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第5章 天王星的发现

1781年,太阳系的一个新成员,第七大行星——天王星被发现,天文学又向前发展了一大步。天王星的发现,在当时引起了科学界的巨大震动。这颗行星的发现者,竟是一位极普通的乐师——威廉?赫歇耳(Frederick William Herschel,1738~1822,英籍德国天文学家)。

威廉?赫歇耳于1738年11月15日生于德国西北部的汉诺威,当时父亲给他取名为弗里德里希?威廉姆(Friedrich Wilhelm)。父亲是汉诺威军队的中的一名乐师。由于家庭贫困,他15岁时就被父亲送到军乐队拉手风琴和吹双簧管。然而,残酷的战争来临了。1757年,法军占领汉诺威。他18岁时只身从德国流亡到英格兰,靠演奏手风琴糊口度日。后来他把德国名字改为威廉?赫歇耳。

此时,赫歇耳已经迷恋上了天文学。观察天空需要望远镜,他没有钱买,就自己磨制。1773年,他开始磨制望远镜,先后制出了焦距为2米、3米、6米及12米的望远镜。

有了自己的望远镜,赫歇耳立即把它指向星空。

1774年,赫歇耳不仅制作出世界上最好的反射望远镜,而且第一次使反射望远镜的效能真正超过了当时的折射望远镜。正是这架反射望远镜使他的天文事业进入到科学的研究阶段,进而取得一些重大发现。

在赫歇耳进行“巡天观测”的第七个年头,1781年3月的一个夜晚,晴朗的天空格外寂静,月光下,赫歇耳照例用自制的2.1米焦距反射镜和放大二百多倍的目镜作“巡天观测”。

突然,朦胧的双子星座内出现了一颗绿色的光点,他重新调节了一下焦距,没错,是一颗美丽的绿色的星,还带有草帽似的光环呢!

当时,他无比激动,寂静的夜晚无法抑制他的喉咙:“我发现新的星星了!”嘹亮的声音,响彻天空。

起初,他怀疑这可能是一颗彗星,所以他报导说,自己发现了一颗彗星。然而,他又进行了多次观测,发现这个小圆面像一颗行星那样具有明显的边缘,而不像彗星那样只有模模糊糊的边界。

后来,许多天文学家摆出了各种证据,特别是当计算出它的轨道时,赫歇耳才恍然大悟:“原来自己的确发现了一颗的新的行星,是一颗比土星更远的大行星。”这一重大发现振撼了英国,传遍了全世界。从前,人们一直把土星当作太阳系的边缘,认为太阳只有六颗行星:金星、木星、水星、火星、土星和地球。现在这一传统观念被打破了。

威廉?赫歇耳,这位英籍德国人发现新行星后,当年5月,被英国皇家学会授予科普利勋章,6月被选为英国皇家学会会员。英王乔治三世鉴于威廉?赫歇耳的重大成就,特别奖给他200英镑的年俸,还给他大笔观测费用和设备。从此以后,赫歇耳再也不必为穿衣吃饭发愁了,他把全部的精力都投入了天文学事业。

“天王星”的发现,给宗教神权又一次致命的打击,为哥白尼的“日心说”增添了科学证据。这一发现开阔了天文学家的视野,导致了海王星、冥王星的发展,使行星天文学跨进了一个新的历史时期。赫歇耳成为他那个时代最重要、成就最大的天文学家。

1782年,英王乔治三世聘他为宫廷天文学家。同年他从巴斯迁居达奇特,并完全致力于天文学的研究。1786年定居于斯劳。1787年制成一架焦距6米的反射望远镜。1789年又制成一架焦距12米、口径122厘米的大型望远镜(他一生制作望远镜达数百架之多)。他用这些望远镜获得许多重要发现。

1800年,赫歇耳用灵敏温度计研究光谱里各种色光的热作用时,把温度计移到光谱的红光区域外侧,它的温度上升得更高,说明那里有看不见的射线照到温度计上,这种射线后来就叫做红外线。

由于赫歇耳发现了太阳光中的红外辐射,并推测出这种辐射的性质,从而创立了天文学中的一门新学科——彩色光度学,成为人类第一个发现大自然中除可见之光外还存在着其他辐射的光。

1821年,赫歇耳成为英国皇家天文学会第一任会长。次年8月25日在斯劳逝世。

除上述之外,赫歇耳还先后作出三份“双星表”及2500个星云和星云团,发现天王星的两颗卫星和土星的两颗卫星,发现了太阳的空间运动,提出了银河系的形状假说,并用统计恒星数目的方法,证实银河系为扁平状圆盘的假说。他企图测量银河系的大小,但没有成功。虽然他曾错误地认为银河系的深度是“不可测量的”,但他创立了恒星天文学的研究方法。

由于他对恒星及恒星系的研究作出了巨大的贡献,被人们称为“恒星天文学之父”。值得一提的是,他的妹妹C.L.赫歇耳(Caroline Lucretia Herschel,1750~1848)和儿子J.F.赫歇耳(John Frederick William Herschel,1792~1871)也都是英国著名的天文学家。

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