Astronomia
  Wiw.pl   Na bieżąco:  Informacje   Co nowego   Matematyka i przyroda:  Astronomia   Biologia   Fizyka   Matematyka   Modelowanie rzeczywistości   Humanistyka:  Filozofia   Historia   Kultura antyczna   Literatura   Sztuka   Czytaj:  Biblioteka   Delta   Wielcy i więksi   Przydatne:  Słowniki   Co i gdzie studiować   Wszechświat w obrazkach    
  Jesteś tutaj:   Wirtualny Wszechświat > Astronomia  
  Tematy
- Historia astronomii
- Narzędzia i metody astronomii
- Astronomia sferyczna i praktyczna
- Badania kosmiczne
- Układ Słoneczny
- Słońce
- Galaktyki
- Kosmologia
- Gwiazdozbiory całego roku
- Eseje

  Szukacz




William Herschel

<< powrót...

Potrter Williama Herschela namalowany w 1794 r. przez Johna Russella - przyjaciela astronoma i miłośnika astronomii.
Fot. J. Włodarczyk.


William Herschel (1738-1822), astronom angielski. William urodził się w Hanowerze jako dziecko kapelmistrza gwardii hanowerskiej. Mając 14 lat, przyłączył się do zespołu muzycznego, kierowanego przez ojca, jako oboista i skrzypek. Oddział ojca Williama, Isaaca Herschela, brał udział w wojnie siedmioletniej, toczonej między sprzymierzonymi z Wielką Brytanią Prusami a koalicją francusko-austriacko-rosyjską. Isaac walczył w 1757 r. w bitwie pod Hastenbeck, przegranej przez armię pruską. Po bitwie wojska francuskie złupiły Hanower.

Idąc za radą ojca, jeszcze w tym samym 1757 r. William wyemigrował do Anglii. Na początku zarabiał na życie, kopiując literaturę muzyczną, ale pragnął zostać kompozytorem. Przez kilka następnych lat pracował jako muzyk w różnych miastach północnej Anglii: Sunderland, Newcastle, Leeds i Halifax. Szczyt muzycznej kariery Herschela przypadł jednak na jego pobyt w Bath - popularnym angielskim uzdrowisku, znanym z gorących źródeł i łaźni, zbudowanych jeszcze przez Rzymian.

Do Bath William przybył w grudniu 1766 r., przywożąc ze sobą symfonie własnej kompozycji i mnóstwo muzycznego drobiazgu. Miał otrzymać posadę organisty w nowo wybudowanej Octagon Chapel, ale ponieważ organy nie były jeszcze ukończone, zaprezentował się społeczności uzdrowiska 1 stycznia 1767 r., dając występ, na którym zagrał jako solista w koncertach: skrzypcowym i na obój, a na zakończenie wykonał sonatę na klawesyn. Wszystkie były jego kompozycji .

Herschel szybko stał się centralną postacią życia muzycznego w Bath. Koncertował jako organista, oboista i skrzypek, dyrygował (wystawiał np. "Mesjasza" Haendla, swego ulubionego kompozytora) i uczył muzyki (wkrótce po przybyciu do Bath dał ogłoszenie, przedstawiając siebie jako nauczyciela "gry na gitarze, jak również na klawesynie i skrzypcach, oraz śpiewu"). Cieszył się tak dużą popularnością, że miewał 6-8 prywatnych lekcji dziennie, a jego muzyczny konkurent w Bath, Thomas Linley, przysyłał do niego na lekcje swego syna.

Bardzo dużo czasu spędzał u Williama w Bath jego młodszy brat, Alexander. W sierpniu 1772 r. William sprowadził z Hanoweru - udał się do rodziców osobiście i przekonał ich, by się na to zgodzili - swą siostrę, Karolinę Herschel (1750-1848). Mniej więcej w tym czasie William postanowił sprawić sobie teleskop: zafascynowały go opisy zjawisk niebieskich, znalezione w "Optyce" Roberta Smitha, autora, na którego trafił, studiując jego dzieło o matematycznej teorii harmonii. "Optyka" zawierała wskazówki, jak należy budować teleskopy, sąsiad Herschela miał warsztat, z którego można było pożyczyć narzędzia, a Alexander okazał się zręcznym mechanikiem...

...powiększenie  >>>
Warsztat Herschelów w Bath, w domu przy New King Street (nr 19), w którym zamieszkali w 1770 r. Fot. J. Włodarczyk.

Karolina, która przyjechała do domu muzyka, by zrobić karierę śpiewaczki, była na początku zrozpaczona. W swych wspomnieniach z 1773 r. zanotowała: "[...] nic poważnego się nie działo aż do początku czerwca, kiedy niektórzy uczniowie mego brata wyjechali z Bath; a wówczas, ku memu przerażeniu, niemal każdy pokój w domu został zamieniony w warsztat. Narzędzia stolarskie do budowy tubusu i wszelkiego rodzaju stojaków walały się w pięknie umeblowanym salonie, a w sypialni Alex ustawił olbrzymią maszynę szlifierską [...] do szlifowania zwierciadeł, soczewek etc.".

...powiększenie  >>>

Notatka i szkic w dzienniku Herschela dotyczące pierwszej obserwacji Wielkiej Mgławicy w Orionie. W drugiej i trzeciej linijce czytamy: "its Shape was not as Dr. Smith has delineated in his Optics" (jej kształt różni się od przedstawionego przez dr. Smitha w jego "Optyce").



...powiększenie  >>>

Wielka Mgławica w Orionie na rycinie z "Optyki" Roberta Smitha, wydanej w 1738 r.


Uzyskanie zwierciadła dobrej jakości nie było sprawą łatwą i bracia Herschelowie musieli uczyć się na własnych błędach. William tak bardzo zaangażował się w tę pracę, że nie przerywał jej nawet w porze posiłków. Karolina musiała stać przy nim i karmić go. W końcu jednak pierwszy teleskop został zbudowany: reflektor mający zwierciadło o średnicy około 12,5 cm i ogniskową 170 cm. 4 marca 1774 roku 36-letni William Herschel po raz pierwszy skierował swój instrument w niebo, ku Wielkiej Mgławicy w Orionie.

Niemal dokładnie 7 lat później, w 1781 roku, Herschel odkrył nową planetę Układu Słonecznego - Urana. Tak opisał tę obserwację w raporcie dla Royal Society w Londynie: "We wtorek 13 marca, między dziesiątą a jedenastą wieczorem, gdy obserwowałem małe gwiazdy w okolicach H Geminorum, dostrzegłem obiekt wyraźnie większy od innych; zaskoczony jego dużą jasnością, porównałem go z H Geminorum i małą gwiazdą z trójki pomiędzy Woźnicą i Bliźniętami. Okazał się znacznie większy od każdej z tych gwiazd, więc pomyślałem, że jest kometą [...]". Gwiazda H Geminorum figuruje dziś w atlasach jako 1 Geminorum, a "mała gwiazda z trójki" to 132 Tauri.

...powiększenie  >>>
Olbrzymi teleskop Herschela miał zwierciadło o średnicy 4 stóp (122 cm), ważące niemal tonę; ogniskowa wynosiła ponad 12 m. Został skonstruowany w 1789 r., dzięki królewskiej dotacji dwa razy po 2000 funtów, i był największym instrumentem na świecie aż do 1845 r.

Przed zaobserwowaniem Urana wszystkie znane planety - Merkurego, Wenus, Marsa, Jowisza i Saturna - człowiek rozpoznawał na niebie od najdawniejszych czasów gołym okiem. Odkrycie Herschela uczyniło go sławnym. Royal Society odznaczyło muzyka medalem, a król Jerzy III przyznał mu roczną pensję 200 funtów (co było o 100 funtów mniej od pensji Astronoma Królewskiego), pod warunkiem że Herschel zamieszka niedaleko królewskiej rezydencji w Windsorze, by móc pokazywać ciała niebieskie rodzinie królewskiej i jej gościom. Ostatni wspólny koncert Karoliny i Williama w Bath odbył się 15 maja 1782 r. I choć Herschel nigdy nie porzucił muzyki całkowicie - z 1803 r. pochodzą jego "Te Deum" i "Jubilate" - już w pierwszej połowie 1782 r. podczas swojej wizyty w Bath kompozytor John Marsh zanotował, że William "bardziej poświęca się astronomii niźli muzyce". Gdy 10 lat później inny muzyk, Joseph Haydn, odwiedził obserwatorium Herschela w Slough (w dalszym ciągu w pobliżu Windsorskiego zamku), gdzie astronom spędził resztę swego życia, wielkie wrażenie wywarło na nim to, że William "przesiaduje po pięć do sześciu godzin pod gołym niebem w największe zimno" - jak zapisał w swym notatniku.

Katalog odkryć astronomicznych Herschela jest imponujący. I nie chodzi tu o to, że swymi potężnymi teleskopami sięgał dalej niż inni, dostrzegając więcej gwiazd czy mgławic. Był również utalentowanym teoretykiem, który pożytkował wyniki swych obserwacji do snucia hipotez o budowie i ewolucji Wszechświata. "Ostatecznym celem mych obserwacji - napisał w 1811 r. - jest poznanie konstrukcji niebios [...]".

...powiększenie  >>>
Kształt Drogi Mlecznej wynikający ze zliczeń gwiazd - pracy, której zasady przedstawił w 1785 r. w "Philosophical Transactions of the Royal Society of London".

Systematyczne obserwacje gwiazd podwójnych - podjęte jeszcze przed odkryciem Urana i obejmujące kilkaset obiektów - zaowocowały w 1802 r. hipotezą, że niektóre z tych par gwiazd zmieniają położenie względem siebie tak, jakby wiązało się to z wzajemnym przyciąganiem grawitacyjnym, podobnym do tego, które utrzymuje na przykład Jowisza na orbicie wokół Słońca. Ćwierć wieku później francuski astronom Félix Savary wykazał, że w układach podwójnych gwiazd rzeczywiście mamy do czynienia z ruchem w polu newtonowskim po orbitach eliptycznych.

Herschel próbował także ustalić kształt skupiska gwiazd, zwanego Drogą Mleczną, a postrzeganego jako jaśniejszy, rozmyty pas światła, przecinający gwiaździste niebo. Założył, że gwiazdy są rozrzucone w Drodze Mlecznej - do której należy też Słońce - równomiernie, czyli że w jednakowo dużych jej fragmentach znajduje się tyle samo gwiazd. Wówczas im więcej gwiazd udało się dostrzec w wybranej części nieba, tym dalej od Słońca leżała granica Drogi Mlecznej. Herschel wykonał takie zliczenia gwiazd i doszedł do wniosku, że Droga Mleczna ma kształt owalu, którego długość jest 4 razy większa od szerokości. Miejsce Słońca wypadało w pobliżu środka Drogi Mlecznej. Przyjaciel Herschela i ojciec chrzestny jego syna, Johna, generał Jan Chrzciciel Komarzewski (1744-1810) tak relacjonował owo odkrycie w liście do króla Stanisława Augusta, napisanym 3 sierpnia 1790 r.: "[...] in consequentia swoich obserwacji kładzie [Herschel] pro systemate, iż całe niebo jest okryte nebulozami, z których jedna ma figurę kłębka, druga peruki, trzecia pierścienia, a nasza zaś, ile ją mógł uważać, z jednej tylko strony ma figurę kiszki grubej, jaką u nas kiszką nadziewają. Gdy mi Herschel rysował na tablicy te wszystkie figury, których przez teleskop nie widziałem, pytałem się go - czy nie jestże nasza Nebuloza podobna do kiszki? Odpowiedział mi wyraźnie: tak jest".

...powiększenie  >>>
Ryciny z prac Herschela, przedstawiające kondensację mgławicy gazowej w gwiazdę lub gwiazdy (z lewej) oraz skupianie się gwiazd w większe systemy (z prawej).

Pomysł Herschela na śledzenie ewolucji mgławic (nebulozów - jak powiedziałby Komarzewski) był genialnie prosty: należy na drodze obserwacji skatalogować mgławice w różnych etapach rozwoju, a następnie sklasyfikować je ze względu na ich wiek (w ten sam sposób postępują współcześni astronomowie, zajmujący się życiem gwiazd!). I tak narodziła się wizja nieustannie zmieniającego się Wszechświata: Rozrzedzone obłoki pod wpływem grawitacji stopniowo się zagęszczają; powstają w nich gwiazdy (czasami jedna, czasami wiele). Gwiazdy z kolei - również za sprawą przyciągania grawitacyjnego - zaczynają się skupiać w gromady, początkowo luźne, ale z czasem coraz bardziej zwarte. W końcu taka gromada zapada się gwałtownie i rozprasza swą materię w przestrzeni kosmicznej. To z tej rozrzuconej tu i tam materii, jak również ze światła emitowanego przez wszystkie obiekty astronomiczne, bierze się budulec na nowe rozrzedzone obłoki, które pod wpływem grawitacji...

Herschel również jako pierwszy wyznaczył ruch własny Słońca - kierunek, w którym się ono przemieszcza względem gwiazd z sąsiedztwa w Drodze Mlecznej. Rozumował mniej więcej tak: Jeśli Słońce biegnie wśród innych gwiazd, to ruch ten odbija się w ich ruchach - obserwowanych z Ziemi, związanej ze Słońcem; wystarczy wyodrębnić owo odbicie ruchu Słońca z ruchów innych gwiazd. Herschel wybrał w tym celu 7 gwiazd konstelacji Herkulesa, a później otrzymany wynik potwierdził, analizując ruchy własne tuzina innych gwiazd. Tak odkrycie ruchu Słońca (a wraz z nim - całego Układu Słonecznego) opisał w liście do króla Stanisława Augusta wspomniany już generał Komarzewski: "Herschel utrzymuje, że Ziemia idzie w koło Słońca tak jak i inne planety, będąc równie planetą, i w jednym roku bieg swój kończy. Z jego obserwacyi wypada, że Słońce ma tylko jedno poruszenie in rectilinio, dążąc ku konstelacyi, czyli raczej gwiaździe Herkulesa. Więc się za kilkakroć sto tysięcy lat może złączyć z Herkulesem. To pewna, że my na jednym miejscu nie stojemy, bo Ziemia idzie za Słońcem". Astronomia współczesna przyjmuje, że poza tym, iż Słońce wraz z innymi gwiazdami obiega centrum Galaktyki w ciągu ponad 200 milionów lat, wędruje względem najbliższych gwiazd z prędkością około 20 km/s w kierunku... Herkulesa.

...powiększenie  >>>
Aparatura, za której pomocą Herschel badał promieniowanie podczerwone Słońca: u góry z lewej widoczny jest pryzmat rozszczepiający światło słoneczne, którego barwne widmo opisane zostało po lewej części stołu; zespół trzech termometrów mierzy temperaturę "niewidzialnego" promieniowania podczerwonego. Z pracy opublikowanej w 1800 r. w "Philosophical Transactions of the Royal Society of London".

Herschelowi zawdzięczamy również odkrycie promieniowania podczerwonego. Gdy badał za pomocą termometrów temperaturę promieniowania słonecznego w różnych pasmach światła widzialnego - od fioletowego do czerwonego - zauważył, że najwyższe wskazania uzyskuje się dla termometrów ustawionych tuż za czerwonym krańcem widma słonecznego. To odkrycie opisał w 1800 r. w pracy "Experiments on the refrangibility of the invisible rays of the Sun" (Doświadczenia dotyczące załamywania się niewidzialnych promieni słonecznych).

W 1816 r. za swe zasługi William Herschel otrzymał tytuł szlachecki. Zmarł 25 sierpnia 1822 r. w Slough.
 
Posłuchaj jednej z fug Herschela.

Jarosław Włodarczyk

<< powrót...

Wiw.pl  |  Na bieżąco  |  Informacje  |  Co nowego  |  Matematyka i przyroda  |  Astronomia  |  Biologia  |  Fizyka  |  Matematyka  |  Modelowanie rzeczywistości  |  Humanistyka  |  Filozofia  |  Historia  |  Kultura antyczna  |  Literatura  |  Sztuka  |  Czytaj  |  Biblioteka  |  Delta  |  Wielcy i więksi  |  Przydatne  |  Słowniki  |  Co i gdzie studiować  |  Wszechświat w obrazkach