Исследователи Вселенной

Вильям Гершель

Первые попытки глубоко проникнуть в тайну строения Вселенной путем тщательных наблюдений при помощи 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 19 лет он переселился в Англию и стал здесь известным музыкантом-педагогом. Но все свободное время Гершель посвящал астрономии и астрономическим наблюдениям, математике и физике. Не имея средств для покупки телескопа, Гершель изготовил его собственноручно. Научившись шлифовать вогнутые металлические зеркала, он построил небольшой телескоп-рефлектор с трубой длиной всего 2,1 м, а затем делал телескопы все больших и больших размеров. В 1789 г. он построил телескоп-гигант (по тому времени) с трубой длиной 12 м и зеркалом диаметром 122 см. Этот телескоп оставался самым крупным до 1845 г., когда английский астроном У. Парсонс построил телескоп с длиной трубы почти 18 м и 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, впоследствии ее назвали 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 лишь видимая оптическая близость их на небе. Гершель был первым в истории науки астрономом, систематически изучавшим двойные звезды. На протяжении многих лет он тщательно исследовал разные участки неба и открыл свыше 800 двойных и кратных систем 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 связанных между собой и, как он убедился, обращающихся 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. Немецкие ученые И. Кант (1724-1804) и И. Ламберт (1728-1777) 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 и скопления. Он использовал для этого все увеличивающуюся силу своих телескопов. Достаточно сказать, что составленные им на основе личных наблюдений каталоги насчитывают свыше 2500 туманностей и скоплений. Но Гершель ставил своей задачей не простое отыскание туманностей, а раскрытие их природы. В его 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 туманной оболочкой. Но большинство туманностей не разделялось на звезды даже при помощи 122-сантиметрового телескопа.

Сперва Гершель пришел к заключению, что почти все туманности - это скопление звезд и самые дальние из них, при наблюдении 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. Гершель впервые отметил стремление туманностей скапливаться в группы.

Дальнейшие исследования заставили Гершеля углубить и дополнить свои взгляды на природу туманностей. Гершель установил, что многие туманности состоят не из звезд, а из гораздо более разреженного, чем звезды, туманного диффузного светящегося вещества. Туманное вещество, как и звезды, широко распространено во Вселенной и играет в ней существенную роль.

Гершель развил свою звездно-космогоническую гипотезу образования звезд из диффузной материи под действием сил тяготения. Различные виды неразложимых туманностей он представил как 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. Таким образом Гершель впервые предположил, что звезды имеют разный возраст и образование звезд продолжается непрерывно.

Эта идея Гершеля была потом забыта, и ошибочное мнение о единственном происхождении в далеком прошлом всех звезд долго господствовало в науке. Только в XX в. на основе огромных успехов астрономии, и в особенности благодаря трудам советских ученых, установлено, что звезды имеют различный возраст. 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.

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 оказался прав.

В XVIII в. астрономы обнаружили собственное движение многих звезд. Гершелю по наблюдению всего 13 звезд удалось в 1783 г. 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. При этом Гершель не знал явления поглощения света в мировом пространстве и поначалу считал, кроме того, что его телескопу, которым он пользовался для этой работы (длиной 6 м и с зеркалом около 0,5 м), 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 надеялся выяснить общую форму и размеры Галактики.

Но исходные предположения Гершеля, как он это понимал и сам, были еще слишком приближенными. Поэтому, увидев в общих чертах форму Галактики, он не мог прийти к правильным выводам о размерах ее и о положении в ней Солнца. Его наблюдения показали, что Солнце находится близко от центра Галактики. На самом деле оно расположено далеко от него. Размеры Галактики у Гершеля получились, конечно, сильно преуменьшенными. В 40-х годах XIX в. эти исследования продолжил В. Я. Струве.

Гершель занимался и другими вопросами астрономии. Изучая спектр Солнца, он открыл инфракрасную, невидимую часть его. Свое увлечение астрономией Гершель передал родным и близким. Его сестра Каролина Гершель (1750-1848) 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., исследователем двойных звезд и туманностей. Его популярная книга "Очерки астрономии", переведенная на русский язык, сыграла большую роль в распространении астрономических знаний в России.

перейти к началу страницы