William Herschel -William Herschel

William Herschel

William Herschel01.jpg
Portrét z roku 1785 od Lemuela Francise Abbotta
narozený
Friedrich Wilhelm Herschel

( 1738-11-15 )15. listopadu 1738
Zemřel 25. srpna 1822 (1822-08-25)(83 let)
Slough , Anglie
Odpočívadlo Kostel svatého Vavřince, Slough
Národnost hannoverský ; od roku 1793 Britové
Známý jako
Manžel Mary Baldwin Herschel
Děti John Herschel (syn)
Příbuzní Caroline Herschel (sestra)
Ocenění Copleyova medaile (1781)
Vědecká kariéra
Pole Astronomie a hudba
Vlivy Thomas Young
Podpis
William Herschel Signature.svg

Frederick William Herschel KH , FRS ( / ˈ h ɜːr ʃ əl , ˈ h ɛər -/ ; Němec : Friedrich Wilhelm Herschel ; 15. listopadu 1738 – 25. srpna 1822) byl britský astronom a skladatel německého původu . Často spolupracoval se svou mladší sestrou a kolegyní astronomkou Caroline Herschel (1750–1848). William Herschel se narodil v hannoverském kurfiřtství a následoval svého otce do vojenské hannoverské kapely, než v roce 1757 ve věku devatenácti let emigroval do Velké Británie .

Herschel zkonstruoval svůj první velký dalekohled v roce 1774, poté strávil devět let prováděním průzkumů oblohy, aby prozkoumal dvojhvězdy. Herschel vydal katalogy mlhovin v roce 1802 (2500 objektů) a v roce 1820 (5000 objektů). Rozlišovací schopnost Herschelových teleskopů odhalila, že mnoho objektů nazývaných mlhoviny v Messierově katalogu byly ve skutečnosti shluky hvězd. 13. března 1781 při pozorování zaznamenal nový objekt v souhvězdí Blíženců. To by po několika týdnech ověřování a konzultací s dalšími astronomy bylo potvrzeno jako nová planeta, nakonec dostala jméno Uran . Byla to první planeta objevená od starověku a Herschel se stal přes noc slavným. V důsledku tohoto objevu ho George III jmenoval dvorním astronomem. Byl zvolen členem Královské společnosti a byly poskytnuty granty na stavbu nových dalekohledů.

Herschel propagoval použití astronomické spektrofotometrie , používající hranoly a vybavení pro měření teploty k měření distribuce vlnových délek hvězdných spekter. V průběhu těchto vyšetřování Herschel objevil infračervené záření . Další práce zahrnovaly vylepšené určení doby rotace Marsu , objev, že marťanské polární čepičky se sezónně mění, objev Titanii a Oberonu (měsíce Uranu) a Enceladu a Mimas (měsíce Saturnu ). Herschel byl jmenován rytířem Královského guelfského řádu v roce 1816. Byl prvním prezidentem Královské astronomické společnosti, když byla založena v roce 1820. Zemřel v srpnu 1822 a v jeho práci pokračoval jeho jediný syn John Herschel .

Raný život a hudební aktivity

Herschel se narodil v kurfiřtství v Hannoveru v Německu, tehdy součástí Svaté říše římské , jako jedno z deseti dětí Issaka Herschela a jeho manželky Anny Ilse Moritzen z německého luteránského původu. Jeho předkové pocházeli z Pirny v Sasku. Teorie, že šlo o protestanty z Čech, Hamel zpochybnil, protože příjmení Herschel se již o století dříve vyskytuje ve stejné oblasti, kde rodina žila.

Herschelův otec byl hobojistou v Hannoverské vojenské kapele. V roce 1755 byl hannoverský gardový pluk, v jehož kapele Wilhelm a jeho bratr Jakob působili jako hobojisté, přikázán do Anglie. V té době byly koruny Velké Británie a Hannoveru sjednoceny za krále Jiřího II . Jak hrozila hrozba války s Francií, byly Hannoverské gardy odvolány z Anglie, aby bránily Hannover.

Poté, co byli poraženi v bitvě u Hastenbecku , poslal Herschelův otec Isaak koncem roku 1757 své dva syny, aby hledali útočiště v Anglii. Přestože jeho starší bratr Jakob dostal výpověď od hannoverských gard, Wilhelm byl obviněn z dezerce (za což byl omilostněn Jiřím III. v roce 1782).

Wilhelm, kterému bylo v té době devatenáct let, byl rychlým studentem angličtiny. V Anglii šel pod anglickým ztvárněním svého jména, Frederick William Herschel.

Kromě hoboje hrál na housle a cembalo a později na varhany . Složil řadu hudebních děl, včetně 24 symfonií a mnoha koncertů, stejně jako některé chrámové hudby.

Šest jeho symfonií bylo nahráno v dubnu 2002 London Mozart Players pod vedením Matthiase Bamerta (Chandos 10048).

Původní rukopis Symfonie č. 15 Es dur (1762)

Herschel se přestěhoval do Sunderlandu v roce 1761, když ho Charles Avison angažoval jako první housle a sólistu svého orchestru v Newcastlu, kde hrál jednu sezónu. V „Sunderland v hrabství Durh: apprill [ sic ] 20. 1761“ napsal svou Symfonii č. 8 c moll. V letech 1760 až 1761 stál v čele skupiny Durham Militia . V roce 1760 navštívil dům sira Ralpha Milbanke v Halnaby Hall poblíž Darlingtonu , kde napsal dvě symfonie a také sám vystupoval. Po Newcastlu se přestěhoval do Leedsu a Halifaxu , kde byl prvním varhaníkem v kostele St John the Baptist (nyní Halifax Minster ).

V roce 1766 se Herschel stal varhaníkem kaple Octagon, Bath , módní kaple ve známých lázních, ve kterých byl také ředitelem veřejných koncertů. Varhaníkem byl jmenován v roce 1766 a svůj úvodní koncert uskutečnil 1. ledna 1767. Protože varhany byly ještě nekompletní, předvedl svou všestrannost provedením vlastních skladeb včetně houslového koncertu , hobojového koncertu a cembalové sonáty .

4. října 1767 vystoupil na varhany při oficiálním otevření kaple Octagon.

Jeho sestra Caroline přijela do Anglie 24. srpna 1772, aby žila s Williamem v New King Street, Bath. V domě, který sdíleli, je nyní Herschelovo muzeum astronomie . Herschelovi bratři Dietrich, Alexander a Jakob (1734–1792) se také objevili jako hudebníci Bathu. V roce 1780 byl Herschel jmenován ředitelem Bathského orchestru, přičemž jeho sestra často vystupovala jako sopranistka.

Astronomie

Replika dalekohledu podobného tomu , kterým Herschel objevil Uran v muzeu Williama Herschela v Bath
Herschelův leštič zrcadel vystavený ve Science Museum v Londýně

Herschelovo čtení přírodní filozofie v 70. letech 18. století nejen naznačuje jeho osobní zájmy, ale také naznačuje záměr být vzestupný, společensky i profesně. Měl dobrou pozici, aby se mohl zapojit do „filosofického gentlemana“ nebo filozofů osmnáctého století s širokým logickým a praktickým vkusem. Herschelova intelektuální zvědavost a zájem o hudbu ho nakonec přivedly k astronomii. Po přečtení Harmonics , or the Philosophy of Musical Sounds (1749) Roberta Smithe se chopil Smithova A Compleat System of Opticks (1738), který popisoval techniky konstrukce dalekohledů. Přečetl si také Astronomii Jamese Fergusona vysvětlenou na principech Sira Isaaca Newtona a usnadnil to těm, kteří nestudovali matematiku (1756) a Williama Emersona Prvky trigonometrie (1749), Prvky optiky (1768) a Principy mechaniky (1754).

Herschel se učil od místního stavitele zrcadel a poté, co získal jak nástroje, tak úroveň odborných znalostí, začal stavět své vlastní odrazové dalekohledy . Strávil až 16 hodin denně broušením a leštěním primárních zrcadel speculum . Spoléhal se na pomoc ostatních členů rodiny, zejména své sestry Caroline a bratra Alexandra, zručného strojního řemeslníka.

„Začal se dívat na planety a hvězdy“ v květnu 1773 a 1. března 1774 si začal psát astronomický deník tím, že zaznamenal svá pozorování Saturnových prstenců a Velké mlhoviny v Orionu (M42). Anglický astronom Royal Nevil Maskelyne navštívil Herschelovy, když byli ve Walcotu (který opustili 29. září 1777). V roce 1779 se Herschel také seznámil se sirem Williamem Watsonem , který ho pozval, aby se připojil k Bath Philosophical Society. Herschel se stal aktivním členem a prostřednictvím Watsona značně rozšířil okruh svých kontaktů. O několik let později, v roce 1785, byl Herschel zvolen mezinárodním členem Americké filozofické společnosti ve Philadelphii.

Dvojité hvězdy

Herschelova raná pozorovací práce se brzy zaměřila na hledání párů hvězd, které byly vizuálně velmi blízko u sebe. Astronomové té doby očekávali, že změny v průběhu času ve zdánlivém oddělení a relativním umístění těchto hvězd poskytnou důkaz jak o správném pohybu hvězd, tak o vzdálenosti hvězd od Země pomocí posunů paralaxy v jejich oddělení. Posledně jmenovaná byla metoda, kterou poprvé navrhl Galileo Galilei . Ze zadní zahrady svého domu v New King Street, Bath, a pomocí 6,2palcové clony (160 mm), 7 stop ohniskové vzdálenosti (2,1 m) (f/13) Newtonova dalekohledu „ s největším zrcadlem “ vlastní výroby, v říjnu 1779, Herschel začal systematicky hledat takové hvězdy mezi „každou hvězdou na nebi“, s novými objevy uvedenými v roce 1792. Brzy objevil mnohem více dvojhvězd a vícenásobných hvězd, než se očekávalo, a sestavil je pomocí pečlivá měření jejich relativních pozic ve dvou katalozích předložených Royal Society v Londýně v roce 1782 (269 dvojitých nebo vícenásobných systémů) a 1784 (434 systémů). Třetí katalog objevů učiněných po roce 1783 byl publikován v roce 1821 (145 systémů).

Rev. John Michell z Thornhill publikoval v roce 1767 práci o distribuci dvojitých hvězd a v roce 1783 o „temných hvězdách“, které mohly Herschela ovlivnit. Po Michellově smrti v roce 1793 koupil Herschel z Michellova pozůstalosti 10 stop dlouhý a 30 palců odrazový dalekohled .

V roce 1797 Herschel znovu změřil mnoho systémů a objevil změny v jejich relativních polohách, které nelze přičíst paralaxe způsobené oběžnou dráhou Země. Čekal až do roku 1802 (v Katalogu 500 nových mlhovin, mlhovinových hvězd, planetárních mlhovin a shluků hvězd; s poznámkami o stavbě nebes), aby oznámil hypotézu, že tyto dvě hvězdy by mohly být „binární hvězdné soustavy“ obíhající po vzájemné oběžné dráze. gravitační přitažlivost , hypotézu, kterou potvrdil v roce 1803 ve svém Vyprávění o změnách, které se staly během posledních dvaceti pěti let v relativní situaci dvojhvězd; s vyšetřováním příčiny, které dluží . Celkem Herschel objevil přes 800 potvrzených dvojitých nebo vícenásobných hvězdných systémů, z nichž téměř všechny byly fyzické spíše než optické páry. Jeho teoretická a pozorovací práce poskytla základ pro moderní astronomii dvojhvězd; nové katalogy, které k jeho dílu přidávaly, byly publikovány až po roce 1820 Friedrichem Wilhelmem Struvem , Jamesem Southem a Johnem Herschelem .

Uran

Uran , objevený Herschelem v roce 1781

V březnu 1781, během svého hledání dvojhvězd, si Herschel všiml objektu, který se jevil jako disk. Herschel si původně myslel, že jde o kometu nebo hvězdný disk, o čemž věřil, že by to mohl skutečně vyřešit. Oznámil pozorování Nevilu Maskelyne, královském astronomu . Provedl mnoho dalších pozorování a poté ruský akademik Anders Lexell vypočítal orbitu a zjistil, že je pravděpodobně planetární.

Herschel souhlasil a zjistil, že to musí být planeta za oběžnou dráhou Saturnu. Novou planetu nazval „gruzínskou hvězdou“ (Georgium sidus) po králi Jiřím III ., což mu také přineslo přízeň; jméno se neuchytilo. Ve Francii, kde se odkaz na britského krále měl pokud možno vyhnout, byla planeta známá jako „Herschel“, dokud nebylo všeobecně přijato jméno „Uran“. Ve stejném roce byl Herschel oceněn Copleyho medailí a zvolen členem Královské společnosti . V roce 1782 byl jmenován „královským astronomem“ (neplést s Astronomer Royal ).

1. srpna 1782 se Herschel a jeho sestra Caroline přestěhovali do Datchet (tehdy v Buckinghamshire , ale nyní v Berkshire ). Tam pokračoval ve své práci jako astronom a výrobce dalekohledů. Získal mezinárodní reputaci díky jejich výrobě a ziskově prodal přes 60 dokončených reflektorů britským a kontinentálním astronomům.

Průzkumy hlubokého nebe

NGC 2683 je spirální galaxie bez příčky objevená Williamem Herschelem 5. února 1788.

V letech 1782 až 1802 a nejintenzivněji v letech 1783 až 1790 prováděl Herschel systematické průzkumy při hledání „hlubokého nebe“ nebo nehvězdných objektů se dvěma ohniskovou vzdáleností 20 stop (610 cm), 12 a 18,7- dalekohledy s palcovou aperturou (30 a 47 cm) (v kombinaci s jeho oblíbeným 6palcovým aperturním nástrojem). S výjimkou duplicitních a „ztracených“ záznamů Herschel nakonec objevil přes 2 400 objektů, které definoval jako mlhoviny . (V té době byla mlhovina obecným termínem pro jakýkoli vizuálně difúzní astronomický objekt, včetně galaxií za Mléčnou dráhou , dokud Edwin Hubble v roce 1924 nepotvrdil galaxie jako extragalaktické systémy .)

Herschel publikoval své objevy jako tři katalogy: Katalog tisíce nových mlhovin a shluků hvězd (1786), Katalog druhého tisíce nových mlhovin a shluků hvězd (1789) a dříve citovaný Katalog 500 nových mlhovin ... (1802 ). Své objevy seřadil do osmi „tříd“: (I) jasné mlhoviny, (II) slabé mlhoviny, (III) velmi slabé mlhoviny, (IV) planetární mlhoviny, (V) velmi velké mlhoviny, (VI) velmi stlačené a bohaté hvězdokupy hvězd, (VII) stlačené shluky malých a velkých [slabých a jasných] hvězd a (VIII) hrubě rozptýlené shluky hvězd. Herschelovy objevy byly doplněny objevy Caroline Herschel (11 objektů) a jeho syna Johna Herschela (1754 objektů) a publikovány jím jako Generální katalog mlhovin a kup v roce 1864. Tento katalog později upravil John Dreyer a doplnil jej o objevy mnoha jiných astronomů 19. století a publikoval v roce 1888 jako Nový obecný katalog (zkráceně NGC) 7840 objektů hlubokého nebe. Číslování NGC je stále nejběžněji používaným identifikačním štítkem pro tyto nebeské orientační body.

Objevil NGC 12 , NGC 13 , NGC 14 , NGC 16 , NGC 23 , NGC 24 , NGC 7457 (probíhající práce).

Pracuje se svou sestrou Caroline Herschel

William a Caroline Herschelovi leští čočku dalekohledu (pravděpodobně zrcadlo); 1896 litografie

Po smrti jejich otce William navrhl Caroline , aby se k němu připojila v Bath v Anglii. V roce 1772 Caroline poprvé seznámil s astronomií její bratr.

Caroline strávila mnoho hodin leštěním zrcadel vysoce výkonných dalekohledů, aby bylo množství zachyceného světla maximalizováno. Pro Williama také kopírovala astronomické katalogy a další publikace. Poté, co William přijal úřad královského astronoma Jiřího III., stala se Caroline jeho stálou asistentkou.

V říjnu 1783 vstoupil Williamovi do provozu nový 20stopý dalekohled. Během této doby se William pokoušel pozorovat a poté zaznamenat všechna pozorování. Než mohl něco zaznamenat, musel vběhnout dovnitř a nechat své oči znovu se přizpůsobit umělému světlu, a pak bude muset počkat, až se jeho oči přizpůsobí tmě, než bude moci znovu pozorovat. Caroline se stala jeho zapisovatelkou tím, že seděla u stolu poblíž otevřeného okna. William vykřikl svá pozorování a ona je zapsala spolu se všemi informacemi, které potřeboval z referenční knihy.

Caroline začala dělat astronomické objevy samy o sobě, zejména komety . V roce 1783 jí William sestrojil malý Newtonův reflektorový dalekohled s rukojetí, která umožňovala vertikální zatáčení oblohy. Mezi lety 1783 a 1787 učinila nezávislý objev M110 (NGC 205), který je druhým společníkem galaxie v Andromedě . Během let 1786–1797 objevila nebo pozorovala osm komet. Našla čtrnáct nových mlhovin a na bratrův návrh aktualizovala a opravila Flamsteedovu práci podrobně popisující polohu hvězd. V roce 1795 také znovu objevila kometu Encke .

Osm komet Caroline Herschelové bylo publikováno mezi 28. srpnem 1782 a 5. únorem 1787. Pět z jejích komet bylo publikováno ve Philosophical Transactions of the Royal Society . William byl dokonce povolán na hrad Windsor, aby královské rodině předvedl Carolininu kometu. William tento jev sám zaznamenal a nazval jej „kometa mé sestry“. Napsala dopisy Astronomer Royal, aby oznámila objev své druhé komety, a napsala Josephu Banksovi po objevu své třetí a čtvrté komety.

Katalog hvězd převzatý z pozorování pana Flamsteeda obsahoval index více než 560 hvězd, které dříve nebyly zahrnuty. Caroline Herschel byla za tuto práci oceněna Královskou astronomickou společností v roce 1828.

Caroline také nadále sloužila jako asistentka Williama Herschela a často si dělala poznámky, když pozoroval dalekohledem. Za svou práci Williamova asistenta jí Jiří III. přiznal roční plat 50 liber. Její jmenování z ní udělalo první ženu v Anglii, která byla poctěna vládní funkcí. Také se stala první ženou, která dostala plat jako astronomka.

V červnu 1785 se William a Caroline kvůli vlhkým podmínkám přestěhovali do Clay Hall ve Starém Windsoru . 3. dubna 1786 se Herschelovi přestěhovali do nového sídla na Windsor Road ve Slough . Herschel prožil zbytek svého života v této rezidenci, které se začalo říkat Observatory House . V roce 1963 byl zbořen.

Sňatek Williama Herschela v roce 1788 způsobil ve vztahu bratra a sestry velké napětí. O Caroline se mluví jako o zahořklé, žárlivé ženě, která uctívala svého bratra a nenáviděla svou švagrovou za to, že napadla její domácí život. S příchodem Mary ztratila Caroline své manažerské a společenské povinnosti v domácnosti a s nimi i velkou část svého postavení. Caroline zničila své deníky v letech 1788 až 1798, takže její pocity během tohoto období nejsou zcela známy. Podle svých memoárů se Caroline poté přestěhovala do samostatných ubytoven, ale nadále pracovala jako asistentka svého bratra. Když byl její bratr a jeho rodina pryč z domova, často se vracela, aby se o ně postarala. V pozdějším životě si Caroline a Lady Herschel vyměnily láskyplné dopisy.

Caroline pokračovala ve své astronomické práci po Williamově smrti v roce 1822. Pracovala na ověření a potvrzení jeho zjištění a také na sestavování katalogů mlhovin. Ke konci svého života uspořádala dva a půl tisíce mlhovin a hvězdokup do zón podobných polárních vzdáleností. Udělala to proto, aby je její synovec John mohl znovu systematicky zkoumat. Nakonec byl tento seznam rozšířen a přejmenován na Nový obecný katalog . V roce 1828 byla za svou práci oceněna zlatou medailí Královské astronomické společnosti .

Herschelovy dalekohledy

Nejběžnějším typem dalekohledu v té době byl refrakční dalekohled , který zahrnoval lom světla trubicí pomocí konvexní skleněné čočky . Tento design byl vystaven chromatické aberaci , zkreslení obrazu kvůli selhání světla různých vlnových délek složek při konvergování. Optik John Dollond (1706–1761) se pokusil toto zkreslení napravit kombinací dvou samostatných čoček, ale stále bylo obtížné dosáhnout dobrého rozlišení pro vzdálené zdroje světla.

Reflektorové dalekohledy , vynalezené Isaacem Newtonem v roce 1668, používaly spíše jedno konkávní zrcadlo než konvexní čočku. Tím se zabrání chromatické aberaci. Konkávní zrcadlo shromáždilo více světla než čočka a odráželo ho na ploché zrcadlo na konci dalekohledu, aby bylo možné ho pozorovat. Menší zrcadlo by mohlo poskytnout větší zvětšení a větší zorné pole než konvexní čočka. Newtonovo první zrcadlo mělo průměr 1,3 palce; taková zrcadla měla jen zřídka více než 3 palce v průměru.

Kvůli špatné odrazivosti zrcadel vyrobených z kovu speculum Herschel ze svého návrhu vyloučil malé diagonální zrcadlo standardního newtonovského reflektoru a naklonil své primární zrcadlo tak, aby mohl přímo prohlížet vytvořený obraz. Tomuto „přednímu“ designu se začalo říkat Herscheliánský dalekohled .

Vytvoření větších, symetrických zrcadel bylo extrémně obtížné. Jakákoli chyba by měla za následek rozmazaný obraz. Protože nikdo jiný nevyráběl zrcadla o takové velikosti a zvětšení, jaké si Herschel přál, rozhodl se vyrobit vlastní. Nebyl to žádný malý podnik. Pomáhala mu jeho sestra Caroline a další členové rodiny. Caroline Herschel popsala lití zrcadla s ohniskovou vzdáleností 30 stop:

Na lití byl vyhrazen den a kov byl v peci, ale bohužel začal vytékat v okamžiku, kdy byl připraven k lití, a moji bratři i slévač se svými muži museli vyběhnout protějšími dveřmi, protože kamenná podlaha (která měla být vyzdvižena) létala na všechny strany, až ke stropu. Můj ubohý bratr spadl, vyčerpaný horkem a námahou, na hromadu cihel. Než se přistoupilo k druhému odlévání, bylo postaráno o vše, co mohlo zajistit úspěch, a ve formě byl nalezen velmi dokonalý kov, který při chlazení praskl.

—  Caroline Herschel

Uvádí se, že Herschel odlil, vybrousil a vyleštil více než čtyři sta zrcadel pro dalekohledy, o velikosti od 6 do 48 palců v průměru. Herschel a jeho pomocníci postavili a prodali nejméně šedesát kompletních dalekohledů různých velikostí. Provize za výrobu a prodej zrcadel a dalekohledů poskytly Herschelovi další zdroj příjmů. Španělský král údajně zaplatil za dalekohled 3 150 liber.

Nezbytnou součástí konstrukce a údržby dalekohledů bylo broušení a leštění jejich zrcadel. To bylo nutné provádět opakovaně, kdykoli se zrcátka během používání zdeformovala nebo zašmudla. Jediným způsobem, jak otestovat přesnost zrcadla, bylo jeho použití.

40stopý dalekohled

Největší a nejslavnější z Herschelových dalekohledů byl odrazový dalekohled s primárním zrcadlem o průměru 1,26 m (1,26 m) a ohniskovou vzdáleností 40 stop (12 m) . 40stopý dalekohled byl v té době největším vědeckým přístrojem , který byl postaven. Bylo oslavováno jako triumf „lidské vytrvalosti a zápalu pro nejvznešenější vědu“.

V roce 1785 Herschel požádal krále Jiřího o peníze na pokrytí nákladů na stavbu 40stopého dalekohledu. Dostal 4000 liber. Bez královské záštity by dalekohled nemohl vzniknout. Jak to bylo, trvalo to pět let a překročilo rozpočet.

Herschelův dům ve Slough se stal tahanicemi „dělníků a dělníků, kovářů a tesařů“. Tubus dalekohledu o délce 40 stop musel být odlit ze železa. Trubice byla dost velká, aby se jí dalo projít. Polotovary zrcadel byly odlity z kovu Speculum , směsi mědi a cínu . Měly téměř čtyři stopy (1,2 m) v průměru a vážily 1000 liber (450 kg). Když se první kotouč deformoval svou hmotností, vyrobil se druhý silnější s vyšším obsahem mědi. Zrcadla musela být ručně leštěna, což byl pečlivý proces. Zrcadlo bylo opakovaně vkládáno do dalekohledu a znovu odstraněno, aby bylo zajištěno, že bylo správně vytvořeno. Když se zrcadlo zdeformovalo nebo zašpinilo, muselo být odstraněno, přeleštěno a nahrazeno v přístroji. Na podporu dalekohledu byla postavena obrovská otočná platforma, která umožnila asistentům jeho přemístění v průběhu zametání. Plošina poblíž horní části tubusu umožnila divákovi podívat se dolů do tubusu a prohlížet si výsledný obraz.

Pohled sondy Cassini na Mimas , měsíc Saturnu objevený Herschelem v roce 1789

V roce 1789, krátce poté, co byl tento přístroj zprovozněn, Herschel objevil nový měsíc Saturnu : Mimas , o průměru pouhých 250 mil (400 km). Během prvního měsíce pozorování následoval objev druhého měsíce ( Enceladus ).

40stopý (12metrový) dalekohled se ukázal jako velmi těžkopádný a navzdory své velikosti nebyl příliš účinný při zobrazování jasnějších snímků. Herschelovy technologické inovace ho zavedly až na hranice toho, co bylo možné s technologií jeho doby. 40 stop nebude vylepšeno, dokud viktoriáni nevyvinou techniky pro přesné inženýrství velkých, vysoce kvalitních zrcadel. William Herschel z toho byl zklamaný. Většina Herschelových pozorování byla provedena s menším 18,5palcovým (47 cm) reflektorem s ohniskovou vzdáleností 20 stop (6,1 m). Nicméně 40 stop upoutal představivost veřejnosti. Inspirovalo vědce a spisovatele včetně Erasma Darwina a Williama Blakea a zapůsobilo na zahraniční turisty a francouzské hodnostáře. Král Jiří byl potěšen.

Herschel objevil, že nevyplněné apertury dalekohledů lze použít k získání vysokého úhlového rozlišení, což se stalo základním základem pro interferometrické zobrazování v astronomii (zejména interferometrie maskující aperturu a hyperteleskopy ).

Rekonstrukce 20stopého dalekohledu

V roce 2012 televizní program BBC Stargazing Live postavil repliku 20stopého dalekohledu s použitím původních Herschelových plánů, ale moderních materiálů. Je třeba jej považovat spíše za blízkou moderní aproximaci než za přesnou repliku. Bylo použito moderní skleněné zrcadlo, rám používá kovové lešení a trubka je kanalizační trubka. Dalekohled byl uveden na programu v lednu 2013 a stojí v kampusu Art, Design and Technology University of Derby , kde bude používán pro vzdělávací účely.

Život na jiných nebeských tělesech

Herschel si byl jistý, že našel dostatek důkazů o životě na Měsíci a přirovnal ho k anglickému venkovu. Neubránil se teoriím, že ostatní planety byly osídleny, se zvláštním zájmem o Mars, což bylo v souladu s většinou jeho současných vědců. Během Herschelovy doby měli vědci tendenci věřit v pluralitu civilizovaných světů; naproti tomu většina náboženských myslitelů odkazovala na jedinečné vlastnosti Země. Herschel zašel tak daleko, že spekuloval, že vnitřek Slunce byl osídlen.

Sluneční skvrny, klima a výnosy pšenice

Herschel zkoumal korelaci slunečních variací a slunečního cyklu a klimatu. Po dobu 40 let (1779–1818) Herschel pravidelně pozoroval sluneční skvrny a jejich variace v počtu, formě a velikosti. Většina jeho pozorování se uskutečnila v období nízké sluneční aktivity, daltonského minima , kdy bylo slunečních skvrn relativně málo. To byl jeden z důvodů, proč Herschel nebyl schopen identifikovat standardní 11leté období sluneční aktivity. Herschel porovnal svá pozorování se sérií cen pšenice publikovanou Adamem Smithem v The Wealth of Nations .

V roce 1801 Herschel oznámil své poznatky Královské společnosti a uvedl, že pět prodloužených období několika slunečních skvrn korelovalo s cenou pšenice. Herschelova studie byla některými jeho současníky zesměšňována, ale zahájila další pokusy najít korelaci. Později v 19. století navrhl William Stanley Jevons 11letý cyklus s Herschelovou základní myšlenkou o korelaci mezi nízkým počtem slunečních skvrn a nižšími výnosy vysvětlujícími opakující se rozmachy a propady v ekonomice .

Herschelovy spekulace o spojení mezi slunečními skvrnami a regionálním klimatem, využívající tržní cenu pšenice jako proxy, jsou nadále citovány. Podle jedné studie lze skutečně vidět vliv sluneční aktivity na historickém trhu s pšenicí v Anglii během deseti slunečních cyklů mezi lety 1600 a 1700. Hodnocení je kontroverzní a o významu korelace někteří vědci pochybují.

Další objevy

Objevené planety : 1
Uran 13. března 1781
Objevené měsíce : 4
Oberon 11. ledna 1787
Titania 11. ledna 1787
Enceladus 28. srpna 1789
Mimas 17. září 1789

Ve své pozdější kariéře Herschel objevil dva měsíce Saturnu, Mimas a Enceladus ; stejně jako dva měsíce Uranu, Titania a Oberon . Nedal těmto měsícům jejich jména; byly pojmenovány jeho synem Johnem v roce 1847 a 1852 po jeho smrti. Herschel změřil axiální sklon Marsu a zjistil, že marťanské ledové čepice , které poprvé pozoroval Giovanni Domenico Cassini (1666) a Christiaan Huygens (1672), měnily velikost s ročními obdobími této planety. To bylo navrhl, že Herschel objevil prsteny kolem Uranu .

Herschel zavedl, ale nevytvořil slovo „ asteroid “, což znamená hvězdný (z řeckého asteroeides , aster „hvězda“ + -eidos „forma, tvar“), v roce 1802 (krátce poté, co Olbers objevil druhou planetku , 2 Pallas , koncem března), k popisu hvězdného vzhledu malých měsíců obřích planet a malých planet; pro srovnání všechny planety ukazují disky. V 50. letech 19. století se „asteroid“ stal standardním termínem pro popis určitých menších planet.

Ze studia správného pohybu hvězd, povahu a rozsah slunečního pohybu poprvé demonstroval Herschel v roce 1783, spolu s prvním určením směru slunečního vrcholu k Lambda Herculis , pouhých 10° od dnešní akceptované polohy.

Model Mléčné dráhy Williama Herschela, 1785

Herschel také studoval strukturu Mléčné dráhy a jako první navrhl model galaxie založený na pozorování a měření. Došel k závěru, že má tvar disku , ale nesprávně předpokládal, že Slunce je ve středu disku. Tento heliocentrický pohled byl nakonec nahrazen galaktocentrismem díky práci Harlow Shapley , Heber Doust Curtis a Edwin Hubble ve 20. století. Všichni tři muži používali podstatně dalekosáhlejší a přesnější dalekohledy než Herschelův.

Objev infračerveného záření ve slunečním světle

Počátkem roku 1800 Herschel testoval různé filtry pro průchod slunečního světla a všiml si, že filtry různých barev zřejmě generují různá množství tepla. Rozhodl se projít světlo hranolem, aby změřil různé barvy světla pomocí teploměru , a přitom provedl měření těsně za červeným koncem viditelného spektra . Zjistil teplotu o jeden stupeň vyšší, než je teplota červeného světla. Další experimenty vedly k Herschelovu závěru, že musí existovat neviditelná forma světla mimo viditelné spektrum. Tyto výsledky zveřejnil v dubnu 1800.

Biologie

Herschel použil mikroskop , aby zjistil, že korál není rostlina – jak se mnozí v té době domnívali – protože postrádal buněčné stěny charakteristické pro rostliny. Ve skutečnosti je to zvíře, mořský bezobratlý .

Rodina a smrt

Erb Williama Herschela byl považován za notoricky známý příklad zkažené heraldiky : Argent, na hoře znázornění 40 stop dalekohledu s vlastním aparátem na hlavním azuru astronomický symbol Uranu ozářeného nebo . Hřeben: Vlastní demi pozemská koule na něm orel, křídla vyvýšená nebo

8. května 1788 se William Herschel oženil s vdovou Mary Pittovou (rozenou Baldwinovou) v kostele St Laurence's Church v Uptonu ve Slough. Měli jedno dítě, Johna , narozeného v Observatory House dne 7. března 1792. Williamovo osobní zázemí a vzestup jako muže vědy měl hluboký dopad na výchovu jeho syna a vnoučat. V roce 1788 byl zvolen zahraničním čestným členem Americké akademie umění a věd. V roce 1816 byl William princem regentem jmenován rytířem Královského guelfského řádu a byl mu udělen čestný titul „Sir“, i když to nebyl ekvivalent. oficiálního britského rytířství. V roce 1820 pomohl založit Astronomickou společnost v Londýně, která v roce 1831 obdržela královskou listinu a stala se Královskou astronomickou společností . V roce 1813 byl zvolen zahraničním členem Královské švédské akademie věd .

25. srpna 1822 Herschel zemřel po dlouhé nemoci v Observatory House, Windsor Road, Slough. Byl pohřben v nedalekém St Laurence's Church, Upton, Slough . Herschelův epitaf je

Coelorum perrupit claustra
(Prolomil bariéry nebes)

Caroline byla hluboce zarmoucena jeho smrtí a brzy po jeho pohřbu se vrátila do Hannoveru , rozhodnutí, kterého později litovala. V Anglii žila padesát let. Její zájmy byly mnohem více v souladu s jejím synovcem Johnem Herschelem , rovněž astronomem, než s její přeživší rodinou v Hannoveru. Pokračovala v práci na organizaci a katalogizaci mlhovin a vytvořila to, co se později stalo základem Nového obecného katalogu . Zemřela 9. ledna 1848.

Pamětní

William Herschel žil většinu svého života ve městě Slough , poté v Buckinghamshire (nyní Berkshire). Zemřel ve městě a byl pohřben pod věží kostela St Laurence, Upton-cum-Chalvey , poblíž Slough.

Herschel je obzvláště ctěn v Slough a existuje několik památníků na něj a jeho objevy. V roce 2011 bylo v centru Slough postaveno nové autobusové nádraží, jehož design byl inspirován infračerveným experimentem Williama Herschela.

John Keats se zmiňuje o Herschelově objevu Uranu ve svém sonetu " On First Look into Chapman's Homer ": "Pak jsem cítil, že se mi líbí nějaký pozorovatel oblohy/ Když nová planeta vplouvá do jeho ken." Podle Richarda Holmese Keats "vybírá nález Uranu před pětatřiceti lety jako jeden z určujících okamžiků tohoto věku."

Jeho dům na 19 New King Street v Bath, Somerset , kde vyrobil mnoho dalekohledů a poprvé pozoroval Uran, je nyní domovem Herschelova muzea astronomie .

Poblíž pěveckého sboru ve Westminsterském opatství je památník .

Hudební díla

Herschelova kompletní hudební díla byla následující:

Různá vokální díla včetně " Te Deum " , žalmy , moteta a posvátné zpěvy spolu s některými úlovky .

Klávesové nástroje pro varhany a cembalo:

  • 6 fug pro varhany
  • 24 sonát pro varhany (10 nyní ztraceno)
  • 33 dobrovolníků a skladeb pro varhany (nekompletní)
  • 24 kusů pro varhany (nekompletní)
  • 12 dobrovolníků (11 nyní ztraceno)
  • 12 sonát pro cembalo (9 dochovaných)
  • 25 variací na vzestupné stupnici
  • 2 minuty na cembalo

Pojmenováno po Herschelovi

William Herschel, portrét od Jamese Sharplese , c. 1805

Viz také

Reference

Prameny

Další čtení

externí odkazy