Уильям ГершельFrederick William Herschel

Уильям Гершель

нем. Wilhelm Herschel

Дата рождения15 ноября 1738 года
Место рожденияГанновер
Дата смерти25 августа 1822 года
Место смертиВеликобритания

Фредерик Уильям Гершель

(
Фридрих Вильгельм Гершель
,
Виллиам Гершель
, англ. Frederick William Herschel) — британский астроном.

[править] Биография

Поступил на службу гобоистом в военный оркестр.

В 1755 году в составе полка был командирован из Ганноверского куфрюршества в Англию (эти два государства в то время были связаны личной унией).

В 1757 году дезертировал с военной службы и прибыл в Англию, куда несколько ранее переселился его брат Яков, капельмейстер Ганноверского полка. Стал органистом и учителем музыки в Галифаксе, в Лондоне зарабатывал переписыванием нот, затем переехал в курортный город Бат, где стал распорядителем публичных концертов. Интерес к музыкальной теории привёл его к математике, а математика к оптике, увлечение которой привели к занятиям астрономией, которую изучил самостоятельно.

В 1773 году, не имея средств для покупки большого телескопа, Гершель стал сам шлифовать зеркала и конструировать телескопы и в дальнейшем сам изготавливал оптические приборы как для собственных наблюдений, так и на продажу. Гершель изготовил сотни зеркал для телескопов.

С 1773 года стал заниматься наблюдениями за небом.

С середины 1770-х годов Гершель начал серию обзоров звёздного неба своим «методом черпков» (подсчёты звёзд в избранных площадках). В результате учёный впервые наметил общую форму Галактики, оценив её размеры и сделав вывод о её изолированности в пространстве как одном из звёздных «островов» во Вселенной. Компактные звёздные сгущения он интерпретировал как реальные скопления звёзд. Данные работы положили начало звёздной статистике.

13 марта 1781 года открыл планету Уран.

Английский король Георг III, любитель астрономии и покровитель ганноверцев, произвёл Гершеля в чин Королевского Астронома с доходом 200 фунтов в год и снабдил его средствами для постройки отдельной обсерватории.

В 1781 году — лауреат медали Копли.

С 1782 года вместе с ассистировавшей ему сестрой Каролиной постоянно работали над совершенствованием телескопов и астрономическими наблюдениями.

В 1784 году впервые выяснил закономерность распределения туманностей — их тенденцию скапливаться в пласты.

В 1786, 1789 и 1802 годах открыл свыше 2 500 новых туманностей и звёздных скоплени. Гершель отметил 182 двойные и кратные туманности, высказал догадку о физической связи их компонентов.

В 1786−1989 годах построил свой крупнейший и самый большой телескоп своего времени 40-футовый (12 м) рефлектор с диаметром зеркала 122 см, фокусное расстояние 12 м, диаметр зеркала 49½ дюймов (126 см), впервые эффективно применив в нём однозеркальную схему.

11 января 1787 года открыл спутники Урана — Титанию и Оберон (11 января), а в 1797 году — открыл их обратное движение.

В 1788 году женился на англичанке Мэри Питт.

В 1789 году открыл спутники Сатурна — Мимас (17 сентября) и Энцелад (28 августа).

В 1790 году измерил период вращения Сатурна и его колец, а также сделал 60-см рефлектор по заказу Мадридской Королевской обсерватории.

В 1791 году обосновал существование «истинных» туманностей — из разреженной самосветящейся материи и выдвинул небулярную звёздно-космогоническую гипотезу сгущения звёзд и их скоплений из диффузной материи, развив её в 1802 и 1811 годах в концепцию эволюции космической материи.

В 1800 году открыл инфракрасные лучи в спектре Солнца.

В 1803 году открыл существование физических двойных звёзд.

Основные исследования посвящены звёздной астрономии. Из наблюдений за двойными звёздами, предпринятых для определения параллаксов, учёный сделал новаторский вывод о существовании звёздных систем (прежде предполагалось что двойные звёзды лишь случайно расположены на небе таким образом, что при наблюдении оказываются рядом) — открыл существование систем двойных и сложных звёзд. Много наблюдал туманности и кометы, также составляя тщательные описания и каталоги (их систематизацией и подготовкой к публикации занималась его сестра Каролина). Гершель также изучал структуру Млечного Пути и пришёл к выводу, что он имеет форму диска, а Солнечная система находится в составе Млечного Пути. Гершель считал, что все планеты обитаемы, что под горячей атмосферой Солнца находится плотный слой облаков, а ниже — твёрдая поверхность планетарного типа и пр. Больше всего Гершель известен открытием планеты Уран, а также двух её спутников — Титании и Оберона. Открыл два спутника Сатурна. Обнаружил движение Солнечной системы в пространстве (в сторону созвездия Геркулеса). Стал первооткрывателем инфракрасного излучения (сделано во время следующего эксперимента: расщепив солнечный свет призмой, учёный поместил термометр сразу за красной полосой видимого спектра и показал, что температура повышается, а, следовательно, на термометр воздействует световое излучение, недоступное человеческому зрению). Ввёл термин «астероид». Составил 3 каталога двойных звёзд. Одним из первых начал изучение солнечного и звёздных спектров.

В биологии изучал при помощи микроскопа кораллы, по строению клеток определив их принадлежность к животным, а не к растениями. Как предшественник астробиологии, Гершель пытался найти доказательства следов жизни на Луне.

Оставил Гершель след и в экономике: он сопоставил собранные им почти за 200 лет данные о солнечных пятнах с рыночными ценами на пшеницу. Связь оказалась закономерной — цены были тем меньше, чем выше была солнечная активность. Климат в это время становится более влажным, поэтому урожаи пшеницы — обильнее, а рыночные цены на неё — ниже.

Сочинил 24 симфонии, а также некоторые другие музыкальные произведения.

Умер 25 августа 1822 года в Слау, неподалёку от Лондона.

Его именем были названы кратер на Луне, кратер на Марсе, кратер на Мимасе, и несколько новейших астрономических проектов.

Сын — Джон Гершель.

Сказка о музыканте Уильяме Гершеле, который расширил космос вдвое

Ник. Горькавый «Наука и жизнь» №7, 2012

(Другие научные сказки Ник. Горькавого см. в «Науке и жизни» №11, 2010, №12, 2010, №1, 2011, №2, 2011, №3, 2011, №4, 2011, №5, 2011, №6, 2011, №9, 2011 , №11, 2011, №6, 2012)

Великий астроном и музыкант Уильям (Вильгельм) Гершель (1738–1822). Художник Л. Ф. Эббот (1760–1802). Фото с сайта www.npg.org.uk

– Сегодня я прочитаю вам сказку о человеке, который соединил в себе два выдающихся таланта — астронома и музыканта, — начала принцесса Дзинтара, глядя на Галатею и Андрея.

В 1738 году в немецком городе Ганновере у бедного музыканта Исаака Гершеля, который нередко проводил время за телескопом, разглядывая звёздное небо, родился сын Вильгельм. Мальчик оказался музыкально одарённым и уже к четырнадцати годам профессионально играл на скрипке и гобое. Вильгельм служил в военном оркестре. Ему было всего девятнадцать, когда полк командировали в Англию. Младшая сестра Гершеля, Каролина Лукреция, очень любила брата и, когда тот уезжал за море, в далёкую страну, безутешно плакала. Вильгельм поклялся, что обязательно вернётся и заберёт её с собой.

Клятвы, данные детям, мало кто из взрослых держит: чего не скажешь второпях, чтобы ребёнок не плакал!

— Это неправда! Ты всегда выполняешь свои обещания! — возмутилась Галатея.

— Стараюсь, но так написано в сказке, которую я читаю, — улыбнулась Дзинтара и продолжила: — Война, сотрясавшая Европу, разбросала по разным странам всех братьев Каролины. Отец семейства умер, и его повзрослевшую дочь ждало безрадостное будущее. В восемнадцатом веке девушкам из бедных семей не полагалось думать о серьёзной профессии, их обычный удел — мечты о замужестве, кухня и шитьё.

— Р-р-р! — зарычала Галатея. Она не хотела прерывать маму, но не высказаться не могла.

— Такая судьба была не по сердцу Каролине, и девушка, которой уже исполнилось двадцать два, впала в отчаяние. И вот однажды в ненастный, холодный день Каролина получила из далёкой Англии письмо от любимого брата. Девушка открыла конверт и не поверила своим глазам: брат писал, что зовёт её к себе! К тому времени Вильгельм стал известным музыкантом. В Англии его звали Уильямом, под этим именем он известен всему миру. В городе Бате брат купил трёхэтажный дом. Он предлагал сестре переехать к нему и начать карьеру певицы! Никогда ещё Каролина не была так счастлива: брат не забыл своего обещания, данного совсем маленькой девочке!

Очень скоро девушка оказалась на палубе парусного корабля, плывущего в Англию. Плеск волн и хлопанье парусов наполняли её душу музыкой. На пристани Каролину ждал брат. Только увидев заплаканное и сияющее лицо сестры, Уильям осознал до конца, какое правильное письмо он ей послал.

— Молодец! — одобрил Гершеля Андрей.

— Каролина стала вести хозяйство в доме холостого брата и с успехом выступать с его оркестром. Её начали приглашать оркестры других городов. А Уильям стал не только известным музыкантом, но и композитором, написавшим за свою жизнь двадцать четыре симфонии.

Но звёзды имели другие виды на музыканта Уильяма Гершеля и певицу Каролину Гершель.

Ещё в детстве Уильям кроме музыки увлёкся сначала математикой, потом оптикой, а затем без памяти влюбился в астрономию! День он отдавал музыке, вечером отливал и шлифовал бронзовые зеркала для телескопов системы Ньютона, а ночью наблюдал за звёздами.

— Когда же он спал? — спросила Галатея.

— Лучше не спрашивай, — покачала головой Дзинтара.

Часть дома Гершель превратил в литейную мастерскую. Каролина ужасалась, глядя на усталого брата, задыхавшегося от едких испарений и жары: плавить медь и олово в домашних условиях, чтобы получить бронзу, — дело не только грязное и трудное, но и опасное. Был случай, когда плавильная печь лопнула и расплавленная бронза хлынула на каменные плиты пола, которые стали трескаться с ужасным шумом. Но Каролина оказалась верным ассистентом: она помогала брату наблюдать за звёздами и даже кормила с ложечки, когда он не мог отвлечься от шлифовки бронзовых зеркал. Однажды Уильям шестнадцать часов подряд, не отрывая рук, полировал огромное зеркало!

— Никогда не думала, что астрономы могут быть такими героями! — сказал Андрей.

— Тридцатишестилетний Уильям Гершель построил телескоп с 500-кратным увеличением и начал систематические наблюдения. Денег ему за это не платили, но он следовал велениям души, которая не могла жить без звёзд. Сестра ассистировала ему и вела записи.

Так прошло семь лет. Ночью 13 марта 1781 года Гершель заметил среди ярких точечных звёзд смутное пятнышко. «Какая необычная звезда!» — удивлённо подумал он и записал координаты нового светила в журнале наблюдений, отметив, что обнаружил «или любопытную туманную звезду, или, возможно, комету». Взволнованный Гершель оторвался от телескопа лишь тогда, когда небо посветлело и новый объект стал невидим.

Следующая ночь выдалась облачной, и, к досаде Уильяма, увидеть странную звезду не удалось. Пятнадцатого марта развиднелось. Гершель поспешил к телескопу и с удивлением обнаружил, что новый объект за два дня сместился относительно звёзд.

«Значит, это комета!» — решил астроном и сообщил о своём открытии в Гринвичскую обсерваторию. Круг наблюдателей нового объекта значительно расширился. Королевский астроном Невил Маскелайн (1732–1811) высказал предположение, что, возможно, это новая планета.

Планета Уран с кольцами и спутниками. Фото НАСА с сайта apod.nasa.gov

Планета Уран с кольцами и спутниками. Фото НАСА с сайта apod.nasa.gov

К лету накопилось значительное количество наблюдений. Петербургский академик А. И. Лексель (1740–1784) провёл расчёты и сообщил, что обнаруженный объект находится на почти круговой орбите радиусом в девятнадцать раз больше, чем расстояние от Земли до Солнца, и в два раза больше, чем орбита Сатурна. Период обращения нового тела вокруг Солнца — 84 года. Значит, Гершель действительно обнаружил не комету, а новую планету. И назвали её Уран, в честь греческого бога неба Урана. Сенсация облетела весь мир!

Тысячелетиями люди видели пять планет, движущихся по небу. Птолемей считал, что они вращаются вокруг Земли. Коперник доказал, что планеты обращаются вокруг Солнца и наша Земля тоже, — она оказалась самой обычной планетой в Солнечной системе — одной из шести. До этого времени Сатурн, расположенный от нашего светила в девять с половиной раз дальше, чем Земля, считался самой дальней планетой, краем Солнечной системы. В этом были уверены Аристотель и Платон, Птолемей и Коперник, Кеплер и Ньютон, и не только астрономы, но и епископы. Все знали, что за Сатурном есть лишь звёзды! Весть об открытии седьмой планеты, в четыре раза большей, чем Земля, и почти в пятнадцать раз массивнее её, потрясла умы людей и изменила привычную картину мира. Каролина гордилась братом и радовалась, что в его открытиях есть часть её труда.

Вот так, вдвоём, наблюдали за звёздами Уильям Гершель и его сестра Каролина. Старинная гравюра. Изображение с сайта www.klima-luft.de

Новую планету Гершель открыл неожиданно. Но было ли это открытие случайным? Уильям писал: «Сложилось мнение, будто Уран привёл в поле зрения моего телескопа счастливый случай, но полагать так — явная ошибка. Ведь я последовательно рассматривал каждую звезду… а потому в ту ночь настал её черёд быть открытой… 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».

Действительно, открытие Урана выглядело неожиданным, но на самом деле было закономерным итогом постоянных кропотливых наблюдений.

В том же, 1781 году Гершеля избрали членом Лондонского королевского общества, а годом позже английский король назначил признанного музыканта своим личным астрономом. Уильям вместе с Каролиной переехал поближе к королю. Бывший музыкант, а ныне знаменитый астроном строил более крупные телескопы, самый большой из них — с диаметром зеркала один метр двадцать сантиметров.

— Вот так музыкант! — восхитилась Галатея.

— Благодаря таким мощным телескопам открытия следовали одно за другим. За несколько лет Гершель обнаружил два спутника Урана: Титанию и Оберон, а потом и два новых спутника Сатурна: Энцелад и Мимас. Он измерил период обращения Сатурна, определил направление движения Солнца среди соседних звёзд, заметил сезонные изменения полярных шапок Марса, открыл двойные звёзды и выпустил первый каталог таких звёзд с исследованием их орбит.

— Его открытий хватило бы на несколько человек! — воскликнул Андрей.

— Верно. Но это ещё не всё! Измеряя блеск звёзд, Гершель открыл невидимое инфракрасное излучение. С помощью своего телескопа ему удалось обнаружить тысячи звёздных туманностей и галактик. Он первый понял, что наша Галактика — Млечный Путь — остров из звёзд, окружённый сравнительной пустотой, и оценил его размер в семь тысяч световых лет. Оценка, которую дал Гершель, на самом деле занижена. Реальные размеры нашей Галактики — 100 тысяч световых лет, в 14 с лишним раз больше. И всё равно цифра, названная Гершелем, потрясла его современников: Млечный Путь оказался, по их представлениям, чудовищно огромным.

Открытия астронома и музыканта Уильяма Гершеля никак нельзя назвать случайными. Он вёл наблюдения за звёздным небом каждую ясную ночь более тридцати лет! Лишь тяжёлая болезнь заставила семидесятилетнего астронома отступить от этого правила и наблюдать звёзды реже.

Уран — единственная планета в Солнечной системе, которая вращается, «лёжа на боку», поэтому её спутники образуют что-то вроде колеса обозрения. Фото ESO/VLT с сайта www.eso.org

Уран — единственная планета в Солнечной системе, которая вращается, «лёжа на боку», поэтому её спутники образуют что-то вроде колеса обозрения. Фото ESO/VLT с сайта www.eso.org

Главное достижение Гершеля — это, конечно, обнаружение новой планеты. Благодаря ему все поняли, что эпоха великих открытий в Солнечной системе ещё не закончилась. Вдохновлённые открытием Урана, астрономы бросились искать в ней новые планеты. В первую очередь они обратили свой взор на область между Юпитером и Марсом, опираясь на правило Тициуса—Боде, получившее известность в 1772 году. Согласно правилу, радиус орбиты каждой планеты в два раза больше, чем у её внутренней соседки. Новичок Уран подтвердил это — его орбита находится от Солнца ровно в два раза дальше, чем орбита Сатурна.

Правило Тициуса—Боде

Правило Тициуса—Боде

Лишь Юпитер бессовестно нарушил правило: его орбита находится в три с лишним раза дальше орбиты Марса. Поэтому астрономы давно подозревали, что в промежутке между Марсом и Юпитером что-то прячется. Действительно, в 1801 году итальянский астроном Джузеппе Пиацци (1746–1826) открыл в этой зоне небольшую планету Цереру. За шесть лет другие астрономы обнаружили ещё три маленькие планеты с похожими орбитами. Их стали называть астероидами, так как они оказались «звёздоподобными», то есть не имели диска, типичного для больших планет при наблюдении их в телескоп. За двести лет в этой области, названной поясом астероидов, удалось обнаружить сотни тысяч небесных тел.

Открыв Уран, Уильям Гершель расширил размер Солнечной системы вдвое. На могиле астронома и музыканта написано: «Он разбил преграды неба». Его сестра, певица Каролина Гершель, постепенно сама превратилась в опытного астронома: открыла четырнадцать туманностей, а также восемь новых комет, став первой в мире женщиной — открывательницей комет.

После смерти брата Каролина завершила работу по составлению каталога из двух с половиной тысяч звёздных туманностей, которые наблюдал Уильям. За это Королевское астрономическое общество наградило её золотой медалью. В честь Каролины её вторым именем — Лукреция — назвали 281-й астероид.

— Молодчина! Я так рада за неё! — не утерпела Галатея.

— Жизненный путь Каролины оказался долгим и полным событий. Она вошла в историю как одна из самых знаменитых женщин-астрономов. Каролина прожила девяносто семь лет и стала свидетелем не только открытия Урана, но и того, как эта планета указала дальнейшую дорогу к неведомым окраинам Солнечной системы.

Но это совсем другая история.

Световой год — расстояние, которое свет проходит за год в вакууме без учёта гравитационного поля. Расстояние от Солнца до Земли, равное 149,6 млн км, свет проходит всего за 500 секунд. Иоганн Тициус (1729–1796) — немецкий физик и математик. В 1766 году установил правило Тициуса—Боде. Иоганн Боде (1747–1826) — немецкий астроном. Опубликовал правило Тициуса—Боде в 1772 году.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 4 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: