Viljamas Heršelis — astronomas, atradęs Uraną ir infraraudonąją spinduliuotę
Viljamas Heršelis — genijus astronomijoje: atrado Uraną, infraraudonąją spinduliuotę, kūrė didelius teleskopus ir žvaigždžių katalogus; mokslo ir muzikos legendos istorija.
Seras Frederikas Viljamas Heršelis FRS (1738 m. lapkričio 15 d. - 1822 m. rugpjūčio 25 d.) – vokiečių ir britų astronomas, vienas svarbiausių XVIII–XIX a. mokslininkų. Jis labiausiai žinomas dėl to, kad 1781 m. atrado Uraną, tačiau jo indėlis į astronomiją gerokai platesnis: Heršelis atrado infraraudonąją spinduliuotę, tirė dvinares žvaigždes, sudarė išsamius žvaigždžių ir miglų katalogus bei pastatė daug galingų teleskopų, tarp jų ir tuo metu didžiausią pasaulyje.
Gyvenimas ir karjera
Heršelis gimė Hanoverio kunigaikštystėje (dabartinė Vokietija). Jaunystėje jis emigravo į Didžiąją Britaniją, kur pradėjo karjerą kaip muzikantas. Jis grojo violončele, obojumi, klavesinu ir vargonais, komponavo ir atliko koncertus – sukūrė tarp kitko 24 simfonijas bei daugybę koncertų ir bažnytinės muzikos. Muzikinė karjera suteikė jam pajamų, bet kartu Heršelis savo laisvalaikį skyrė gamtos mokslams ir instrumentų gamybai.
Atradimai ir moksliniai darbai
Heršelis pradėjo intensyviai domėtis astronomija, pats gamino veidrodinius teleskopus ir nuolat tobulino jų konstrukcijas. Jo darbai apima:
- Uranas (1781) – stebėdamas dangaus sritį jis pastebėjo „žvaigždę“, kurią iš pradžių laikė kometa; vėlesni skaičiavimai parodė, kad tai naujas planetos tipas – vėliau pavadintas Uranu. Šis atradimas išplėtė Saulės sistemos ribas ir pakeitė to meto astronominį mąstymą.
- Infraraudonoji spinduliuotė (1800) – atlikdamas eksperimentus su šviesos spektro skaidymu prizmėje, Heršelis termometru matavo šilumą skirtingose spektro vietose ir nustatė, kad už raudonosios šviesos ribos temperatūra dar kyla – taip buvo atrasta nematoma šviesos dalis, vėliau pavadinta infraraudonąja spinduliuote.
- Dvinės žvaigždės ir katalogai – Heršelis tyrinėjo žvaigždžių poras (dvinarius sistemų), skyrė mechanines sąveikas ir orbitas, taip pat sudarė plačius miglų bei žvaigždžių katalogus, kurie buvo svarbus pagrindas vėlesniems dangaus tyrimams.
- Teleskopų gamyba – jis pats kūrė veidrodinius teleskopus, eksperimentavo su veidrodžių liejimu ir poliravimu; mėgstamiausias jo projektas buvo didysis, ilgo židinio nuotolio reflektorius, kuris padėjo fiksuoti silpnesnius dangaus objektus.
- Kiti atradimai – Heršelis atrado kelias Uraną supančias palydovų sistemas (pvz., Titaniją ir Oberoną), tyrinėjo miglinių objektų struktūrą ir prisidėjo prie mūsų supratimo apie Paukščių Taką.
Bendradarbiavimas ir šeima
Heršelis glaudžiai dirbo su savo seserimi Caroline Herschel, kuri pati tapo žinoma astronome ir atrado keletą kometų bei padėjo rengti katalogus. Vėliau jos sūnus John Herschel taip pat tęsė šeimos astronominę tradiciją ir išplėtojo tėvo palikimą.
Paveldas ir pripažinimas
Heršelio darbai pakeitė astronomiją: jo mechaniniai ir optiniai eksperimentai, stebėjimai ir katalogai sudarė tvirtą pagrindą tolimesniems dangaus tyrimams. Jo garbei pavadinti įvairūs observatorijų instrumentai, krateriai Mėnulyje ir Marse, taip pat ESA paleistas astronomijos palydovas „Herschel“. Heršelis buvo pripažintas Britanijos mokslo bendruomenės – jis tapo FRS ir gavo kitų garbės apdovanojimų.
Mirė ir palikimas
Heršelis mirė 1822 m. Slough (Anglija). Jo gyvenimas – nuo profesionalaus muzikanto iki vieno įtakingiausių to meto astronomų – rodo, kaip smalsumas, rankų darbas ir sistemingumas gali atvesti prie fundamentalių mokslo atradimų.
Viljamas Heršelis
Ankstyvasis gyvenimas
Heršelis gimė Hanoverio elektorate, vienas iš dešimties vaikų. Jo tėvas buvo žydų kilmės Hanoverio karinio orkestro obojininkas. 1755 m. Hanoverio gvardiečių pulkas, kuriame kaip obojininkai grojo Vilhelmas ir jo brolis Jakobas, gavo įsakymą vykti į Angliją. Tuo metu Didžiosios Britanijos ir Hanoverio karūnos buvo sujungtos valdant Jurgiui II. Kitais metais broliai pasitraukė iš gvardijos orkestro ir persikėlė į Londoną, kad išvengtų Septynerių metų karo.p4 Vilhelmas, kuriam tuo metu buvo devyniolika metų, greitai išmoko anglų kalbą. Anglijoje jis pasivadino angliška savo vardo versija - Frederick William Herschel.
Astronomija
Heršelio muzika paskatino jį domėtis matematika ir lęšiais. Po 1773 m. jo susidomėjimas astronomija sustiprėjo ir jis susipažino su Anglijos karališkuoju astronomu Nevilu Maskelynu. Jis pradėjo konstruoti savo atspindinčiuosius teleskopus ir praleisdavo iki 16 valandų per dieną šlifuodamas ir poliruodamas metalinius pirminius veidrodžius.
Uranas
Kai atrado Uraną, Heršelis ieškojo ne planetos, o tyrinėjo žvaigždes; tai buvo atsitiktinis atradimas.
Tai buvo pirmasis naujos planetos atradimas nuo senų laikų. Pirmosios penkios - Merkurijus, Venera, Marsas, Jupiteris ir Saturnas - yra matomos plika akimi ir žinomos nuo ankstyvosios istorijos. Uranas buvo pirmoji teleskopu atrasta planeta. Tiesą sakant, Uraną jau anksčiau buvo matę kiti stebėtojai su teleskopais, tačiau žemėlapiuose jis buvo pažymėtas kaip nejudanti žvaigždė. Heršelis pastebėjo, kad jis juda žvaigždžių fone, ir iš pradžių manė, kad tai kometa. Jo matavimais pasinaudojo prancūzų matematikas Pjeras Laplasas, kuris nustatė jo orbitą ir įrodė, kad tai planeta.
Heršelis naująją planetą pavadino "Georgijaus žvaigžde" (Georgium sidus) pagal karaliaus Jurgio III vardą, ir tai sulaukė jo palankumo, tačiau šis pavadinimas neprigijo. Prancūzijoje, kur, jei įmanoma, buvo vengiama minėti Didžiosios Britanijos karalių, planeta buvo vadinama "Heršeliu", kol visuotinai prigijo "Urano" pavadinimas. Tais pačiais metais Heršeliui buvo įteiktas Koperio medalis ir jis buvo išrinktas Karališkosios draugijos nariu. 1782 m. jis buvo paskirtas "Karaliaus astronomu". Gavęs dosnų karaliaus apdovanojimą, jis galėjo nutraukti muziko darbą ir visą savo laiką skirti astronomijai. Apdovanojimas buvo 200 svarų sterlingų metinė pensija iki gyvos galvos Heršeliui ir 50 svarų sterlingų per metus Karolinai. Darbus prie 40 pėdų teleskopo taip pat rėmė karaliaus stipendija. p6
Heršelio teleskopai
Per savo karjerą jis sukonstravo daugiau kaip keturis šimtus teleskopų. Tai daryti jam padėjo brolis Aleksandras, kuris, kaip ir Karolina, visą laiką dirbo Heršelio padėjėju.
Didžiausias ir garsiausias jo teleskopas buvo atspindintis teleskopas su 48 colių skersmens (1,2 m) pagrindiniu veidrodžiu ir 40 pėdų (12 m) židinio nuotoliu. Šis teleskopas buvo didžiausias pasaulyje nuo 1789 m. iki tol, kol po 50 metų buvo išmontuotas (išardytas).p6 Veidrodis buvo pagamintas iš kieto alavo ir vario metalo lydinio, vadinamo "speculu", kurį jis poliravo rankomis.
1789 m. rugpjūčio 28 d., pirmąją naktį, kai stebėjo šiuo instrumentu, jis atrado naują Saturno mėnulį. Antrasis mėnulis atsirado per pirmąjį stebėjimo mėnesį. Tačiau 40 pėdų teleskopu buvo nepatogu naudotis, todėl daugumą stebėjimų jis atliko mažesniu 18,5 colio (47 cm) 20 pėdų (6,1 m) židinio nuotolio reflektoriumi.
Jis ir toliau dirbo teleskopų gamintoju, daugelį jų pardavė kitiems astronomams. Kartu su karaliaus mokama pensija šie pinigai padėjo jam ir dviem jo broliams bei seserims dirbti.
Žvaigždžių katalogas
Heršelis dirbo su savo seserimi Karolina Heršele. Ji užrašinėjo jo stebėjimus, kai jis juos atlikdavo. 1783 m. jis padovanojo Karolinai teleskopą, ir ji pati pradėjo daryti astronominius atradimus, ypač kometų.
Karolina atrado aštuonias kometas, tris miglaines ir, broliui pasiūlius, atnaujino ir pataisė Flamsteedo darbą apie žvaigždžių padėtį. Jis buvo paskelbtas kaip Britų žvaigždžių katalogas. Karališkoji astronomų draugija ją apdovanojo už šį darbą. Karolina taip pat toliau dirbo jo padėjėja.
Dvinarės žvaigždės
Heršelis pirmasis nustatė, kad kai kurios regimosios dvigubos žvaigždės iš tikrųjų yra tikros dvinarės žvaigždžių sistemos, kuriose abi žvaigždės sukasi viena aplink kitą. Tai buvo pirmasis įrodymas, kad Niutono gravitacijos dėsniai galioja už Saulės sistemos ribų. Heršelis atrado 850 dvinarių žvaigždžių ir sudarė pirmąjį dvinarių žvaigždžių katalogą. Jo sūnus Džonas Heršelis atrado dar daugiau žvaigždžių ir išplėtė katalogą.
Saulės sistema ir Pieno kelias
Heršelis tyrinėjo žvaigždžių padėties pokyčius Saulės sistemos atžvilgiu. Pokyčiai vyksta, ir gana greitai, kai kurių netoli esančių žvaigždžių atveju. Be to, juda visa Saulės sistema, ir tai atrado Heršelis.
Tyrinėdamas žvaigždžių judėjimą, jis pirmasis suprato, kad Saulės sistema juda erdvėje. Jis nustatė apytikslę šio judėjimo kryptį. Jis taip pat ištyrė Pieno kelio struktūrą ir padarė išvadą, kad jis yra disko formos. Tai taip pat buvo labai svarbus atradimas.
Infraraudonosios spinduliuotės atradimas
1800 m. vasario 11 d. Heršelis bandė Saulės filtrus, kad galėtų stebėti Saulės dėmes. Naudodamas raudonąjį filtrą jis pastebėjo, kad išsiskiria daug šilumos.
Heršelis atrado infraraudonąją spinduliuotę, praleisdamas saulės šviesą pro prizmę ir laikydamas termometrą vos už raudonosios matomo spektro dalies. Šis termometras turėjo būti kontrolinis, kad būtų galima išmatuoti kambario oro temperatūrą. Jis buvo šokiruotas, kai jis parodė aukštesnę temperatūrą nei matomame spektre. Tolesni eksperimentai leido Heršeliui padaryti išvadą, kad už regimojo spektro ribų turi būti nematoma šviesos forma.
Teleskopo, kuriuo Heršelis atrado Uraną, kopija Viljamo Heršelio muziejuje, Bate
40 pėdų (12 m) teleskopas
Barnardo žvaigždė, esanti už šešių šviesmečių, kas 5 metus rodoma padėtis 1985-2005 m.
Šeima ir mirtis
Viljamas Heršelis ir jo žmona Marija turėjo vieną vaiką - Džoną. 1816 m. princas regentas Viljamą paskyrė Karališkojo gvelfų ordino riteriu.
Heršelis mirė Observatorijos namuose, Windsor Road, Slough, Buckinghamshire, ir yra palaidotas netoliese esančioje Švento Laurenco bažnyčioje, Upton. Jis mirė sulaukęs 84-erių metų, t. y. tiek pat metų, per kiek Uranas apskrieja aplink Saulę. Jo sūnus Džonas Heršelis taip pat tapo garsiu astronomu. Jo sesuo Karolina po brolio mirties grįžo į Hanoverį (Vokietija). Ji mirė 1848 m. sausio 9 d., sulaukusi 97 metų.
Jo name, esančiame 19 New King Street, Bate, Somersete, kur jis pagamino daug teleskopų ir pirmą kartą pastebėjo Uraną, dabar įsikūręs Heršelio astronomijos muziejus.
Klausimai ir atsakymai
K: Kas buvo Frederikas Viljamas Heršelis?
A: Frederikas Viljamas Heršelis (Frederick William Herschel) buvo vokiečių ir britų astronomas, laikomas geriausiu savo laikų astronomu stebėtoju.
K: Kuo Frederikas Viljamas Heršelis yra labiausiai žinomas?
A: Frederikas Viljamas Heršelis geriausiai žinomas dėl to, kad 1781 m. atrado Uraną.
K: Kokių dar astronominių atradimų padarė Heršelis?
A: Heršelis taip pat atrado infraraudonąją spinduliuotę ir dvinares žvaigždes, paskelbė svarbius žvaigždžių ir miglų katalogus.
K: Kokiais instrumentais Heršelis grojo jaunystėje?
A: Jaunystėje Heršelis grojo violončele, obojumi, klavesinu ir vargonais.
K: Kiek muzikos kūrinių sukūrė Heršelis?
A: Heršelis sukūrė daugybę muzikos kūrinių, įskaitant 24 simfonijas, daugybę koncertų ir bažnytinę muziką.
K: Ar Heršelis sukonstravo kokį nors teleskopą?
A: Taip, Heršelis pastatė daugybę teleskopų, tarp jų ir didžiausią tuo metu pasaulyje.
K: Kokia buvo Heršelio profesinė asociacija?
A: Heršelis buvo Karališkosios draugijos narys (FRS).
Ieškoti