Ουίλιαμ Χέρσελ

Πρώιμη ζωή

Ο Χέρσελ γεννήθηκε στο Εκλεκτοράτο του Ανόβερου, ένα από τα δέκα παιδιά του. Ο πατέρας του ήταν εβραϊκής καταγωγής και ομποϊστής στη στρατιωτική μπάντα του Ανόβερου. Το 1755 το σύνταγμα της φρουράς του Ανόβερου, στην μπάντα του οποίου ο Βίλχελμ και ο αδελφός του Γιάκομπ είχαν προσληφθεί ως ομποίστες, διατάχθηκε να μεταβεί στην Αγγλία. Εκείνη την εποχή τα στέμματα της Μεγάλης Βρετανίας και του Ανόβερου ήταν ενωμένα υπό τον Γεώργιο Β΄. Τον επόμενο χρόνο τα αδέλφια παραιτήθηκαν από την μπάντα της Φρουράς και μετακόμισαν στο Λονδίνο για να αποφύγουν τον Επταετή Πόλεμο.^p4 Ο Βίλχελμ, δεκαεννιά ετών εκείνη την εποχή, έμαθε γρήγορα την αγγλική γλώσσα. Στην Αγγλία χρησιμοποιούσε την αγγλική εκδοχή του ονόματός του, Frederick William Herschel.

Αστρονομία

Η μουσική του Χέρσελ τον οδήγησε στο ενδιαφέρον του για τα μαθηματικά και τους φακούς. Το ενδιαφέρον του για την αστρονομία έγινε εντονότερο μετά το 1773 και γνώρισε τον Άγγλο Βασιλικό Αστρονόμο Nevil Maskelyne. Άρχισε να κατασκευάζει τα δικά του ανακλαστικά τηλεσκόπια και περνούσε έως και 16 ώρες την ημέρα λειαίνοντας και γυαλίζοντας τα μεταλλικά πρωτεύοντα κάτοπτρα.

Ουρανός

Όταν ανακάλυψε τον Ουρανό, ο Χέρσελ δεν έψαχνε για έναν πλανήτη αλλά έκανε μια έρευνα για τα αστέρια- ήταν μια τυχαία ανακάλυψη.

Ήταν η πρώτη ανακάλυψη ενός νέου πλανήτη από την αρχαιότητα. Οι πέντε πρώτοι, ο Ερμής, η Αφροδίτη, ο Άρης, ο Δίας και ο Κρόνος, είναι ορατοί με γυμνό μάτι και είναι γνωστοί από τις αρχές της ιστορίας. Ο Ουρανός ήταν ο πρώτος που ανακαλύφθηκε με τηλεσκόπιο. Στην πραγματικότητα, ο Ουρανός είχε παρατηρηθεί και προηγουμένως από άλλους παρατηρητές με τηλεσκόπια, αλλά είχε σημειωθεί στους χάρτες ως σταθερός αστέρας. Ο Χέρσελ διαπίστωσε ότι κινούνταν στο φόντο των άστρων και στην αρχή νόμιζε ότι επρόκειτο για κομήτη. Οι μετρήσεις του χρησιμοποιήθηκαν από τον Γάλλο μαθηματικό Πιερ Λαπλάς, ο οποίος υπολόγισε την τροχιά του και απέδειξε ότι ήταν πλανήτης.

Ο Χέρσελ ονόμασε τον νέο πλανήτη "γεωργιανό αστέρι" (Georgium sidus) από τον βασιλιά Γεώργιο Γ', γεγονός που του χάρισε την εύνοια- το όνομα δεν έμεινε, ωστόσο. Στη Γαλλία, όπου η αναφορά στον βρετανό βασιλιά έπρεπε να αποφεύγεται αν ήταν δυνατόν, ο πλανήτης ήταν γνωστός ως "Herschel" μέχρι να υιοθετηθεί παγκοσμίως το όνομα "Ουρανός". Την ίδια χρονιά, ο Χέρσελ τιμήθηκε με το μετάλλιο Κόπλεϊ και εξελέγη μέλος της Βασιλικής Εταιρείας. Το 1782, διορίστηκε "Αστρονόμος του Βασιλιά". Πήρε ένα γενναιόδωρο βραβείο από τον βασιλιά, το οποίο του επέτρεψε να σταματήσει να εργάζεται ως μουσικός και να αφιερώσει όλο του τον χρόνο στην αστρονομία. Το βραβείο ήταν ισόβια σύνταξη 200 λιρών ετησίως για τον Χέρσελ και 50 λιρών ετησίως για την Καρολίνα. Οι εργασίες για το τηλεσκόπιο των 40 ποδών υποστηρίχθηκαν επίσης από επιχορήγηση του βασιλιά. ^p6

Τα τηλεσκόπια του Herschel

Κατά τη διάρκεια της καριέρας του, κατασκεύασε περισσότερα από τετρακόσια τηλεσκόπια. Σε αυτό τον βοήθησε ο αδελφός του Αλέξανδρος, ο οποίος, όπως και η Καρολίνα, περνούσε όλο του το χρόνο δουλεύοντας ως βοηθός του Χέρσελ.

Το μεγαλύτερο και πιο διάσημο από τα τηλεσκόπια του ήταν ένα ανακλαστικό τηλεσκόπιο με κύριο κάτοπτρο διαμέτρου 1,2 m (48 ιντσών) και εστιακό μήκος 12 m (40 πόδια). Αυτό ήταν το μεγαλύτερο τηλεσκόπιο στον κόσμο από το 1789 μέχρι την αποσυναρμολόγησή του (αποσυναρμολόγηση) 50 χρόνια αργότερα.^p6 Το κάτοπτρο ήταν κατασκευασμένο από ένα σκληρό μεταλλικό κράμα κασσίτερου και χαλκού, που ονομαζόταν "speculum", το οποίο γυάλιζε με το χέρι.

Στις 28 Αυγούστου 1789, την πρώτη νύχτα παρατήρησης με αυτό το όργανο, ανακάλυψε ένα νέο φεγγάρι του Κρόνου. Ένα δεύτερο φεγγάρι ακολούθησε μέσα στον πρώτο μήνα παρατήρησης. Ωστόσο, το τηλεσκόπιο των 40 ποδών ήταν άβολο στη χρήση και οι περισσότερες παρατηρήσεις του έγιναν με ένα μικρότερο ανακλαστήρα 18,5 ιντσών (47 cm) μήκους 20 ποδών (6,1 m).

Συνέχισε τη δουλειά του ως κατασκευαστής τηλεσκοπίων, πουλώντας πολλά από αυτά σε άλλους αστρονόμους. Μαζί με τη σύνταξή του από τον βασιλιά, τα χρήματα βοηθούσαν τον ίδιο και τα δύο αδέλφια του να συντηρούν την εργασία τους.

Κατάλογος αστέρων

Ο Herschel εργαζόταν με την αδελφή του Caroline Herschel. Εκείνη κατέγραφε τις παρατηρήσεις του καθώς τις έκανε. Το 1783 έδωσε στην Καρολίν ένα τηλεσκόπιο και άρχισε να κάνει αστρονομικές ανακαλύψεις με το δικό της δικαίωμα, ιδίως κομήτες.

Η Καρολίνα ανακάλυψε οκτώ κομήτες, τρία νεφελώματα και, μετά από πρόταση του αδελφού της, ενημέρωσε και διόρθωσε το έργο του Flamsteed σχετικά με τη θέση των άστρων. Το έργο αυτό δημοσιεύθηκε ως Βρετανικός Κατάλογος των Αστέρων. Τιμήθηκε από τη Βασιλική Αστρονομική Εταιρεία για το έργο αυτό. Η Καρολίνα συνέχισε επίσης να υπηρετεί ως βοηθός του.

Δυαδικά αστέρια

Ο Χέρσελ ήταν ο πρώτος που ανακάλυψε ότι ορισμένοι φαινομενικοί διπλοί αστέρες με οπτική επαφή ήταν στην πραγματικότητα πραγματικά διπλά αστρικά συστήματα όπου οι δύο αστέρες περιστρέφονταν ο ένας γύρω από τον άλλο. Αυτή ήταν η πρώτη απόδειξη ότι οι νόμοι της βαρύτητας του Νεύτωνα ισχύουν εκτός του ηλιακού συστήματος. Ο Χέρσελ ανακάλυψε 850 διπλούς αστέρες και συνέταξε τον πρώτο κατάλογο διπλών αστέρων. Ο γιος του Τζον Χέρσελ ανακάλυψε πολλά περισσότερα και επέκτεινε τον κατάλογο.

Ηλιακό σύστημα και Γαλαξίας

Ο Χέρσελ μελέτησε τις αλλαγές στη θέση των άστρων σε σχέση με το Ηλιακό Σύστημα. Οι αλλαγές συμβαίνουν, και μάλιστα αρκετά γρήγορα για ορισμένα κοντινά αστέρια. Επίσης, ολόκληρο το Ηλιακό Σύστημα κινείται, και αυτό ανακαλύφθηκε από τον Herschel.

Μελετώντας την κατάλληλη κίνηση των αστέρων, ήταν ο πρώτος που συνειδητοποίησε ότι το ηλιακό σύστημα κινείται στο διάστημα. Επεξεργάστηκε την κατά προσέγγιση κατεύθυνση αυτής της κίνησης. Μελέτησε επίσης τη δομή του Γαλαξία μας και κατέληξε στο συμπέρασμα ότι έχει σχήμα δίσκου. Αυτή ήταν επίσης μια πραγματικά σημαντική ανακάλυψη.

Ανακάλυψη της υπέρυθρης ακτινοβολίας

Στις 11 Φεβρουαρίου 1800, ο Herschel δοκίμαζε φίλτρα για τον ήλιο, ώστε να μπορεί να παρατηρεί τις ηλιακές κηλίδες. Όταν χρησιμοποίησε ένα κόκκινο φίλτρο, διαπίστωσε ότι παράγεται πολλή θερμότητα.

Ο Χέρσελ ανακάλυψε την υπέρυθρη ακτινοβολία περνώντας το ηλιακό φως μέσα από ένα πρίσμα και κρατώντας ένα θερμόμετρο ακριβώς πέρα από το κόκκινο άκρο του ορατού φάσματος. Αυτό το θερμόμετρο προοριζόταν να είναι ένα όργανο ελέγχου για τη μέτρηση της θερμοκρασίας του αέρα του περιβάλλοντος στο δωμάτιο. Σοκαρίστηκε όταν έδειξε υψηλότερη θερμοκρασία από το ορατό φάσμα. Περαιτέρω πειραματισμοί οδήγησαν τον Χέρσελ στο συμπέρασμα ότι πρέπει να υπάρχει μια αόρατη μορφή φωτός πέρα από το ορατό φάσμα.

Αντίγραφο του τηλεσκοπίου με το οποίο ο Χέρσελ ανακάλυψε τον Ουρανό στο Μουσείο William Herschel, Bath


Τηλεσκόπιο 12 μέτρων (40 ποδιών)


Το άστρο του Barnard, έξι έτη φωτός μακριά, δείχνει τη θέση του κάθε 5 χρόνια 1985-2005.

Οικογένεια και θάνατος

Ο William Herschel και η σύζυγός του Mary απέκτησαν ένα παιδί, τον John. Το 1816, ο Ουίλιαμ έγινε ιππότης του Βασιλικού Γκελφικού Τάγματος από τον πρίγκιπα αντιβασιλέα.

Ο Herschel πέθανε στο Observatory House, Windsor Road, Slough, Buckinghamshire, και είναι θαμμένος στην κοντινή εκκλησία St Laurence's Church, Upton. Πέθανε στο 84ο έτος της ηλικίας του, που είναι ο ίδιος αριθμός ετών που χρειάζεται ο Ουρανός για να τεθεί σε τροχιά γύρω από τον Ήλιο. Ο γιος του John Herschel έγινε επίσης διάσημος αστρονόμος. Η αδελφή του Καρολίνα επέστρεψε στο Ανόβερο της Γερμανίας μετά τον θάνατο του αδελφού της. Πέθανε στις 9 Ιανουαρίου 1848 σε ηλικία 97 ετών.

Το σπίτι του στη διεύθυνση 19 New King Street στο Bath, Somerset, όπου κατασκεύασε πολλά τηλεσκόπια και παρατήρησε για πρώτη φορά τον Ουρανό, φιλοξενεί σήμερα το Μουσείο Αστρονομίας Herschel.