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ハーシェル・フリードリヒ・ヴィルヘルム。 科学者の伝記
XNUMX世紀とXNUMX世紀の変わり目に、天文学は太陽系の知識に限定されていました。 星の性質、それらの間の距離、宇宙でのそれらの分布についてはまだ何も知られていませんでした。 最も強力な望遠鏡の助けを借りて注意深く観察することにより、恒星宇宙の構造の秘密に深く浸透する最初の試みは、天文学者ハーシェルの名前に関連付けられています。 フリードリッヒ・ヴィルヘルム・ハーシェルは、15 年 1738 月 1757 日にハノーバーで、ハノーバーの警備員アイザック・ハーシェルとアンナ・イルゼ・モーリッツェンのオーボエ奏者に生まれました。 ハーシェルのプロテスタントはモラビア出身で、おそらく宗教上の理由でそこを離れました。 実家の雰囲気は知的とも言えます。 「伝記」、ウィルヘルムの日記と手紙、妹キャロラインの回想録は、ハーシェルの家と関心の世界を紹介し、卓越した観察者と研究者を生み出した真に巨大な仕事と献身を示しています. 彼は広範なが非体系的な教育を受けました。 数学、天文学、哲学の授業で、科学を正確に理解する彼の能力が明らかになりました。 しかし、これに加えて、ヴィルヘルムは優れた音楽的才能を持ち、XNUMX歳でミュージシャンとして連隊バンドに参加しました。 XNUMX年、XNUMX年間の兵役の後、彼はイギリスに向けて出発しました。そこでは、ハノーバー連隊のバンドマスターである兄のヤコフが少し早く引っ越しました。 ポケットにペニーを持っていなかったウィルヘルムは、イギリスでウィリアムと改名され、ロンドンでメモをコピーすることを始めました。 1766 年に彼はバースに移り、すぐに演奏者、指揮者、音楽教師として大きな名声を得ました。 しかし、そのような生活は彼を完全に満足させることはできませんでした。 ハーシェルの自然科学と哲学への関心、絶え間ない独学は、彼を天文学への情熱へと導きました。 「音楽が科学のXNUMX倍難しいわけではないのは残念です。私は活動が大好きで、何かをする必要があります」と彼は兄に書いた. 1773 年、ハーシェルは光学と天文学に関する多くの著作を手に入れました。 スミスの『Complete System of Optics』とファーガソンの『Astronomy』は、彼の参考書になりました。 同年、彼は焦点距離約 75 cm の小さな望遠鏡で初めて空を見ましたが、そのような低倍率での観測は研究者を満足させるものではありませんでした。 より速い望遠鏡を購入する資金がなかったので、彼はそれを自分で作ることにしました。 必要な工具とブランクを購入した後、彼は自分の最初の望遠鏡用の鏡を独自に鋳造および研磨しました。 大きな困難を克服した後、Herschel は同じ 1773 年に焦点距離が 1,5 m を超える反射鏡を作成しました。 鏡の素地を作っている最中に溶解炉が爆発したこともあり、その作業は困難であるだけでなく危険であることが判明しました。 姉妹のキャロラインと兄弟のアレクサンダーは、この困難な仕事においてウィリアムの忠実で忍耐強い助力者でした。 勤勉さと熱意が素晴らしい結果をもたらしました。 ハーシェルが銅と錫の合金で作った鏡は、優れた品質で、星の完全に丸い像を映し出しました。 有名なアメリカの天文学者 C. ホイットニーが書いているように、「1773 年から 1782 年まで、ハーシェル夫妻はプロのミュージシャンからプロの天文学者へと転向するのに忙しかった」。 1775年にハーシェルは彼の最初の「空の調査」を始めました。 この時、彼はまだミュージシャンとして生計を立て続けていましたが、天文観測は彼の真の情熱になりました。 音楽のレッスンの合間に、彼は望遠鏡用の鏡を作り、夜にコンサートを行い、夜を過ごして星を観察しました。 この目的のために、ハーシェルは「スタースクープ」の独自の新しい方法を提案しました。つまり、空の特定の領域の星の数を数えることです。 13 年 1781 月 3 日、観測中にハーシェルは異常なことに気付きました。ふたご座η星と、ぎょしゃ座とふたご座の間にある小さな星と比較したところ、どちらよりもはるかに大きいことがわかりました。彗星ではないかと疑っていました。」 天体は顕著な円盤を持ち、黄道に沿って移動しました。 「彗星」の発見について他の天文学者に知らせた後、ハーシェルはそれを観察し続けました。 数ヶ月後、60 人の有名な科学者 - サンクトペテルブルク科学アカデミー A.I. Leksel とパリ科学アカデミー P. ラプラスの学者 - が開いた天体の軌道を計算し、Herschel が天体を発見したことを証明しました。土星の外にあった惑星。 後に天王星と名付けられたこの惑星は、太陽から約 XNUMX 億キロメートル離れており、地球の体積の XNUMX 倍以上も超えていました。 科学の歴史の中で初めて、新しい惑星が発見されました。これまでに知られていたXNUMXつの惑星が何世紀にもわたって空で観測されてきたからです。 天王星の発見は、太陽系の境界を XNUMX 回以上広げ、発見者に栄光をもたらしました。 天王星の発見から 7 か月後の 1781 年 1789 月 XNUMX 日、ハーシェルはロンドン王立天文学会の会員に選出され、オックスフォード大学から博士号を授与され、ロンドン王立協会から金メダルを授与されました (XNUMX 年、サンクトペテルブルク科学アカデミーは彼を名誉会員に選出した)。 天王星の発見はハーシェルのキャリアを決定しました。 彼自身がアマチュア天文学者でハノーバー朝の守護者であるジョージ1782世は、200年に彼を年俸XNUMXポンドの「王室天文官」に任命しました。 王はまた、ウィンザー近くのスローに別の天文台を建設するための資金を彼に提供しました。 ここでハーシェルは、若々しい熱意と異常な不変を伴う天文観測に着手しました。 伝記作家アラゴによると、彼は彼の用心深い労働の結果を王立学会に提示するためだけに天文台を去った。 ハーシェルは引き続き望遠鏡の改良に注力しました。 それまで使用していた1789枚目の小鏡を完全に廃棄することで、画像の明るさを大幅にアップ。 ハーシェルは鏡の直径を徐々に大きくしていきました。 そのピークは 12 年に建設された当時の巨大な望遠鏡で、長さ 122 m のパイプと直径 1845 cm の鏡を備えていました. この望遠鏡は、18 年にアイルランドの天文学者 W. パーソンズがさらに大きな望遠鏡 (ほぼ 183 メートル) を建設するまで卓越した存在でした。鏡の直径XNUMXcmのロング。 最新の望遠鏡を使用して、ハーシェルは天王星の XNUMX つの衛星と土星の XNUMX つの衛星を発見しました。 したがって、太陽系でのいくつかの天体の発見は、ハーシェルの名前に関連付けられています。 しかし、これは彼の注目すべき作品の主な意義ではありません。 そしてハーシェル以前には、数十個の二重星が知られていました。 しかし、そのような星のペアは、それらを構成する星のランダムな遭遇と見なされており、連星が宇宙に広まっているとは想定されていませんでした. ハーシェルは何年にもわたって空のさまざまな部分を注意深く調査し、400 以上の二重星を発見しました。 彼は、コンポーネント間の距離 (角度測定)、色、見かけの輝きを調査しました。 場合によっては、以前は連星と見なされていた星が、XNUMX 重星や XNUMX 重星 (複数の星) であることが判明しました。 ハーシェルは、二重星と複数の星は、物理的に相互に接続された星のシステムであり、万有引力の法則に従って、共通の重心の周りを回転していると確信していたという結論に達しました。 ハーシェルは、連星を体系的に研究した科学史上初の天文学者でした。 オリオン座の明るい星雲や、肉眼で見えるアンドロメダ座の星雲は、古くから知られていました。 しかし、望遠鏡が改良され、多くの星雲が発見されたのは XNUMX 世紀になってからのことです。 カントとランバートは、星雲は他の天の川のような完全な星系であると信じていましたが、個々の星を区別できない巨大な距離に離れています。 ハーシェルは新しい星雲を発見し、研究する素晴らしい仕事をしました。 彼はこれを行うために、ますます増大する望遠鏡の力を利用しました。 1786年に最初に登場した彼の観察に基づいて彼が編集したカタログには、約2500個の星雲が含まれていると言えば十分です。 しかし、ハーシェルの仕事は、星雲を見つけることだけではなく、その性質を明らかにすることでもありました。 彼の強力な望遠鏡では、多くの星雲が個々の星にはっきりと分かれていたため、太陽系から遠く離れた星団であることが判明しました。 場合によっては、星雲は星雲に囲まれた星であることが判明しました。 しかし、他の星雲は、最も強力な 122 cm 望遠鏡でさえ、星に分離できませんでした。 最初に、ハーシェルは、ほとんどすべての星雲は実際には星の集まりであり、さらに強力な望遠鏡で観測すると、最も遠い星雲も将来星に分解されると結論付けました. 同時に、これらの星雲のいくつかは天の川銀河内の星団ではなく、独立した星系であることを彼は認めました。 さらなる研究により、ハーシェルは彼の見解を深め、完成させることを余儀なくされました。 星雲の世界は、これまで予想されていたよりも複雑で多様であることが判明しました。 ハーシェルは、絶え間なく観測と反射を続け、観測された星雲の多くは、星よりもはるかに希少な物質（ハーシェルが考えた「発光液体」）で構成されているため、まったく星に分解できないことを認識しました。 このように、ハーシェルは、星のような星雲状物質が宇宙に広がっているという結論に達しました。 当然のことながら、宇宙におけるこの物質の役割について、それが星が発生した材料であるかどうかについて疑問が生じました。 1755 年に、I.カントは最初に存在した散乱物質から星系全体が形成されるという仮説を提唱しました。 ハーシェルは、さまざまな種類の難分解性星雲が星形成のさまざまな段階を表していることを大胆に示唆しました。 星雲を圧縮することにより、星雲全体または単一の星が徐々に形成されますが、その存在の初めにはまだ星雲の殻に囲まれています。 カントが天の川のすべての星が一度同時に形成されたと信じていた場合、ハーシェルは星が異なる年齢を持ち、星の形成が継続的に継続していることを最初に示唆しました。 それは私たちの時代に起こっています。 ハーシェルのこの考えは後に忘れられ、遠い過去のすべての星の同時起源についての誤った意見が長い間科学を支配していました. 天文学の大成功、特にソビエトの科学者の研究に基づいて、XNUMX世紀後半になって初めて、星の年齢の違いが確立されました。 年齢が数十億年で決定される他の星とは対照的に、星のクラス全体が研究されており、間違いなく数百万年前から存在しています。 星雲の性質に関するハーシェルの見解は、現代科学によって一般的に確認されており、ガス星雲と塵星雲が私たちの銀河や他の銀河に広まっていることが証明されています。 これらの星雲の性質は、ハーシェルが想像していたよりもさらに複雑であることが判明しました。 同時に、彼の人生の終わりでさえ、ハーシェルはいくつかの星雲が遠く離れた星系であり、最終的に別々の星に分解されるだろうと確信していました. そしてこの点で、彼はカントやランバートのように正しかったことが判明した。 すでに述べたように、1783 世紀には多くの星の固有運動が発見されました。 XNUMX年、ハーシェルは、太陽系がヘラクレス座に向かっていることを計算によって説得力のある方法で証明しました。 しかし、ハーシェルは、自分の主な仕事は、天の川、つまり私たちの銀河系の星系の構造、その形と大きさを解明することだと考えていました。 彼はこれを数十年間行いました。 当時、彼は、星間の距離、宇宙での配置、大きさと光度について、自由に使えるデータを持っていませんでした。 これらのデータがないため、ハーシェルは、すべての星は同じ光度を持ち、空間に均等に分布しているため、星間の距離はほぼ同じであり、太陽は星系の中心近くにあると想定しました。 同時に、ハーシェルは世界空間での光の吸収現象を知らず、さらに、天の川の最も遠い星でさえ彼の巨大な望遠鏡でアクセスできると信じていました. この望遠鏡で、彼は空のさまざまな部分にある星を数え、私たちの星系が一方向または別の方向にどれだけ広がっているかを判断しようとしました. しかし、ハーシェルの当初の仮定は間違っていました。 現在、星はそれぞれ光度が異なり、銀河系に偏在していることが知られています。 銀河は非常に大きいため、ハーシェルの巨大な望遠鏡でさえその境界に到達できませんでした。 したがって、彼は銀河の形とその中の太陽の位置について正しい結論に達することができず、そのサイズを大幅に過小評価していました. ハーシェルは他の天文学の問題にも取り組んだ。 ちなみに、彼は太陽放射の複雑な性質を解明し、それが光、熱、化学線（目で認識されない放射線）で構成されていると結論付けました。 言い換えれば、ハーシェルは、通常の太陽スペクトルを超える光線、つまり赤外線と紫外線の発見を予期していました。 ハーシェルは、彼の自由な時間だけを天文学に捧げる機会があった控えめなアマチュアとして彼の科学的キャリアを始めました。 音楽を教えることは彼にとって長い間生計の源でした。 老後だけ、彼は科学を行うための物質的な機会を獲得しました。 彼は本物の科学者と素晴らしい人物の特徴を兼ね備えていました。 ハーシェルは熟練した観察者であり、精力的な研究者であり、深く目的を持った思想家でした。 彼の名声の頂点で、彼は深くて高貴な性質の特徴である、魅力的で親切でシンプルな人であり続けました。 ハーシェルは天文学への情熱を家族や友人に伝えることができました。 すでに述べたように、彼の妹のカロライナは、科学的研究において彼を大いに助けました。 兄の指導の下で数学と天文学を学んだカロライナは、彼の観察を独自に処理し、ハーシェルの星雲と星団のカタログを出版用に準備しました。 観測に多くの時間を費やしたカロライナは、8 つの新しい彗星と 14 の星雲を発見しました。 彼女は、ロンドン王立天文学会と王立アイリッシュ アカデミーの名誉会員に選出された英国とヨーロッパの天文学者のコホートに平等に受け入れられた最初の女性研究者でした。 1788年、ハーシェルはイギリス人女性のメアリー・ピットと結婚した。 1792 年にスラウで生まれた息子のジョンは、すでに幼少期に驚くべき能力を発揮しました。 彼は XNUMX 世紀で最も有名な英国の天文学者および物理学者の XNUMX 人になりました。 彼の人気のある本「天文学に関するエッセイ」はロシア語に翻訳され、ロシアで天文学の知識を広めるのに大きな役割を果たしました。 ウィリアム ハーシェルは 25 年 1822 月 XNUMX 日に亡くなり、ウィンザー近くの小さな教会に埋葬されています。 著者: サミン D.K.
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