Viljams Heršels — astronoms, Urāna atklājējs un komponists (1738–1822)
Viljams Heršels (1738–1822) — izcils astronoms un Urāna atklājējs, infrasarkanā starojuma pionieris, teleskopu būvētājs un talantīgs komponists.
Sers Frederiks Viljams Heršels FRS (1738. gada 15. novembris — 1822. gada 25. augusts) bija vācu un britu astronoms, uzskatāms par vienu no nozīmīgākajiem novērojumu astronomiem savā laikmetā. Viņš ir vislabāk pazīstams ar Urāna atklāšanu 1781. gadā, taču viņa ieguldījums astronomijā būtiski pārsniedz vienu atklājumu. Heršels atklāja arī infrasarkano starojumu, sistemātiski pētīja divzvaigžņu zvaigznes un publicēja plašus zvaigžņu un miglāju katalogus. Lai veiktu savus novērojumus, viņš pats uzbūvēja daudzus teleskopus, tajā skaitā tolaik pasaulē lielāko — slaveno 40 pēdu (apmēram 12 m) reflektoru.
Agrīnās gaitas un mūzikas karjera
Heršels jaunībā bija arī aktīvs mūziķis. Viņš pārcēlās no Hanoveras uz Angliju un nodzīvoja vairākus gadus kā profesionāls mūziķis un orķestra vadītājs. Viņš spēlēja čellu, oboju, klavesīnu un ērģeles, vadīja koncertus un komponēja. Heršels sacerēja daudzus skaņdarbus, tostarp 24 simfonijas un vairākus koncertus, kā arī baznīcas mūziku. Mūzikas izpratne un precizitāte, iespējams, ietekmēja arī viņa rūpīgo pieeju instrumentu izgatavošanā un sistemātiskiem novērojumiem.
Pāreja uz astronomiju un teleskopu būvēšana
Interese par astronomiju pakāpeniski aizēnoja Heršela mūzikas karjeru. Viņš sāka pats slīpēt un veidot spoguļus reflektoriem, izmantojot tā laika materiālus — spekulārmēslu (speculum metal). Pateicoties plašām praktiskajām iemaņām instrumentu ražošanā, Heršels uzbūvēja virkni arvien jaudīgāku teleskopu. Viņa darbs ar lielajiem teleskopiem ļāva atklāt objektus un parādības, kas iepriekš nebija redzamas, un viņa metode — sistemātiska „pārvazāšana” (sweeping) — kļuva par pamatu daudzām novērošanas programmām.
Galvenie atklājumi un pētījumu metodes
Urāna atklāšana 1781. gadā notika, novērojot zvaigžņainu objektu, kurš pamazām parādīja planētas kustību pret zvaigznēm. Šis atklājums paplašināja Saules sistēmas pazīstamo planētu loku un atnesa Heršelam plašu atzinību un valsts patronāžu. Pēc atklājuma viņu atbalstīja Lielbritānijas karalis, kas ļāva Heršelam turpināt pētījumus ar labākiem resursiem.
1800. gadā Heršels veica pazīstamu eksperimentu ar prizmu, mērījumu termometru un spektru: viņš novietoja termometru ārpus redzamā sarkanā spektra daļas un atklāja, ka tur ir siltuma palielinājums — t. s. infrasarkanais starojums. Šis eksperimentālais atklājums pierādīja, ka gaisma pārsniedz redzamo diapazonu, kas bija liels solis fizikā un optikā.
Heršels intensīvi pētīja arī divzvaigžņu zvaigznes, atklājot, ka daļa no tām nav vienkārši kursējoši līnijskatā šķietami tuvas zvaigznes, bet gan gravitācijas saistītas sistēmas — bināras zvaigznes — kuras kustība norāda uz savstarpēju gravitācijas mijiedarbību. Viņa novērojumi un mērījumi sniedza pirmos tiešos pierādījumus par zvaigžņu dinamiku un gravitācijas ietekmi zvaigžņu sistēmās.
Turklāt Heršels publikēja plašus zvaigžņu un miglāju katalogus, kuros sistemātiski apkopoti simtiem līdz tūkstošiem novērojumu. Šie darbi kļuva par svarīgu pamatu turpmākiem pētījumiem un katalogizācijai, un viņa sistēma ietekmēja arī nākamās paaudzes astronomus.
Sadarbība, atzinība un pēctecība
Heršela pētījumos būtisku lomu spēlēja viņa māsa Karolīna Heršele, kura palīdzēja veikt novērojumus, apkopot datus un pati atklāja vairākas komētas un objektus. Viņa dēls Džons (John Herschel) turpināja ģimenes astronomiskās tradīcijas un paplašināja katoļu pētījumus 19. gadsimtā. Heršels saņēma plašu atzinību: viņam bija sabiedrisks un zinātnisks gods, viņš saņēma karalisku atbalstu un dažādas goda titulus, kas apliecināja viņa nozīmīgo ieguldījumu zinātnē.
Mantojums
Viljams Heršels ir atstājis mantojumu kā gan izcils novērojumu astronoms, gan izcils instrumentu meistars. Viņa metodes, katalogi un uzbūvētie teleskopi būtiski paplašināja cilvēku izpratni par Visumu un veicināja astronomijas pāreju uz sistemātisku, kvantitatīvu zinātni. Viņa atklājumi — īpaši Urāns un infrasarkanais starojums — joprojām ir nozīmīgi gan vēsturiskā, gan zinātniskā skatījumā.
Viljams Heršels
Agrīnā dzīve
Heršels dzimis Hannoveres elektorātā kā viens no desmit bērniem. Viņa tēvs bija ebreju izcelsmes, Hanoveres militārā orķestra obojists. 1755. gadā Hannoveres gvardes pulks, kurā Vilhelms un viņa brālis Jakobs bija iesaistīti kā obojisti, saņēma pavēli doties uz Angliju. Tajā laikā Lielbritānijas un Hannoveres kronis bija apvienojies Georga II vadībā. Nākamajā gadā brāļi atteicās no gvardes orķestra un pārcēlās uz Londonu, lai izvairītos no Septiņgadu kara.p4 Vilhelms, kuram tobrīd bija deviņpadsmit gadu, ātri apguva angļu valodu. Anglijā viņš uzstājās ar savu vārdu Frederiks Vilhelms Heršels angļu valodā.
Astronomija
Heršela interese par matemātiku un objektīviem bija saistīta ar mūziku. Viņa interese par astronomiju pastiprinājās pēc 1773. gada, un viņš iepazinās ar Anglijas karalisko astronomu Nevilu Maskelinu. Viņš sāka būvēt savus atstarojošos teleskopus un pavadīja līdz pat 16 stundām dienā, slīpējot un pulējot metāla primāros spoguļus.
Urāns
Kad viņš atklāja Urānu, Heršels nemeklēja planētu, bet gan veica zvaigžņu apsekojumu; tas bija nejaušs atklājums.
Tas bija pirmais jaunas planētas atklājums kopš seniem laikiem. Pirmās piecas - Merkurs, Venēra, Marss, Jupiters un Saturns - ir redzamas ar neapbruņotu aci un ir zināmas jau kopš agrīnas vēstures. Urāns bija pirmā ar teleskopu atklātā planēta. Patiesībā Urānu jau iepriekš bija redzējuši citi novērotāji ar teleskopiem, bet kartēs tas bija atzīmēts kā stacionāra zvaigzne. Heršels atklāja, ka tā kustas uz zvaigžņu fona, un sākumā domāja, ka tā ir komēta. Viņa mērījumus izmantoja franču matemātiķis Pjērs Laplace, kurš aprēķināja tās orbītu un pierādīja, ka tā ir planēta.
Heršels jauno planētu nosauca par "Georgija zvaigzni" (Georgium sidus) karaļa Džordža III vārdā, kas viņam izpelnījās labvēlību; tomēr šis nosaukums nepalika. Francijā, kur, ja vien iespējams, bija jāizvairās atsaukties uz britu karali, planētu sauca par "Heršela zvaigzni", līdz tika pieņemts vispārējs nosaukums "Urāns". Tajā pašā gadā Heršelam piešķīra Kopleja medaļu un viņu ievēlēja par Karaliskās biedrības biedru. 1782. gadā viņu iecēla par "karaļa astronomu". Viņš saņēma dāsnu karaļa apbalvojumu, kas ļāva viņam pārtraukt mūziķa darbu un visu savu laiku veltīt astronomijai. Apbalvojums bija mūža pensija Heršelam 200 sterliņu mārciņu gadā un 50 sterliņu mārciņu gadā Karolīnai. Darbs pie 40 pēdu teleskopa arī tika atbalstīts ar karaļa dotāciju. p6
Heršela teleskopi
Savas karjeras laikā viņš uzbūvēja vairāk nekā četrus simtus teleskopu. Viņam palīdzēja brālis Aleksandrs, kurš, tāpat kā Karolīna, visu laiku strādāja par Heršela palīgu.
Lielākais un slavenākais no viņa teleskopiem bija atstarojošais teleskops ar 48 collu diametra (1,2 m) galveno spoguli un 40 pēdu (12 m) fokusa attālumu. Tas bija pasaulē lielākais teleskops no 1789. gada līdz pat tā demontāžai (izjaukšanai) 50 gadus vēlāk.p6 Spogulis bija izgatavots no cieta alvas un vara metāla sakausējuma, ko sauca par "spekulumu" un ko viņš pulēja ar rokām.
1789. gada 28. augustā, pirmajā naktī, kad viņš veica novērojumus, izmantojot šo instrumentu, viņš atklāja jaunu Saturna mēnesi. Otrs mēness sekoja novērojumu pirmā mēneša laikā. Tomēr 40 pēdu teleskopu bija neērti lietot, un lielāko daļu novērojumu viņš veica ar mazāku 18,5 collu (47 cm) 20 pēdu (6,1 m) reflektoru.
Viņš turpināja savu darbu kā teleskopu izgatavotājs, daudzus no tiem pārdodot citiem astronomiem. Kopā ar karaļa piešķirto pensiju šī nauda palīdzēja viņam un viņa diviem brāļiem un māsām uzturēt viņu darbā.
Zvaigžņu katalogs
Heršels strādāja kopā ar savu māsu Karolīnu Heršelu. Viņa pierakstīja viņa novērojumus, kad viņš tos veica. 1783. gadā viņš uzdāvināja Karolīnai teleskopu, un viņa pati sāka veikt astronomiskos atklājumus, īpaši komētu jomā.
Karolīna atklāja astoņas komētas, trīs miglājus un pēc brāļa ieteikuma papildināja un izlaboja Flamstīda darbu par zvaigžņu novietojumu. Tas tika publicēts kā Britu zvaigžņu katalogs. Par šo darbu viņa saņēma Karaliskās Astronomijas biedrības apbalvojumu. Karolīna arī turpināja strādāt par viņa asistenti.
Divējādžņu zvaigznes
Heršels bija pirmais, kurš atklāja, ka dažas redzamības līnijā redzamās dubultzvaigznes patiesībā ir īstas divžvaigžņu sistēmas, kurās abas zvaigznes rotē viena ap otru. Tas bija pirmais pierādījums tam, ka Ņūtona gravitācijas likumi ir piemērojami ārpus Saules sistēmas. Heršels atklāja 850 divējādžubazvaigžņu un izveidoja pirmo divējādžubazvaigžņu katalogu. Viņa dēls Džons Heršels atklāja daudz vairāk zvaigžņu un paplašināja katalogu.
Saules sistēma un Piena ceļš
Heršels pētīja zvaigžņu stāvokļa izmaiņas attiecībā pret Saules sistēmu. Izmaiņas patiešām notiek, un dažām tuvējām zvaigznēm diezgan strauji. Arī visa Saules sistēma pārvietojas, un to atklāja Heršels.
Pētot zvaigžņu kustību, viņš pirmais saprata, ka Saules sistēma pārvietojas kosmosā. Viņš noteica aptuveno šīs kustības virzienu. Viņš pētīja arī Piena Ceļa struktūru un secināja, ka tas ir diska formā. Arī tas bija patiešām nozīmīgs atklājums.
Infrasarkanā starojuma atklāšana
1800. gada 11. februārī Heršels izmēģināja saules filtrus, lai varētu novērot saules plankumus. Izmantojot sarkano filtru, viņš konstatēja, ka rodas daudz siltuma.
Heršels atklāja infrasarkano starojumu, laižot saules gaismu caur prizmu un turot termometru tieši aiz redzamā spektra sarkanās daļas. Šis termometrs bija paredzēts kā kontrolierīce apkārtējā gaisa temperatūras mērīšanai telpā. Viņš bija šokēts, kad tas uzrādīja augstāku temperatūru nekā redzamajā spektrā. Turpmāki eksperimenti ļāva Heršelam secināt, ka aiz redzamā spektra jābūt neredzamai gaismas formai.
Teleskopa, ar kuru Heršels atklāja Urānu, replika Viljama Heršela muzejā, Batā.
40 pēdu (12 m) teleskops
Barnarda zvaigzne, kas atrodas sešu gaismas gadu attālumā, atrašanās vietas attēls ik pēc 5 gadiem 1985-2005.
Ģimene un nāve
Viljamam Heršelam un viņa sievai Marijai bija viens bērns - Džons. 1816. gadā princis reģents Viljamu pasniedza par Karaliskā Gēlu ordeņa kavalieri.
Heršels nomira Observatorijas namā, Windsor Road, Slough, Buckinghamshire, un ir apglabāts netālu esošajā Svētā Laurence's Church, Upton. Viņš nomira 84. gadā, kas ir tikpat daudz gadu, cik ir nepieciešams, lai Urāns riņķotu ap Sauli. Viņa dēls Džons Heršels arī kļuva par slavenu astronomu. Viņa māsa Karolīna pēc brāļa nāves atgriezās Hanoverē, Vācijā. Viņa nomira 1848. gada 9. janvārī 97 gadu vecumā.
Viņa mājā New King Street 19 Batā, Somersetas štatā, kur viņš izgatavoja daudzus teleskopus un pirmais novēroja Urānu, tagad atrodas Heršela Astronomijas muzejs.
Jautājumi un atbildes
J: Kas bija Frederiks Viljams Heršels?
A: Frederiks Viljams Heršels (Frederick William Herschel) bija vācu un britu astronoms, kurš tika uzskatīts par sava laika izcilāko novērojumu astronomu.
J: Ar ko Frederiks Viljams Heršels ir vislabāk pazīstams?
A: Frederiks Viljams Heršels ir vislabāk pazīstams ar to, ka 1781. gadā atklāja Urānu.
J: Kādus citus astronomijas atklājumus Heršels veica?
A: Heršels atklāja arī infrasarkano starojumu un binārās zvaigznes, kā arī publicēja nozīmīgus zvaigžņu un miglāju katalogus.
J: Ar kādiem instrumentiem Heršels spēlēja jaunībā?
A: Jaunībā Heršels spēlēja čellu, oboju, klavesīnu un ērģeles.
J: Cik daudz mūzikas darbu Heršels sarakstīja?
A: Heršels sacerēja daudzus skaņdarbus, tostarp 24 simfonijas, daudzus koncertus un baznīcas mūziku.
J: Vai Heršels uzbūvēja teleskopus?
A: Jā, Heršels uzbūvēja daudz teleskopu, tostarp tolaik lielāko pasaulē.
J: Kāda bija Heršela profesionālā asociācija?
A: Heršels bija Karaliskās biedrības biedrs (FRS).
Meklēt