Вильям Гершель

Публикуется в разделе "Персоналии"

28.10.2011.

XVII век ознаменован блестящими успехами в астрономии. Они связаны с открытиями Галилея, Кеплера, Гюйгенса, Гевелия, Ньютона и других выдающихся астрономов. Но и на рубеже XVII и XVIII вв. астрономия ограничивалась лишь знаниями о солнечной системе. О природе звезд, о расстояниях между ними, об их распределении в пространстве и движении еще ничего не было известно. Первые открытия в этом направлении были сделаны только в начале XVIII в. Английский астроном Э. Галлей (1656-1742) обнаружил движение трех звезд. Потом было обнаружено движение и многих других звезд.

Соотечественник Галлея астроном Дж. Брадлей, хотя и потерпел неудачу в попытках точно измерить расстояния до звезд, пришел к правильному выводу, что даже ближайшие звезды отстоят от нас на многие десятки триллионов километров.

В середине XVIII в. английский ученый Т. Райт (1711-1786), немецкие ученые И. Кант (1724-1804) и И. Ламберт (1728-1777) впервые высказали предположение, что Млечный Путь — не случайное собрание звезд, а целостная система, в которой движения звезд совершаются вокруг общего центра притяжения (таким центром будто бы является исполинское "центральное Солнце").

 

Вильям Гершель

Но все это были догадки — смелые и для своего времени ценные, а подкрепить их данными наблюдений было невозможно. Имевшиеся в распоряжении астрономов телескопы были для этого еще слишком слабы. Первые попытки глубже проникнуть в тайну строения Вселенной путем тщательных наблюдений при помощи более сильных телескопов связаны с именем знаменитого астронома Вильяма Гершеля (1738-1822).

Гершель родился и вырос в Ганновере (Германия) в семье военного музыканта. С юных лет он увлекался музыкой и проявил выдающиеся способности. В возрасте 19 лет он переехал в Англию и стал здесь известным музыкантом-педагогом. Но музыка была только его профессией, а не главным призванием. Все свое свободное время Гершель посвящал изучению астрономии, математики и физики. Еще в молодости у него обнаружились незаурядные способности к конструированию и изготовлению астрономических инструментов, особенно телескопов-рефлекторов. Для них Гершель сам шлифовал зеркала. Сперва он изготовил небольшой телескоп с трубой длиной всего 2,1 м, а затем делал телескопы все больших и больших размеров. Вершиной его достижений в этой области был построенный в 1789 г. телескоп-гигант (по тому времени) с трубой длиной 12 м и зеркалом диаметром 122 см. Этот телескоп оставался самым крупным до 1845 г., когда ирландский астроном В. Парсонс (1800-1867) построил телескоп длиной почти 18 м с зеркалом диаметром 183 см.

С 1775 г. Гершель начал систематически наблюдать небо. В 1781 г. он открыл новое светило, которое вначале ошибочно принял за комету. Но, как доказали в том же году петербургский астроном академик А. И. Лексель и французский ученый Лаплас, это была новая планета Уран. Позднее Гершель открыл два спутника Урана и два спутника Сатурна. Таким образом, с его именем связано открытие нескольких небесных тел в солнечной системе. Но не в этом главное значение его деятельности.

И до Гершеля было известно несколько десятков двойных звезд, однако предполагалось, что это случайно сблизившиеся звезды.

Гершель был первым в истории науки астрономом, систематически изучавшим двойные звезды. На протяжении многих лет он тщательно исследовал разные участки неба и открыл свыше 400 двойных звезд. Он занимался также определением расстояний между ними (в угловых мерах), исследовал их цвет и видимый блеск. В отдельных случаях звезды, считавшиеся ранее двойными, оказывались тройными и четверными (кратные звезды). Гершель пришел к выводу, что двойные и кратные звезды — это системы звезд, физически связанные между собой и, как он убедился, обращающиеся вокруг общего центра тяжести в соответствии с законом всемирного тяготения.

С давних времен были известны видимые невооруженным глазом яркая туманность в созвездии Ориона и туманность в созвездии Андромеды. Но только в XVIII в., по мере совершенствования телескопов, астрономы открыли много других туманностей. Кант и Ламберг считали, что туманности — это целые звездные системы, но они удалены от нас на колоссальные расстояния и поэтому отдельные звезды в них различить нельзя.

Гершель проделал огромную работу, открывая и изучая новые туманности. Он использовал для этого все увеличивающуюся силу своих телескопов. Достаточно сказать, что составленные им на основе своих наблюдений каталоги насчитывают свыше 2500 туманностей. Но Гершель ставил своей задачей не простое отыскание туманностей, а раскрытие их природы. В его мощные телескопы во многих туманностях отчетливо были видны отдельные звезды. Таким образом выяснилось, что эти туманности представляют собой далекие от солнечной системы звездные скопления. В некоторых случаях туманность оказывалась звездой, окруженной туманным кольцом. Но большинство туманностей не разделялось на звезды даже при помощи мощного 122-сантиметрового телескопа.

Сперва Гершель пришел к заключению, что почти все туманности — это скопления звезд и самые дальние из них в будущем, при наблюдении их в более мощные телескопы, также окажутся звездными скоплениями. При этом он допускал, что некоторые из этих туманностей — именно те, которые расположены на небе вне полосы Млечного Пути, — самостоятельные звездные системы. Дальнейшие исследования заставили Гершеля углубить и дополнить свои взгляды. Мир туманностей оказывался более сложным и многообразным, чем это ранее можно было предполагать.

Продолжая неутомимо наблюдать и размышлять, Гершель признал, что многие из наблюдаемых туманностей вообще нельзя разложить на звезды, так как они состоят не из звезд, а из гораздо более разреженного, чем звезды, туманного вещества — "светящейся жидкости", как думал Гершель.

В дальнейшем Гершель пришел к выводу, что туманное вещество, как и звезды, широко распространено во Вселенной. Возникал вопрос о роли этого вещества во Вселенной.

Еще в 1755 г. И. Кант выдвинул гипотезу об образовании целых звездных систем из первоначально существовавшего рассеянного вещества. Гершель независимо от Канта высказал смелую мысль, что различные виды неразложимых туманностей представляют собой разные стадии образования звезд. Путем уплотнения туманности из нее постепенно образуется либо целое скопление звезд, либо одна звезда, которая в начале своего существования еще окружена туманной оболочкой.

Кант считал, что все звезды Млечного Пути когда-то образовались одновременно. Гершель же впервые предположил, что звезды имеют разный возраст, и образование звезд продолжается непрерывно.

Эта идея Гершеля была потом забыта, и ошибочное мнение о единовременном происхождении в далеком прошлом всех звезд долго господствовало в науке. Только в последние десятилетия на основе огромных успехов астрономии XX в. и в особенности благодаря трудам советских ученых установлено, что звезды имеют различный возраст. Изучены целые классы звезд, бесспорно существующих миллионы лет, в отличие от других звезд, возраст которых определяется миллиардами лет. Взгляды Гершеля на природу туманностей в общих чертах подтверждены современной наукой, установившей, что газовые и пылевые туманности широко распространены в нашей и в других галактиках. Природа этих туманностей оказалась еще сложнее, чем предполагал Гершель.

Вместе с тем Гершель и в конце жизни был убежден, что некоторые туманности — далекие звездные системы, которые со временем будут разложены на отдельные звезды. И в этом он, так же как Кант и Ламберт, оказался прав.

Раньше было сказано, что в XVIII в. астрономы обнаружили собственное движение многих звезд. Гершелю путем расчетов удалось в 1783 г. убедительно доказать, что и наше Солнце со всеми своими планетами движется по направлению к созвездию Геркулеса.

Главной своей задачей Гершель считал выяснение строения нашей Галактики, ее формы и размеров. Этим он занимался несколько десятилетий. В его распоряжении не было тогда данных ни о расстояниях между звездами, ни о размещении их в пространстве, ни об их светимости. Не имея этих данных, Гершель предположил, что все звезды в среднем имеют одинаковую светимость и распределены в пространстве приблизительно равномерно, так что расстояния между ними более или менее одинаковы, а Солнце находится около центра системы. При этом Гершель не знал явления поглощения света в мировом пространстве и считал, кроме того, что его телескопу, которым он пользовался для этой работы (длиной в 6 м и с зеркалом 50 см), доступны даже самые далекие звезды Галактики. С помощью этого телескопа он производил подсчеты звезд в различных участках неба и пытался определить, как далеко в том или ином направлении простирается наша Галактика. Таким путем он пытался выяснить форму и размеры Галактики.

Но исходные предположения Гершеля были ошибочны. Мы знаем теперь, что звезды в очень больших пределах различаются между собой по светимости и что распределены они в Галактике неравномерно. Галактика настолько велика, что границы ее были недоступны даже телескопу-гиганту Гершеля. Поэтому он не мог прийти к правильным выводам о форме Галактики и о положении в ней Солнца. Гершель полагал, что Солнце находится близко от центра Галактики. На самом деле оно расположено далеко от него.

Размеры Галактики Гершель сильно приуменьшил. В 40-х годах XIX в. В.Я. Струве правильнее подошел к решению этих вопросов. Но Струве справедливо назвал Гершеля первым астрономом, который смело поставил перед собой такую сложную задачу.

Гершель занимался и другими вопросами астрономии. Между прочим; он разгадал сложную природу солнечного излучения и сделал вывод, что в состав его входят световые, тепловые и химические лучи (излучение, не воспринимаемое глазом). Иначе говоря, Гершель предвосхитил открытие инфракрасных и ультрафиолетовых лучей, выходящих за пределы обычного солнечного спектра.

Свое увлечение астрономией Гершель передал родным и близким. Его сестра Каролина Гершель (1750-1848) много помогала ему в научных работах. Она сама вела наблюдения неба и открыла несколько комет. Сын Вильяма Гершеля — Джон Гершель (1792-1871) был одним из наиболее выдающихся английских астрономов XIX в. Его популярная книга "Очерки астрономии", переведенная на русский язык, сыграла большую роль в распространении астрономических знаний в нашей стране.

 

Хотите что-то добавить или возразить? Вы можете оставлять свои комментарии прямо здесь или вступить в наши группы ВКонтакте или в Facebook и участвовать в обсуждениях