«Казка про музиканта Вільяма Гершеля, який розширив космос удвічі»
(Інші наукові казки Нік. Горькавого див. у «Науці і житті» № 11, 2010, № 12, 2010, № 1, 2011, № 2, 2011, № 3, 2011, № 4, 2011, № 5, 2011, № 6, 2011, № 9, 2011, № 11, 2011, № 6, 2012)
Великий астроном і музикант Вільям (Вільгельм) Гершель (1738-1822). Художник Л. Ф. Еббот (1760-1802). Фото з сайту www.npg.org.uk
Сьогодні я прочитаю вам казку про людину, яка поєднала в собі два видатних таланти — астронома і музиканта, — почала принцеса Дзінтара, дивлячись на Галатею і Андрія.
У 1738 році в німецькому місті Ганновері у бідного музиканта Ісаака Гершеля, який нерідко проводив час за телескопом, роздивляючись зоряне небо, народився син Вільгельм. Хлопчик виявився музично обдарованим і вже до чотирнадцяти років професійно грав на скрипці і гобої. Вільгельм служив у військовому оркестрі. Йому було всього дев’ятнадцять, коли полк відрядили до Англії. Молодша сестра Гершеля, Кароліна Лукреція, дуже любила брата і, коли той виїжджав за море, в далеку країну, невтішно плакала. Вільгельм поклявся, що обов’язково повернеться і забере її з собою.
Клятви, дані дітям, мало хто з дорослих тримає: чого не скажеш другостях, щоб дитина не плакала!
— Це неправда! Ти завжди виконуєш свої обіцянки! — обурилася Галатея.
— Намагаюся, але так написано в казці, яку я читаю, — посміхнулася Дзінтара і продовжила:- Війна, що стрясала Європу, розкидала по різних країнах усіх братів Кароліни. Батько сімейства помер, і його дорослу дочку чекало безрадісне майбутнє. У вісімнадцятому столітті дівчатам з бідних сімей не покладалося думати про серйозну професію, їх звичайний уділ — мрії про заміжжя, кухня і шиття.
Вірна помічниця Гершеля — його сестра Кароліна Лукреція (1750-1848), яка сама стала відомим астрономом і першою жінкою — відкривачкою комет. Художник Мартін Франсуа Тілманс. Зображення з сайту www.artflakes.com
— Р-р-р! — закричала Галатея. Вона не хотіла переривати маму, але не висловитися не могла.
— Така доля була не по серцю Кароліні, і дівчина, якій вже виповнилося двадцять два, впала в розпач. І ось одного разу в несправжній, холодний день Кароліна отримала з далекої Англії лист від улюбленого брата. Дівчина відкрила конверт і не повірила своїм очам: брат писав, що кличе її до себе! На той час Вільгельм став відомим музикантом. В Англії його звали Вільямом, під цим ім’ям він відомий всьому світу. У місті Бате брат купив триповерховий будинок. Він пропонував сестрі переїхати до нього і почати кар’єру співачки! Ніколи ще Кароліна не була такою щасливою: брат не забув своєї обіцянки, даної зовсім маленькій дівчинці!
Дуже скоро дівчина опинилася на палубі вітрильного корабля, що пливе до Англії. Плеск хвиль і хлопання вітрил наповнювали її душу музикою. На пристані Кароліну чекав брат. Тільки побачивши заплакане і сяюче обличчя сестри, Вільям усвідомив до кінця, який правильний лист він їй послав.
— Молодець! — схвалив Гершеля Андрій.
Кароліна стала вести господарство в будинку холостого брата і з успіхом виступати з його оркестром. Її почали запрошувати оркестри інших міст. А Вільям став не тільки відомим музикантом, а й композитором, який написав за своє життя двадцять чотири симфонії.
Але зірки мали інші види на музиканта Вільяма Гершеля і співачку Кароліну Гершель.
Ще в дитинстві Вільям крім музики захопився спочатку математикою, потім оптикою, а потім без пам’яті закохався в астрономію! День він віддавав музиці, ввечері відливав і шліфував бронзові дзеркала для телескопів системи Ньютона, а вночі спостерігав за зірками.
— Коли він спав? — запитала Галатея.
— Краще не питай, — похитала головою Дзінтара.
Будинок у Баті, де жив Вільям Гершель (19 New King Street). Саме звідси за допомогою власноруч виготовленого телескопа він спостерігав зоряне небо і відкрив у 1781 році нову планету Уран. З 1981 року тут Музей астрономії імені У. Гершеля. Фото: en.wikipedia.org
Частину будинку Гершель перетворив на ливарну майстерню. Кароліна жахалася, дивлячись на втомленого брата, який задихався від їдких випарів і спеки: плавити мідь і олово в домашніх умовах, щоб отримати бронзу, — справа не тільки брудна і важка, але і небезпечна. Був випадок, коли плавильна піч лопнула і розплавлена бронза хлинула на кам’яні плити підлоги, які стали тріскатися з жахливим шумом. Але Кароліна виявилася вірним асистентом: вона допомагала братові спостерігати за зірками і навіть годувала з ложечки, коли він не міг відволіктися від шліфовки бронзових дзеркал. Одного разу Вільям шістнадцять годин поспіль, не відриваючи рук, полірував величезне дзеркало!
За допомогою цього пристосування Гершель полірував металеві дзеркала для своїх телескопів. Експонат лондонського Музею науки. Фото Майкла Піла. З сайту en.wikipedia.org
— Ніколи не думала, що астрономи можуть бути такими героями! — сказав Андрій.
— Тридцятишестирічний Вільям Гершель побудував телескоп з 500-разовим збільшенням і почав систематичні спостереження. Грошей йому за це не платили, але він слідував велінням душі, яка не могла жити без зірок. Сестра асистувала йому і вела записи.
Так минуло сім років. Вночі 13 березня 1781 року Гершель помітив серед яскравих точкових зірок смутну плямку. «Яка незвичайна зірка!» — здивовано подумав він і записав координати нового світила в журналі спостережень, зазначивши, що виявив «або цікаву туманну зірку, або, можливо, комету». Схвильований Гершель відірвався від телескопа лише тоді, коли небо посвітліло і новий об’єкт став невидимим.
Дивлячись у такий телескоп довжиною більше двох метрів, Гершель відкрив планету Уран. Експонат Музею астрономії ім. У. Гершеля в Баті. Фото Майкла Юнга. Зображення з сайту en.wikipedia.org
Наступна ніч видалася хмарною, і, до досади Вільяма, побачити дивну зірку не вдалося. П’ятнадцятого березня розвиднілося. Гершель поспішив до телескопа і з подивом виявив, що новий об’єкт за два дні змістився відносно зірок.
Салон композитора Йозефа Гайдна. Свою знамениту ораторію «Створення світу» він написав, побувавши в гостях у Гершеля і подивившись на зірки в його телескоп. Зображення з сайту www2.cndp.fr
«Значить, це комета!» — вирішив астроном і повідомив про своє відкриття в Гринвицьку обсерваторію. Коло спостерігачів нового об’єкта значно розширилося. Королівський астроном Невіл Маскелайн (1732-1811) висловив припущення, що, можливо, це нова планета.
Планета Уран з кільцями і супутниками. Фото НАСА з сайту apod.nasa.gov
До літа накопичилася значна кількість спостережень. Петербурзький академік А.І. Лексель (1740-1784) провів розрахунки і повідомив, що виявлений об’єкт знаходиться на майже круговій орбіті радіусом в дев’ятнадцять разів більше, ніж відстань від Землі до Сонця, і в два рази більше, ніж орбіта Сатурна. Період обігу нового тіла навколо Сонця — 84 роки. Значить, Гершель дійсно виявив не комету, а нову планету. І назвали її Уран, на честь грецького бога неба Урана. Сенсація облетіла весь світ!
Тисячоліттями люди бачили п’ять планет, що рухаються по небу. Птолемей вважав, що вони обертаються навколо Землі. Коперник довів, що планети обертаються навколо Сонця і наша Земля теж, — вона виявилася звичайною планетою в Сонячній системі — однією з шести. До цього часу Сатурн, розташований від нашого світила в дев’ять з половиною разів далі, ніж Земля, вважався найдальшою планетою, краєм Сонячної системи. У цьому були впевнені Арістотель і Платон, Птолемей і Коперник, Кеплер і Ньютон, і не тільки астрономи, але й єпископи. Всі знали, що за Сатурном є лише зірки! Звістка про відкриття сьомої планети, в чотири рази більшої, ніж Земля, і майже в п’ятнадцять разів масивніше її, потрясла уми людей і змінила звичну картину світу. Кароліна пишалася братом і раділа, що в його відкриттях є частина її праці.
Ось так, удвох, спостерігали за зірками Вільям Гершель і його сестра Кароліна. Старовинна гравюра. Зображення з сайту www.klima-luft.de
Нову планету Гершель відкрив несподівано. Але чи було це відкриття випадковим? Вільям писав: «Склалася думка, ніби Уран привів в поле зору мого телескопа щасливий випадок, але вважати так — явна помилка. Адже я послідовно розглядав кожну зірку… а тому в ту ніч настала її черга бути відкритою… Якби в цей вечір мені завадила якась справа, я знайшов би її в наступний, а телескоп мій був такий хороший, що при першому ж погляді на неї я розрізнив диск планети «.
Дійсно, відкриття Урану виглядало несподіваним, але насправді було закономірним підсумком постійних копітких спостережень.
У тому ж, 1781 році Гершеля обрали членом Лондонського королівського товариства, а роком пізніше англійський король призначив визнаного музиканта своїм особистим астрономом. Вільям разом з Кароліною переїхав ближче до короля. Колишній музикант, а нині знаменитий астроном будував більш великі телескопи, найбільший з них — з діаметром дзеркала один метр двадцять сантиметрів.
— Ось так музикант! — захопилася Галатея.
— Завдяки таким потужним телескопам відкриття слідували одне за іншим. За кілька років Гершель виявив два супутники Урану: Титанію і Оберон, а потім і два нових супутника Сатурна: Енцелад і Мімас. Він виміряв період звернення Сатурна, визначив напрямок руху Сонця серед сусідніх зірок, помітив сезонні зміни полярних шапок Марса, відкрив подвійні зірки і випустив перший каталог таких зірок з дослідженням їх орбіт.
Його відкриттів вистачило б на кілька людей! — вигукнув Андрій.
-Вірно. Але це ще не все! Вимірюючи блиск зірок, Гершель відкрив невидиме інфрачервоне випромінювання. За допомогою телескопа йому вдалося виявити тисячі зоряних туманностей і галактик. Він перший зрозумів, що наша Галактика — Чумацький Шлях — острів із зірок, оточений порівняльною порожнечею, і оцінив його розмір у сім тисяч світлових років *. Оцінка, яку дав Гершель, насправді занижена. Реальні розміри нашої Галактики — 100 тисяч світлових років, в 14 з гаком разів більші. І все одно цифра, названа Гершелем, потрясла його сучасників: Чумацький Шлях виявився, за їхніми уявленнями, жахливо величезним.
Найбільший (12-метровий у довжину) телескоп, побудований Гершелем. Співробітники, які допомагали астроному, називали спостереження на цьому телескопі «голієм за допомогою гільйотини». Старовинна гравюра. Зображення з сайту collections.rmg.co.uk
Відкриття астронома і музиканта Вільяма Гершеля ніяк не можна назвати випадковими. Він вів спостереження за зоряним небом кожну ясну ніч більше тридцяти років! Лише важка хвороба змусила сімдесятирічного астронома відступити від цього правила і спостерігати зірки рідше.
Уран — єдина планета в Сонячній системі, яка обертається, «ліжа на боці», тому її супутники утворюють щось на зразок колеса огляду. Фото ESO/VLT з сайту www.eso.org
Головне досягнення Гершеля — це, звичайно, виявлення нової планети. Завдяки йому всі зрозуміли, що епоха великих відкриттів у Сонячній системі ще не закінчилася. Натхненні відкриттям Урана, астрономи кинулися шукати в ній нові планети. У першу чергу вони звернули свій погляд на область між Юпітером і Марсом, спираючись на правило Тіциуса — Боде * *, що здобуло популярність у 1772 році. Згідно з правилом, радіус орбіти кожної планети в два рази більше, ніж у її внутрішньої сусідки. Новачок Уран підтвердив це — його орбіта знаходиться від Сонця рівно в два рази далі, ніж орбіта Сатурна.
Правило Тіциуса — Боде
Лише Юпітер безсовісно порушив правило: його орбіта знаходиться в три з гаком рази далі орбіти Марса. Тому астрономи давно підозрювали, що в проміжку між Марсом і Юпітером щось ховається. Дійсно, 1801 року італійський астроном Джузеппе Піацці (1746-1826) відкрив у цій зоні невелику планету Цереру. За шість років інші астрономи виявили ще три маленькі планети зі схожими орбітами. Їх стали називати астероїдами, оскільки вони виявилися «зіркоподібними», тобто не мали диска, типового для великих планет при спостереженні їх у телескоп. За двісті років у цій галузі, названій поясом астероїдів, вдалося виявити сотні тисяч небесних тіл.
Галактика NGC 2683, відкрита Вільямом Гершелем у 1788 році. Фото НАСА/ЕСА з сайту www1.nasa.gov
Відкривши Уран, Вільям Гершель розширив розмір Сонячної системи вдвічі. На могилі астронома і музиканта написано: «Він розбив перешкоди неба». Його сестра, співачка Кароліна Гершель, поступово сама перетворилася на досвідченого астронома: відкрила чотирнадцять туманностей, а також вісім нових комет, ставши першою в світі жінкою — відкривачкою комет.
Після смерті брата Кароліна завершила роботу зі складання каталогу з двох з половиною тисяч зоряних туманностей, які спостерігав Вільям. За це Королівське астрономічне товариство нагородило її золотою медаллю. На честь Кароліни її другим ім’ям — Лукреція — назвали 281-й астероїд.
— Молодчина! Я так рада за неї!
— Життєвий шлях Кароліни виявився довгим і повним подій. Вона увійшла в історію як одна з найзнаменитіших жінок-астрономів. Кароліна прожила дев’яносто сім років і стала свідком не тільки відкриття Урану, але і того, як ця планета вказала подальшу дорогу до невідомих околиць Сонячної системи.
Але це зовсім інша історія.
* Світловий рік — відстань, яку світло проходить за рік у вакуумі без урахування гравітаційного поля. Відстань від Сонця до Землі, що дорівнює 149,6 млн км, світло проходить всього за 500 секунд.
* * Йоганн Тіціус (1729-1796) — німецький фізик і математик. У 1766 році встановив правило Тіциуса — Боде. Йоганн
Боде (1747-1826) — німецький астроном. Опублікував правило Тіциуса — Боде 1772 року.
- Попередня
- Наступна