Frederick William Herschel | |
---|---|
Englanti Frederick William Herschel | |
| |
Nimi syntyessään | Saksan kieli Friedrich Wilhelm Herschel |
Syntymäaika | 15. marraskuuta 1738 |
Syntymäpaikka | Hannover , Brunswick-Lüneburgin vaalikunta , Pyhä Rooman valtakunta |
Kuolinpäivämäärä | 25. elokuuta 1822 (83-vuotiaana) |
Kuoleman paikka | Slough , Buckinghamshire , Englanti |
Maa | → (vuoden 1793 jälkeen) |
Tieteellinen ala | tähtitiede , optiikka |
Akateeminen tutkinto | Oikeustieteen tohtori honoris causa (1792) |
Opiskelijat |
Carolina Herschel John Herschel |
Tunnetaan | Uranuksen ja infrapunasäteilyn löytäjä _ |
Palkinnot ja palkinnot | Copley-mitali (1781) (1816) |
Nimikirjoitus | |
Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa |
Frederick William Herschel ( eng. Frederick William Herschel ), ennen muuttoa Englantiin kutsuttiin Friedrich Wilhelm Herschel ( it. Friedrich Wilhelm Herschel ; 15. marraskuuta 1738 , Hannover - 25. elokuuta 1822 , Slough lähellä Lontoota ) - englantilainen tähtitieteilijä , optikko ja optikko saksalaista alkuperää [1] . Carolina Herschelin veli , John Herschelin isä .
Hannoverin sotilasmuusikon poika William Herschel sai musiikillisen koulutuksen veljiensä ( oboisti ja viulisti ) kanssa. 19-vuotiaasta lähtien hän asui vakituisesti Englannissa, missä hän saavutti ensimmäisen kerran mainetta säveltäjänä ja virtuoosimuusikkona . Vuonna 1776 hän johti Bathin orkesteria ; vuoden 1782 jälkeen hän ei ollut ammattimaisesti harjoittanut musiikkia. Herschelin kiinnostus musiikin teoriaa kohtaan kehittyi matematiikan ja sitten optiikan ja tähtitieteen opiskeluun. Hän harjoitti tähtitieteellisten instrumenttien valmistusta, rakensi vähintään 60 kaukoputkea . Hänen mekaanikkoveljensä Alexander teki yhteistyötä Herschelin kanssa heijastavien kaukoputkien rakentamisessa , mukaan lukien suurimmat 40 jalkaa . Vuonna 1793 William Herschelille myönnettiin Britannian kansalaisuus parlamentin lailla .
Vuodesta 1773 lähtien Herschel on harjoittanut säännöllisesti tähtitieteellisiä havaintoja. Heidän tuloksensa oli Uranuksen (1781), kahden Uranuksen satelliitin ( Titania ja Oberon , 1787) ja käänteisen liikkeen (1797), kahden Saturnuksen satelliitin ( Mimas ja Enceladus , 1789) löytäminen. Vuonna 1790 hän mittasi Saturnuksen ja sen renkaiden pyörimisajan . Löysi aurinkokunnan liikkeen avaruudessa. Hän havaitsi myös kausivaihtelut Marsin napakorkeissa ja täsmensi sen pyörimisjakson akselin ympäri (1784). 1780-luvun puolivälistä lähtien hän sovelsi ensin " kauhamenetelmää " - tähtien lukumäärän laskemista valituilla alueilla, mikä loi pohjan tähtien tilastoille. Herschel arvioi ensin galaksin koon ja muodon ja päätteli, että se oli "saari" universumissa. Hän oli ensimmäinen, joka tulkitsi kompaktit tähtijoukot todellisiksi tähtijoukoiksi . Vuoteen 1803 mennessä hän havaitsi kaksoistähtien olemassaolon ja kokosi niistä kolme luetteloa. Vuosina 1786-1802 hän löysi yli 2500 uutta sumua ja tähtijoukkoa, 182 kaksois- ja monisumua. Aurinkoa tutkiessaan hän löysi sen spektristä infrapunasäteitä (1800) ja hänestä tuli astrospektrometrian edelläkävijä [ 2] .
Royal Societyn jäsen ( 1781), keisarillisen tiedeakatemian kunniajäsen (1789). Vuonna 1781 hänelle myönnettiin Copley-mitali . Kuninkaallisen guelfiritarikunnan ritari (1816). Vuonna 1820 hänestä tuli Royal Astronomical Societyn ensimmäinen presidentti .
Herschel-suvun alkuperästä tiedetään vähän. Edward Holden totesi elämäkerrassaan, että sukunimi Herschel on juutalaista alkuperää , yleinen Puolassa ja Määrissä [3] (tämä versio toistetaan Brockhaus-Efron Jewish Encyclopediassa [4] ). Myöhemmät tutkijat eivät kuitenkaan vahvistaneet sitä. Jürgen Gamelin mukaan Herschelin suku on mainittu asiakirjoissa vuosien 1529-1530 jälkeen; he olivat kotoisin Pirnasta lähellä Dresdeniä . He liittyivät protestantismiin . Isoisoisä - Johann (tai Hans) Herschel - oli panimo Pirnassa ja vuonna 1630 häntä vainottiin uskonkäsityksiensä takia. Tähtitieteilijän isoisä, hovin puutarhuri Abraham Herschel, tiesi hyvin aritmetiikkaa ja oli lahjakas piirtämisessä, musiikissa ja kirjallisuudessa. Hän kuoli, kun hänen poikansa Isaac (1707-1767) oli seitsemänvuotias. Isaacille alettiin aluksi opettaa puutarhurin ammattia, mutta sitten he löysivät musiikillisia kykyjä. Hän sai musiikillisen koulutuksensa Potsdamissa (vanhemmat veljet maksoivat opinnot), vuonna 1731 hän muutti Hannoveriin , missä hän sai rykmentin muusikon aseman. Seuraavana vuonna hän meni naimisiin Anna Ilse Moritzenin, lukutaidottoman piikan, esikaupunkikylän leipurin tyttären kanssa. ilmeisesti heidän piti mennä naimisiin Annan raskauden vuoksi. Avioliittoon syntyi kymmenen lasta, joista neljä ei elänyt täysi-ikäiseksi. Kolmas poika, joka syntyi 15. marraskuuta 1738, sai nimen Friedrich Wilhelm; hänen koko myöhempi elämänsä oli jotenkin sidoksissa sisaruksiin ja veljiin [5] [6] [7] [Huom. 1] .
Vuosina 1743-1746 Isaac Herschel osallistui vihollisuuksiin, minkä jälkeen hän erosi asepalveluksesta. Yritys saada työtä Hampurista epäonnistui, mutta lapsuudenystävä auttoi työssä Hannoverin vartijan orkesterissa; Myös vanhin pojista, Jacob, hyväksyttiin sinne ollessaan 14-vuotias [12] . Perheen pää halusi lasten nostavan sosiaalista asemaansa ja uskoi, että kaikkien osoittamista musiikillisista kyvyistä voi tulla menestyvän uran perusta. Kaikki veljet - Jacob, Wilhelm, Alexander ja Dietrich - opetti isänsä soittamaan viulua pienestä pitäen tätä tarkoitusta varten tehdyllä pienellä instrumentilla. Isaac Herschel antoi harjoituksia ja osoitti kuinka soittaa oikein (hän oli viulisti ja oboisti taitava ); monta tuntia harjoittelua tapahtui äidin valvonnassa. 14-vuotiaana Wilhelm hyväksyttiin koe-esiintymiseen osallistuneen kenraali Sommerfeldin luvalla Hannoverikaartin ryhmään. Tähän ikään asti kaikki Herschelien lapset kävivät varuskuntakoulun, jossa opetettiin kielioppia , aritmetiikkaa ja dogmien perusteita sekä latinaa . Wilhelmille ja Jacobille opetettiin erikseen ranskaa (ranskalainen ooppera oli suosittu kaikkialla Euroopassa). Omaelämäkerrallisissa muistiinpanoissa William Herschel väitti, että hän ansaitsi rahaa järjestelmällisestä koulutuksestaan. Ranskan opettaja opetti hänelle filosofian perusteet tai ainakin rohkaisi häntä lukemaan logiikan , etiikan ja metafysiikan aloilta . Carolina Herschel muisteli toistaneensa Leibnizin , Newtonin ja Eulerin nimiä kuuden vuoden iässä nukahtaakseen. Isä Isaac Herschel oli myös kiinnostunut tähtitiedestä ja näytti tähtikuvioita ja komeettoja . Lapsia kannustettiin tekemään käsitöitä tauona musiikkiharjoituksista; Carolina mainitsi itse tekemänsä maapallot . Alexander Herschelistä tuli taitava mekaanikko ja hän teki kerran itse käkikellon , mikä vei häneltä viikon [13] [14] .
1700-luvulla Hannoverin ja Ison-Britannian äänestäjät olivat persoonaliitossa , ja valtioiden väliset suhteet olivat hyvin läheiset. Veljesten Jacob ja Wilhelm Herschelin elämä muuttui dramaattisesti vuonna 1756: Seitsemänvuotisen sodan puhkeamisen vuoksi Hannoverikaarti ja sen orkesteri mobilisoitiin ja siirrettiin Englantiin. Wilhelm luultavasti ajatteli, että tämä lupasi uusia mahdollisuuksia elämässä, ja otti englannin kielen . Tiedetään, että hän hankki opetuksen apuvälineeksi Locken kolmiosaisen tutkielman " An Essay on Human Understanding ". Veljekset ystävystyivät Lontoon musiikkiyhteisön edustajien kanssa; Jacob haki tuolloin paikkaa Hannoverin hoviorkesterissa, mutta ei onnistunut saamaan sitä ennen siirtymistään Englantiin. Lopulta syksyllä 1756 Jacob Herschel jäi virallisesti eläkkeelle asepalveluksesta ja pystyi palaamaan kotiin, kun taas Isaac ja Wilhelm osallistuivat vihollisuuksiin. Hershelin isä ja poika eivät luultavasti osallistuneet Hastenbeckin taisteluun , vaikka Isaac, joka oli taipuvainen retoriseen liioittelemiseen, puhui myöhemmin hyökkäyksistään. Koska Wilhelm oli vielä alaikäinen eikä vannonut valaa, Isaac oletettavasti lähetti hänet Hannoveriin, joka sijaitsee 20 kilometrin päässä. Tappiota seuranneessa hämmennyksessä Isaac määräsi poikansa pakenemaan Hampuriin ja maksoi matkansa, mutta Englannissa William joutui elättämään itsensä [15] .
Wilhelm Herschel pääsi Lontooseen, jossa Jacob liittyi häneen yhden ranskalaisen livrin kanssa. Hänen elämänsä seuraavat kaksi vuotta ovat erittäin huonosti dokumentoituja, koska veljet taistelivat eloonjäämisestä. Pohjimmiltaan hän kirjoitti muistiinpanoja uudelleen ja otti kaikki sivutyöt. Jacob päinvastoin kieltäytyi ottamasta orkesterin toista viulua vaatien, että hänen pitäisi olla ensimmäinen, ja suostui jopa näkemään nälkää, jotta hänen kunniansa ei heikentäisi. Syksyllä 1759 Jacob palasi lopulta Hannoveriin. Siihen mennessä Isaac oli pidätetty kurin rikkomisesta, eikä William voinut lähteä Englannista, koska hän oli karkuri . Kilpailu muusikoiden välillä Lontoossa oli kovaa, joten vuonna 1760 Herschel pääsi töihin Yorkshiressä - varuskunnan orkesterissa lähettäen suurimman osan ansaitsemastaan rahasta Saksaan. Kirjeenvaihto veli Jacobin kanssa on yksi tärkeimmistä todisteista Herschelin älyllisestä kehityksestä ja hänen kiinnostuksen kohteidensa laajentumisesta. Hän yhdisti musiikinopettajan, esiintyjän asemat ja harjoitti lisäksi vakavasti sävellystä. Samana vuonna hän kirjoitti kuusi sinfoniaa [16] .
Muusikon ura1700-luvun puolivälissä Isossa-Britanniassa syntyi musiikkialan markkinat; Esiintyjiä ja säveltäjiä ei rajoitettu, kuten Saksan ja Italian osavaltioissa, suvereenien henkilöiden tuomioistuimiin. Muusikot (useimmiten he olivat saksalaisia ja italialaisia, jotka saapuivat saarille) saattoivat liikkua vapaasti ympäri maata, soittaa konserttipaikoissa kaupungeissa tai kartanoissa ja myös antaa musiikkitunteja. Wilhelm Herschel omaksui nopeasti maalliset tavat ja puhekielen englannin , ja hänen kiinnostuksensa filosofiaa kohtaan, sekä spekulatiivisia että luonnollisia , antoi hänelle mahdollisuuden löytää yhteisen sävelen ylemmän ja keskiluokan työnantajien kanssa ja tehdä positiivisen vaikutelman. Retoriikan tekniikoiden hallussa hän pystyi johtamaan oppitunteja viihdyttävällä tavalla ilman, että hän lankesi pedanttisuuteen . Lord Darlingtonista tuli pääsuojelijansa . Siitä huolimatta Herschel halusi saada pysyvän aseman orkesterin kapellimestarina ja johtajana. Vuonna 1761 hän matkusti Edinburghiin koe-esiintymiseen (joitakin hänen teoksiaan esitettiin myös), mutta hän ei varmistanut paikkaa. Emily Winterburnin matka Skotlantiin vahvisti kuitenkin Wilhelmin tavoitteita (etenkin hän tapasi Humen useita kertoja ). Humen kanssa kommunikoinnin jälkeen Jacobin ja Wilhelmin kirjeenvaihdossa oli viittauksia Leibniziin , William Kingiin "Essey on the Origin of Evil") ja Robert Smithin filosofiseen musiikin . Kirjojen korkeiden hintojen vuoksi Herschel käytti ilmeisesti kirjojen lainausta . Noin 1764 hän alkoi kirjoittaa omaa musiikista käsittelevää traktaattiaan, joka on säilynyt vain osittain. E. Winterburnin mukaan tämä ensimmäinen älyllisen itseilmaisun kokemus vei Herschelin välittömästi vain musiikin rajojen ulkopuolelle ammattina tai teoriana, mutta jäi keskeneräiseksi [17] .
Koska Herschelillä (nykyään Williamilla) ei ollut pysyvää työpaikkaa, hän luki paljon ja ratsasti myös säällä kuin säällä. Vasta vuonna 1762 hän onnistui saavuttamaan menestystä muusikkona: yksi hänen sinfonioistaan esitettiin Leedsissä , ja yleisö vaati, että viisi päivää myöhemmin tulisi "kaksintaistelu" viuluilla Herschelin ja vierailevan virtuoosin välillä. heidän täytyi esittää vuorotellen yksi ja sama näytelmä. Tämän seurauksena Williamista tuli kaupungin konserttijohtaja. Hänen velvollisuutensa oli järjestää kaikki musiikkitapahtumat tilaus- tai hyväntekeväisyyslahjoituksin. Paikallisessa julkaisussa " Leeds Intelligencer " William Herschelin nimi mainitaan melko usein, esimerkiksi mainosartikkelissa, joka on päivätty 12. huhtikuuta 1763, ei vain kuvata hyväntekeväisyyskonserttia, vaan myös kerrotaan, että maestro antaa cembalon , kitaran ja viulun soittotunteja [18] . Samaan aikaan Hannoverin hoviorkesterin ensimmäinen viulisti Jakob Herschel onnistui takautuvasti järjestämään Williamin erottamisen vartiosta, jotta hän ei joutuisi rangaistusta hylkäämisestä. Kerättyään tarpeeksi varoja keväällä 1764 William-Wilhelm lähti pieneen kotimaahansa, koska hänen isänsä terveys oli heikentynyt vakavasti [19] . Seuraavat kaksi vuotta näyttivät olevan epävarmuutta: William toimi edelleen konserttijohtajana Leedsissä, mutta julkinen hype laantui ja useita konsertteja jouduttiin perumaan liian vähän myytyjen lippujen vuoksi. Vuosina 1765-1766 Herschel ystävystyi Whitleyn Sir Brian Cookin kanssa , joka oli innostunut viulisti ja hänen vaimonsa soitti kitaraa. Heidän tilallaan William vietti kaksi tai kolme päivää kahden viikon välein. Helmikuun 19. päivänä 1766 Venuksen havainnot kirjattiin ensin päiväkirjaan ja viisi päivää myöhemmin kuunpimennyksestä . Maaliskuussa 1766 Herschel muutti Halifaxiin , kun siellä avattiin uudet urut ja William aikoi soittaa Händelin Messiasta . Paikallinen Batesin perhe oli kiinnostunut hänestä ja tarjosi Herschelille kirjastonsa, jossa hän tutki ahkerasti matematiikan teoksia [20] .
Händelin oratorio esitettiin 28. elokuuta 1766 ja toistettiin 29. elokuuta, ja 30. elokuuta järjestettiin kilpailu urkurin paikasta. Hakijoita oli seitsemän, he soittivat esitysjärjestyksessä, jossa Herschel oli kolmas ja valittiin yksimielisesti. Hän palveli kuitenkin vain 13 viikkoa kirkon urkurina (ansaitsi tänä aikana 13 guineaa ). Kilpailua edeltävänä päivänä hän sai Bathista kirjeen, jossa häntä kutsuttiin urkuriksi äskettäin rakennetussa Octagon Chapelissa tuossa kaupungissa. Aateliston suosittu talvilomakohde Bath oli valtakunnan toiseksi suurimmat musiikkimarkkinat Lontoon jälkeen [21] .
Bath - Herschelin "Promised Land"William Herschel saapui Bathiin 9. joulukuuta 1766; ei tiedetä, kuka suositteli häntä vaikutusvaltaiselle pastori De Cheyrelle kaupungissa ja järjesti esityksen. Michael Hoskin kutsui tätä kaupunkia "luvatuksi maaksi" Herschelin perheelle. Debyytti " hyötyesitys " pidettiin 1. tammikuuta 1767, jolloin nuori virtuoosi esitti omia teoksiaan viululle, oboelle ja cembalolle ja laittoi välittömästi Chronicleen ilmoitukset kaikenlaisten soittimien soittamisen ja laulun opetuksista. Kolme viikkoa myöhemmin hän liittyi orkesteriin, joka soitti Assembly Hallissa ja kylpylöissä ja tarjosi vankat tulot. Herschel jopa suostutteli De Cheyren muuttamaan Bathiin perheen, jonka luona hän yöpyi Leedsissä; heidän piti pitää kappeli puhtaana ja siistinä. Kesällä 1767 Jacob Herschel vieraili veljensä luona Bathissa, mutta koska kausi oli jo päättynyt, hän meni yhteen maalaistaloista, jossa hän viihdytti ja opetti musiikkia omistajille. Octagon-Chapelin avajaiset pidettiin 4. elokuuta, ja urut, joissa Herschel oli solistina, avattiin vasta 18. lokakuuta; seremoniaa seurasi Händelin Messiaan esitys. William oli suosittu kaupungissa, ja New Assembly Hallin avattuaan vuonna 1771 hän esiintyi 46 tuntia viikossa pääsiäisenä . 2] . Marchioness of Lothian järjesti 20 viikoittaista sapattivastaanottoa talvella 1775-1776; joka kerta kun Herschel soitti heitä. Lisäksi Bathissa esitellyt konserttiohjelmat voitaisiin toistaa seuraavana päivänä Bristolissa [24] . Herschelin ura Bathissa kesti noin 15 vuotta [25] .
Isaac Herschelin kuoleman jälkeen vuonna 1767 Jacobista tuli perheen pää, joka vuonna 1769 vieraili uudelleen Bathissa ansaitakseen rahaa. Vuonna 1770 hän toi mukanaan nuoremman veljensä Alexanderin, joka oli jo tehnyt mainetta Hannoverin hoviorkesterissa. Vaikka Alexander Herschelille annettiin kahden vuoden loma, hänen oleskelunsa Englannissa kesti 46 vuotta. Suurimman osan ajasta hän oli Orchard Street Theatren solistina, lopun ajan hän harjoitti mekaniikkaa, johon hänellä oli erityinen taipumus; esimerkiksi hän teki Williamille kronometrin , joka piti ajan erittäin tarkasti [26] . Lopulta, elokuun lopussa 1772, Caroline Herschel saapui Bathiin , ja seuraavana aamuna hänen saapumisensa jälkeen hänen veljensä alkoi opettaa hänelle englantia ja matematiikkaa (jälkimmäistä, jotta hän voisi tehdä tilit ja raportoida kuluista). Carolinalla oli lahjakkuus laulamiseen ( sopraano ), ja William Herschel seurasi häntä cembalolla ja auttoi kehittämään hänen ääntään. Hänen muistelmiensa mukaan vapaita tunteja omistettiin keskusteluille tähtitiedestä. Kolme Herschelia asuivat samassa talossa; Alexanderin ja Carolinan huoneet sijaitsivat ullakolla , ja Williamin asunto oli parvella ; sali oli tarpeeksi tilava musiikkitunteja varten [27] .
Keväällä 1773 Herschel osti Robert Smithin kaksiosaisen Opticsin, joka sisälsi yksityiskohtaisia käytännön neuvoja optisten peilien kiillotukseen ja teleskooppien valmistukseen. Bathissa kausi päättyi 11. huhtikuuta pääsiäisenä , ja viikkoa myöhemmin William hankki kvadrantin ja alkoi tehdä goniometrisiä mittauksia. 10. toukokuuta 1773 Fergusonin tähtitieteen selitys Isaac Newtonin periaatteista lisättiin hänen kirjastoonsa ; M. Hoskinin mukaan itseoppinut Ferguson esitti tutkielmassaan äärimmäisen epätyypillisiä tähtitieteen näkemyksiä, jotka korreloivat hyvin itseoppineen Herschelin yhtä alkuperäisen ajattelun kanssa. Erityisesti Ferguson lainasi täydellisyyden periaatteen seuraavassa sanamuodossa: Jumala on kaikkivaltias, siksi Hän osoitti kaikkivaltiutensa maailmankaikkeuden luomisessa, eikä rajoita itseään. Tästä seuraa erityisesti muiden taivaankappaleiden asuttavuus, koska Luoja ei voinut asuttaa vain maapalloa älykkäillä olennoilla [28] .
Herschelin ensimmäinen kaukoputki oli Galilean järjestelmän 3 jalan refraktori . Tuolloin Bathissa ei ollut tähtitieteilijöitä ollenkaan - ei edes amatöörejä - ja William todella halusi harkita Jupiteria ja Saturnusta renkaineen . Caroline Herschelin muistelmien mukaan hänen veljensä sitoutui suunnittelemaan refraktoria, jonka polttoväli oli 30 jalkaa (kuten Huygens kuvasi ), mutta tajusi, ettei hän voinut ostaa objektiivia hänelle . Sitten hän päätti suunnitella Newtonin kaukoputken ja joutui ostamaan peilin hänelle: siihen aikaan he eivät tehneet lasipeilejä, ja kupari-hopeaseos oli kallista. Kuitenkin eräs kveekari asui Bathissa , jolla oli joukko työkaluja optisten peilien valamiseen ja hiomiseen. Hän suostui myymään työpajan Herschelille, ja William tartutti Alexanderin ja Carolinen innostuksellaan [29] [30] .
Sunnuntaina 22. syyskuuta 1773, heti messun jälkeen , Herschel osti laitteet kveekeriltä sillä ehdolla, että entinen omistaja opettaa hänelle aluksen salaisuudet. Muusikko sai myös teroittimia ja useita keskeneräisiä Gregory-järjestelmän peilejä . Lokakuun loppuun mennessä William oli luonut seoksen, jossa oli 32 osaa kuparia, 13 osaa tinaa ja 1 osa antimonia, ja oli valettu useita aihioita 2 jalan heijastinta varten; ja kaksi viikkoa myöhemmin pyörät 5½ tuuman peiliin. Williamille peilien kiillottamisesta tuli todellinen taide, ja kerran hän ei lopettanut työskentelyä 16 tuntiin; Caroline joutui ruokkimaan häntä lusikalla. Hän luki hänelle myös ääneen Sternin ja Fieldingin romaanit Don Quijote . Ja tulevaisuudessa Herschelin pakkomielle havainnointivälineiden valmistamisesta ei vähentynyt; muistiinpanoissaan hän totesi, että vuoteen 1781 mennessä hän oli kiillottanut useita satoja peilejä ja vuonna 1785 hän työskenteli 30 tuntia ilman taukoa. M. Hoskin kuitenkin uskoi, että tämä oli retorista liioittelua. Alexander Herschel pystytti hiomalaikan suoraan makuuhuoneeseensa [31] [32] .
Riippumattomien havaintojen alkuVuoden 1774 havaintokausi alkoi 1. maaliskuuta Saturnuksen ja Orionin sumunäkymällä . Samaan aikaan tämä oli ensimmäinen kotitekoinen kaukoputki, jonka pituus oli 5,5 jalkaa ja jossa oli 8 tuuman peili [31] . William Herschel alkoi vähentää musiikkituntien määrää, mutta jotkut opiskelijat suostuivat opiskelemaan tähtitiedettä hänen kanssaan. Kesällä 1774 hän tapasi ensimmäisen kerran ammattilaisen - se oli Oxfordin yliopiston professori Thomas Hornsby ; ne esiteltiin luultavasti jossakin maavastaanotossa, jossa Herschel viihdytti yleisöä. Joulukuussa he aloittivat kirjeenvaihdon: William kysyi neuvoa siitä, kuinka parhaiten seurata Jupiterin kuiiden pimennystä . Luultavasti professori arvosti Herschelin potentiaalia ja antoi hänelle mielellään neuvoja ja näytelaskelmia. Siihen mennessä William kokeili halkaisijaltaan 7 tuuman peilejä ja oli oppinut tekemään okulaareja . Hän käytti omaa yhden peilin heijastusjärjestelmää: teleskooppipeili (jolla on akselin ulkopuolisen paraboloidin muoto ) kallistettiin optiselle akselille. A. Eremeevan mukaan yksipeilin järjestelmä on osoittanut etunsa - suuri kirkkaus, joka mahdollistaa suurten suurennusten käytön ja himmeiden kohteiden tarkkailun, vain suurissa pitkän tarkkuuden Herschel-teleskoopeissa [33] [34] . Toukokuun 1. päivänä 1776 kokeet kruunasi menestys: pyrkivä tiedemies tutki sekä Saturnuksen renkaita että Cassinin viiltoa 10 jalkaa 9 tuuman instrumentissa. Toukokuun 28. päivänä hän alkoi tutkia kuun pintaa toivoen löytävänsä jälkiä seleniittien toiminnasta , josta hän oli lukenut Fergusonissa. Lopulta hän vakuuttui itselleen, että Kosteusmeri oli jättimäinen metsää. 30. heinäkuuta 1776 William Herschel havaitsi kuunpimennyksen ja jopa kirjoitti "muistokirjassaan", että hän mieluummin katselisi Maata Kuusta [35] .
Syyskuussa 1776 De Chair korvasi papin ja urkurin Octagon Chapelissa. William ja Carolina eivät maininneet sitä omaelämäkerrassaan; M. Hoskin ehdotti, että Herschel yksinkertaisesti erotettiin. Tämä ei kuitenkaan vaikuttanut tuloihin: hannoverilainen kutsuttiin New Assembly Rooms -orkesterin johtajaksi . 5. maaliskuuta 1777 Caroline debytoi Händelin oratoriossa " Judas Maccabee ", hänen mekkonsa maksoi 10 guineaa . Esityksen hyväksyi Marchioness of Lothian . 15. huhtikuuta 1778 Carolina lauloi Händelin Messiaan primaosuuden [Toim. 3] ; jonka jälkeen hänelle tarjottiin soolokihlausta Birminghamissa . Hän kuitenkin päätti jäädä veljiensä luokse: hänen nuorempi veljensä, 21-vuotias Dietrich, pakeni Hannoverista jättäen paikkansa orkesterissa aikoen mennä Intiaan. Hän pääsi kuitenkin vasta Lontooseen, missä hän sairastui vakavasti. Hänet vietiin Bathiin ja sairaanhoidettiin pitkään. Tähän mennessä William oli valmistamassa 7 tuuman peilejä myyntiin ja oli onnistuneesti kokeillut kuun vuorten korkeuden määrittämistä .
Vuoden 1778 tienoilla William Herschel esiteltiin kuninkaalliseen tähtitieteilijään Nevil Maskelyneen hänen vieraillessaan ystävänsä luona Bathissa. Vähitellen kehittyi älyllisten tuttavuuspiiri, johon kuuluivat Royal Societyn tuleva sihteeri Charles Blagden sekä tähtitieteilijät Alexander Aubert ja Edward Pigott . Joulukuun lopussa 1779 sattui sattumalta tutustumaan tohtori William Watsoniin , joka oli juuri perustanut Philosophical Society of Bathin , joka kokoaa yhteen tieteestä kiinnostuneet kaupungin asukkaat. Jäseniä oli kaikkiaan 25, ensimmäinen englantilainen oppinut seura Lontoon ulkopuolella. 31. joulukuuta 1779 Herschel esiintyi ensimmäisen kerran kokouksessa "matemaatikona ja optikkona". Kokouksia pidettiin talvikaudella viikoittain ja kesällä kerran kahdessa viikossa. Ainakin 31 Herschelin lukeman raportin käsikirjoituksia on säilytetty useista eri aiheista - korallien kasvusta kuun vuorten korkeuden mittaamiseen. Watsonin ansiosta toukokuussa 1780 Herschelin tähtitieteelliset raportit (Kuuvuorista ja Cetuksen tähdistössä olevasta muuttuvasta tähdestä) luettiin Royal Societyssa [38] . Niitä päätettiin suositella julkaistavaksi julkaisussa " Philosophical Transactions of the Royal Society "; kun taas Maskelyne kutsui Herschelin kirjoittamaan mikrometristä , jonka ansiosta mittaukset tehtiin. M. Hoskinin mukaan näin lopulta tapahtui muusikon muuttuminen tähtitieteilijäksi [39] .
Herschelin ensimmäinen itsenäinen projekti oli kaksoistähtien tutkimus , joka mahdollisti tähtienvälisen etäisyyden määrittämisen perspektiivissä; tämän totesi ensimmäisenä Galileo . 17. elokuuta 1779 William Herschel havaitsi ensimmäisen kerran paljaalla silmällä näkyviä tähtiä kaukoputken läpi määrittääkseen, olivatko ne kaksitähtiä. Luettelo laadittiin vuoden 1781 loppuun mennessä, ja se sisälsi tiedot 269 kaksoistähdestä, joista 227 löydettiin ensimmäistä kertaa; luettelo lähetettiin Auberille, Maskelynen ja Hornsbylle tarkistettavaksi. Maaliskuussa 1782 Auber vahvisti ensimmäisenä havaintojen todenperäisyyden, minkä jälkeen Royal Societyn presidentti Sir Joseph Banks lähetti henkilökohtaisesti onnittelut hannoverilaisille [40] .
Uranuksen löytö. Royal Societyn vaalitMaaliskuussa 1781 Herschelit muuttivat osoitteeseen 19 New King Street. Melkein heti muuton jälkeen William alkoi tarkkailla. Maaliskuun 13. päivän yönä hän työskenteli yksin (Karolina oli tarkastamassa tehdasta, johon hänen veljensä oli investoinut). Seuraavat merkinnät ilmestyivät tähtitieteilijän päiväkirjaan [41] :
Kvartiilissa ζ Härkä vieressä ... Luultavasti sumutähti tai ehkä komeetta.
Alkuperäinen teksti (englanniksi)[ näytäpiilottaa] Kvartiilissa lähellä ζ Tauria … joko sumuinen tähti tai ehkä komeetta.Herschel kutsui Watsonin luokseen vahvistamaan näkemänsä. Hän neuvoi minua kirjoittamaan heti Lontooseen. Maaliskuun 17. päivänä ilmestyi toinen merkintä lehdessä [42] :
Etsin komeetta tai sumutähteä ja se osoittautui komeetoksi, koska se vaihtoi sijaintia.
Alkuperäinen teksti (englanniksi)[ näytäpiilottaa] Etsin komeetta tai sumuista tähteä ja huomasin, että se on komeetta, sillä se on vaihtanut paikkaansa.Molemmissa tapauksissa havainnot tehtiin 7 jalan heijastimella. 22. maaliskuuta, eli 9 päivää ensimmäisen havainnon jälkeen, Royal Society kuuli viestin Herscheliltä [43] . Tuolloin hän ei vielä tiennyt kuinka määrittää tarkasti taivaan koordinaatit, joten Hornsby ei koskaan huomannut mitään Härän tähdistössä, ja Maskelyne näki Herschel-objektin 3. huhtikuuta eikä löytänyt päätä eikä komeetan häntää. Vastausviestissä hän ilmoitti [44] :
En tiedä miksi kutsua sitä. Se voi olla joko tavallinen planeetta, joka pyörii Auringon ympäri lähes pyöreällä kiertoradalla, tai komeetta, joka liikkuu hyvin pitkänomaista ellipsiä pitkin.
Alkuperäinen teksti (englanniksi)[ näytäpiilottaa] En tiedä miksi kutsua sitä. Se on yhtä todennäköisesti säännöllinen planeetta, joka liikkuu kiertoradalla, joka on lähes ympyrän muotoinen Auringon suhteen, kuin komeetta, joka liikkuu erittäin eksentrinen ellipsissä.Vuoden 1781 alkukesään mennessä lisähavainnot osoittivat, että Herschel oli todellakin löytänyt tuntemattoman planeetan ja laajentanut aurinkokunnan rajoja noin puoleen [45] .
Aiemmin, 2. toukokuuta 1781, Maskelyne vastaanotti tähtitieteilijän Greenwichin observatorioon , olosuhteet havainnoille olivat suotuisat ja vahvisti jälleen löydön. Marraskuussa William Herschelille myönnettiin arvostettu Copley-mitali ; Kun kausi oli täydessä vauhdissa Bathissa, orkesterin johtajan ja konserttimuusikon täytyi matkustaa yöbussilla saapuakseen Royal Societyyn kello 11. Muutamaa päivää myöhemmin hänet valittiin Seuran täysjäseneksi "matematiikan, mekaniikan ja tähtitieteen tuntijana", ja Herschel vapautettiin yksimielisesti vuosittaisista jäsenmaksuista (30 guineaa - tuolloin huomattava summa), "joten hän käytti nämä rahat uuden tiedon hankkimiseen." Virallinen avajaisseremonia siirrettiin Williamille sopivaan aikaan [46] . Se oli hyvä syy hakea korkeinta asiakassuhdetta. Tämä tapa XVIII vuosisadalla vaikutti arkaaiselta, mutta ei kadonnut kokonaan. Joten vanhin Herschelin veljistä Jacob omisti seuraavan Bath-vierailullaan säveltämänsä sonaattikokoelman kuningatar Charlottelle . Tämä huomattiin, hänet kutsuttiin hovikonserttiin ja hänen palkkaansa Hannoverissa korotettiin 100 taalerilla vuodessa. Sir Joseph Banks , jolla oli yhteyksiä hovissa, ehdotti nimeämään äskettäin löydetyn planeetan kuningas George III:n mukaan . Tämän idean teki Worcester-rykmentin eversti John Walsh ja kertoi, että Herschel oli Hannoverin alainen. Kuningas oli kiinnostunut tähtitiedestä, ja Venuksen kulkiessa aurinkokiekon läpi vuonna 1769 hän käski varustaa itselleen observatorion Kewiin ja pystyi jopa tarkkailemaan ilmiötä henkilökohtaisesti. Sen johtaja - Stephen Demenbre - kuoli helmikuussa 1782; hänen paikkansa oli tarkoitus luovuttaa Herschelille [47] .
Herschelin ensisijainen tehtävä oli tähtienvälisen avaruuden tutkiminen. Kun hän epäili, että Orion-sumu oli muuttamassa muotoaan, hän päätti rakentaa kaukoputken, jossa on suurin mahdollinen aukko. Puutarhatontti New King Streetillä oli tarpeeksi suuri suuntaamaan jättiläisteleskoopin etelään. Jo tammikuussa 1781 William Herschel alkoi valmistaa ja suunnitella peiliä . Suurimman osan kesästä 1781 Herschel kokeili kuparin ja tinan seoksia: kevyet peilit olivat liian hauraita. Samalla hän laski peilin muodon ja työstettävät mekaaniset rakenteet, sillä sen pitäisi painaa noin neljännes tonnia. Kaikki työt tehtiin Herschelin puutarhassa, ja kun kävi ilmi, että muotteihin oli lisättävä hevosenlantaa , William ei epäröinyt mobilisoida Carolinan ja Alexanderin lisäksi myös W. Watsonia keräämään raaka-aineita. . Lopulta 11. elokuuta sulatus aloitettiin, mutta 550 kiloa metallia kaadettaessa muotti halkesi ja peili lopulta halkeili jäähtyessään. Watson selitti, että jäähdytys oli liian nopeaa. Toisen sulatuksen aikana metalli vuoti uunin pohjan läpi ja valui alueelle. Herschelit pelastivat vain se, että talossa oli useita uloskäyntiä. Työ kaukoputken parissa jouduttiin väliaikaisesti keskeyttämään [49] .
Musiikki pysyi kaikkien Herschelien pääasiallisena tulonlähteenä. William johti Bathin oratorion vain neljä päivää uuden planeetan löytämisen vahvistamisen jälkeen, ja kaksi päivää myöhemmin hän esitteli Bristolin oratorion. Yleisön vastaanotto oli lämmin. Kuitenkin sen jälkeen, kun neuvottelut Herschelin nimittämisestä "kuninkaan tähtitieteilijäksi" alkoivat, tapahtui katastrofi. 7. maaliskuuta 1782 päivätty ilmoitus julkisti Händelin " Jefta " pyhänä keskiviikkona ; mutta muutamaa päivää myöhemmin ilmoitettiin "Samsonin" esittelystä, joka kirjaimellisesti ennen esitystä korvattiin "Judas Maccabeella". Todennäköisesti Herschel ei voinut enää keskittyä musiikkiin. "Messiaan" esitys Bristolissa ( suurtorstaina ) osoittautui suoraksi epäonnistumiseksi; varsinkin kun ensi-iltana Windsorista saapui Williamin veljenpoika (hänen vanhemman sisarensa Sophian viisi poikaa asettui Englantiin), joka soitti kuningatar Charlotten ryhmässä ja kutsui hänet yleisöön viululla. 1. toukokuuta 1782 suunniteltiin urkujen avaamista Bathin suurimmassa Pyhän Jaakobin kirkossa, Herschel johti "Messiasta", mutta kaikki osat esitti Lady Huntingdonin kuoro Salisburysta , eikä Caroline osallistunut suorituskykyä ollenkaan. 19. toukokuuta hän sooloi St. Margaret's Chapelissa Bathissa Williamin saattaessa häntä urkuilla. Ilmeisesti tämä oli Herschelin veljen ja sisaren viimeinen julkinen esiintyminen [50] .
Life twistValmistautuakseen yleisöön George III:n kanssa Herschel jäi Watsonien taloon Lontooseen ja toi mukanaan peilin ja okulaarin. Hän otti myös kaksoistähtien luettelonsa. 25. toukokuuta 1782 lauantaina järjestettiin yksityinen yleisötilaisuus, jossa Herschel esitteli hallitsijalle kaavion aurinkokunnasta, jossa esitettiin uusi planeetta, vielä nimeämätön. Sitten hänet määrättiin viemään kaukoputken osat Greenwichiin tarkastettavaksi ja olemaan valmiina yhteisiin havaintoihin Kewissä. Teleskooppi asennettiin 29. toukokuuta keskiviikkona, ja se osoitti parempia ominaisuuksia kuin Maskelynen akromaattinen refraktori, joka 920-kertaisella suurennuksella antoi vahvan poikkeaman [51] . Perjantaina Herschel kutsuttiin yksityiseen konserttiin King'sille, ja häntä kunnioitettiin puolen tunnin keskustelulla; Lauantai ja sunnuntai omistettiin yhteisille havainnoille Maskelynen ja Aubertin kanssa, jotka tulivat siihen tulokseen, että entisen muusikon instrumentit olivat parempia kuin mitä tahansa Englannin observatorioista saatavilla. Esimerkiksi Greenwich-teleskooppi ei sallinut kaksoistähtien havainnointia . Sitten Herschel kutsuttiin päivälliselle J. Banksin kanssa, ja hänet kutsuttiin jälleen konserttiin kuninkaan kanssa. Kesäkuun 15. päivänä uusi toimivaltainen komissio tutki hänen kaukoputkensa, mukaan lukien kelloseppä Arnold - kronometrin keksijä . Pitkä odotus sai Herschelin järkyttymään, kun hänen opetuslapsensa odottivat häntä Bathissa; Watson kirjoitti hänelle, että oli järkevää tehdä aloite itse. Samaan aikaan Herschelille tarjottiin Hannoverin kuninkaallisen pääastronomin virkaa, mutta tarjottu palkka - 100 puntaa vuodessa - oli noin neljännes Bathin musiikillisista tuloista, vaikka hän kirjoitti Carolinelle, että musiikkitunnit olivat jo alkaneet. näyttävät sietämättömiltä [Huom. 4] . Lopulta kuningas George toimitti 7 jalan heijastimen Windsorin linnaan , ja tiistaina 2. heinäkuuta hän tarkkaili taivasta ensimmäistä kertaa Herschelin kanssa. Nämä istunnot toistettiin vähintään kolme kertaa, ja vertailun vuoksi otettiin käyttöön vielä kolme erityyppistä ja erilaista käsityöläistä olevaa teleskooppia. Herschelin instrumentti oli jälleen paras ja osoitti 932 kertaa, että Pohjantähti on kaksoiskappale, mikä tuli selväksi kokemattomallekin amatööritarkkailijalle George III:lle. Lisäksi kuningatar ja prinsessat liittyivät uuteen viihteeseen, jota varten teleskooppi siirrettiin Kewille. Koska sää oli pilvinen, Herschel teki pahvista keinotekoisen Saturnuksen kiekon ja valaisi sen, niin että kaukoputken läpi havaittu kuva poikkesi vähän todellisesta, mikä sai hovimiesten hyväksynnän. Päätettiin, että Herschel asettui lähelle Windsoria esitelläkseen taivaankappaleita kuninkaalliselle perheelle pyynnöstä. Hänelle myönnettiin elinikäinen eläke 200 puntaa vuodessa ( Astronomer Royalin palkka oli silloin 300 puntaa). Raportoiessaan tästä Banksille Herschel ehdotti, että äskettäin löydetylle planeetalle tulisi antaa nimi Georgium Sidus (latinaksi "Georgian tähti"), joka toisti sekä "Julius-tähteä" Horatian oodista ("To Clio" I, 12, 46-48) [Huom. 5] ja "lääketieteen tähdet", kuten Galileo kutsui Jupiterin kuita [54] . Itse asiassa termiä Georgian Planet käytettiin brittiläisessä tähtitieteessä 1800-luvun puoliväliin asti; Euroopassa planeetta kutsuttiin kuitenkin ensin "Herschel'siksi", ja sitten Johann Bode antoi sille nimen Uranus (muinaisessa mytologiassa Uranus on Saturnuksen isä ja Saturnus on Jupiterin isä ) [55] .
Kuninkaallisen suostumuksella William Herschel (konsultoimatta Alexanderia ja Carolinea) löysi paikan uudelle observatoriolle Datchetin kylästä muutaman kilometrin päässä Windsorin linnasta itään. On huomionarvoista, että hän ei edes vaivautunut kertomaan äidilleen kuninkaan henkilökohtaisen tähtitieteilijän nimittämisestä, ja tämä kirjoitti hänelle nuoremman veljensä Dietrichin kautta [52] .
Heinäkuussa 1782 Herschelin perhe lähti Bathista ja Sloughin ohitse muutti kaikki omaisuutensa Datchetiin. Vuokra-asunto oli aikoinaan ollut herrasmiesten metsästysmaja, ja se oli huonokuntoinen. Palvelijan suosituksesta palkattu pidätettiin varkaudesta. Talo oli kuitenkin tilava: toisessa kerroksessa oli neljä makuuhuonetta ja ensimmäisessä kerroksessa eteisen ja keittiön lisäksi kaksi tilavaa yksiötä. Tässä oli myös huono puoli: talossa oli 30 ikkunaa, joiden lukumäärän mukaan kiinteistövero laskettiin , ja tämä ympäristössä, jossa tulot puolittuivat. Markkinoilla hinnat olivat myös korkeammat kuin Bathissa; Carolinan oli ostettava tarvikkeita Windsorista . Williamia houkuttelivat kuitenkin vaunuvaja ja talli, jotka oli helppo varustaa teleskooppipajaksi ja observatorioksi. Puutarhaan voitaisiin sijoittaa jättiläinen kaukoputki. Asunnon kuntoon saaminen kesti kaksi kuukautta, minkä jälkeen Alexander Herschel palasi Bathiin hyvissä ajoin ennen uuden musiikkikauden alkamista. Jacob tarjosi hänelle paikkaa orkesterissaan Hannoverissa, kun taas William ja Caroline tarjoutuivat etsimään työtä Lontoosta, jossa he voisivat tavata toisiaan säännöllisesti. William kutsuttiin usein Queen's Lodgeen Windsoriin esittelemään taivaallisia ilmiöitä kuninkaalliselle perheelle. Herschel saattoi viettää loppuyön kaksoistähtiä tutkien, mutta häntä ärsytti jatkuva tarve siirtää ja säätää teleskooppia uudelleen. Hän aloitti ensimmäiset havainnot 36 tuntia muuton jälkeen. Joulukuussa William meni Bathiin vierailemaan Alexanderin luona (vuotta myöhemmin hän meni naimisiin lesken Margaret Smithin kanssa) keräämään sirpaleita jättiläisteleskoopin peilistä. Työmatkalla hän loi roskamateriaalista 12 tuuman teleskooppipeilin, jonka polttoväli oli 20 jalkaa . Kun kuningas kuuli suuremmasta kaukoputkesta, hän vieraili tähtitieteilijän luona kotona, ja käytäntö tuli yleiseksi neljäksi vuosikymmeneksi. Williamille annettiin etuoikeus vastaanottaa kuninkaallisia ja hoviherroja vain kauniina havainnointiin sopivina päivinä. Vuoden 1784 loppuun mennessä Herschel oli koonnut luettelon 434 kaksoistähdestä [56] .
Herschelin kehitystä tiedemiehenä ei enää pysäytetty. Lähes kaikki Philosophical Transactions of the Royal Societyn julkaisut perustuivat hänen henkilökohtaisiin havaintoihinsa. Alkuvuodesta 1783 William lähetti Royal Societylle viestin, joka perustui kaikkien hänen käytettävissään muinaisista ajoista peräisin olevien tähtitieteellisten havaintojen tietojen analyysiin. "Muistokirjassa" todistettiin, että muinaisen keskiajan käsitykset "kiinteiden tähtien pallosta" ovat vääriä ja kaikki taivaankappaleet ovat kolmiulotteisessa avaruudessa ja liikkuvat itsenäisiä lentoratoja pitkin. Seuraavana tehtävänä oli määrittää Auringon ja aurinkokunnan liikesuunta. Vertaamalla 13 siihen mennessä tunnetun tähden oikeita liikkeitä Herschel havaitsi, että liike on Lambda Herculesin suuntaan . Hän määritti kärjen koordinaatit α = 257°, δ = +25° [57] . Vuosina 1805-1806 Herschel julkaisi äskettäin kertynyttä dataa tarkasteltuaan kaksi artikkelia, joiden kokonaismäärä oli 57 sivua, joissa hän yritti arvioida Auringon nopeutta, mutta tuloksetta: tähtien sisäinen rakenne huomioiden. olla sama, tähtitieteilijä hyväksyi hypoteesin, että tähtien kirkkaus osoittaa niiden läheisyyden ja päinvastoin [58] . Vuonna 1783 Herschel oli mukana vahvistamassa Goodraikin havaintoja Algolin voimakkuuden voimakkaasta jaksoittaisesta muutoksesta , ja useiden vuosien ajan yksi hänen tärkeimmistä tehtävistään oli tähtien suuruusluettelon laatiminen, jossa yli 3000 kohdetta oli otettu huomioon. Samana vuonna, 1783, keväällä Datchetissa vieraileva Thomas Collinson ehdotti prismassa olevan kirkkaan tähden spektrin hajottamista. Herschel käytti 10 jalan heijastinta ja piti sormillaan prismaa (hän laittoi sen silmän ja okulaarin väliin) ja vertasi Mu Cephein ja Alpha Cephein spektrejä 21. toukokuuta 1783. Hän vakuuttui siitä, että spektrit olivat hyvin erilaisia, mutta ei osannut selittää eroja ja tulkita havaintoja. Hänen kiinnostuksensa astrospektrometriaan heräsi uudelleen vasta vuonna 1798, kun hän ratkaisi pyörivän prisman pitämisen teknisen ongelman [59] . Vuonna 1783 Carolinesta tuli William Herschelin jatkuva apulainen, ja tämä rooli valmisteltiin hänelle hänen veljensä määräyksestä [60] .
"Taivaan järjestyksestä"Jopa Bathissa eläessään Herschel tarkkaili Orionin sumua ainakin 17 kertaa ja piirsi sen kolme kertaa. Havaintojen tarkkuuden lisäämiseksi hän havaitsi tähtien sijainnin tässä sumussa, ja tämä mahdollisti muutosten tulkinnan. Kävi ilmi, että havaittu kuva poikkesi Smithin optiikassa toistetusta Huygensin luonnoksesta. Koska muutokset tapahtuivat tarkkailijan silmien edessä, Herschel päätteli, että sumu ei voinut olla liian suuri tai liian kaukana Maasta. Vuonna 1781 Watson lähetti Messierin luettelon Herschelille , mikä muutti suuresti Williamin tutkimusohjelmaa. Ainakin hän käytti lähes vuoden tarkistaen uudelleen kaikki tämän hakemiston objektit Messierin työkaluja paremmilla työkaluilla. Jotkut esineet, kuten Rengassumu , näytettiin kuninkaalle. Nu Aquariuksen ( Saturnuksen sumu ) läheltä löydetyn esineen ansiosta Herschel loi termin " planetaarinen sumu ". Aluksi ei ollut mahdollista selvittää, ovatko tällaiset esineet aurinkokunnassa vai sen ulkopuolella. William värväsi Carolinen metsästämään sumuja, ja hän löysi 14 uutta esinettä vuoden 1783 aikana. Siskolleen William suunnitteli laitteen tavallisesta harjasta yhdistettynä okulaariin. Tällainen laite mahdollisti kapeaa sektorin tutkimisen horisontista zeniittiin ja sitten saman sektorin kopioimisen kaukoputken läpi, kirjaimellisesti "pyyhkäisemällä" taivaan [61] .
Koska Herschel työskenteli ulkona (jotta peili ei kokisi lämpötilan muutoksia), hän ei voinut keskeyttää havaintojaan tallentaakseen vaikutelmiaan. Siksi Alexander Herschel suunnitteli tarkan heilurikellon ; yövartioiden aikana Caroline istui kirjoitusvälineiden ja kellon kanssa. Jos Williamin piti kirjoittaa jotain muistiin, hän soitti kelloa, Caroline avasi ikkunan ja nauhoitti, mitä hän huusi hänelle. Hänen vastuullaan oli myös pitää päiväkirjaa havainnoista ja valkaista merkinnät. M. Hoskinin sanoin Carolina oli Williamin " kopiokone, tekstinkäsittely ja laskin ". Erityisesti hän piirsi suuria paperiarkkeja vaaka- ja pystysuorilla viivoilla, joiden jokainen neliö edustaa 15′. Jos neliö oli yliviivattu ristillä, tämä tarkoitti, että se oli "pyyhkäisty"; jos se oli yliviivattu vinottain, tämä tarkoitti, että vaadittiin toistuvia tutkimuksia [62] .
Muutama viikko sumujen tutkimuksen aloittamisen jälkeen Herschel lähetti ensimmäisen "muistokirjan" universumin rakenteesta Royal Societylle. Huhtikuuhun 1784 mennessä hän oli jo löytänyt 388 Messierille tuntematonta sumua; heinäkuuhun mennessä määrä oli noussut 440:een. Jotkut Messier-sumuista havaittiin tähtijoukkoina 20 jalan kaukoputkessa . Tämä löytö sai Herschelin osoittamaan okulaarin Linnunrataa kohti , ja sen havaittiin koostuvan monista tähdistä. William laski, että tunnissa havainto hän pystyi erottamaan noin 50 000 tähteä, joista itse asiassa on määrittelemätön määrä. Kävi myös ilmi, että sumut ja tähtijoukot voivat keskittyä joillekin taivaan sektoreille, ja Herschel teki hätäisen johtopäätöksen, että Linnunrata on sama "kiintotähtien kerros", jota ei ole vielä erotettu sumuiksi ja klusteiksi. Se johti kuitenkin myös oivallukseen, että havaitut "sumut" voivat olla joko "tosia" (kaasusumu nykyaikaisessa terminologiassa) tai "kuin Linnunrata" ( galaksit ); havaintojen aikana heräsi kysymys niiden erosta. Tutkiessaan Omega-sumua Herschel havaitsi, että se voi toimia standardina: klusterit hajosivat yksittäisiksi tähdiksi, kaasumaiset sumut vain keräävät tähtien valoa [63] .
Vuonna 1785 julkaistussa artikkelissa Herschel totesi, että Linnunrata oli suurikokoinen ja monimutkainen tähtijoukko, joka koostuu miljoonista tähdistä. Herschel päätti tutkia tämän klusterin rakennetta huolimatta siitä, että Maa on sen sisällä. Tätä varten hän teki kaksi oletusta: ensinnäkin, että kaikki Linnunradan tähdet voidaan havaita hänen 20 jalan heijastimestaan; toiseksi hän ehdotti, että Linnunradan tähtijoukot ovat jakautuneet tasaisesti. Hän teki lähes 700 " tähtikauhaa ", joista suurin osa ei sisältänyt tarkkoja laskelmia, vaan keskimääräisen tähtien lukumäärän 10 vierekkäisessä ruudussa Carolinan kartoissa. Tätä työtä pidetään ensimmäisenä maailmassa tähtitilastojen alalla. Herschel väitti, että Orionin sumu ja Andromeda-sumu ovat samoja "tähtisumua", mutta että ne sijaitsevat liian kaukana täydellistä tutkimusta varten. Herschel ei sulkenut pois, että ne voisivat olla Linnunrataa suurempia [64] .
Teleskoopin valmistus. Muutto SloughiinKuninkaallinen palkka ei riittänyt Herschelin tutkimukseen: vuosi Bathista muuton jälkeen aiemmin kootut kertymät loppuivat. Jo elokuussa 1782 Christian Maier Mannheimista kirjoitti Williamille ja tarjoutui rakentamaan kaukoputken hänen observatorioonsa; M. Hoskinin mukaan tämä sai Herschelin valmistamaan tähtitieteellisiä instrumentteja kaupallisin perustein. Hän arvioi 7 jalan teleskoopin hinnaksi 50 guineaa. Kuningas hyväksyi tämän hankkeen ja jopa auttoi tilaamaan viisi 10 jalan heijastinta Kew-observatorioon, Windsorin linnaan, Göttingenin yliopistoon ja Marlboroughin herttuan palatsiin. Vuoteen 1791 mennessä viidettä instrumenttia ei ollut myyty. 7 jalan peileillä oli huomattava kysyntä; Lisäksi Herschel kirjoitti omaelämäkerrassaan, että tilaukset antoivat hänelle mahdollisuuden tehdä kalliita kokeita parantaakseen kiillotustekniikoita. Kun Alexander Herschel jäi leskeksi vuonna 1788, hän työskenteli mielellään veljensä kanssa kesäkaudella [65] .
Herschelia auttoi suuresti William Watson, joka sai vuonna 1785 kuninkaallisen 2 000 punnan apurahan suuren kaukoputken rakentamiseen. Koska Herschelien vuokraaman talon omistaja oli nostanut vuokraa ja uutta 40 jalkaa olevaa teleskooppia suunniteltiin pysyväksi, päätettiin muuttaa. Uusi koti löydettiin Sloughista , Windsor Roadilta; kerran siinä oli taverna . Talossa oli 4 makuuhuonetta, laaja talli ja 1 hehtaarin tontti kiviaidan takana. Kiinteistö kuului Baldwinin perheelle, jonka kanssa William tuli myöhemmin sukulaiseksi. Muutto tapahtui 4. huhtikuuta, ja tästä talosta tuli Herschelin perheen kolmen sukupolven asuinpaikka, kunnes se purettiin vuonna 1960. Sijainti oli kaikin puolin kätevä, ja lisäksi Slough makasi Bathista Lontooseen johtavan valtatien varrella. Caroline vastasi edelleen kotitaloudesta, mutta sen oli palkattava puutarhuri kolmeksi päiväksi viikossa [66] . François Aragon mukaan "Herschelin sijoittuminen palvelijaan päättää hänen elämäkertansa ihmisenä yleensä; tähtitieteilijän elämä alkaa” [67] .
Katso myös: 40-jalkainen Herschel-teleskooppi
Yksi Herschelin tärkeimmistä tehtävistä oli 40 jalan teleskoopin rakentaminen tähtien tutkimusta varten. Sen työskentely keskeytettiin vuonna 1786, kun hän meni kuninkaan käskystä Göttingeniin asentamaan kuninkaallisen tilauksen mukaista heijastinta (yksi viidestä edellä mainitusta) [68] [Huom. 6] . Tuolloin jättiläispeiliä (painoltaan puoli tonnia) kiillotti 24 ihmistä kahdessa vuorossa, ja tähtitieteilijän itsensä kädet olivat ainoa työkalu ihanteellisen muodon määrittämiseen. Helmikuussa 1787 kaukoputkea testattiin ensimmäisen kerran, ja kävi ilmi, että peili painuu oman painonsa vaikutuksesta. Tehtiin uusia laskelmia ja työtä uuden peilin parissa, johon ei ollut rahaa. Ilmeisesti tämä aiheutti Yrjö III:n (jolla oli jo mielenterveyshäiriön oireita) voimakkaimman tyytymättömyyden. Säilyneessä kirjeenvaihdossa on myös vihjeitä Herschelin henkilökohtaisesta nöyryytyksestä kommunikaatiossa hallitsijan kanssa. J. Banksin avustuksella tähtitieteilijälle annettiin toinen 2000 punnan apuraha, mutta Vilhelmin ja Yrjö III:n välillä ei ollut enää sydämellisiä suhteita; luultavasti tästä syystä Herschel sai kuninkaallisen palkinnon vasta vuonna 1816. Arago piti häntä vähintään "Sloughin herttuakunnan" arvoisena. Suhteiden jäähtyminen ei kuitenkaan tehnyt tyhjäksi tähtitieteilijän suosiota tuomioistuinpiireissä ja aateliston edustajien toistuvia vierailuja hänen luonaan [70] .
Toinen peili valettiin onnistuneesti helmikuussa 1788, mutta lokakuussa tehdyt testit todettiin epätyydyttäväksi. Sitten Herschel suunnitteli kiillotusmekanismin Alexanderin laskelmien mukaan; ja vasta kesällä 1789 työ valmistui. Herschelin työpaikka oli erityisellä parvekkeella putken reunassa; se oli yhdistetty puheputkella tarkkailijan taloon ja varustettu kelloilla, joiden avulla avustajat voivat kääntää kaukoputken ympäri. Mekanismi aiheutti tiettyä kohua tiedemaailmassa; Siten vuonna 1786 Lalande ilmoitti julkisesti halustaan osallistua havaintoihin. Herschel sai häneltä kirjeen, jossa oli ohjeita Saturnuksesta (rengas oli melkein näkymätön, koska se havaittiin reunassa). Elokuussa ja syyskuussa 1787 oli tarpeen työskennellä 20 jalan mittaisella instrumentilla, ja 17 päivän havaintojen aikana oli mahdollista löytää toinen tämän planeetan satelliitti, mutta ei vahvistaa tätä löytöä. 28. elokuuta ja 17. syyskuuta 1789 välisenä aikana Herschel pystyi aloittamaan Saturnuksen tarkkailun suurella kaukoputkella, mikä johti kahden kuun löytämiseen kerralla, myöhemmin nimeltä Mimas ja Enceladus [71] .
Kaiverrus Encyclopædia Britannican vuoden 1797 painoksesta
Herschelin kuvaus kaukoputkesta (1795)
Herschelin raportti Saturnuksen kuuiden löytämisestä (1789)
40 jalan Herschel-teleskoopin peili. Tiedemuseo (Lontoo)
Kesällä 1786 48-vuotias William Herschel alkoi seurustella 36-vuotiaan lesken Mary Pittiä, hänen vuokraisäntänsä tytärtä, kanssa. Yhden elämäkerran kirjoittajan - Fanny Burneyn - sanoin Herschel "tajusi, että kulta kimaltelee yhtä paljon kuin tähdet". Mary oli varakas ja hänen oli määrä saada tulevaisuudessa vielä suurempi perintö, joka oli 12 000 puntaa. William kosi ja kihlauksesta ilmoitettiin , mutta kun Mary tajusi, että hän ja hänen miehensä tuskin näkisivät toisiaan 40 jalan teleskoopin rakentamisen vuoksi, hän katkaisi kihlauksen. Siitä huolimatta he eivät katkaisseet suhteita ja pääsivät kompromissiin syksyyn 1787 mennessä: päätettiin asua kahdessa talossa - Sloughissa ja kartanossa Uptonissa . Caroline sai kuninkaallisen eläkkeen 50 puntaa vuodessa; vuoden 1803 jälkeen Mary siirsi omista varoistaan vielä 40 puntaa Carolinaan - 10 per vuosineljännes. Herschel pyysi Watsonin kautta suostumusta avioliittoon kollegoiltaan Royal Societyssa ja sai hyväksynnän. Häät pidettiin seurakunnan kirkossa 8. toukokuuta 1788; Sir Joseph Banks oli paras mies; Sulhasen puolelta todistajia olivat Alexander ja Carolina. Istutettu isä oli Maryn veli, apteekkari ja kemisti Thomas Baldwin. Kun Mary tuli raskaaksi vuonna 1791, päätettiin vuokrata talo Uptonista, ja perhe asettui lopulta Sloughiin. 9. maaliskuuta 1792 Williamin poika ja perillinen John syntyi ; Kreivi Komarzewski tuli hänen kummikseen . Kolme kuukautta Johnin syntymän jälkeen hänen isänsä ja kummisetä tekivät 7 viikon matkan Englannin teollisuuskeskuksiin, ja William kommunikoi tasavertaisesti johtavien insinöörien ja keksijöiden kanssa. Myöhemmin Herschel osallistui yhteen James Wattin tärkeimmistä oikeudenkäynneistä todistajana ja asiantuntijana. Myös vuonna 1792 Herschel sai oikeustieteen tohtorin arvosanan Glasgow'n yliopistosta . Vuonna 1793, 19-vuotiaana, Maryn vanhin poika Paul Baldwin kuoli, ja hänen isänsä hänelle testamentaama 2000 puntaa siirtyi hänen äidilleen. Lisäksi Mary peri vuonna 1795 tädillään puolet omaisuudestaan ja 3 000 puntaa, jotka sijoitettiin kolmeen prosenttiin paperiin. Herschelin ei nyt tarvinnut huolehtia tuloista ollenkaan [72] .
27. maaliskuuta 1793 William Herschel sai kansalaisuuden ja myönsi Britannian kansalaisuuden parlamentin päätöksellä. Seuraavana päivänä House of Lords hyväksyi asiaa koskevan lain Bangorin lordipiispan pyynnöstä [73] [74] .
William ja Caroline Herschelin tähtitieteelliset havainnotHäiden jälkeen yhteiset havainnot Karolinan kanssa jatkuivat kahden viikon kuluttua, mutta nyt niitä tehtiin objektiivisista syistä harvemmin. Tämä vapautti aikaa hänen itsenäiseen työhönsä, joka oli omistettu pääasiassa komeettojen etsimiseen. Hän käytti Newtonin heijastinta, jossa oli 9 tuuman aukko , joka antoi 30-kertaisen suurennuksen. Havainnot eivät olleet kovin erikoistuneita: esimerkiksi 16. ja 17. huhtikuuta 1790 hän tarkkaili Kuuta Williamin pyynnöstä, joka uskoi, että hänen pinnalla havaitsemansa valon välähdykset olivat todisteita vulkaanisesta toiminnasta. Toisena havaintopäivänä Carolina löysi neljännen komeettansa. Vuonna 1795 hän tarkkaili Encken komeetta [76] . Samana vuonna William tilasi sisarensa tarkistamaan Flamsteedin tähtiluettelon uudelleen , mikä vaati 20 kuukauden havaintoja. K. Herschelin työn tulokset osoittivat, että Flamsteed ei sisällyttänyt luetteloonsa noin 500 Britannian taivaalla havaittua tähteä ja teki myös satoja virheitä, joista osan julkaisija kuitenkin esitti. Uuden luettelon julkaisi Maskelyne hänen kustannuksellaan; Lisäksi kun tähtitieteilijä valitti, että Flamsteedin ohittamien valaisimien erillinen luettelo olisi hyödyllinen, Karolina julkaisi sen välittömästi 25-sivuisena [77] .
40 jalan kaukoputken rakentamisen jälkeen Herschelin kiinnostuksen kohteet kohdistuivat aurinkokuntaan. Hän ei jättänyt Uranuksen tarkkailua. 1700-luvulla tämä planeetta liikkui alueella, jossa oli runsaasti tähtiä, mikä teki työstä erittäin vaikeaa; siksi useimpia Uranuksen satelliittien löytöilmoituksia pidetään nyt väärinä [78] . N. Maskelyn ärsytti Herschelin spekulatiivisia puheita Bathin filosofisessa seurassa Kuun asuttavuudesta ja oletettavasti suuren , Pyhän Paavalin katedraalin kokoisen rakennuksen havainnoista . Hän kehotti voimakkaasti Williamia olemaan sekoittamatta tarkkaa tiedettä ja spekulaatiota, mukaan lukien uskonnolliset. Kuitenkin juuri näinä vuosina Herschelin oma vakaumus vaikutti voimakkaimmin hänen tieteellisiin pyrkimyksiinsä, nimittäin Auringon havaintoihin. Vuonna 1795 " Philosophical Transactions " -lehdessä julkaistiin artikkeli , jossa Herschel väitti, että keskusvalaistimella on kiinteä ydin, kuten millä tahansa planeetalla, mutta sitä ympäröi monikerroksinen ilmakehä, jonka yhdellä tasolla on itseluminesenssi. (hän kutsui sitä " fotosfääriksi "). Auringonpilkut ovat ilmakehän pesäkkeitä ja "ryppyjä", joiden läpi tumma auringon pinta näkyy. Tämä oli ainoa julkaisu, jossa Herschel julisti avoimesti kaikkien taivaankappaleiden asumiskelpoisuuden. Niiden luonne on erilainen: esimerkiksi auringon asukkaat ovat sopeutuneet maailmansa olosuhteisiin. Auringon ilmakehän itseluminesenssi selittyy analogialla maanpäällisten korkeiden vuorten jäätiköiden kanssa, jotka säilyttävät rakenteensa, vaikka ne ovat jatkuvasti valaistuja eivätkä pilvien peittämiä. Huhtikuussa 1801 Philosophical Works -lehdessä julkaistiin toinen artikkeli auringon ilmakehästä, jossa Herschel korjasi näkemyksiään ja totesi, että ulomman tulisen ilmakehän alla on toinen - tumma, joka suojaa auringon asukkaita. Samaan aikaan hän kiinnostui siitä, kuinka paljon auringon aktiivisuus vaikuttaa Maahan, ja jopa vertasi sadon hintoja viiden vuoden ajalta saadakseen selville, onko sillä korrelaatiota auringonpilkkujen lukumäärän kanssa. Alustavat johtopäätökset olivat myönteisiä: Aurinko vaikutti maan kasvillisuuteen. Tämä artikkeli herätti raivoa William Watsonilta, joka pelkäsi skandaalia ja pilkamista. Skotlantilainen Henry Broom , joka avoimesti hylkäsi sekä britit että saksalaiset, hyökkäsi Herschelia vastaan Edinburgh Review -lehdessä ja sanoi jopa, ettei kukaan ole lukenut tällaista absurdia " Gulliverin Laputa - matkojen " jälkeen. M. Hoskin huomautti, että tällainen julkaisu aiheuttaisi "suurempaa reagointia" XXI-luvun lukijassa [79] .
Infrapunasäteiden löytäminen. AsteroiditAurinkoa tarkkaillakseen Herschel kokeili erilaisia valosuodattimia , joista monet olivat Alexanderin keksimiä. Kokeiden aikana William näytti, että suodattimien eri värit muuttivat auringon lämmön tunnetta. Joten hän aseistautui prismalla ja lämpömittareilla ryhtyen kokeelliseen todentamiseen. Subjektiivinen tunne osoittautui oikeaksi: maksimilämpö kulki punaisen suodattimen läpi, minimi - vihreä. Kun siirryimme kohti näkyvän valon punaista spektriä, lämpösäteily lisääntyi. Lisäksi kävi ilmi, että on säteitä, jotka eivät anna valoa, mutta kuljettavat lämpöä; Herschel kutsui niitä " infrapunaksi ". Termiä käytettiin kahdessa artikkelissa, jotka julkaistiin vuonna 1800 Philosophical Transactions -lehdessä; Lisäksi Joseph Banks piti infrapunasäteilyn löytämistä Herschelin suurimmana panoksena tieteelle [79] . Päinvastoin, Herschelin yritys selvittää Newtonin renkaiden luonne , joita hän opiskeli lähes kaksi vuosikymmentä ja omisti kolme paperia, epäonnistui. Hänen vuoden 1912 kokoelmateoksissaan nämä materiaalit sisältyivät vain täydellisyyden vuoksi [80] .
Vuoden 1801 alussa Giuseppe Piazzi , joka oli juuri löytänyt Ceresin , kirjoitti Herschelille ja pyysi tätä tarkistamaan havainnot uudelleen. Lokakuun istunnon aikana Herschel ei onnistunut tekemään tätä 40 jalan kaukoputkellaan, mutta Gauss laski uuden taivaankappaleen löydön sijainnin, josta von Zach löysi sen . Tämä löytö toimi vahvistuksena Titius-Boden säännölle . Itse Herschel Ceres nähtiin vasta helmikuun alussa 1802, ja hän totesi, että ruumiin todellinen halkaisija ei ole edes puolet kuun halkaisijasta; eli se ei voi olla täysimittainen planeetta. Pallaksen löytämisen jälkeen tällaisten elinten luokittelusta tuli ajankohtainen. Herschelin pyynnöstä J. Banks ja W. Watson kutsuivat koolle Royal Societyn kokouksen 18. huhtikuuta 1802, omistettuna Marsin ja Jupiterin kiertoradan (ja mahdollisesti muut planeetat). Toukokuun kokouksessa Herschel esitteli Ceresin ja Pallaksen fyysiset ominaisuudet ja ehdotti termiä " asteroidi ", joka perustuu siihen tosiasiaan, että niitä oli erittäin vaikea erottaa tähdistä havaittuna. Itse termi oli Charles Burney, Jr. , kuuluisan musiikkitieteilijän pojan [81] keksintö [81] Aluksi tämä ehdotus aiheutti äärimmäisen kielteisen reaktion sekä Broomista että Gaussista. Junon ja Vestan löytämisen jälkeen (vuosina 1804 ja 1807) Herschelin ja Piazzin välillä puhkesi kiista, joka piti parempana termiä " planetoidi ". Siitä huolimatta, jo vuonna 1812, Thomson 's History of the Royal Society ilmaisi ymmällään, miksi Herschel kieltäytyi tunnustamasta neljää kappaletta Marsin ja Jupiterin välisessä tilassa planeetoiksi [82] .
Poikansa syntymän jälkeen Herschel harjoitti yhä vähemmän tähtitieteellisiä havaintoja. Yhdessä hänen vaimonsa kanssa he alkoivat matkustaa Sloughin ulkopuolelle useammin; vuonna 1798 he vierailivat 5-vuotiaan John Bathin kanssa ja veivät hänet ranskalaisen nukketeatterin esitykseen. Herschel kiinnostui geologiasta , erityisesti meren fossiileista, jotka löytyivät syvältä Britannian saarelta nykyisen merenpinnan yläpuolelta . Hershelit alkoivat vierailla W. Watsonin kartanolla Dawlishissa Devonshiren eteläosassa , ja William tuli siihen tulokseen, että lähellä Exeteria oli muinainen meren rannikko . Herschelit tekivät 8 viikon matkan Iso-Britannian halki vuonna 1809 - omalla vaunullaan ja ryhmällään - he ottivat Johnin ja hänen serkkunsa Mary Baldwinin mukaansa. He toistivat matkan vuonna 1811, ja se maksoi 400 puntaa. John Herschelin kasvatti pääasiassa hänen tätinsä Caroline, jolla oli suuri rooli hänen muuttamisessa tähtitieteilijäksi. Jo viisivuotiaana hänet lähetettiin kouluun, ja kahdeksanvuotiaana John Herschel hyväksyttiin Eton Collegeen [84] .
Aiemmin, vuonna 1799, Herschelit olivat viettäneet melko vähän aikaa Bathissa (olenneet vuokranneet talon Zion Hilliltä), missä William jopa ilmoittautui musiikkikirjastoon; paikallinen sanomalehti väitti, että tähtitieteilijä odotti viettävän 10 kuukautta vuodessa kaupungissa. Havaintoja varten Sloughin ulkopuolella hän kehitti kannettavan kaukoputken, jonka polttoväli oli 35 tuumaa ja 7 tuuman peilin, joka antoi 300-kertaisen suurennuksen. Hän ei kuitenkaan koskaan asettunut uudelleen Bathiin. Caroline Herschel piti hänen uudesta kodistaan huolta jonkin aikaa, sitten veljestään Alexanderista ja asettui lopulta Windsoriin veljenpoikansa Georg Griesbachin luo, joka oli edesmenneen Sophia Herschel-Griesbachin poika. Carolinen ja Williamin välisten suhteiden jäähtymisen ja havaintojen päättymisen vuoksi (4 istuntoa koko vuodelle 1799 ja vain 1 vuodelle 1800), Herschelin sumuluettelo laadittiin vasta vuonna 1802 [85] .
Samana vuonna Herschelit matkustivat Ranskaan John ja Mary Baldwinin kanssa. 25. heinäkuuta tähtitieteilijälle myönnettiin kunnia Pariisin observatoriossa, ja 28. päivänä hän illallisti Laplacen kanssa samalla kun keskusteli sumuhypoteesista 30 vieraan läsnäollessa . Sunnuntaina 8. elokuuta 1802 Malmaisonissa Herschel-pariskunta ja fyysikko Rumford esiteltiin Ranskan ensimmäiselle konsulille Napoleon Bonapartelle ja hänen vaimolleen Josephineelle ; Lisäksi William sai istua heidän läsnäollessaan (mitä hän ei käyttänyt hyväkseen). Keskustelun pääaihe oli kuitenkin hevosten jalostus Englannissa [86] . Vuonna 1814 Herschel myi Lucien Bonapartelle itselleen valmistaman 10 jalan kaukoputken, koska hän ei enää pystynyt tekemään havaintoja [87] .
Tähtitieteellisten havaintojen valmistuminen1800-luvulla Herschelin terveys heikkeni, hän ei enää kestänyt yövartiointia, ja talvihavaintojen aikana hän sai vakavan yskän. Maaliskuussa 1808 näytti jopa siltä, että hänen päivänsä olivat luetut; vakava sairaus jatkui saman vuoden lokakuussa. Tämä tapahtui samaan aikaan, kun Herschelin veljeksistä nuorin Dietrich saapui Englantiin, joka pakeni Napoleonin sotia [89] . 1790-luvun jälkeen tuskin käytetty 40 jalan teleskooppi toi paljon vaivaa. Yritys käyttää sitä uudelleen 29. heinäkuuta 1813 osoitti, että peili oli himmentynyt ja syöpynyt , ja Saturnuksen havainnointi osoittautui mahdottomaksi. Edellisen kerran 75-vuotias Herschel käytti kaukoputkeaan vuonna 1814. Käyttökustannukset olivat keskimäärin 200 puntaa vuodessa. Lisäksi Alexander ja William Herschelin puolitonnisen peilin säännöllinen kiillotus oli kirjaimellisesti hengenvaarallista. Niinpä vuonna 1811, kun peiliä irrotettiin, helmi katkesi , ja Alexander ja William eivät kirjaimellisesti murskaantuneet ihmeen toimesta. On kuitenkin huomattava, että teleskooppi oli nähtävyys, jota tutkivat jopa ulkomaiset kuninkaalliset, mukaan lukien Venäjän keisari Aleksanteri I (vuonna 1814). Lukuisat valtuuskunnat vierailivat Herschelissä tämän 80-vuotissyntymäpäivänä, mukaan lukien Hessenin prinssi (huhtikuu 1818), suurherttua Mihail Pavlovich seuraseurueneen (heinäkuu) ja Itävallan arkkiherttua (lokakuu). Vasta vuonna 1820 kuningas Yrjö IV kaksinkertaisti Herschelin eläkkeen, mikä mahdollisti kaukoputken ylläpitämisen edelleen [90] [Huom. 8] .
Viimeiset elämänvuodetVuonna 1816 William Herschelin hannoverilaiset syntyperät olivat perustana hänelle myönnetylle kuninkaalliselle guelfiritarikunnalle , joka perustettiin samana vuonna juhlimaan Hannoverin kuningaskunnan perustamista . On huomionarvoista, että tämä palkinto, joka ei ollut englantilainen, ei antanut Herschelille oikeutta tulla kutsutuksi "herraksi", mutta kukaan ei uskaltanut osoittaa hänelle väärinkäsitystä [92] . Vuonna 1817 John Herschel jätti lakitutkinnon Cambridgen yliopistossa ja alkoi oppia isältään teleskooppipeilien kiillottamista. Yhdessä he kiinnittivät 20 jalan kaukoputken, ja joulukuuhun 1820 mennessä Herschel Jr.:tä voitiin pitää maailmanluokan tarkkailijana, kun hänen isänsä ja tätinsä opettivat hänelle tähtijoukkojen tutkimusmenetelmiä [93] .
8. helmikuuta 1820 John ja hänen työtoverinsa julistivat Royal Astronomical Societyn perustamisen Sir Joseph Banksin voimakkaaseen vastustukseen, joka pelkäsi kilpailua Royal Societysta. Vaikka Somersetin herttua valittiin presidentiksi , Banks suostutteli hänet eroamaan. Banksin kuoleman jälkeen 19. kesäkuuta samana vuonna William Herschel valittiin seuran presidentiksi, vaikka hän ymmärsi olevansa seremoniallinen henkilö. Aloitusjulkaisuna hän toimitti Carolinen kanssa kokoaman luettelon, jota ei koskaan julkaistu 145:stä sumuhavainnoidusta kaksoitähdestä [94] [95] . 29. toukokuuta 1821 he kolme suorittivat havaintoistunnon, jossa John työskenteli okulaarin parissa ja 82-vuotias William sääti peiliä; Caroline, kuten tavallista, istui avustajan kopissa tekemään muistiinpanoja. Vanhojen Herschelien fyysinen voima riitti kuitenkin vain puoleksi tunniksi. Joskus Sloughissa esiintyi myös James South , joka teki yhteisiä havaintoja John Herschelin kanssa. William Herschel tapasi vieraita viimeksi 15. elokuuta 1822, ja hän kuoli hiljaa 10 päivää myöhemmin [96] . Muistokirjoitus painettiin The Timesissa ; vainajan nimi oli "Dr. Herschel", ilman "herra"-etuliitettä. Vasta sen jälkeen, kun hänen pojalleen Johnille myönnettiin kuninkaallinen guelfin ritarikunta vuonna 1831 ja hänet nimettiin herraksi, tätä arvonimeä alettiin automaattisesti soveltaa hänen isänsä William Herscheliin [97] .
Tähtitieteilijän tuhkat lepäsivät Uptonin seurakunnan kirkossa . John Herschel pystytti hautakiven latinalaisella hautakirjoituksella (säveltäjä Joseph Goodal ), jonka yhdellä rivillä luki "Hän, joka mursi taivaan pultit" ( lat. Cœlorum perrupit claustra ) [98] [99] .
James Mullanyn ( Sheffieldin yliopisto ) määritelmän mukaan William Herschel oli "suurin koskaan elänyt visuaalinen tarkkailija", johon voidaan soveltaa epiteettiä "tähtien tähtitieteen isä" [100] . Hänen löytämiensa ja luetteloimien kohteiden määrä on tuhansia kaksois- ja moninkertaisia tähtiä , tähtijoukkoja , sumuja ja galakseja . Koska hän ei saanut tähtitieteellistä tai edes luonnontieteellistä koulutusta, hän teki paljon muuttaakseen tähtitieteen tieteenalaksi [100] . Yksi harvoista, Herschel vaikutti perusajatuksiin maailmankaikkeuden rakenteesta, joten tähtitieteessä käytetään aikakausien muutoksen metaforaa: " Ptolemaioksen maailma ", " Kopernikuksen maailma ", "Herschelin universumi". , " Hubblen universumi " [101] . Merkittävä rooli tässä oli Herschelin valtavilla kyvyillä, joita hän jatkuvasti kehitti. Herschel kirjasi tähtiluetteloonsa 100 kertaa himmeämpiä esineitä kuin Messierin esineet . Ennen havaintoja Herschel viipyi pitkään pimeässä, ja työnsä aikana hänellä oli yllään musta huppu. Yhdessä vuoden 1800 "muistokirjoissaan" hän kirjoitti, että hän oli kehittänyt herkkyyttä siinä määrin, että kun kolmannen suuruuden tähti ilmestyi okulaariin , hänen oli pakko katsoa pois; hän tunsi Siriuksen valon häikäisevänä auringonnousuna [102] . Samaan aikaan hän ei koskaan oppinut mittaamaan tarkasti taivaankappaleiden koordinaatteja, ja 20 jalan kaukoputkella tarkasteltaessa tarkkuus ei ylittänyt 4-6" α :na ja 1,5-2" δ :na , mikä oli pienempi kuin muiden tarkkailijoiden 1800-luvulla saavuttama tarkkuus [103] .
E. Winterburn mukaan Herschelin ammatin ja koko elämäntavan vaihto oli tyypillistä hänen elämänsä ajalle. Musiikkia pidettiin antiikista jääneen perinteen mukaan sekä filosofiaan että matematiikkaan läheisesti liittyvänä ammatina , ja 1700-luvulla luonnontieteiden erottaminen filosofisista tieteistä oli vielä kesken. Koska tuon aikakauden koulu- ja yliopistokoulutus pysyi puhtaasti humanitaarisena, perustuen klassisten kielten ja teologian tutkimukseen , matematiikan ja luonnontieteiden kehittämistä harjoittivat harrastajat epävirallisten yhteyksien verkoston kautta . Isossa-Britanniassa oli jo tieteellisiä yhdistyksiä , jotka julkaisivat omia aikakauslehtiään , ja myös julkisten luentojen genre eri aiheista oli lisääntymässä. Näin ollen William Herschelin kehittyminen tiedemiehenä oli erottamaton sosialisaatiosta ; Aluksi ilmeisesti sen saneli haluttomuus olla "vain" muusikko, jonka asema ei juuri eronnut palvelijan asemasta. Herschelistä tuli kuitenkin myös erinomainen hahmo poikkeuksellisten olosuhteiden seurauksena: vanhemmat juurruttivat ammattimaisuutta, sukulaiset loivat mukavan ympäristön ja auttoivat työvälineiden luomisessa, työnantajat, yleisö ja tieteelliset seurat ohjasivat henkistä kehitystä. Philosophical Society of Bathin ja Lontoon Royal Society olivat suoraan kiinnostuneita Herschelin innostuksesta ja ammatillisista ominaisuuksista ja auttoivat - varsinkin alkuvaiheessa - valmistelemaan julkaisuja löydöistä julkaistavaksi. Samaan aikaan musiikillisella uralla oli suuri rooli Herschelin aloittamisessa tiedemiehenä, sillä hän pystyi osoittamaan taitonsa ja päättäväisyytensä erittäin kulttuurisessa ympäristössä, mikä tarjosi hänelle sosiaalista kohotusta [104] . Yleisesti ottaen A. I. Eremeeva julisti Herschelin ilmestymisen tähtitieteessä "onnelliseksi onnettomuudeksi" [105] .
Herschel aloitti omien kaukoputkien rakentamisen vuonna 1773 ja kokeili aluksi refraktoria . Kromaattisten poikkeamien ja optiikan epätäydellisyyden vuoksi objektiivin ja okulaarin välinen etäisyys jouduttiin maksimoimaan ; yksi Herschelin refraktoreista oli 30 jalkaa pitkä (Herschel osoitti putken pituuden, ei polttoväliä ). Hyvin nopeasti hän tuli johtopäätökseen heijastimien paremmuudesta ja rakensi ensimmäisen kaukoputkensa Gregoryn järjestelmän mukaan . Hän teki useita kupari-tinaseoksesta peilejä 5½ jalan teleskooppia varten, mutta siirtyi sitten Newtonin järjestelmään . Hänen lisälogiikkansa suunnittelijana ja käytännöllisenä tähtitieteilijänä johti teleskooppien koon kasvuun. Hän kokeili laajasti peilikokoja: Herschelin muistiinpanoissa mainitaan 10 jalan heijastin 9 tuuman peilillä, mutta rakensi myöhemmin 10 jalan teleskoopin halkaisijaltaan 24 tuuman peilillä. Hänen 20 jalan heijastimissa käytettiin sekä 12 tuuman peilejä että 18,7 tuuman heijastinta. Alkukaudella hän käytti useimmiten 7 jalan kaukoputkea, jossa oli 6,2 tuuman aukko . Tällaisella instrumentilla Uranus löydettiin [106] .
Herschelin kaukoputket erottuivat suurista eduista: suuren valovoiman lisäksi ne olivat melko ohjattavia. 20 ja 40 jalan kaukoputkien putkissa oli alt-atsimuuttiripustus rungossa oleviin puupaloihin. Tarkkailijan piti istua erityisillä tikkailla tai parvekkeella lähellä putken yläreunaa (tätä vaadittiin suunnittelussa) useiden metrien korkeudella maanpinnasta. Suunnittelun täydellisyys oli niin suuri, että 20 jalan mittaista instrumenttia voitiin kääntää mihin tahansa suuntaan, ja tarkkailija itse todisti vuonna 1786, että se " voi olla halutessaan... suunnattu mihin tahansa taivaan osaan ja siten tarkkailla taivaankappaleita missä ne ovatkaan." olivat, zeniittiä lukuun ottamatta " [107] .
Vaikka Herschel-teleskoopit pystyivät saavuttamaan erittäin suuren suurennuksen (jopa 7000-kertainen 40-jalkaisella instrumentilla), käytännössä tarkkailija käytti suurennusta 150-300, mikä johtui pääasiassa Windsorin ja Sloughin sääolosuhteista. Ainoastaan planetaarisia sumuja ja kaksoistähtiä tarkasteltaessa käytettiin suurennusta 900 - 2500. Laitteen ominaisuuksien kuvaamiseen keksijä käytti termiä "tilallisesti tunkeutuva voima", joka laskettiin putken halkaisijan ja pituuden suhteena. (joka ei aivan osunut yhteen polttovälin ja aukon kanssa) ja luonnehtii kaukoputken kaapamaa valovirtaa [107] . Herschelillä ei ollut observatoriota sanan varsinaisessa merkityksessä: hän teki koko ikänsä havaintoja ulkoilmassa vaatien, että peilin ja optiikan lämpötilan tulisi olla sama kuin ympäristön [108] .
Hänen suunnittelemiensa teleskooppien rakentaminen toi Herschelille kansainvälistä mainetta [Huom. 9] . Hänen optiikkansa ylitti laadultaan ja kooltaan kaikki aikansa maailman analogit. Asiakirjoista tiedetään, että Herschel teki ainakin 60 erikokoista (pääasiassa 7 ja 10 jalkaa) kaukoputkea eri tilauksista, mutta väitteet, että hän teki useita satoja peilejä sekä myyntiin että omaan käyttöön, ovat todennäköisesti , ovat retorinen liioittelua [113] . Ensimmäiset löydöt tähtiastronomian alalla teki Herschel 7 jalan heijastimella. J. Mullany huomautti, että nykyaikainen tähtitieteilijä amatööritähtitieteilijä 12 tuuman kaukoputkessa pystyy tarkkailemaan kaikkia Herschel-luettelon kohteita, vaikka hänen täytyi työskennellä sekä kahdenkymmenen että neljänkymmenen jalan mittaisilla instrumenteilla. Nykyaikaisilla moniosaisilla okulaareilla ja mikronilla päällystetyillä lasipeileillä on kuitenkin paljon paremmat optiset ominaisuudet ja heijastavuus. Esimerkiksi Herschel käytti yksilinssisiä okulaareja; yhden niistä polttoväli on 0,0111 tuumaa. Hänen viittauksensa erittäin suureen suurennokseen - jopa 6000-kertaiseen - on vahvistettu säilyneiden instrumenttien nykyaikaisilla testauksilla [114] .
Windsorissa ja Sloughissa Herschel työskenteli useimmiten kahden 20 jalan heijastimen kanssa, joista toisen peili oli 12 tuumaa ja toisessa 18,7 tuumaa. Peilejä oli enemmän, koska ne tummuivat nopeasti ja vaativat jatkuvaa kiillotusta; siksi suuren 40 jalan teleskoopin ylläpitäminen 48 tuuman (122 cm) peilillä oli erittäin vaikeaa. Vakuutunaan siitä, että Newtonin järjestelmä johtaa valtavaan valohäviöön heijastuslaitteessa, Herschel, säilyttäen peilin paraboloidisen muodon, sovelsi omaa järjestelmäänsä (itsenäisesti toteuttama Lomonosov ) [115] . Nyt pääpeiliä kallistettiin niin, että sen tarkennus siirtyi akselia pitkin ja okulaari voitiin sijoittaa putken reunaan (hänen terminologiassa " edunäkymä "). Tämän suunnitelman mukaan rakennettiin myös 40-jalkainen teleskooppi, joka ei ilmeisesti vastannut luojansa toiveita. Yksi syy sen epäsäännölliseen käyttöön oli kuitenkin havainnointiin sopiva sääpäivien pieni määrä (Herschelin itsensä mukaan enintään 100 tuntia vuodessa) [116] . Jättiläinen teleskooppi oli paljon tärkeämpi Herschelin saavutusten edistämisessä. Tämän todistaa anekdootti: kun kuningas Yrjö III ja Canterburyn arkkipiispa vierailivat rakennuksessa , Hänen Majesteettinsa halusi mennä maahan lepäävän putken sisään. Kun piispan epäröi, kuningas rohkaisi häntä lauseella: "Mene, herra piispa, minä näytän sinulle tien taivaaseen!" [117] .
Vuonna 1984 tutkittiin neljän 1700-luvun kaukoputken peilin ominaisuuksia, joista yhtä ei todennäköisesti ollut Herschel valmistanut. Kävi ilmi, että tarinalla siitä, kuinka William Herschel ei voinut lopettaa kiillottamista 16 tunnin ajan ( hiomajauhetta käyttäen ), on todennäköisesti rationaalinen perusta: jatkuvassa käytössä peili lämpenee tasaisesti ja kuparipinta tasoittuu parhaalla tavalla, jos työ keskeytyy, ihanteellista pintaa ei saavuteta jäähtymisen vuoksi (kupariseoksella on huomattava laajenemiskerroin) [118] .
Tieteen historioitsija James Bennet julkaisi vuonna 1976 erikoistutkimuksen Herschel-teleskoopeista. Hän tuli siihen tulokseen, että tähtitieteilijä-suunnittelijan suurin ansio oli todiste suurten heijastimien käytännön mahdollisuuksista ( lordi Ross ja W. Pearson kunnioittivat aina Herschelia edeltäjänä). Hän harjoitti tähtiastronomiaan soveltuvien suuren aukon kaukoputkien suunnittelua, ja Herschelin instrumentteja alettiin pitää mitattavana ja ylitettävänä standardina [119] .
Huomautus : Herschelin havainnot esitetään kronologisessa järjestyksessä.
Vuoria ja vulkanismi kuussaWilliam Herschel teki monia löytöjä aurinkokunnan taivaankappaleista käyttämällä kaukoputkia; Noin 40 % hänen julkaisuistaan on omistettu näille aiheille [120] . Hänen debyyttinsä ammattitähtitieteilijänä tapahtui toukokuussa 1780, kun hän esitteli Royal Societylle kaksi tutkimusta Kuun vuorten korkeuden määrittämisestä. M. Crowe huomautti, että nämä havainnot osoittivat hänen erinomaisia kykyjään, mutta toisaalta sai Maskelynen pyytämään lisätietoja havainnointimenetelmistä ja käytettyjen instrumenttien ominaisuuksista. Kuninkaallinen tähtitieteilijä poisti myös Herschelin viestistä kaikki kohdat Maan satelliitin älykkäistä asukkaista; täydelliset raportit julkaistiin vasta vuonna 1912 [121] . Herschelin menetelmä perustui Galileon ja Ricciolin aikaisempiin mittauksiin , jotka käyttivät vuorten pinnalle luomia varjoja. Tiedemies kiinnitti huippujen valaistuksen Auringon avulla ja mittasi kulmayksiköissä etäisyyden varjosta terminaattoriin [122] [123] .
Vuoden 1783 jälkeen Herschel omisti vähemmän aikaa kuun havaintoihin, mutta ei menettänyt kiinnostusta maapalloon. Hän yritti todistaa ilmakehän olemassaolon Kuussa muutoksella tähden kirkkaudessa pimennyksen aikana [124] . 19.–20. huhtikuuta 1787 tarkkaillessaan kuun pintaa Herschel tallensi valoilmiöitä, jotka hän tulkitsi kuun vulkanismin ilmenemismuodoiksi, ja totesi näkevänsä purkauksen ("valoaineen ulosvirtaus"), ja niitä havaittiin vielä seuraavanakin päivänä. yö. Hän arvioi tulivuoren soihdun korkeudeksi noin 3 mailia. Tämä raportti herätti tähtitieteilijöiden kiinnostuksen sata vuotta myöhemmin ja aiheutti vilkasta keskustelua kuun vulkanismista yleensä [125] . XXI vuosisadan tähtitiede kieltää tulivuorenpurkausten mahdollisuuden Kuussa. Puerto Ricon yliopiston tutkijat W. Brackman ja A. Ruiz perustivat hypoteesin, että Herschel pystyi tarkkailemaan suuren kappaleen putoamista Lyridin meteorisuihkusta ; varsinkin kun 24. huhtikuuta 1874 meteoriitti putosi kuuhun, luultavasti myös Lyridin virrasta. Tutkijat ehdottivat jopa nuoren törmäyskraatterin koordinaatteja, jotka olivat seurausta Herschelin havaitsemasta putoamisesta. Suurten meteoriittien putoamistilastot eivät ole ristiriidassa Herschelin [126] tietojen kanssa .
Vuodenaikojen vaihtelu Marsissa ja Venuksen ilmapiiriVuosina 1783-1784 Herschel oli mukana Marsin havainnoissa . Tähtitieteilijä käytti 20 jalan heijastinta ja hänellä oli näkymä etelänapaan . Hän huomasi, että sen rajat ovat kirjaimellisesti muuttumassa silmiemme edessä. Marsin tunnettujen tähtien pimennysmenetelmää käyttäen Herschel määritti planeetan ilmakehän suhteellisen paksuuden ja osoitti Cassinin havaintojen oikeellisuuden , ja havaitsemalla planeetan levyltä pysyviä yksityiskohtia hän määritti Marsin päivän keston hyväksyttävällä tarkkuudella. . Hän määritti myös planeetan pyörimisakselin kaltevuuden kiertoradan tasoon nähden 23°4'. Havaintomateriaalit sisältyivät Filosofisten muistiinpanojen 74. osaan. Herschel totesi, että Marsin luonnolliset olosuhteet ovat lähimpänä Maan olosuhteita, mukaan lukien vuorokauden pituus ja vuodenaikojen vaihtelu [127] [128] . Samaan aikaan Herschel ei kyennyt vahvistamaan Schroeterin havaintoja , koska hänen väitettiin näkevän vuoria Venuksella . Tämän planeetan ilmakehässä havaitut epämääräiset täplät eivät edes antaneet johtopäätöksiä planeetan pyörimisjaksosta [129] .
Uranuksen kuut ja renkaatHerschelin suurin löytö oli Uranus -planeetan löytö aivan hänen tähtitieteilijän uransa alussa [130] . Hän näki kaksi ensimmäistä tunnettua kuuta, Titanian ja Oberonin , 11. tammikuuta 1787, kuusi vuotta Uranuksen löytämisen jälkeen [131] . Herschelin instrumentti oli lähes puolen vuosisadan ajan ainoa, jolla Uranuksen satelliitit pystyttiin erottamaan [132] . Herschel kertoi havainneensa neljä muuta satelliittia: kaksi 18. tammikuuta ja 9. helmikuuta 1790 ja kaksi muuta helmikuun 28. ja 26. maaliskuuta 1794. Yksikään tähtitieteilijä ei ole vahvistanut niiden olemassaoloa. Lassellin havainnot vuonna 1851 (hän löysi Arielin ja Umbrielin ) eivät vastanneet Herschelin havaintoja. Tämä oli luultavasti Uranuksen lähellä olevien tähtien virheellinen tunnistaminen satelliiteiksi [133] . Uranuksen havaintoja käsittelevän artikkelin alaviitteissä 22. helmikuuta 1789 Herschel mainitsi myös tämän planeetan renkaat [134] . Hän jopa totesi, että yksi sormuksista on punainen (joka vahvistettiin vuonna 2006 Keckin observatoriossa ). Näiden havaintojen tulokset julkaistiin vuonna 1797, mutta niitä ei jatkettu lähes 200 vuoteen [135] . Siitä huolimatta havaintojen tarkkuus ei salli niiden julistamista yksinkertaiseksi virheeksi [136] .
Jupiter ja SaturnusSaturnuksella ja sen kuuilla oli erityinen paikka Herschelin työssä , varsinkin kun hän käytti tätä planeettaa standardina kaukoputkien ja mikrometrien kalibroinnissa. Saturnukselle oli omistettu kuusi julkaisua, jotka julkaistiin vuosina 1790-1806. Kuut, jotka myöhemmin nimettiin Mimasiksi ja Enceladusiksi , löydettiin 40 jalan kaukoputkella tehdyissä testeissä 28. elokuuta ja 17. syyskuuta 1789, vaikka ne havaittiin epävarmasti jo vuonna 1787. Herschel löysi satelliitit, kun maa ylitti renkaiden tason ( Saturnuksen päiväntasaus ). Koska renkaat havaitaan tällä hetkellä reunassa ja ovat melkein näkymättömiä, suhteellisen suuret satelliitit on helpompi havaita. 1790-luvulla Herschel mittasi Saturnuksen poikkeaman tiukasta pallomaisuudesta ja havaitsi paikallaan olevia piirteitä pinnalla, minkä ansiosta hän määritti planeetan pyörimisjaksoksi 10 tuntia ja 16 minuuttia. Tarkastellessaan Saturnuksen renkaita hän päätti, että ne tekevät täydellisen vallankumouksen noin 10 ja puolessa tunnissa. Hän luultavasti havaitsi myös läpikuultavan sisärenkaan (ns. "Fleur"), mutta ei paljastanut sen luonnetta. Vuonna 1792 hän mittasi Iapetuksen kirkkauden vaihtelujaksot ja tuli siihen tulokseen, että ne ovat säännöllisiä ja riippuvaisia planeetan ympäri tapahtuvasta satelliitin kierrosta. Herschel päätteli, että satelliitin eri alueilla on epätasainen pinta ja erilainen kirkkaus, ja se kääntyy kaikilta puolilta maan tarkkailijan puoleen, kun taas sen pyörähdysjakso akselin ympäri on synkronoitu Saturnuksen ympärillä olevan kierrosajan kanssa. Yritys vahvistaa tätä hypoteesia johti Herschelin tarkkailemaan Jupiteria vuosina 1793-1797. Hän havaitsi värillisiä "vöitä", tuli johtopäätökseen niiden pilvisyydestä , määritti planeetan epätasaisen pyörimisen eri leveysasteilla ja sai todisteita Jupiterin satelliittien kirkkauden vaihtelusta [99] [137] [138] [139 ] .
Vuosina 1787-1819 William Herschel havaitsi 27 komeetta , Caroline Herschel - kahdeksan muuta [140] [Huom. 10] . William Sullivan III:n ( Washington University ) mukaan Herschelin kiinnostukselle komeetoihin oli useita syitä. Ensinnäkin komeettojen löydöt toimivat eräänlaisena mainoksena hänen nimelleen (ja Caroline Herschelille), toiseksi komeettojen kiertoradat eivät mahtuneet aurinkokunnan kappaleiden liikkeen järjestyneeseen kuvaan, kolmanneksi Herschel oli kiinnostunut komeettojen fyysinen koostumus, neljänneksi, komeetat olivat välttämättömiä havainnointiteorian kehittämiseksi ja niiden erottamiseksi sumuista ja tähtijoukoista. Ei tiedetä tarkasti, milloin Herschel havaitsi komeetan ensimmäisen kerran; etenkään hänen muistiinpanoissaan ei mainita Halley's Comeetta , vaikka sen paluuta vuonna 1759 kerrottiin laajalti newtonilaisen teorian voittona. Caroline Herschel todisti ilmestymisensä vuonna 1835 Williamin kuoleman jälkeen [142] .
Komeettojen systemaattinen jäljitys alkoi 1700-luvun puolivälissä Charles Messier'n ponnisteluilla, ja sitä jatkoi Pierre Méchain . Ajanjaksolla 1781-1799 kirjattiin 25 komeettojen esiintymistä, joista Herschel havaitsi 14. Williamin 22 julkaisua Philosophical Transactionsissa vuosina 1780-1822 on omistettu komeettojen aiheille. Samaan aikaan Herschelin havaintoja vuosina 1774-1781 (22. marraskuuta tänä vuonna) ei julkaistu, vaikka hän löysi ainakin kolme komeetta. Tuolloin hän oli vielä aloittelija tarkkailija eikä kuulunut kirjeenvaihtajaverkostoon, joka tiedotti nopeasti eurooppalaisille tutkijoille [143] . Herschelillä oli vähemmän taitoa komeettojen havainnointiin kuin Karolinalla: hänen menetelmänsä avulla hän pystyi tutkimaan sektoria 15' kaarella tunnissa (Caroline pystyi tutkimaan osan taivaasta nopeudella 10' minuutissa, minkä vahvistavat hänen ohjeensa jälkeläiset), eikä tehnyt havaintoja auringonlaskun jälkeen ja aamunkoitteessa. Lisäksi planeettoja ja sumuja tarkkaillessaan Herschel tarkisti tietonsa uudelleen kuukausien ja vuosien jälkeen, mikä on liian pitkä aika komeettatutkimuksille [144] .
Vuoden 1802 jälkeen Herschel julkaisi neljä artikkelia, joissa hän teoria komeettojen alkuperästä ja niiden kehityksen vaiheista. Ehkä tähän vaikutti G. Piazzin Ceresin löytö ja oman luettelonsa julkaiseminen heikkoja sumuja ja tähtijoukkoja [145] . Herschel tarkkaili vuoden 1807 suurta komeetta yhteensä 47 yötä viiden kuukauden aikana, ja hänen päätehtävänsä oli tarkastella komeetan ydintä . Hän itse laski, että 16 komeettojen havainnointitapauksessa hän näki "huonosti tunnistettavan keskusobjektin" vain kahdesti. Vuonna 1807 komeetan pää havaittiin selvästi Herschel-teleskoopeissa, mutta sen halkaisijaa ei voitu määrittää kierremikrometrillä . Sitten tiedemies sovelsi kalibrointimenetelmää kolmella erikokoisella vahapallolla, jotka mitattiin 2422 tuuman (61,5188 m) etäisyydeltä . Herschel päätteli, että ytimen näennäinen halkaisija oli 1,5 kertaa pienempi kuin sen pienin pallo (0,0290 tuumaa tai 0,74 mm halkaisija). Tästä seurasi, että ydin on alle kaksi ja puoli kaarisekuntia . Seuraavaksi Herschel vertasi ytimen kokoa ja Ganymeden näennäistä halkaisijaa 10 jalan heijastimen läpi ja pienensi ytimen halkaisijaa 1 kaarisekuntiin. Tietäen etäisyyden komeettaan, hän arvioi sen pään halkaisijaksi noin 870 kilometriä, mutta kuvitteli sen olevan itsestään valoa, vaikka muilta osin sitä ei voi erottaa planeetan aineesta. Hänen päätelmänsä mukaan komeetan häntä koostui "valoaineesta", joka oli mahdollisesti revontulia muistuttavaa [146] .
Vuoden 1811 suuri komeetta oli nähtävissä kaukoputken läpi 17 kuukautta. Herschel vietti siinä 33 yötä 4 kuukaudessa sään salliessa. Hän käytti kaikenlaista visuaalista havainnointia - paljaalla silmällä, pienitehoista okulaaria ja neljää omaa teleskooppiaan; tämä tehtiin peräkkäin näkökentän suurentamisen ja pienentämisen järjestyksessä. Herschel kuvaili ensimmäisenä väriaistimuksensa, vaikka hän ei käyttänyt niitä havainnon tulkitsemiseen. Kuvaukset vievät julkaisusta 18 sivua, mutta niihin ei ole liitetty yhtään luonnosta, vaikka tiedemies käsitteli kaikkia ytimen, kooman ja hännän kehityksen vaiheita. Herschel käytti vuoden 1807 ilmapallomenetelmää ytimen mittaamiseen ja totesi, että ytimen halkaisija oli 428 mailia (690 km) [147] . Vain 1900-luvun jälkipuoliskolla tehdyt tutkimukset osoittivat, että komeetan ydin on suuruusluokkaa pienempi, ja siksi Herschel ei voinut tarkkailla sitä [148] .
Komeettojen luonne jäi 1800-luvulla täysin käsittämättömäksi. Vasta vuonna 1812 Herschel julkaisi artikkelin, jossa hän väitti, että komeetat ovat ilmiöitä, jotka liittyvät fyysisesti läheisesti tähtijoukkoihin. Aurinkoa lähestyttäessä komeetta sublimoituu ja häntä muodostuu; näin ollen komeetta menettää jatkuvasti ainetta, mutta voi kerääntyä sen poistuessaan tähdestä. Samaan aikaan Herschel yritti yhdistää komeettoja planeettojen kanssa, mutta hän ei koskaan tehnyt laskelmia kuinka komeettojen hyperboliset kiertoradat korreloivat ympyränmuotoisten planeettojen kanssa. Komeetan ytimen pallomainen muoto oli tärkeä Herschelille todisteena Newtonin gravitaatioteoriasta. Laplace otti Herschelin julkaisun huomioon The Systems of the World -teoksen 1813 painoksessa, ja Herschel-Laplacen komeetateoria levitettiin laajalti 1800-luvulla. Komeetat toimivat todisteena sumuhypoteesille , mutta Laplace kiinnitti paljon huomiota liikemäärän säilymiseen ja niin edelleen. Laplace laski, että komeetan massa oli vähintään 1/5000 Maan massasta, koska hän ei löytänyt häiriöitä maan kiertoradalta. Hän käytti materiaaleja komeetan kulkusta vuonna 1770, joka oli 0,015 tähtitieteellistä yksikköä planeetaltamme [149] .
Herschel piti havaintojaan ja kuvauksiaan vain keinona "tutkuttaa taivaan rakennetta", kuten hän sanoi vuonna 1811 [151] . Newtonin asettamat tehtävät keskittivät 1700-luvun tähtitieteilijöiden ponnistelut aurinkokunnan kappaleiden havaintoihin. Spontaanisti muodostunut tutkimusohjelma ei poistanut tehtävää määrittää parallaksi ja tähtienväliset etäisyydet. Herschel avasi uuden vaiheen tähtitieteen kehityksessä, kun hän hyväksyi ohjelman tähtien maailmankaikkeuden maailmanlaajuista tutkimusta varten. Vuodesta 1775 lähtien hän suoritti systemaattisia tutkimuksia koko käytettävissään olevasta tähtitaivasta suunnittelemalla "ei missaa yhtäkään mielenkiintoista tai tuntematonta kohdetta". Jokainen tarkistus kesti useita vuosia, ja loppuelämänsä aikana Herschel teki neljä tällaista tarkistusta [103] .
Herschel yritti määrittää parallakseja, mutta ymmärsi mahdottomuuden "sylkeä äärettömyyttä", hän kehitti alkuperäisen menetelmän epätäydellisen mutta edustavan massatilastomateriaalin keräämiseksi. Tätä menetelmää kutsuttiin "tähtien kauhaamiseksi" (tai "tähtikauhaksi") . Sen olemus on suunnilleen seuraava: visuaaliset havainnot todistavat tähtien epätasaisesta jakautumisesta taivaanpallolla. Sama säännöllisyys on ominaista myös himmeille tähdille, joita voidaan tarkkailla vain kaukoputken läpi. Jos verrataan kahta saman kulman omaavaa taivaan aluetta, voidaan toisessa laskea enemmän tähtiä kuin toisessa. Jos hylkäämme ajatuksen kiinteiden tähtien pallosta ja hyväksymme hypoteesin, että tähdet kelluvat vapaasti avaruudessa eri etäisyyksillä, niin epätasainen jakautuminen voidaan selittää kahdella tavalla: joko tähtien todellisella epätasaisella jakautumisella avaruudessa, tai erisuuruisilla etäisyyksillä, joiden yli tähtijärjestelmä ulottuu kahden tarkasteltavana olevan tähtiryhmän suuntiin. Ensimmäinen paikka voi vastata sitä avaruuden osaa, jossa tähdet ovat täynnä, tai osoittaa suunnan, johon tähtijärjestelmä venyy ja tähdet menevät päällekkäin ja antaa vaikutelman ahtautumisesta. Herschel veti analogioita metsään, joka näyttää vähemmän tiheältä toisessa suunnassa ja enemmän toisessa; tämä voi viitata sekä reunan läheisyyteen että siihen, että puita istutetaan harvoin tällä alueella [152] .
Jo vuonna 1785 Herschel oli vakuuttunut siitä, että Linnunradan alue ei ollut ääretön ja että se oli eristetty "saari" muiden joukossa. Linnunrataa muistuttavien tähtijoukkojen nimeämiseen hän käytti kreikkalaista sanaa " galaksi ". 40 jalan teleskoopin käyttöönoton jälkeen Herschel vakuuttui siitä, että hänen kaukoputkensa eivät tunkeutuneet galaksimme rajoihin. Herschelin yleisluettelo sisältää 2508 yksikköä, joista 80% oli galakseja, kun taas Messier-luettelossa niitä on noin kolmannes. Kauhamenetelmä osoitti kuitenkin, että galaksilla on litteä muoto. AI Eremeevan mukaan Gerschelin arvio Galaxyn supistumisesta on lähellä todellista. Herschelin mittaama galaksin poikkileikkaus oli jättimäinen verrattuna aurinkokunnan mittakaavaan ja jopa entisen tähtitieteen " kiinteiden tähtien palloon ". Herschel hyväksyi Auringon ja Siriuksen suhteen etäisyyden yksikkönä olettaen, että etäisyys on verrannollinen suuruuteen . Eli olettaen, että kaikilla tähdillä on sama kirkkaus , Herschel aliarvioi mittaustulokset ehdollisesti. Tässäkin mittakaavassa paljaalla silmällä nähtävissä oleva tähtipallo oli 7 yksikköä, ja galaksin alueen "kauhalla" mitattuna (683 paikkaa vuonna 1785 ja vielä 400 vuoteen 1811 mennessä) oli 850 x 200 avaruutta. yksiköitä. Itse Galaxy on yleensä myllynkiven muotoinen , jonka halkaisija on viisi kertaa paksuus. Näillä mittauksilla oli vakavia ideologisia seurauksia - se oli ensimmäinen arvio tähtiuniversumin koosta tähtitieteen historiassa. Linnunrataa koskevat ideat ovat muuttuneet luotettavaksi tiedoksi [153] [154] [155] .
Herschel piti sumujen tutkimusta keinona ymmärtää maailmankaikkeuden rakennetta ja kehitystä. Hän käytti filamenttimikrometriä hajottaakseen sumut ( pallomaiset klusterit ) ja kaksinkertaiset tähdet elementeiksi - kaksoistähtiä oli noin 800 paria (mukaan lukien merkittävä " Herschelin granaattitähti "). Soikeat sumut, kuten jo mainittiin, hän kutsui "galakseiksi", ja ensimmäistä kertaa Linnunrataa alettiin kutsua isolla kirjaimella. Elämänsä loppua kohti Herschel tajusi, että galaksimme ulottui kymmeniä tuhansia valovuosia ja etäiset sumut - kuten Andromeda-sumu - erosivat siitä miljoonien valovuosien päässä. Näiden määrien suhteelliset arvot osoittivat universumin rakenteen "saarellisen" luonteen - etäisyydet ylittivät suuresti esineiden koot. Tästä seurasi sumujen valtava ikä. Kaksois- ja monisumut sekä sillalla yhdistämät sumut Herschelin tulkinnan mukaan muodostavat tähtijärjestelmiä; tämä hänen löytönsä unohdettiin lähes vuosisadaksi - aina B. A. Vorontsov-Velyaminovin teoksiin asti . Vuosina 1784-1785 W. Herschel pani merkille myös sumujen laajamittaisen rakenteen säännönmukaisuudet ja havaitsi niiden taipumuksen kerääntyä, tiiviiden "kasojen" muodostumisen ja halun yhdistyä suuriksi laajennetuiksi "kerroksiksi". Nämä viimeksi mainitut sisälsivät sekä yksittäisiä sumuja että niiden ryhmiä. Tehokkainta kerrosta kutsuttiin Coma Veronica Clusteriksi sen tähdistön mukaan, jossa oli eniten sumuja. Herschel ehdotti, että tämä vyö, kuten Linnunrata, peitti koko taivaan renkaalla. Vasta vuonna 1953 Gerard de Vaucouleurs valitsi "Galaksien Linnunradan" - Supergalaksin päiväntasaajan . Tämä löytö vahvisti Kantin spekulatiivisen käsityksen , joka ulotti aurinkokunnan lait koko maailmankaikkeuteen [156] [157] .
Herschelin luettelotHerschelin välitön sysäys tähtitaivaan systemaattisiin tutkimuksiin oli Messier'n luettelon toisen painoksen julkaiseminen osana Connaissance des Temps vuosia 1783-1784. Aluksi tarkkailija toivoi vain lisäystä Messierin listalle oman työn perusteella, mutta jo ensimmäiset kaukoputket osoittivat, että merkittävä osa sumuista oli täysin tai osittain hajoavia tähdiksi. Vuoteen 1784 mennessä oli löydetty yli 400 uutta sumua ja tähtijoukkoa, ja vuoteen 1785 mennessä luku oli ylittänyt 900. Vuonna 1786 William Herschel julkaisi luettelon ensimmäisistä tuhannesta uudesta sumusta ja tähtijoukosta ja kolme vuotta myöhemmin luettelon toisista. tuhat julkaistiin, kuten Arago ilmaisi, "tarkkailijoiden suureksi yllätykseksi". Viimeisin luettelo julkaistiin vuonna 1802, ja se sisälsi 520 muuta sumua ja klusteria. Kaikkiin Herschelin elämänsä aikana julkaistuihin havaintoihin sisältyi 2572 esinettä. Erityisen onnistuneina havaintoyöinä avoimia sumuja oli kymmeniä. Joten 9. huhtikuuta 1787 kirjattiin 31 esinettä, 1. toukokuuta 1785 - 42; heti havaintojen alussa vuonna 1783 Herschel löysi 31 uutta sumua 36 minuutissa. Suurin osa niistä saattoi sitten vain Herschel itse havaita itse valmistamillaan instrumenteilla. Herschelin löytämien esineiden typologia toteutettiin hajoamattomuuden periaatteen mukaisesti tähdiksi (luokat I-V) ja tähtiklusteriksi, jotka voitiin hajottaa kokonaan tai osittain erillisiksi esineiksi (luokat VI-VIII) [158] .
Katalogeissaan Herschel käytti omaa kirjaimellista merkintätapaansa kuvaamaan avoimien esineiden morfologiaa sekä näennäisen koon että muodon ja kirkkauden jakautumisen suhteen; sekä sumujen "möykkyinen" tai "täpläinen" rakenne. Esimerkiksi kaava RvgmbM tarkoitti, että sumu on pyöreä (R), paljon (m) kirkkaampi (b) keskellä (M); kirkkaus kasvaa erittäin (v) tasaisesti (g). Salauksessa käytettiin vastaavien englanninkielisten sanojen ensimmäisiä kirjaimia [159] .
Herschel uskovaisena oli vakuuttunut maailmankaikkeuden rakenteen tarkoituksenmukaisuudesta ja julisti jo ensimmäisten tutkimustensa jälkeen kosmoksen "luonnon laboratorioksi". Yksi ensimmäisistä Herschelin kohtaamista kysymyksistä oli syyt maitomaisten sumutyyppien valtavaan monimuotoisuuteen. Vastaus oli "puutarha"-teoria: universumin havaittavissa olevilla esineillä on eri ikäisiä, ja me tarkkailemme niitä eri elämänvaiheissa [160] . Se muotoiltiin seuraavasti:
Tämä näkökulma tuo uutta valoa taivaan rakenteeseen. Nyt se näyttää minusta upealta puutarhalta, jossa on massa mitä erilaisimpia kasveja, istutettuina eri penkkeihin ja eri kehitysasteilla; voimme saada ainakin yhden edun tästä asioiden tilasta: voimme ikään kuin venyttää kokemuksemme valtaviin ajanjaksoihin. Täsmälleen (käyttäen lisävertailuja, jotka on lainattu kasvisvaltakunnasta) kysyn teiltä, onko sillä väliä, olemmeko peräkkäin läsnä kasvin syntymässä, kukinnassa, lehtipukutuksessa, hedelmöityksessä, lakastumisessa ja lopuksi kasvin täydellisessä kuolemassa, tai samalla meidän on mietittävä eri kehitysvaiheista otettujen yksilöiden massaa, jonka läpi kasvi kulkee elämänsä aikana? [161]
Herschelistä tuli morfologisen avaruusobjektien tutkimismenetelmän edelläkävijä vertaamalla niiden ulkoista muotoa ja evolutiivista tulkintaa. Vuonna 1791 William Herschel tuli siihen tulokseen, että sumuilla on erilainen luonne. Kohde, jonka nimi on nyt NGC 1514 , oli muodoltaan lähes pyöreä ( planetaarinen sumu ), lähes tasaisen kirkkaasti, paitsi aivan keskellä, jossa havaittiin kirkas piste. Galaktisessa tulkinnassa pitäisi olettaa, että sumun muodostavat tähdet ovat uskomattoman himmeitä tai että sumun keskeinen kohde ei ole tähti, vaan jotain käsittämätöntä kooltaan ja valoisuudeltaan. Occamin periaatteen perusteella Herschel totesi, että keskipiste on tavallinen tähti, mutta muu osa sumusta on hajakuormitettua, eikä sillä ole tähtiluontoa. Sumun oikea muoto sai hänet vakuuttuneeksi siitä, että keskustähti piti sitä painovoimallaan ja antoi sille muodon. Vähitellen Herschel tuli siihen tulokseen, että tällaisissa kohteissa tähtien luominen hajaaineesta jatkuu. Nämä näkemykset kehitettiin artikkelisarjassa, joka julkaistiin vuosina 1791-1811 [162] . Vuonna 1814 julkaistussa artikkelissa Herschel käytti käsitettä "tähtikronometri", jonka kulkua emme vieläkään tiedä. Sen kurssista kuitenkin seuraa väistämättä, että koko Linnunrata ei ole ikuinen, samoin kuin sen mennyt olemassaolo ei ole ääretön. Painovoimalain toiminnasta seuraa, että avoimet tähtijoukot ovat elinkaarensa alkuvaiheessa, kun taas tiheät tähtijoukot ovat todennäköisesti lähellä lopullista tuhoa [163] .
Herschel hylkäsi Newtonin ja Leibnizin ideaalisen mallin , jossa Jumala, kelloseppä, loi aurinkokunnan, jossa muutoksia ei voi tapahtua, ja kiintotähdet pysyvät paikoillaan gravitaatiovoimien tuloksena. Päinvastoin, Herschel oli itse asiassa nykyaikaisten maailmankaikkeutta koskevien käsitysten alkuperä, jossa kaikkien tasojen esineillä on oma elinkaarensa [164] . Kosmisen prosessin teoria vaikutti Herscheliltä seuraavalta: tähden sumuinen kuori pikemminkin "pystyy itse tuottamaan tähden sinettien avulla sen sijaan, että se johdattaisi siitä olemassaolostaan". Harvinainen sumu koostuu kirkkaasta nesteestä; tiheyden edetessä (tiheämmät osat toimivat tiivistymiskeskuksina) syntyy sumu tai tiheä tähtijoukko, sitten yksi tai useampi sumuinen tähti ja lopuksi yksi tähti tai tähtiryhmä. Prosessin jokaista vaihetta havainnollistettiin Herschelin havaitsemien sumujen tai tähtiklustereiden esimerkeillä. Vuonna 1814 julkaistussa artikkelissa Herschel huomasi ensimmäisen kerran, että itse Linnunradassa havaitut klusterit kuuluvat hänelle eivätkä ole itsenäisiä järjestelmiä [165] . Todellisena tiedemiehenä Herschel ei mennyt käytettävissään olevan havainnointikentän pidemmälle ja jätti vastaamatta kysymyksiin galaksin olemassaolon alkamisesta, tähtikerrosten syntymisestä ja siitä, mitä prosesseja tapahtuu tähtijoukkojen kanssa kuoleman jälkeen - jatkaen biologista tutkimustaan. analogioita [166] [167] .
Huolimatta siitä, että William Herschel, varsinkin toimintansa alkukaudella, esitti monia spekulatiivisia olettamuksia ja monet hänen hypoteeseistaan olivat "ennakkoisia" hänen elämänsä aikana, häntä pidetään yhtenä 1800-luvun merkittävimmistä tiedemiehistä. vuosisadalla. Hän ryhtyi työhön maailmankaikkeuden rakenteen määrittämiseksi ja lähti havaintotietojen tahallisesta epätäydellisyydestä ja saatujen johtopäätösten alustavasta luonteesta. Hyvin varhain hän tajusi yksinäisen harrastajan kyvyttömyyden ja kiirehti julkaisemaan tähtiluetteloita yrittäen saada mahdollisimman monen ammattitutkijan huomion. Hän ei kuitenkaan katsonut toimintansa kohdistuvan vain tosiasioiden hankkimiseen , ja jo vuodelta 1784 julkaistussa artikkelissa hän väitti, että hänellä "on oikeus ja jopa pitäisi" analysoida ja yleistää käytettävissään olevat tiedot [168] .
Herschelin omat näkemykset aineellisesta maailmasta ja sen rakenteesta voidaan päätellä hänen Philosophical Society of Bathin vuosien 1780-1781 raporteista, jotka jäivät käsikirjoitukseen ja julkaistiin vain hänen vuoden 1912 kokoelmateoksissaan. Käsitys aineen rakenteesta ja luonnossa vaikuttavien voimien luonteesta muodostui pääasiassa Newtonin teorioiden vaikutuksesta . Herschelin mukaan aine koostuu äärimmäisen pienistä, mutta aina jäljellä olevista laajennetuista hiukkasista, jotka ovat pienempiä kuin " atomit "; nämä jälkimmäiset ovat jaettavissa ja rajattomasti. Jokaisella hiukkasella, mukaan lukien atomi ja sen muodostavat hiukkaset, on kyky vetää puoleensa ja hylkiä, kun taas jokaisella vuorovaikutuksessa olevalla hiukkasella on oltava sama voiman vaikutusalue tilavuuden suhteen; vuorovaikutusvoima on verrannollinen massaan, joten fission jälkeen energia puolittuu [169] . Hän luultavasti piti painovoimaa (ja hylkimisvoimaa) erottamattomana materiaalihiukkasista ja mainitsi esimerkkinä elohopean suihkutuksen , jonka hiukkaset saavat pallomaisen muodon. Herschel kuitenkin kieltäytyi ylittämästä havaintojen rajoja ja yrittämästä selittää vetovoiman ja vastenmielisyyden syitä [170] .
Vaikea kysymys on, vaikuttivatko Herschel biologiset teoriat (mukaan lukien Lamarck , joka oli hänelle hyvin läheinen), kun hän kehitti käsitettä "puutarhasta" ja evoluutiomuutoksia universumin esineissä. A. I. Eremeevan mukaan intensiivisen havaintotyön alkamisen jälkeen tähtitieteilijällä ei yksinkertaisesti ollut aikaa tutustua edes läheisiin teoksiin aiheen ja menetelmän osalta. Huolimatta Lamarckin teorian useiden erityisten yksityiskohtien läheisyydestä, Herschelin evoluutiokonsepti oli äärettömän kaukana siitä aiheen ja kosmoksen evoluution syiden selitysten yksinkertaisuuden ja niukkuuden suhteen. Siitä huolimatta Herschel käytti vuodesta 1802 lähtien taivaan "luonnonhistorian" käsitettä, jonka hän ymmärsi evolutionaarisessa mielessä [171] .
Herschel ja KantHyvin monimutkainen ja ei täysin ratkaistu kysymys on Kantin spekulatiivisten kosmologisten teorioiden ja Herschelin havainnointiteorioiden välinen suhde. Molemmilla ajattelijoilla oli yhteisiä kirjeenvaihtajia viestinnässä, heidän teoksensa julkaistiin lähes samaan aikaan, he olivat omistettuja kosmogoniaa ja maailmankaikkeuden jatkuvaa kehitystä koskeville aiheille. Samaan aikaan Herschel eli Kantia 22 vuodella, mikä herättää kysymyksen, olisiko heillä voinut olla käsitys toistensa työstä ja olisiko Kantin käsitys aurinkokunnasta voinut näkyä tähtitieteilijän myöhemmissä artikkeleissa. Lisäksi J. Henzichen julkaisi vuonna 1791 Königsbergissä yhdessä osassa otteen sekä Kantin että Herschelin kosmologisista tutkielmista ja artikkeleista (“ William Herschel … über den Bau des Himmels. Drey Abhandlungen aus dem Englischen übersetzt. Nebst einem authentischen Auszug aus Kants allgemeiner Naturgeschichte und Theorie des Himmels "). Ei tiedetä, oliko Herschel tietoinen tästä työstä ja osallistuiko hän siihen. Samanaikaisesti on pidettävä mielessä, että Kantin " Yleinen luonnonhistoria ja taivaan teoria ", jota tarkistettiin jatkuvasti vuoden 1755 ensimmäisen painoksen jälkeen, oli valistuksen aikana marginaalinen ja poistui taivasta. tutkijoiden näkökenttä. Herschel mainittiin Kantin kirjeenvaihdossa ainakin neljä kertaa, mukaan lukien kun 2. syyskuuta 1790 Koenigsbergin professori ilmoitti Bodelle laskeneensa Saturnuksen renkaiden pyörimisajan vuonna 1755. Myös Kantin kirje Henzichenille vuoden 1791 julkaisusta (päivätty 19. huhtikuuta) on säilynyt: päätehtävänä oli vahvistaa ja palauttaa Kantin prioriteetti kehitettäessä teoriaa Linnunradan rakenteesta "liikkuvien aurinkojen järjestelmänä, samanlainen kuin planeettajärjestelmämme", tulkinta sumuista ("samanlainen kuin äärettömän kaukaisia Linnunteitä") [172] . Kant ei ilmeisesti lukenut Herschelin artikkeleita, mutta hän piti saamiaan tuloksia riittävänä kokeellisena vahvistuksena omille teorioilleen. Tässä yhteydessä on huomionarvoista, että sekä kokoelmassa että kirjeenvaihdossa Herschelin nimi on annettu englanniksi, ei saksankielisessä versiossa. Voidaan pitää täsmällisesti todettuna, että Herschel ei tuntenut Kantin teoksia ollenkaan, mistä on osoituksena sekä asiakirjakokoelma että Herschelin omien käsitteiden kehityskulku [173] .
Vuonna 2013 julkaistiin kokoelma "Harmony of the Spheres", jonka toimitti fysiikan ja filosofian asiantuntija Silvia de Bianchi ( Barcelonan yliopisto ), jonka kirjoittajat pohtivat kahden saksalaisen tiedemiehen kosmogonisten ideoiden eri näkökohtia. Englantilainen tähtitieteilijä ja astrofyysikko Michael Rowan-Robinson tuli kokoelmassa julkaistussa artikkelissa siihen johtopäätökseen, että Kantin ja Herschelin spekulatiivisilla teorioilla ei ole juuri mitään vaikutusta nykytieteeseen, toisin kuin Kant-Laplacen hypoteesi . Hän totesi myös, että Herschel ja Laplace eivät tunteneet Kantin teoriaa vuodelta 1755 [174] .
Herschelin työ muodosti modernin tähtitieteen perustan. Laplacen yhtälö on lähtökohta modernin gravitaatiofysiikan kehitykselle. Joltain osin suurin yllätys on se, että kolme aikalaista, joiden elämä oli päällekkäistä yli viiden vuosikymmenen ajan, olivat niin vähän yhteydessä toisiinsa [175] .
" Kuuntelijan on itse päätettävä, menettikö maailma suuren säveltäjän, kun se sai suuren tähtitieteilijän ": W. Duckles väitti, että Herschelin päätös omistautua tähtitieteelle, ei sävellykseen, oli valinta "nerouden ja tavallisen ammattitaidon" välillä. [176] . Ammattimaisen musiikillisen koulutuksen saanut ja musiikillisessa ympäristössä kehittynyt Herschel oivalsi alunperin itsensä virtuoosina esiintyjänä ja säveltäjänä. Kuten 1700-luvulla tavallista, hän oli tuottelias kirjailija: 1760-luvulla hän kirjoitti 24 sinfoniaa , 10 konserttoa (3 alttoviululle , 2 oboelle , loput viululle ja orkesterille) ja 6 sonaattia sooloviululle, teoksia urkuille, sotilasmarsseja, oratorio, pyhä musiikki [25] [Huom. 11] . Esiintyjä Herschel soitti viulua, alttoviulua, oboea, cembaloa ja urkuja [178] . Merkittävä osa säveltäjän Herschelin luovasta perinnöstä katosi [23] . Erikoiskatsauksen hänen työstään esitti Vincent Duckles (musiikkitieteen professori Kalifornian yliopistossa ) [179] . Artikkeli julkaistiin kahden Herschel-konserton esityksen yhteydessä Kansainvälisen tähtitieteellisen liiton 11. kongressissa . 15 partituurin käsikirjoitukset menivät Kalifornian yliopiston kirjastoon vuonna 1959, kun Herschelin perheen omaisuus myytiin Sloughissa [180] . Herschelin ainoa elinikäinen musiikkipainos julkaistiin vuonna 1769 Bathissa. Se oli kuuden sonaatin kokoelma viululle, sellolle ja cembalolle. Michael Hoskinin mukaan jousiosat ovat pieniä, ja pääosa - cembalolle - vaatii virtuoosin tasoa, vaikka säveltäjä itse väitti kirjoittaneensa sonaatteja työskennelläkseen opiskelijoidensa kanssa [181] . Äänitteet Herschelin musiikista julkaistiin vuosina 1995 ja 2003 [182] .
A. Penyuginin mukaan muusikko Herschelin tyyli oli samanlainen kuin hänen menetelmänsä tiedemiehenä. Hän yritti aina tulla toimeen vaatimattomilla esiintymisvoimilla, keskittyi pitkään mihin tahansa musiikkilajiin ja pyrki systematisoimaan sävellyksiään. Oletettavasti Herschelin sävellystyö kehittyi ennalta määrätyn suunnitelman mukaan [183] . W. Duckles huomautti, että Herschelin teokset kirjoitettiin hänen nuoruudessaan - pääasiassa 21-23-vuotiaana [25] . Ensinnäkin heidän täytyi osoittaa hänen kykynsä ja ammattitaitonsa monimuotoisuus mahdollisille suojelijalle ja sponsorille. Luultavasti hän alun perin päätti kirjoittaa 24 sinfoniaa, koska luotuaan niin monta (pienikokoista) teoksia hän ei enää kääntynyt tähän genreen. Hänen arkistossaan oleva sinfoniakokoelma on ryhmitelty neljään kuuden lohkoon, joista jälkimmäistä kirjoittaja kutsuu "neljäksi puolitusinaksi" [184] . Tuottavimmat vuodet olivat ennen muuttoa Bathiin, intensiivisen esiintymistoiminnan alkamisen jälkeen Herschel sävelsi pääasiassa teoksia diletanteille - pääyleisölleen ja opiskelijoilleen [183] . Kaiken kaikkiaan Herschelin sinfoniset ja kamariteokset edustivat kahta merkittävää 1700-luvun perinnettä. Ensinnäkin se oli Mannheimin orkesterikoulu , jolla oli " herkkä tyyli ", jota näkyvimmin edusti Carl Philipp Immanuel Bach . Tälle tyylille on ominaista monimuotoisuus ja dynaamisuus, "joka saavuttaa melkein ylimäärän"; teräviä kontrasteja, joiden pitäisi välittää tuntemuksia rikkaasta sisäisestä maailmasta. Herschelillä oli rakenteellinen asenne sävellykseen, V. Ducklesin mukaan hän "käytti musiikillisia ideoita rakennuspalikoina", mutta hän ei aina pystynyt saavuttamaan sujuvaa siirtymistä osasta toiseen. Toinen perinne, johon Herschel yhdistettiin, oli esiromanttinen linja, jossa häntä voidaan pitää Beethovenin edeltäjänä [185] .
Ensimmäinen genre, johon Herschel kääntyi, oli instrumentaalikonsertto . Hänen ensimmäinen opusensa oboelle ja jousille, alkuperäisen käsikirjoituksen nuottien perusteella, luotiin vuosina 1755-1759. Vuonna 1759 kirjoitettiin kaksi alttoviulukonserttoa ja 1760-1764 neljä muuta viulukonserttoa. Bathissa vuonna 1767 sävellettiin kaksi konserttoa urkuille ja orkesterille. A. Penyuginin mukaan, jos oboe oli laajalle levinnyt soitin 1700-luvulla, alttoviuluvalinta on epätyypillinen; Englannissa kaikki tälle instrumentille tehdyt sävellykset kirjoitettiin sonaattigenressä basso continuolla ja myöhemmin kuin aika. Herschelin urasta. Saarten ulkopuolella vain Telemann , Johann Sebastian ja Wilhelm Friedemann Bach kirjoittivat sävellyksiä alttoviulusooloille . Herschelin konserttojen muoto muistutti ennen kaikkea arkaaista concerti grossia soolosoittimella [186] .
Ensimmäisten Bathissa työskentelyvuosien jälkeen V. Ducklesin mukaan Herschelin kokeilut eivät valloittaneet joutilasta yleisöä, ja hänen oli pakko muuttaa tyyliään [187] . Lauluteoksia tehtiin myös erilaisiin juhlapäiviin, erityisesti miniatyyrejä - niin sanottuja catches and glies -kappaleita , joille Hamletin monologi muutettiin anakreonttiseksi oodiksi , ja Macbethin noituuden avauskohtaus oli kirjoitettu herrasmieskolmikolle [184] .
V. Ducklesin mukaan Herschelin musiikki " saa kuulijan huutamaan: "Ja tämä on kuin Haydn ! tai Mozart !“ » [188] . Jotkut Herschelin teoksista vastasivat varhaista klassista tyyliä, jonka muodin Englannissa juurrutti Johann Christian Bach . Herschelin tällä tyylillä kirjoitettu viulukonsertto on melodinen, lyyrinen ja rakentuu toistuvaan harmoniseen lauseiden toistoon. Samaan aikaan V. Duckles väitti, että Herschel oli heikko melodisti tai tarkemmin sanottuna liian looginen ja rationaalinen rytmisessä rakenteessa ja fraseerauksessa. Samalla hän voisi olla myös todellinen uudistaja, joka käyttää 1700-luvulle epätavallista toistoa konserton ensimmäisen osan teemasta kolmannessa. Jatkotyö klassismin tyyliin (sonaatit cembalolle ja viululle) johti kuitenkin "standardisempien ja pinnallisempien" teosten luomiseen [189] . A. Penyuginin mukaan hänen viulu capriccios, jotka hän kirjoitti vuosina, jolloin säveltäjät harvoin kääntyivät tämän genren puoleen, erottuvat Herschelin perinnöstä. Hänen capriccioidensa eivät muistuta Locatellin aikaisempia luomuksia , virtuositeetti ja viulutekniikan kehitys eivät olleet niissä pääosassa. Monet Herschelin capriccioista eivät olleet pituudeltaan yli kolmea tusinaa tahtia, jotka muistuttivat alkusoittoja , mukaan lukien hänen omat urkupreludit. A. Penyugin pani merkille myös joidenkin Herschelin näytelmien "mekanismin", mutta piti tätä tarkoituksellisena tehtävänä, capricciot voidaan esittää eräänlaisena kemiallisten ja fysikaalisten kokeiden musiikillisena tallenteena. Herschel käytti monimutkaisia näppäimiä - E - flat molli , G - terävä molli , B - flat molli , perustaen eräänlaisen akustisen kokeilun ; juuri näissä teoksissa säveltäjän älyllinen lähestymistapa ilmeni voimakkaimmin. Tutkija jopa totesi, että Herschelia voidaan kutsua "englannin psykedelian isoisäksi ", koska hän käytti dissonantteja harmonisia sekvenssejä ja enharmonisia modulaatioita , jotka olivat hänen aikaansa erittäin epästandardeja. " Kierto kokonaisuudessaan ... jättää vaikutelman läpimurtosta ... joka jää kenellekään tuntemattomaksi " [184] .
Herschel oli alun perin osa taiteellista maailmaa ja jatkoi yhteydenpitoa sen edustajien kanssa kuolemaansa asti. Myös hänen toimintansa ajan hengessä vaikutti jonkin verran kirjallisuuteen, joka oli osa kansainvälistä epävirallista älymystön viestintäjärjestelmää. Charles Burney suunnitteli jopa eeppisen "Herscheliadin" 12 osassa, johon William Herschel itse osallistui, mutta työtä ei saatu päätökseen, ja sitten Burney hylkäsi sen; käsikirjoitus on säilynyt vain osittain. Jonkin aikaa jopa kuningas Yrjö III seurasi eeposen kirjoittamista; joka tapauksessa Burney muisti keskustelun tästä aiheesta heinäkuussa 1799 Windsorin linnassa. Kaikkiaan australialaisen tutkijan Clifford Cunninghamin laskelmien mukaan Herschelille oli omistettu 47 runollista teosta 1700-1800-luvuilta, sekä vakavia että satiirisia 192] . Ensimmäisen suuruuden runoilijoista selviä jälkiä Herschelin kosmologisista teorioista (mukaan lukien Auringon liike Herkuleen tähdistöä kohti) ja hänen havaitsemastaan kuun vulkanismista näkyy Percy Bysshe Shelleyn (" Prometheus ") teoksessa. Jotkut tähtitieteelliset kuvat, kiitos Herschelin kirjallisella kielellä kirjoitettujen luetteloiden, esiintyivät myös Tennysonin runossa "Timbuktu" [193] . Vuonna 1811 Lord Byron vieraili Sloughissa , ja Michael Rowan-Robinsonin mukaan joitakin herschelilaisia aikomuksia esiintyi runoissa "Don Juan" ja runossa "Darkness"; 40 jalan kaukoputken emotionaaliset vaikutelmat heijastuvat myös selvästi [194] .
Uranuksen löytö resonoi välittömästi aikansa runoudessa. Hannoverissa vuonna 1786 julkaistiin anonyymi saksalainen runo, jossa ylistettiin Herschelia - "saksalainen Avonin rannalla" (tämä joki virtaa Bathin läpi). Budan yliopiston retoriikan professori György Sirdaeli (1740-1808) julkaisi samassa 1786 latinalaisen runon salanimellä "Uranofiili" (kreikaksi - "Loving Sky"). Prattin (1789) elokuvan The China Orphan (1789) lavasovituksen prologissa ylistetään tieteen edistystä, ja John Jeffreys [195] mainitaan yhdessä Herschelin ja hänen "Georgian Starin" kanssa . Amerikkalainen diplomaatti John Leeds Bozeman (1757-1823) julkaisi vuonna 1802 Lontoossa runollisia vaikutelmia matkoistaan Englantiin ja Portugaliin (jälkimmäisessä hän oli konsuli). Siinä ei mainita vain Herschel itse, vaan myös Carolina ja jopa Linnunrata. Mainitsi Herschelin "Luonnon temppelissään" ja Erasmus Darwinin [196] . Yleisesti ottaen Herschelin nimi ja kaukoputket ovat ottaneet tietyn paikan englanninkielisen maailman yleisessä tietoisuudessa siihen pisteeseen, että 40 jalan teleskooppi mainittiin Melvillen Moby Dickissä [ 197] .
Käytännössä kaikki William Herschelin painetut teokset (yhtä poikkeusta lukuun ottamatta) näkivät päivänvalon Royal Societyn Philosophical Transactions -julkaisussa . John Herschel julkaisi projektin isänsä kirjoitusten julkaisemiseksi heti hänen kuolemansa jälkeen vuonna 1822, mutta hän ei löytänyt kustantajaa ja kieltäytyi painamasta omalla kustannuksellaan. Vuonna 1829 professori W. Pfaff alkoi julkaista Herschelin artikkeleita saksankielisenä käännöksenä, mutta vasta ensimmäinen osa (" W. Herschels Entdeckungen in der Astronomie und den ihr verwandten Wissenschaften ") ilmestyi. Tutkijoiden avuksi Smithsonian Institution julkaisi vuonna 1881 yhteenvedon kaikista Herschelin tieteellisistä kirjoituksista [198] . Yleisesti voidaan olettaa, että Herschelin tärkein tieteellinen perintö, joka liittyy tähtitähtitieteen alan työhön, unohdettiin suhteellisen nopeasti. Jopa hänen oma poikansa John Herschel oli erittäin skeptinen isänsä teorioita kohtaan. Euroopassa Herschelin ajatuksia kosmogonian alalla tuki Laplacen auktoriteetti , mikä ei myöskään pelastanut heitä unohduksesta [199] . Vuonna 1861 Arago kuvaili yksityiskohtaisesti Herschelin käsitteitä "Yleisesti ymmärrettävässä tähtitiedossa". Vasta spektrianalyysin laajan käytön ja sumujen luonteen selvittämisen jälkeen Herschelin tähtitieteellisestä perinnöstä tuli uusi tieteellinen uudelleenarviointi [200]
Arkistossa on jäljellä monia julkaisemattomia tekstejä, mukaan lukien Herschelin Bathin Philosophical Societyssa lukemat raportit. Vasta vuonna 1912 ne koottiin yhteen kaksiosaiseen tieteellisten kirjoitusten kokoelmaan, jonka julkaisi John Dreyer . hän aloitti julkaisun runsaalla esipuheella. Herschel-arkisto on Royal Astronomical Societyn hallussa ja se on digitoitu (jaettu CD- ja DVD -levyillä ); osa materiaaleista on Royal Societyn arkistoissa. Caroline Herschelin omaelämäkerrallinen aineisto ja kirjeet painettiin vuonna 1879, ja Herschelin tyttärentytär Constance Lubbock julkaisi ne vuonna 1933 Herschelin tyttärentytär Constance Lubbockin toimesta osana Herschelin kronikkaa, vaikka kustantajat jättivät pois käsikirjoituksesta useita osia (alkuperäinen konekirjoitus on William Herschel Societyn ylläpitämä). Molemmat Caroline Herschelin kirjoittamat omaelämäkerrat julkaistiin Michael Hoskinin käsikirjoituksista vuonna 2003. Sen jälkeen julkaistiin useita uusia laajoja Herschelien elämäkertoja, monografioita William Herschelin panoksesta tieteeseen ja hänen asemastaan 1700-1800-luvun tieteellisessä ajattelussa sekä luetteloita hänen havaitsemistaan esineistä [201] . Michael Hoskin julkaisi uudelleen Herschelin kosmologiaa koskevan työn ja kommentoi sitä vuonna 2012: The Construction of the Heavens: The Cosmology of William Herschel [202] .
Monet esineet on nimetty William Herschelin muistoksi: kuun kraatteri ja kraatteri Marsissa ; Mimasin suurin kraatteri ja aukko Saturnuksen renkaissa ; asteroidi Phocaea- heimosta . Vuonna 1987 4,2 metrin teleskooppi "William Herschel" otettiin käyttöön Roque de los Muchachosin observatoriossa , joka oli tuolloin maailman kolmanneksi suurin [203] . Vuosina 2009-2013 Herschelin avaruusobservatorio toimi nimenomaan infrapunasäteilyn täysimittaiseen tutkimukseen [204] . Vuodesta 1974 lähtien Royal Astronomical Society on myöntänyt Herschel-mitalin [205] .
Sloughissa lukio on nimetty Herschelin mukaan [ [206] . Hannoverissa on myös Herschel -niminen koulu ; toinen koulu on nimetty hänen mukaansa Nürnbergissä [207] . Herschelin marmorinen rintakuva on sijoitettu Regensburgin " Walhallaan " (nro 46 alimmassa rivissä vuoden 2008 oppaan mukaan tai nro 157 Karl Schülerin luettelon mukaan vuonna 1842) [208] [209] .
Paikka, jossa Herschelin talo ja observatorio Sloughissa (katu on nimetty hänen mukaansa) sijaitsi, ei voitu säilyttää; sen tilalle pystytettiin moderni toimistokompleksi , jonka lähelle on muistomerkki, joka osoittaa 40 jalan kaukoputken sijainnin [210] . Hiljattain rakennettu Sloughin linja-autoterminaali on valaan muotoinen sen tähdistön mukaan, johon William Herschel kiinnitti paljon huomiota . Vuonna 1981 Herschel Museum of Astronomy avattiin Bathissa , joka sijaitsee talossa New King Streetillä. Hillardit ostivat talon, kunnostettiin ja tuotiin aidoimpaan ilmeeseen. Johtokunnan jäsen on Brian May [177] . House Museumissa on William Herschel Societyn päämaja, jonka Patrick Moore perusti vuonna 1977 ja johti sitä kuolemaansa vuonna 2012 saakka. Seura pyrkii ostamaan takaisin esineitä Herschelin kodista Sloughissa, jotka myytiin Sotheby'sissa vuonna 1958. 1970-luvun lopulta lähtien on ollut useita "Herschel-klubeja" (pääasiassa Yhdysvalloissa), jotka yhdistävät amatööri- ja ammattitähtitieteilijät, jotka osallistuvat Herschel-objektien havaintoihin [212] .
Taka sisäänkäynti; näkyvä muistolaatta
Olohuone
Ruokala
Carolina Herschel mekko
... Se kasvaa joka päivä, ja niiden joukossa
Julius-tähti kimaltelee, kuten kuu
loistaa pienemmissä valaisimissa.
Temaattiset sivustot | ||||
---|---|---|---|---|
Sanakirjat ja tietosanakirjat |
| |||
Sukututkimus ja nekropolis | ||||
|