Гершель открыл. Уильям гершель биография. Наблюдения за двойными звездами
Сын небогатого музыканта Фридрих Уильям Гершель родился 15 ноября 1938 году в Ганновере. Еще в детстве семья переехала в Лондон, где будущий астроном и начал свою «трудовую деятельность». Первоначально он пошел по стопам отца, поступив на службу в военный оркестр. Через два года, покинув службу, молодой Уильям избрал карьеру музыканта, успев побывать органистом, учителем музыки и даже распорядителем концертов. Далеко не сразу привлекла его астрономия. Занявшись изучением музыкальной теории, Гершель поочередно увлекся математикой, оптикой, и наконец, лишь в возрасте 36 лет занялся астрономией. Поскольку для научных занятий ему нужны были средства, он начал изготавливать телескопы на заказ, попутно внося в них определенные усовершенствования. Его деятельность вскоре была оценена королем Англии Георгом III, который и сам увлекался астрономией. В результате Гершель получил должность королевского астронома и средства на постройку собственной обсерватории, где им и были сделаны наиболее значительные открытия. Здесь он работал несколько десятилетий, вплоть до самой смерти.
Гершель внес немалый вклад в развитие астрономии, физики и оптики. За свою жизнь он изготовил свыше 400 телескопов, в том числе по заказам крупнейших обсерваторий того времени. Занимаясь научными опытами, он впервые обнаружил инфракрасное излучение. Однако, свои самые знаменитые открытия были сделаны им вовсе не на Земле, а на небе. Именно Гершель стал первооткрывателем новой планеты в нашей Солнечной системе, чего не случалось ранее. Ведь до этого момента астрономам более двух тысячелетий были известны шесть планет, видимых невооруженным глазом. 13 марта 1781 года в установившийся веками небесный порядок было внесено существенное изменение. Именно в этот день Уильям Гершель заметил на небе неизвестный светящийся объект, который оказался седьмой от Солнца планетой – Ураном.
Открытие прославило ученого, который не остановился на этом, а продолжал наблюдения. Составляя каталог двойных звезд, Гершель пришел к выводу, что они представляют собой единые системы, а не случайно расположены друг рядом с другом, как считалось ранее. Другим важным выводом, сделанным Гершелем, стала принадлежность нашей Солнечной системе к Млечному Пути. После открытия после 1800 года группы малых небесных тел между орбитами Марса и Юпитера он ввел для них специальное название – астероид. Термин этот используется и наше время.
Сам же Гершель также открыл в окрестностях нашего Солнца немало новых объектов. Помимо самого Урана им были обнаружены два его крупных спутника – Титания и Оберон. Кроме того, он открыл два спутника у соседнего Сатурна – Мимас и Энцелад, попутно определив период вращения самой планеты и его колец. В числе его открытий – более 800 новых двойных и кратных звезд, ряд планетарных туманностей. Гершель по праву считается одним из основателей звездной астрономии.
Стоит отметить, что большую помощь в астрономических наблюдениях Уильяму оказала его родная сестра Каролина. Она самостоятельно открыла ряд комет и туманностей. После смерти брата, на основе совместных наблюдений ею был составлен каталог звездных туманностей, который включал в себя 2500 объектов.
Уильям Гершель родился в семье музыкантов. Именно музыка натолкнула его на исследования звезд. Ученый проделал путь от музыкальной теории к математике, затем – к оптике и, наконец, к астрономии.
Фредерик Уильям Гершель родился в немецком административном округе Ганновере 15 ноября 1738 года. Его родители были евреями, выходцами из Моравии. Они приняли христианство и покинули родину по религиозным соображениям.
У Уильяма было 9 сестер и братьев. Его отец, Исаак Гершель, был гобоистом ганноверской гвардии. В детстве мальчик получил разностороннее, но не систематизированное образование. Он показывал склонность к философии, астрономии и математике.
В 14 лет юноша поступает в полковой оркестр. Через 3 года его переводят из герцогства Брауншвейг-Люнебург в Англию. А еще через 2 года он покидает военную службу ради занятий музыкой.
Вначале он переписывает ноты, чтобы «свести концы с концами». Затем становится учителем музыки и органистом в Галифаксе. После переезда в город Бат занимает должность распорядителя публичных концертов.
В 1788 году Уильям Гершель женится на Мэри Питт. Через 4 года у них рождается сын, который с ранних лет показывает унаследованную от отца склонность к музыке и точным наукам.
Увлечение астрономией
Обучая учеников игре на инструментах, Гершель вскоре находит, что занятия музыкой слишком просты и не удовлетворяют его. Он занимается философией, естествознанием, а в 1773 году заинтересовывается оптикой и астрономией. Уильям приобретает труды Смита и Фергюсона. Их издания – «Полная система оптики» и «Астрономия» – стали его настольными книгами.
В этом же году он впервые наблюдает звезды через телескоп. Однако средств на приобретение собственного у Гершеля нет. Поэтому он решает создать его самостоятельно.
В том же 1773 году он отливает зеркало для своего телескопа, создает рефлектор с фокусным расстоянием свыше 1,5 м. Его поддерживают брат Александр и сестра Каролина. Вместе они изготавливают зеркала из сплавов олова и меди в плавильной печи и шлифуют их.
Однако первыми полноценными наблюдениями Уильям Гершель занялся только в 1775 году. Одновременно он продолжал зарабатывать на хлеб преподаванием музыки и выступлениями на концертах.
Первое открытие
Событие, определившее дальнейшую судьбу Гершеля как ученого, произошло 13 марта 1781 года. Вечером, изучая объекты, находящиеся рядом с созвездием Близнецов, он заметил, что одна из звезд больше других. Она имела выраженный диск и смещалась вдоль эклиптики. Исследователь предположил, что это комета и сообщил о наблюдении другим астрономам.
Открытием заинтересовались академик Петербургской АН Андрей Лексель и академик Парижской АН Пьер Симон Лаплас. Проведя расчеты, они доказали, что обнаруженный объект не комета, а неизвестная планета, находящаяся за Сатурном. Ее размеры превышали объем Земли в 60 раз, а расстояние до Солнца составляло почти 3 млрд км.
Позже обнаруженный объект назвали . Он не только расширил представления о размерах в 2 раза, но и стал первой открытой планетой. До этого остальные 5 легко наблюдались на небе с античных времен.
Признание и награды
В декабре 1781 года за свое открытие Уильям Гершель был награжден медалью Копли и стал членом Лондонского королевского общества. Ему также присуждают степень доктора Оксфорда. Спустя 8 лет его избирает членом-корреспондентом Петербургская АН.
В 1782 году король Георг III назначает Гершеля Королевским астрономом с ежегодным жалованьем в 200 фунтов. Кроме того, монарх снабжает его средствами для постройки собственной обсерватории в Слоу.
Уильям Гершель продолжает работать над созданием телескопов. Он значительно совершенствует их: увеличивает диаметры зеркал, добивается большей яркости изображения. В 1789 году создает уникальный по размерам телескоп: с трубой длиной 12 м и зеркалом диаметром 122 см. Только в 1845 году ирландским астрономом Парсонсом был построен еще больший телескоп: длина трубы равнялась 18 м, а диаметр зеркала – 183 см.
Фредерик Уильям (Фридрих Вильгельм) Гершель (англ. Frederick William Herschel , нем. Friedrich Wilhelm Herschel ; 15 ноября , Ганновер - 25 августа , Слау близ Лондона) - английский астроном немецкого происхождения. Брат Каролины Гершель , отец Джона Гершеля . Прославился открытием планеты Уран , а также двух её спутников - Титании и Оберона . Он также является первооткрывателем двух спутников Сатурна и инфракрасного излучения . Менее известен двадцатью четырьмя симфониями , автором которых он является.
Биография и научная деятельность
Один из десяти детей бедного музыканта-еврея (согласно еврейской энциклопедии ) Исаака Гершеля (1707-1768), принявшего для женитьбы христианство. Поступил на службу в военный оркестр (гобоистом) и в 1755 году в составе полка был командирован из Ганновера в Англию (эти два государства в то время были связаны личной унией). В 1757 году ушёл с военной службы ради занятий музыкой. Работал органистом и учителем музыки в Галифаксе , затем переехал в курортный город Бат , где стал распорядителем публичных концертов. Интерес к музыкальной теории привёл Гершеля к математике , математика к оптике и, наконец, оптика к астрономии .
В 1773 году , не имея средств для покупки большого телескопа , он стал сам шлифовать зеркала и конструировать телескопы и в дальнейшем сам изготавливал оптические приборы как для собственных наблюдений, так и на продажу. Король Великобритании Георг III , сам любитель астрономии и покровитель ганноверцев, произвёл Гершеля в чин Королевского Астронома и снабдил его средствами для постройки отдельной обсерватории. С 1782 года Гершель и ассистировавшая ему сестра Каролина постоянно работали над совершенствованием телескопов и астрономическими наблюдениями. Благодаря некоторым техническим усовершенствованиям и увеличению диаметра зеркал Гершель смог в 1789 году изготовить самый большой телескоп своего времени (фокусное расстояние 12 метров, диаметр зеркала 49½ дюймов (126 см)).
Однако главные работы Гершеля относятся к звёздной астрономии. Из наблюдений за двойными звёздами , предпринятых с целью определения параллаксов , Гершель сделал новаторский вывод о существовании звёздных систем (прежде предполагалось что двойные звёзды лишь случайно расположены на небе таким образом, что при наблюдении оказываются рядом). Гершель много наблюдал туманности и кометы, также составляя тщательные описания и каталоги (их систематизацией и подготовкой к публикации занималась Каролина Гершель). Он также изучал структуру Млечного Пути и пришёл к выводу, что он имеет форму диска, а Солнечная система находится в составе Млечного Пути.
За пределами астрономии и ближайших к ней областей физики научные взгляды Гершеля были весьма причудливы. Он, например, полагал, что все планеты обитаемы, что под горячей атмосферой Солнца находится плотный слой облаков, а ниже - твёрдая поверхность планетарного типа, и т. п.
Лауреат медали Копли (). В честь Гершеля названы кратер на Луне , кратер на Марсе и кратер на Мимасе , а также несколько новейших астрономических проектов.
В 1790 году Уильям создал 60-см рефлектор по заказу Мадридской Королевской обсерватории .
Открытия
Напишите отзыв о статье "Гершель, Уильям"
Примечания
См. также
Литература
- Еремеева А. И. Вселенная Гершеля. М., 1966.
- Еремеева А. И., Цицин Ф. А. История астрономии (основные этапы развития астрономической картины мира). Изд. МГУ, 1989.
- Колчинский И.Г., Корсунь А.А., Родригес М.Г. Астрономы: Биографический справочник. - 2-е изд., перераб. и доп.. - Киев: Наукова думка, 1986. - 512 с.
- Паннекук А. . - М .: Наука, 1966. - 590 с.
Ссылки
- // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). - СПб. , 1890-1907.
Отрывок, характеризующий Гершель, Уильям
Наружность Долохова странно поразила Петю своей простотой.Денисов одевался в чекмень, носил бороду и на груди образ Николая чудотворца и в манере говорить, во всех приемах выказывал особенность своего положения. Долохов же, напротив, прежде, в Москве, носивший персидский костюм, теперь имел вид самого чопорного гвардейского офицера. Лицо его было чисто выбрито, одет он был в гвардейский ваточный сюртук с Георгием в петлице и в прямо надетой простой фуражке. Он снял в углу мокрую бурку и, подойдя к Денисову, не здороваясь ни с кем, тотчас же стал расспрашивать о деле. Денисов рассказывал ему про замыслы, которые имели на их транспорт большие отряды, и про присылку Пети, и про то, как он отвечал обоим генералам. Потом Денисов рассказал все, что он знал про положение французского отряда.
– Это так, но надо знать, какие и сколько войск, – сказал Долохов, – надо будет съездить. Не зная верно, сколько их, пускаться в дело нельзя. Я люблю аккуратно дело делать. Вот, не хочет ли кто из господ съездить со мной в их лагерь. У меня мундиры с собою.
– Я, я… я поеду с вами! – вскрикнул Петя.
– Совсем и тебе не нужно ездить, – сказал Денисов, обращаясь к Долохову, – а уж его я ни за что не пущу.
– Вот прекрасно! – вскрикнул Петя, – отчего же мне не ехать?..
– Да оттого, что незачем.
– Ну, уж вы меня извините, потому что… потому что… я поеду, вот и все. Вы возьмете меня? – обратился он к Долохову.
– Отчего ж… – рассеянно отвечал Долохов, вглядываясь в лицо французского барабанщика.
– Давно у тебя молодчик этот? – спросил он у Денисова.
– Нынче взяли, да ничего не знает. Я оставил его пг"и себе.
– Ну, а остальных ты куда деваешь? – сказал Долохов.
– Как куда? Отсылаю под г"асписки! – вдруг покраснев, вскрикнул Денисов. – И смело скажу, что на моей совести нет ни одного человека. Разве тебе тг"удно отослать тг"идцать ли, тг"иста ли человек под конвоем в гог"од, чем маг"ать, я пг"ямо скажу, честь солдата.
– Вот молоденькому графчику в шестнадцать лет говорить эти любезности прилично, – с холодной усмешкой сказал Долохов, – а тебе то уж это оставить пора.
– Что ж, я ничего не говорю, я только говорю, что я непременно поеду с вами, – робко сказал Петя.
– А нам с тобой пора, брат, бросить эти любезности, – продолжал Долохов, как будто он находил особенное удовольствие говорить об этом предмете, раздражавшем Денисова. – Ну этого ты зачем взял к себе? – сказал он, покачивая головой. – Затем, что тебе его жалко? Ведь мы знаем эти твои расписки. Ты пошлешь их сто человек, а придут тридцать. Помрут с голоду или побьют. Так не все ли равно их и не брать?
Эсаул, щуря светлые глаза, одобрительно кивал головой.
– Это все г"авно, тут Рассуждать нечего. Я на свою душу взять не хочу. Ты говог"ишь – помг"ут. Ну, хог"ошо. Только бы не от меня.
Долохов засмеялся.
– Кто же им не велел меня двадцать раз поймать? А ведь поймают – меня и тебя, с твоим рыцарством, все равно на осинку. – Он помолчал. – Однако надо дело делать. Послать моего казака с вьюком! У меня два французских мундира. Что ж, едем со мной? – спросил он у Пети.
– Я? Да, да, непременно, – покраснев почти до слез, вскрикнул Петя, взглядывая на Денисова.
Опять в то время, как Долохов заспорил с Денисовым о том, что надо делать с пленными, Петя почувствовал неловкость и торопливость; но опять не успел понять хорошенько того, о чем они говорили. «Ежели так думают большие, известные, стало быть, так надо, стало быть, это хорошо, – думал он. – А главное, надо, чтобы Денисов не смел думать, что я послушаюсь его, что он может мной командовать. Непременно поеду с Долоховым во французский лагерь. Он может, и я могу».
На все убеждения Денисова не ездить Петя отвечал, что он тоже привык все делать аккуратно, а не наобум Лазаря, и что он об опасности себе никогда не думает.
– Потому что, – согласитесь сами, – если не знать верно, сколько там, от этого зависит жизнь, может быть, сотен, а тут мы одни, и потом мне очень этого хочется, и непременно, непременно поеду, вы уж меня не удержите, – говорил он, – только хуже будет…
Одевшись в французские шинели и кивера, Петя с Долоховым поехали на ту просеку, с которой Денисов смотрел на лагерь, и, выехав из леса в совершенной темноте, спустились в лощину. Съехав вниз, Долохов велел сопровождавшим его казакам дожидаться тут и поехал крупной рысью по дороге к мосту. Петя, замирая от волнения, ехал с ним рядом.
– Если попадемся, я живым не отдамся, у меня пистолет, – прошептал Петя.
– Не говори по русски, – быстрым шепотом сказал Долохов, и в ту же минуту в темноте послышался оклик: «Qui vive?» [Кто идет?] и звон ружья.
Кровь бросилась в лицо Пети, и он схватился за пистолет.
– Lanciers du sixieme, [Уланы шестого полка.] – проговорил Долохов, не укорачивая и не прибавляя хода лошади. Черная фигура часового стояла на мосту.
– Mot d"ordre? [Отзыв?] – Долохов придержал лошадь и поехал шагом.
– Dites donc, le colonel Gerard est ici? [Скажи, здесь ли полковник Жерар?] – сказал он.
– Mot d"ordre! – не отвечая, сказал часовой, загораживая дорогу.
– Quand un officier fait sa ronde, les sentinelles ne demandent pas le mot d"ordre… – крикнул Долохов, вдруг вспыхнув, наезжая лошадью на часового. – Je vous demande si le colonel est ici? [Когда офицер объезжает цепь, часовые не спрашивают отзыва… Я спрашиваю, тут ли полковник?]
И, не дожидаясь ответа от посторонившегося часового, Долохов шагом поехал в гору.
Заметив черную тень человека, переходящего через дорогу, Долохов остановил этого человека и спросил, где командир и офицеры? Человек этот, с мешком на плече, солдат, остановился, близко подошел к лошади Долохова, дотрогиваясь до нее рукою, и просто и дружелюбно рассказал, что командир и офицеры были выше на горе, с правой стороны, на дворе фермы (так он называл господскую усадьбу).
Проехав по дороге, с обеих сторон которой звучал от костров французский говор, Долохов повернул во двор господского дома. Проехав в ворота, он слез с лошади и подошел к большому пылавшему костру, вокруг которого, громко разговаривая, сидело несколько человек. В котелке с краю варилось что то, и солдат в колпаке и синей шинели, стоя на коленях, ярко освещенный огнем, мешал в нем шомполом.
– Oh, c"est un dur a cuire, [С этим чертом не сладишь.] – говорил один из офицеров, сидевших в тени с противоположной стороны костра.
– Il les fera marcher les lapins… [Он их проберет…] – со смехом сказал другой. Оба замолкли, вглядываясь в темноту на звук шагов Долохова и Пети, подходивших к костру с своими лошадьми.
– Bonjour, messieurs! [Здравствуйте, господа!] – громко, отчетливо выговорил Долохов.
| Гершель, Уильям Фредерик
Перед нами лежит обширное поле для открытий, и наблюдение одно только даёт ключ к ним.
(c) Иммануил Кант
Фредерик Уильям (Фридрих Вильгельм) Гершель (англ. Frederick William Herschel , нем. Friedrich Wilhelm Herschel; 15 ноября 1738, Ганновер - 25 августа 1822, Слау близ Лондона) - выдающийся английский астроном немецкого происхождения.
Гершель был пионером во всём, что он делал. Как конструктор первых больших телескопов-рефлекторов и наблюдатель он оставил далеко позади своих современников. Ещё большее воздействие на историю астрономии он оказал как глубокий мыслитель, воссоздавший по отдельным деталям общую картину Вселенной. На основе собственных наблюдений Уильям Гершель впервые установил общую форму и сделал первые оценки размеров нашего грандиозного «звёздного дома» - Галактики. Он же первым вышел со своими телескопами в безграничный мир далёких «млечных» туманностей - других звёздных вселенных. Гершель вдвое расширил Солнечную систему и «сдвинул с места» Солнце, открыв его движение в мировом пространстве. В наблюдательной астрономии он был и Колумбом, и Магелланом. А началось всё с любознательности и любви к... музыке.
Фридрих Вильгельм (Уильям) Гершель родился 15 ноября 1738 г. в Ганновере (Германия) в семье полкового музыканта Ганноверской гвардии. С 15 лет он сам стал играть на гобое в том же оркестре, а в дальнейшем играл на скрипке и органе. В 19 лет жизненный путь его круто изменился. Спасаясь от рекрутчины, он с тайного благословения матери бежал в Англию (Ганновер подчинялся тогда английскому королю), навсегда расставшись с родиной. После многих невзгод и лишений Гершель приобрёл известность как музыкант-исполнитель, композитор и преподаватель музыки в приморском курортном городе Бате недалеко от Бристоля. Он серьёзно занимался теорией музыки. От неё увлечение перешло на математику и оптику, через которую он познакомился с астрономией.
Гершелю было 35 лет - жизнь, казалось, определилась. На концертах с ним успешно выступала его талантливая младшая сестра Каролина, которую он вызвал к себе в Англию. Но интерес Гершеля к звёздам, желание увидеть всё своими глазами и энергичная, деятельная натура решили его дальнейшую судьбу. В 1773 г. Гершель приобрёл небольшой отражательный телескоп с фокусным расстоянием 2,5 фута (около 76 см). Хотя наблюдения с ним не удовлетворили его, на больший инструмент не было средств.
Тогда, скупив у одного оптика весь запас заготовок и материалов, Гершель приступил к изготовлению телескопа самостоятельно.
Уже в марте 1774 г. Гершель наблюдал красивую светлую туманность в созвездии Ориона с помощью своего первого самодельного телескопа-рефлектора ньютоновской системы длиной 5,5 футов (почти 2 м) и диаметром главного зеркала 20 см.
Зеркальный телескоп. XVIII в.
Дни Гершеля были отныне заполнены изготовлением зеркал, вечера - музыкой, а ночные часы он со всё большим увлечением отдавал астрономическим наблюдениям, которые ухитрялся проводить даже во время концертных антрактов. Изготовлять телескопы ему помогал младший брат Александр, талантливый механик, также вызванный им из Германии.
Когда брат шлифовал зеркало, мне даже приходилось самой класть ему пищу в рот, иначе он совсем изголодался бы: однажды, кончая шлифовать семифутовое зеркало, он не отрывал от него рук в течение шестнадцати часов. Да и вообще за едой он всегда бывал чем-то занят: рисовал планы и наброски или делал ещё что-нибудь. Если работа не требовала размышлений, я обычно читала ему вслух, и мало-помалу, помогая чем могла, я стала полезна в мастерской, как может быть полезен подмастерье в первый год своего обучения.
(По книге Каролины Гершель «Воспоминания». 1825 г.)
Неоценимую роль в жизни и научных исследованиях учёного сыграла сестра Каролина. Она проводила трудоёмкую обработку результатов наблюдений и в течение 16 лет вела хозяйство их небольшой семьи. Её дневники и воспоминания донесли до нас обстановку кипучей, весёлой и самозабвенной, освещённой глубокой взаимной привязанностью творческой жизни Уильяма Гершеля и его ближайших помощников. Однажды в мастерской взорвалась плавильная печь, в которой Гершель варил особый сплав из меди и олова для металлических зеркал своих телескопов. Каролину приводило в отчаяние то, что чистые комнаты их дома были превращены в мастерские, а традиционные кружевные манжеты на рукавах рубашек её братьев бывали безнадёжно испорчены при шлифовке и полировке зеркал. Эта многочасовая работа, сначала делавшаяся Гершелем вручную, не допускала перерывов. В дальнейшем он механизировал шлифовку длиннофокусных зеркал, которые были не сферическими, а параболическими и потому требовали особой точности в обработке.
Уже в Бате Гершель изготовил сотни зеркал для 7-, 10- и 20-футовых рефлекторов. Основным его рабочим инструментом был 20-футовый (фокусное расстояние трубы около 7 м) ньютоновский рефлектор с диаметром объектива почти в полметра. Вершиной же развития телескопостроения вплоть до середины XIX в. стал созданный Гершелем в 1787- 1789 гг. гигантский 40-футовый рефлектор с длиной трубы 12 м и диаметром зеркала 147 см (весом около 1 т!). Максимальное эффективное увеличение на больших телескопах Гершеля составляло 2,5 тыс. и применялось в особых целях -для наблюдений двойных звёзд. Свои знаменитые обзоры неба Гершель проводил обычно с увеличением 150-300. Наблюдения требовали немалой выносливости и смелости, так как велись с площадки на высоте нескольких метров над землёй.
Начиная с 1775 г. он провёл четыре систематических обзора звёздного неба, чтобы не пропустить ни одного неизвестного объекта, причём каждый обзор занимал несколько лет. Каролина вела запись всего увиденного братом под его диктовку. Во время второго такого обзора неожиданно закончилась его карьера музыканта: 13 марта 1781 г. Гершель впервые после жрецов Вавилона открыл планету - Уран. Солнечная планетная система сразу увеличилась по размерам более чем вдвое.
Сложилось мнение, будто Уран привёл в поле зрения моего телескопа счастливый случай, но полагать так - явная ошибка. Ведь я последовательно рассматривал каждую звезду не только той же, но и много меньшей величины, а потому в ту ночь настал её черёд быть открытой. Я постепенно штудировал великий труд Творца всего сущего и наконец добрался до страницы, которая содержала седьмую планету. Если бы в этот вечер мне помешало какое-нибудь дело, я нашёл бы её в следующий, а телескоп мой был так хорош, что при первом же взгляде на неё я различил диск планеты.
(По сочинениям Уильяма Гершеля.)
Положение Урана среди звёзд на момент его открытия 13 марта 1781 г.
Гершель вступил в астрономию с триумфом. Золотая медаль Лондонского королевского общества, избрание в члены этого Общества, почётная и редкая для иностранца степень доктора Оксфордского университета, должность придворного астронома с пожизненной пенсией в 300 гиней были наградой Гершелю в Англии. Но главное: он стал астрономом-профессионалом. В 1782 г. Гершель переехал в Старый Виндзор, а в 1786 г. навсегда поселился в Слау в 30 км от Лондона (ныне в черте города). Именно Слау знаменитый Франсуа Араго назвал тем местом на Земле, где было сделано наибольшее количество астрономических открытий. В Солнечной системе помимо Урана Гершель открыл два его спутника (1787 г.), обнаружив у них обратное движение (1797 г.), а также два новых спутника Сатурна (1789 г.); весьма точно измерил период вращения Сатурна и его кольца (1790 г.); выявил сезонные изменения размеров полярных шапок на Марсе, что стало первым импульсом для размышлений о марсианах и многое другое. Однако планетные исследования Гершеля лишь «попутная мелочь», которую он порой случайно находил на обочине своей главной дороги - в неизведанный Мир Звёзд.
Уже в 1783 г., сравнив известные собственные движения 13 звёзд в окрестностях Солнца, Гершель обнаружил его движение в пространстве и указал довольно точно его направление (апекс) к звезде λ Геркулеса.
Ещё более важным оказалось открытие двойных и кратных звёзд. Начав в 1778 г. с массовой переписи всех видимых на небе тесных пар звёзд, Гершель спустя лишь четверть века, 9 июня 1803 г., сделал в Лондонском королевском обществе знаменитое сообщение об открытии им реальной гравитационной связи между компонентами у 50 пар звёзд. Его последней работой стал каталог 145 физически двойных звёзд с детальным исследованием их орбит (1822 г.). Всего Гершель открыл свыше 800 двойных и кратных звёзд. Он же первым попытался внести ясность и в область звёздной фотометрии. Проводя систематические наблюдения в этой области с 1794 г., Гершель за шесть лет составил шесть каталогов относительного блеска звёзд. Он впервые ввёл надёжную шкалу звёздных величин (которая несколько отличалась от современной) и измерил блеск около 3 тыс. звёзд с точностью до 0,1 звёздной величины, максимальной для визуальных наблюдений. В результате он открыл несколько новых переменных.
Гершель умел видеть то, что совершенно выпадало из поля зрения его современников. В 1804 г. он обратил внимание на связь между цепами на пшеницу (определявшимися её урожайностью) и радиацией Солнца, зависевшей от числа пятен на его поверхности. Это курьёзное по тем временам сообщение было опубликовано в «Берлинском астрономическом ежегоднике» (Berliner astronomisches Jahrbuch) Иоганна Боде в 1808 г.
Не обошлось и без заблуждений: как многие тогда, Гершель был увлечён идеей множественности обитаемых миров и допускал, что даже Солнце может быть таким телом - холодным, окружённым лишь ярко светящейся атмосферой, сквозь разрывы в которой в виде пятен проглядывает тёмная поверхность...
В 1800 г. Гершель обнаружил, что термометр, оказавшийся за пределами видимого солнечного спектра со стороны его красного конца, тоже нагревается. Так были открыты тепловые лучи, или инфракрасное излучение. В спектрах звёзд Гершель первым отметил различие в положении максимума их яркости, отчего одни звёзды могли быть названы синими, а другие - жёлтыми или красными. Это явление, говорящее о разнице поверхностных температур звёзд, в дальнейшем легло в основу первых спектральных классификаций звёзд.
Главный вклад Гершель сделал в понимание общего устройства Вселенной. Первые же обзоры неба с 20-футовым телескопом открыли перед ним колоссальное обилие неразличимых невооружённым глазом звёзд и крайнюю неравномерность их видимого распределения по небу. Телескоп Гершеля раскрыл природу и самых загадочных в те времена объектов неба - неподвижных «млечных» туманностей. Эти маленькие туманные пятнышки мешали главному делу наблюдателей XVIII в. - поискам новых комет. Знаменитый открыватель новых комет Шарль Мессье в 1781 - 1783 гг. даже опубликовал специальный каталог более сотни таких «помех» - «млечных» пятен, чтобы наблюдатели не принимали их за новые кометы. Каково же было удивление Гершеля, когда в его телескопы многие из туманностей Мессье разложились на кучи звёзд, как бы подтверждая теорию островных вселенных английского астронома Томаса Райта (1711 - 1786). Так звёздная Вселенная постепенно открывала сложную структуру своего устройства.
Необъятный мир, распахнувшийся перед Гершелем, уже невозможно было изучать по старинке, объект за объектом. Чтобы понять его строение, он создал статистический метод звёздных проб - «черпков». Он подсчитывал число звёзд в поле зрения 20-футового телескопа в разных частях неба и по их обилию судил, насколько далеко простирается наша звёздная Вселенная в данном направлении. При этом Гершель сознательно принял грубое допущение о равномерном распределении звёзд в пространстве. Сделав более тысячи таких «черпков», Гершель выявил общую форму Млечного Пути как уплощённой системы звёзд и правильно оценил её сжатие в 1/5. Он обнаружил изолированность нашей системы в пространстве, впервые представшей в виде звёздного «острова». Даже при весьма приблизительных допущениях Гершеля размеры нашей Галактики оказались чудовищно огромными - 850 х 200 единиц - расстояний до Сириуса, равных 8 световым годам (6800 х 1600 световых лет), - и произвели глубокое впечатление на его современников. Здесь, однако, Гершеля и всех его последователей вплоть до 30-х гг. XX столетия ожидал подвох. Наблюдения отдельных звёзд не позволяют достигнуть границ Галактики, в результате чего возникает впечатление центрального положения в ней самого наблюдателя, а значит, и нашего Солнца.
Впервые эту иллюзию разрушил Харлоу Шепли. За год до того Гершель сделал открытие, значительность которого поняли лишь спустя полтора столетия. В 1784 г. во время обзора туманностей из каталога Мессье он убедился, что существуют и туманности особого рода. Гершель открыл свыше 400 новых, в основном намного более слабых, «неразложимых» на звёзды даже его мощным телескопом или «млечных» туманностей. На небе они располагались крайне неравномерно - кучами, а эти кучи и отдельные туманности объединялись в длинные полосы - пласты. Гершель выделил два пласта туманностей, и наиболее заметный из них назвал «пласт Волос Вероники», поскольку именно на это созвездие и соседнее созвездие Девы приходилась наиболее богатая туманностями часть пласта. Кроме того, Гершель отметил его продолжение в некоторых других северных созвездиях - Большой Медведицы, Льва - и указал на то, что его расположение перпендикулярно Млечному Пути. Он допустил, что этот пласт, подобно нашему Млечному Пути, может охватывать кольцом по большому кругу всё небо, продолжаясь в южной полусфере. С гениальной проницательностью он увидел в стремлении туманностей скучиваться и образовывать пласты - характерные структурные черты наблюдаемой Вселенной.
20-футовый телескоп У. Гершеля
Гершель сравнивал эти туманные пласты с геологическими пластами, в которых как бы записана история Земли.
Только в 1953 г., французский астроном Жерар де Вокулёр окончательно установил (видимо, даже не зная о пионерских работах Гершеля), что в характерных пластах, состоящих, как тогда уже было известно, не из туманностей, а из других галактик, содержится экваториальная часть огромной сверхсистемы из десятков тысяч галактик, одной из которых является наша. Гершеля можно назвать первооткрывателем крупномасштабной структуры Вселенной, привлекающей сейчас столь большое внимание космологов.
Дом У. Гершеля в Бате. Здесь была открыта планета Уран
Открытия Гершеля в мире туманностей поистине неисчерпаемы. Три его каталога новых туманностей и звёздных скоплений (1786, 1789 и 1802 гг.) содержали две с половиной тысячи этих объектов, большинство из которых являются, как оказалось, галактиками. Гершель открыл и описал множество форм туманностей, в том числе отметил «кометообразные» туманности, рассматривающиеся в наши дни как важный этап рождения звёзд. Он впервые обратил внимание на существование двойных и кратных туманностей и представил их как реальные физические системы.
Таким образом, Гершель первым высказал идею эволюции космической материи под действием сил гравитации. Так как ему удалось разложить некоторые туманности на звёзды, он считал тогда все их далёкими звёздными системами - «млечными путями» - и потому предложил во избежание путаницы писать название нашей системы с прописных букв - Млечный Путь. Среди отмеченных Гершелем почти 200 двойных и кратных туманностей около половины оказались реальными кратными системами, а 19 (у Гершеля - с перемычками) отнесены сейчас к так называемым взаимодействующим галактикам. Последние повторно были открыты и рассмотрены лишь в XX в, Фрицем Цвикки и особенно подробно - Борисом Александровичем Воронцовым-Вельяминовым. Высказал Гершель и важную идею о том, что в местах случайной повышенной пространственной плотности звёзд должна возникать «скапливающая сила», которая делает дальнейший процесс гравитационного сжатия необратимым. (Эти идеи много позже развил Джеймс Джинс.)
Удивительное открытие Гершель сделал в 1791 г. К тому времени среди огромного разнообразия туманностей он выделил особый класс - туманности в виде маленьких дисков с совершенно равномерным распределением в них слабого зеленоватого свечения. По внешнему виду они напоминали Уран и были названы им планетарными. Сначала Гершель считал их также звёздными системами, причём самыми далёкими. Но когда в 1791 г. он обнаружил подобный объект в Персее (известная ныне планетарная туманность NGC 1514), где в центре бледного диска находилась яркая точка, то сделал правильный вывод: материя вокруг яркого центра - обычной звезды - имеет не звёздную, а диффузную природу. Воображение Гершеля пленила яркая картина, как материя собирается силами тяготения к центру, таким образом формируя центральную звезду. (На самом деле, как сегодня известно, эти туманности расширяются.) Теперь Гершель мог разделить неразложимые «млечные» туманности на «истинные» и «ложные» (далёкие звёздные системы).
Разгадка структуры планетарных туманностей, однако, надолго увела Гершеля от правильного толкования «млечных» туманностей вообще, особенно с яркими ядрами. Он стал объяснять их как формирующиеся звёзды, а в разнообразии форм усматривал различные стадии этого процесса. Несмотря на ошибочность объяснения конкретных объектов, сама идея сыграла большую роль в развитии эволюционных представлений о природе вообще. В астрономии идея развития природы, впервые прозвучавшая в работах Иммануила Канта, благодаря Гершелю укрепилась даже раньше, чем в биологии, где её родоначальником стал Жан Батист Ламарк (1809 г.). Лаплас от издания к изданию корректировал свою космогоническую гипотезу в соответствии с открытиями Гершеля.
Выдвинув такие, казавшиеся в его время смелыми идеи, как пластообразное распределение туманностей, эволюция космической материи и продолжающееся формирование звёзд из диффузной материи, Гершель проявил себя глубоко мыслящим философом.
В последние годы жизни Гершель, наблюдая с 40-футовым телескопом, убедился в недостижимости границ Галактики. Убедился он и в том, что не все млечные туманности - сгустки диффузной материи и что даже самые слабые из них, обнаруженные на пределе видимости, могут быть другими далёкими «млечными путями».
Гершель вёл наблюдения каждую ясную ночь в течение более чем 30 лет и лишь в 1807 г., после тяжёлой болезни, стал отходить от них. Он скончался 23 (по другим источникам - 25) августа 1822 г. «Сломал засовы Небес », - написано на его могильном камне.
Сестра Уильяма Каролина Лукреция Гершель (1750 - 1848) - знаменитейшая женщина-астроном. Она обработала и после смерти брата издала каталог 2500 туманностей и звёздных скоплений Гершеля. Она самостоятельно открыла 8 комет и 14 туманностей.
Знаменитым астрономом был и его сын Джон Фредерик Уильям Гершель (1792-1871), продолживший наблюдения, начатые его отцом. Он также являлся почётным членом Петербургской Академии наук.
Немецкий астроном и оптик, основоположник звёздной астрономии. Отец физика и астронома учёного Джона Гершеля .
Родился в Германии в семье военного музыканта и здесь же получил домашнее образование.
В 1757 году Вильгельм Гершель, чтобы избежать солдатчины в Семилетней войне, переехал, точнее - смог остаться, в Англии. Здесь он днём работал учителем музыки, играл на органе, а ночью самостоятельно изучал астрономию.
В 1773 году, не имея средств для покупки большого телескопа, Вильгельм Гершель научился шлифовать зеркала и конструировать телескопы, как для своих исследований, так и для продажи.
Любитель-астроном король Георг III, произвёл его в королевские астрономы и профинансировал постройку его обсерватории.
В 1781 году Вильгельм Гершель открыл планету Уран (это было первое открытие новой планеты со времён античности), а через 6 лет - два его спутника ещё позже открыл 2 спутника Сатурна.
В 1789 Вильгельм Гершель построил самый большой по тому времени телескоп-рефлектор с фокусным расстоянием 122 см.
С помощью изготовленных им мощных телескопов Вильгельм Гершель производил систематические обозрения звёздного неба, исследовал звездные скопления, двойные звезды, многочисленные туманности, открыл инфракрасное излучение.
«В просвещённой Англии хороший музыкант не мог остаться без работы. Вдобавок, у парня были золотые руки: он научился сам чинить органы, а потом и строить их. Но чем заполнить досуг?
Гершель увлёкся процветающей английской наукой. Он прочёл книгу Ньютона «Оптика» и решил смастерить телескоп своими руками: быть может, ему повезёт открыть на небе некую новинку? С годами построенные Гершелем телескопы становились всё лучше: их бронзовые зеркала он шлифовал сам, вместе с сестрой Каролиной. В 1781 году труды любителя увенчались поразительным успехом: Гершель открыл в Солнечной системе новую планету - Уран.
Почему этого никто не сделал раньше? Потому, что никто не искал новые планеты: все любители искали новые кометы или новые звёзды.
Гершель тоже сперва принял Уран за звезду; потом разглядел, что это не точка, а пятнышко и принял его за комету. Но долгое слежение за «кометой» позволило рассчитать её орбиту: оказалось, что это планета с периодом около 80 лет (чуть больше, чем у кометы Галлея но у той орбита более вытянута). Теперь Гершель прославился на всю Европу, но не почил на лаврах, а продолжил изучение планет и их спутников.
Он открыл два спутника Урана, ещё два спутника Сатурна; Гершель также выяснил периоды вращения Сатурна и его колец (для Юпитера это раньше сделал Брэдли). После таких открытий Гершель перенёс своё внимание в звёздный мир.
Он начал с попыток измерить параллаксы двойных звёзд; потерпев неудачу, Гершель установил, что большинство парных звёзд обращаются около общего центра тяжести, повинуясь законам Кеплера .
Затем Гершель принялся измерять скорости сдвига тех звёзд, которые изменили своё положение на небе в темпе десятилетий или веков (как Сириус и Арктур). Изучив дюжину таких звёзд, Гершель нарисовал векторы их сдвигов по небу - и обнаружил, что все они «разбегаются» в стороны от некой точки на небосводе, ничем не примечательной.
Гершель сразу сообразил: это не звёзды разбегаются в стороны, а само Солнце летит в их сторону! Мы теперь часто видим такую картинку на телеэкране; то же самое видит лыжник или бегун, мчась среди деревьев.
Так Гершель узнал вектор скорости Солнца - в процессе вращения Галактики около её оси. Затем Гершель заинтересовался тонкой структурой Млечного Пути: из чего состоят заметные в нём светлые сгустки и тёмные пятна? Оказалось, что каждый яркий комок распадается на звёзды, тогда как туманности бывают светлые и тёмные. Они, вероятно, состоят из пыли и иногда освещены соседними звёздами, как фонарями.
Поняв всё это. Гершель захотел понять строение Солнца: прежде всего, тёмных пятен на нём. Тут он грубо и показательно ошибся, ибо термодинамику вовсе не знал! Научиться ей тогда можно было только у инженеров-практиков (вроде Уатта) - но старый Гершель с такими людьми не общался. По неведению, он решил, что пятна на Солнце суть прогалины в его раскалённых облаках: там заметна тёмная (холодная) поверхность Солнца, мы же ощущаем только излучение верхнего слоя солнечной атмосферы! На всякого мудреца - довольно и простоты...
Однако не все увлечения старого Гершеля приводили к заблуждениям. Однажды он решил испытать: какую долю тепла несут от Солнца лучи разных цветов? Пропустив свет Солнца через призму, Гершель положил термометры в разные зоны спектра, не забыв (для контроля) положить два термометра по бокам спектра. И вот: один из них (рядом с красной зоной) заметно нагрелся! Так были нечаянно открыты инфракрасные лучи. Через год (1801) другой астроном - Риттер открыл ультрафиолетовые лучи: тут пригодилась химическая активность света».
Смирнов С.Г., Лекции по истории науки, М., Изд-во МЦНМО, 2012 г., с. 70-71.
На основе своих многолетних наблюдений Вильгельм Гершель построил звёздно-космогоническую теорию эволюции Вселенной под действием сил тяготения - от разреженных, хаотических форм к сложноорганизованным звёздным системам.
