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威廉·赫歇尔

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简介编辑本段回目录

威廉·赫歇尔,英国天文学家恒星天文学的创始人。被誉为恒星天文学之父。生于德国,1758年迁居英国。英国皇家天文学会第一任会长。法兰西科学院院士。用自己设计的大型反射望远镜发现天王星及其两颗卫星、土星的两颗卫星、太阳的空间运动、太阳光中的红外辐射;编制成第一个双星和聚星表,出版星团和星云表;还研究了银河系结构,他是第一个确定了银河系形状大小和星数的人。 

赫歇尔利用全部业余时间制作望远镜,经过千锤百炼,他终于成为制造望远镜的一代宗师,他一生磨制的反射镜面达四百多块,还造成一架口径1.22米,镜筒长达12米的大型金属反射望远镜。赫歇耳对于天文望远镜的贡献更是无与伦比的,也是制造望远镜最多的天文学家。

生平编辑本段回目录

威廉·赫歇尔于1738年11月15日出生在德国汉诺威的一个音乐世家,他原是双簧管手,以音乐为生。在汉诺威生活时的名字为Friedrich Wilhelm Herschel,当时,汉诺威王朝与英国组成共主邦联。1757年,威廉·赫歇尔参加的乐团被派到英国。威廉·赫歇尔很快便学懂英语,并在19岁那年改名为Frederick William Herschel。

他后来成为成功的音乐教师及乐团领队,除演奏管风琴及双簧管外,他也编写过多首乐曲,可是大部分已被人遗忘。后来,他成为巴斯公众音乐会的总监,他的妹妹卡罗琳·赫歇尔亦迁居英国与他一起生活。

他在天文学上的兴趣自1773年开始浓厚,并开始自制望远镜。那时候,他主要观测月球,测量月球山峰的高度,以及编撰双星目录等。1781年3月13日,就在他观测双星时,他发现了一颗新的行星天王星。这件事使他成为名人,他亦全身投入天文学。起初他将新行星命名为“乔治之星”(Georgium Sidus)以歌颂英王乔治三世,但这个名称没有被其他天文学家接受。同年11月,威廉·赫歇尔获授Copley Medal,并获选成为英国皇家学会会员。1782年,他获乔治三世接见,并被任命为“皇家天文官”(The King's Astronomer),年薪200英镑。他一面出任天文官的工作,一面继续制作望远镜,不少还卖给其他天文学家,其中有一台被送往中国。

1783年,他送给卡罗琳一支望远镜,让她开始自己的天文发现,尤其在彗星方面。她也成为威廉·赫歇尔的全职助理,为他撰写观测记录。

威廉·赫歇尔在英国曾多次搬家,1786年移居斯劳之后便长住在此,这房子又被称为观测楼(Observatory House)。观测楼于1963年被清拆,以配合商业大厦的兴建。

为了事业,尤其是制造望远镜所需的巨大支出,他到50岁时才娶了一位非常富有又全力支持他工作的寡妇玛丽为妻,所以他的独子约翰出世时,他已是54岁的老人了。

在他的职业生涯中,他共制作过400多支望远镜。其中最大最著名的是一台40英呎(12米)长、口径49.5英吋(1.26米)的反射望远镜。就在1789年8月28日,该望远镜第一次使用时,他便发现了土星的新卫星,一个月后又发现另一颗新卫星。英国皇家天文学会会徽即为此望远镜。可是,这台望远镜操作起来相当不便,他大部分的观测其实是利用另一台较小、焦距20英呎的望远镜。

1816年,威廉·赫歇尔获英王乔治四世策封骑士爵位。1820年,他协助成立伦敦天文学会,翌年成为会长。该学会于1831年获皇家封号,成为英国皇家天文学会并出任首任会长。

1822年8月25日,威廉·赫歇尔逝世于斯劳的观测楼内,下葬于附近的 St Laurence's 教堂。

家庭情况编辑本段回目录

威廉·赫歇尔威廉·赫歇尔

威廉·赫歇尔出生于德国汉诺威,在汉诺威生活时的名字为Friedrich Wilhelm Herschel,19岁那年改名为Frederick William Herschel。

赫歇尔家共有十兄弟妺中,但其中四个早夭。

威廉·赫歇尔的父亲艾萨克是一位双簧管手,在禁卫军乐团服役。威廉4岁即从父学习小提琴,稍大又学吹双簧管。父亲用以施教的乐理教材,其中有史密斯的《和声学》。根据该书提供的线索,威廉找到了史密斯的另一专著《完整的光学系统》,很早就掌握了望远镜的基础知识。而老艾萨克又多才多艺,在夜晚教授子女音乐之余,常趁兴指点他们认识星空,谁知却有了意外的收获。子承父业,16岁的威廉为减轻家庭负担被迫辍学,进军乐团吹起了双簧管。

赫歇耳一家可称为天文世家,他的妹妹卡罗琳·卢克雷蒂娅·赫歇尔(Caroline Lucretia Herschel,1750年3月6日—1848年1月9日)也是个出色的天文学家。也是一位了不起的女性,她终生未婚,与哥哥朝夕相处50年,担任威廉·赫歇尔的全职助理,为他撰写观测记录。赫歇耳的许多发现中也有她的一份功劳,她独自也有不少成就:发现了14个星云与8颗彗星,对星表做了修订,补充了561颗星,直到1848年98岁时才去世。

1788年5月7日,威廉·赫歇尔在upton的St Laurence's Church迎娶了寡妇Mary Pitt。

威廉·赫歇尔夫妇唯一的儿子——约翰·赫歇尔,在1792年3月7日生于观测楼内。约翰·赫歇耳也是将门虎子,后来还是英国皇家天文学会的创始人之一,发现的双星多达3347对,发现了525个星团星云,记下了南天的68948颗恒星,1849年撰写的《天文学纲要》是对当时天文学的最好总结,对全世界都有深远的影响。

个人成就编辑本段回目录

威廉·赫歇尔制作的15厘米反射望远镜威廉·赫歇尔制作的15厘米反射望远镜

(1)制造了许多大型望远镜。磨制出售的望远镜至少有76架。自用的反射望远镜最大口径1.2米,为当时世界之最;

(2)发现了天王星。1781年,威廉·赫歇尔用自制望远镜作巡天观测时偶发现了太阳系中的第七颗行星---天王星,后又发现了天王星和土星各自的两颗卫星,为此荣获英国皇家学会科普利奖章,并被选为会员;

(3)进行了银河系结构的研究,用统计法首次确认了银河系为扁平状圆盘的假说;

(4)从事星团、星云和双星的研究,集20年观测成果,汇编成3部星云和星团表,1786、1789、1802年,赫歇尔先后三次出版星团、星云表,共记录了2500个星云和星团,其中仅100多个系前人已知,还发现了双星、三合星和聚星848个;1782年,赫歇尔编制成了第一个双星表,他还发现了多数双星不是表面上的“光学双星”,而是真正的“物理双星”。

(5)发现了太阳的空间运动。他发现并测定出太阳的向点位于武仙座λ附近,与现代的公认值十分接近。1783年,赫歇尔发现了太阳的自行,他得到的太阳运动方向和现代测量数据相差不到10度。 因威廉·赫歇尔在天文学特别是恒星观察领域业绩卓著,后人将他誉为“恒星天文学之父”。 [1] 

赫歇耳对于天文望远镜的贡献更是无与伦比的,也是制造望远镜最多的天文学家。从1773年起,他亲自动手磨制镜头就磨了半个世纪。这是一项极为枯燥又繁重的体力加智慧的工作,要把一块坚硬的铜盘磨成规定的极其光洁的凹面形,表面误差比头发丝还要细许多倍,中途还不能停顿,其难度可想而知。所以有时他要连续干上10多个小时,吃饭时只能由他的妹妹来喂他,而且开始时他连连失败了200多次,以至他的一个弟弟终于失去了耐心,颓伤地离他而去,直到1774年他才尝到了胜利的欢乐,制成了一架口径15厘米、长2.1米的反射望远镜,天王星正是它的突出成果。在英王乔治三世的大力支持下,通过3年多的不懈努力,终于在 1789年他51岁时,制造出了称雄世界多年的最大望远镜,它的镜筒直径达1.5米,差不多要3个人才能合围,镜筒长12.2米,竖起来有4层楼高,光是镜头就重2吨!这架像巨型大炮似的望远镜在使用的第一夜,就发现了土星的第一颗卫星——土卫二,2个月后又发现了土卫一。 [2]

评价编辑本段回目录

为了纪念 200年前这一划时代的发现,英国格林尼次海军大学于1981年4月25日举办了一场别开生面的“纪念赫歇耳音乐演奏会”。当时礼堂前是车水马龙,会场上是春意盎然,而那天演的所有节目,不论是交响乐还是奏鸣曲,也无论是协奏曲还是田园诗,全都是当年赫歇耳创作的作品。所有与会的音乐家和天文学家,众口交赞赫歇耳是世上少有的“音乐界和天文学界的双星”。的确,赫歇耳正是双星研究的奠基人,他确证了太空中的确存在着形影不离、互相绕转着的“星界鸳鸯——双星”,他自己在一生中则发现了848对双星,并证实了维系着双星的是牛顿的万有引力理论,其运动则遵循着开普勒定律。
赫歇耳的贡献几乎涉及到天文学的所有领域。在太阳系中,除了天王星外,他还发现了4颗卫星:天卫三、木卫四、土卫一和土卫二。通过数十年如一日1083次单调枯燥的恒星计数工作,从60万颗恒星的测量证明了银河系的存在,并探知了它的形状、结构与大小,尽管限于当时的条件,他的一些结论并不完全正确,但无疑他是真正的“恒星天文学之父”,是开创银河系研究的先行者。他所记录下来的星团与星云多达2500个,并发现了一种新的天体——行星状星云。通过对恒星运动的研究,他指出太阳在银河系中也在运动着,即太阳率领着它的“子孙”,以每秒几十千米的巨大速度向着武仙座与天琴座毗邻的方向疾驰而去。他还是最早发现太阳有红外线发射的科学家,红外天文学也是由此发端起来……

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