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第43章 天文望远镜的巨擘——赫歇尔

弗里德里希·威廉·赫歇尔(1738~1822年),英国天文学家、古典作曲家、音乐家,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。他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。

赫歇尔1781年,赫歇尔发现了太阳系中的第七颗行星——天王星,还发现了土星的两颗卫星和天王星的两颗卫星。

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”。

1783年,赫歇尔发现了太阳的自转,他得到的太阳运动方向和现代测量数据相差不到10°。

1786、1789、1802年,赫歇尔先后三次出版星团、星云表,记录了2500个星云和星团。

赫歇尔最重大的贡献,莫过于对银河系结构的研究,他是第一个确定了银河系形状大小和星数的人。

1781年太阳系的第七颗大行星——天王星的问世,彻底改变了人类对太阳系的认识。发现者威廉·赫歇尔从此蜚声天下,从一个爱好天文学的乐师变成了精通乐理的天文学家。

赫歇尔的贡献几乎涉及天文学的所有领域。在太阳系中,除了天王星外,他还发现了四颗卫星: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。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。他一生磨制的反射镜面多达400多块。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,通过三年多的不懈努力,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,差不多要三个人才能合围,镜筒长12.2米,竖起来有四层楼高,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——土卫二,两个月后又发现了土卫一。

天文望远镜

天文望远镜,是观测天体的重要手段,可以毫不夸大地说,没有望远镜的诞生和发展,就没有现代天文学。随着望远镜在各方面性能的改进和提高,天文学也正经历着巨大的飞跃,迅速推进着人类对宇宙的认识。

天文望远镜上一般有两只镜筒,大的是主镜,是观测目标所用的;小的叫寻星镜,是寻找目标所用的,也叫瞄准镜。当我们每次把望远镜从箱中取出安装或者大幅度移动时,都要重新调节两个镜的光轴平行,以便为观测时创造方便的环境。

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