был избран иностранным почетным членом Американской академии искусств и наук в 1788 году. В 1816 году принц -регент сделал Уильяма рыцарем Королевского гвельфийского ордена и получил почетный титул «сэр», хотя это не было эквивалентом официального британского рыцарства. Он помог основать Лондонское астрономическое общество в 1820 году, которое в 1831 году получило королевскую хартию и стало Королевским астрономическим обществом . В 1813 году он был избран иностранным членом Шведской королевской академии наук .

25 августа 1822 года Гершель умер в доме обсерватории на Виндзор-роуд, Слау, после продолжительной болезни. Он был похоронен в соседней церкви Святого Лаврентия, Аптон, Слау . Эпитафия Гершеля

Coelorum perrupit claustra
(Он прорвался сквозь барьеры небес)

Каролина была глубоко огорчена его смертью и вскоре после его похорон вернулась в Ганновер , о чем позже пожалела. Она прожила в Англии пятьдесят лет. Ее интересы гораздо больше совпадали с ее племянником Джоном Гершелем , тоже астрономом, чем с ее выжившей семьей в Ганновере. Она продолжала работать над организацией и каталогизацией туманностей, создав то, что позже станет основой Нового общего каталога . Она умерла 9 января 1848 года.

Мемориал

Уильям Гершель большую часть жизни прожил в городке Слау , затем в Бакингемшире (ныне в Беркшире). Он умер в городе и был похоронен под башней церкви Святого Лаврентия, Аптон-кум-Чалви , недалеко от Слау.

Гершеля особенно почитают в Слау, и ему и его открытиям есть несколько памятников. В 2011 году в центре Слау был построен новый автобусный вокзал, дизайн которого был вдохновлен инфракрасным экспериментом Уильяма Гершеля.

Джон Китс ссылается на открытие Гершелем Урана в своем сонете « О первом взгляде на Гомера Чепмена »: «Затем я почувствовал, что мне нравится какой-то наблюдатель за небом / Когда новая планета заплывает в его кругозор». Согласно Ричарду Холмсу , Китс «выбирает открытие Урана тридцатью пятью годами ранее как один из определяющих моментов эпохи».

В его доме на Нью-Кинг-Стрит, 19 в Бате, Сомерсет , где он сделал много телескопов и впервые наблюдал Уран, теперь находится Астрономический музей Гершеля .

Рядом с экраном для хора в Вестминстерском аббатстве установлен мемориал .

Музыкальные произведения

Полное собрание музыкальных произведений Гершеля было следующим:

Различные вокальные произведения, включая " Te Deum ", псалмы , мотеты и священные песнопения, а также некоторые уловки .

Клавишные произведения для органа и клавесина:

  • 6 фуг для органа
  • 24 сонаты для органа (10 утеряны)
  • 33 вольные партии и пьесы для органа (неполные)
  • 24 пьесы для органа (неполные)
  • 12 добровольцев (11 потеряны)
  • 12 сонат для клавесина (9 сохранившихся)
  • 25 вариаций по возрастанию
  • 2 менуэта для клавесина

Назван в честь Гершеля

Уильям Гершель, портрет Джеймса Шарплза , ок. 1805 г.

Смотрите также

Рекомендации

Источники

дальнейшее чтение

Внешние ссылки