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赫歇耳发现天王星

时间:2019-10-01    点击: 次    来源:网络    作者:佚名 - 小 + 大

赫歇耳发现天王星

  

直到 200 多年前,人类还一直把土星看做是太阳系的边疆。那时,人们

都只知道天空中有 6 颗大行星:水星、金星、火星、木星、土星和我们人类

的故乡地球。

水星、金星、火星、木星和土星合称为五大行星,人们用肉眼就能看见,

所以我们的祖先很早就认识了它们,并且把它们与太阳、月球一起称为“七

曜(yào)”。意思是说,它们是天上七颗有光芒的、能够照耀人间的天体。

就在 1781 年 3 月 13 日这一天,发现了太阳系的一个新成员,从而扩大

了太阳系的边疆。那是英国天文学家威廉・赫歇耳,用自己制造的望远镜所

观测到的在土星之外那一颗蓝色的天体。

威廉・赫歇耳于 1738 年 11 月 15 日出生在德国汉诺威城。父亲是一位穷

苦的乐师,在父亲的熏陶下,赫歇耳从小就表现出很好的音乐才能,以后还

在吹奏乐方面有很高的造诣。18 岁那年,因战争流亡到英国,孤独一人远离

家乡,全靠以音乐谋生,收入十分微薄,只能勉强糊口度日。

赫歇耳从小就酷爱读书,如今他虽然是一位宫廷里的双簧管吹奏者,但

仍然抓紧业余时间如饥似渴地读书,从不荒废点滴时间。他读的书很多,尤

其喜爱数学、物理学和天文学。渐渐地对天文学抱有特殊的兴趣,不久便成

为一名天文爱好者。

赫歇耳正式成为一名业余天文工作者时,他已 35 岁了,各方面都已比较

成熟。他深知天文学是一门观测的科学,因此,所制定的业余天文工作的第

一步计划,便是自己动手,磨制天文望远镜。

要动手制造望远镜,谈何容易。他已经把全部的业余时间都用来搜集有

关光学理论的参考资料,购置必要的制作工具和材料,再要安排时间磨制镜

面实在困难。于是,他便写信把妹妹卡罗琳・赫歇耳和弟弟阿历山大・赫歇

耳两人从家乡接来,帮助他进行望远镜的研制工作。就这样,在 1774 年的夏


天,赫歇耳和他的妹妹、弟弟三人,组成了家庭望远镜制作“工厂”。

客厅变成了木工车间,卧室当成磨制反射镜车间……三个人劲头十足,

锯木声、磨镜声响成一片,分工合作,热闹非凡。

那时的反射镜一般都是采用铜做镜面。单纯的铜面容易被氧化而失去光

泽。经过大量的试验,赫歇耳确定采用两份铜与一份锡的合金做镜面。他用

手工操作,一点一点地把整个镜面磨成准确的凹面。他在宫廷演奏后,一回

到家,便马上换上工作服进行他的镜面磨制工作。他不分寒暑地磨制镜面,

时常磨到饥肠辘辘,也不肯放手,就让妹妹给他喂饭吃,疲倦了,就让妹妹

在一旁为他朗读小说。他就是以这种“十年磨一箭”的精神来磨制镜面的。

1776 年 5 月 1 日,一架 2 米长的反射望远镜,在他们三人的苦战中诞生

了。

有了自己磨制的望远镜,赫歇耳便请了一些帮手立即把它安装起来,使

望远镜轻巧、灵活地指向天空,开始他的第二步计划——巡天观测。他珍惜

每一个可以进行观测的晴夜,常常是整夜的观测,第二天还得拖着疲惫的身

子到宫廷去演奏,以便换来日常生活费用;晚上不管回来多晚,只要是好天,

他总是要打开望远镜,继续进行观测。妹妹始终跟在哥哥身边做观测记录,

白天便进行整理归算。弟弟在哥哥指点下继续做磨制更大的镜面的准备工

作。

就在他们进行巡天观测的第五个年头,即 1781 年 3 月 13 日,那天晚上

10 时许,当赫歇耳把望远镜指向双子座时,一颗从来没有看见过的新星在望

远镜里出现了。

开始,赫歇耳使用的是能够放大 270 倍的目镜镜面,接着更换成能够放

大 460 倍的,最后又使用了能够放大 930 倍的目镜面。更换目镜镜面是判断

恒星还是行星或彗星的一种观测方法。在更换目镜镜面后,星体如果变大,

则该星体属于行星或彗星;星体如果不变,则该星体是属于恒星。

赫歇耳更换目镜镜面后,发现星体增大,这说明他所观测到的那颗星是

属于行星或彗星。但是,自从天文望远镜发明以来,虽然发现许多新星,而

行星却从未增加过一颗,所以当时不论哪位天文学家,都认为在太阳系里围

绕太阳转动的只有水星、金星、火星、木星、土星和地球等六大行星而已。

传统的偏见,使赫歇耳不敢相信这是太阳系里的另一个新成员——行星,于

是,赫歇耳便似是而非地把它当成一颗遥远的彗星。

卡罗琳的观测记录簿上连续记录着:

3 月 19 日,彗星东移。

3 月 25 日,彗星速度加快,星体逐渐增大……

3 月 28 日,彗星星体再增大,逐渐接近地球。

4 月 6 日,使用放大 278 倍的目镜镜面观测,彗星边缘清楚可见,但是,

未见周围的雾状云以及彗星尾……

一般彗星都有彗尾,即使没有彗尾的,周围也要有雾状云,对此,赫歇

耳认为:“既不见彗尾,又没有雾状云,恐怕不是一颗普通的彗星。”

为了弄清这颗新星的真实身份,赫歇耳迫切需要求助于整个天文学界的

帮助,希望各国天文学家都来进行对这颗新星的观测。因此,他在 1781 年 4

月 26 日向英国皇家学会提交了一篇名叫《一颗彗星的报告》的论文,阐明了

他发现的这颗新星的位置和特点,并希望各国天文学家对它进行观测。

赫歇耳的报告,引起了天文学界的极大震动,许多天文学家纷纷将天文


望远镜对准这颗“不平凡”的“彗星”,进行跟踪观测。可是,根据“彗星”

运行轨道的计算结果表明,它不像其他彗星那样走着一条拉长了的道路而是

十分近似其他行星所走的圆形轨道。“这难道是一颗新行星吗?”人们经过

很长一段时间的怀疑,最终才不得不承认它的确是太阳系里的第七颗行星。

当时,赫歇耳以英国国王乔治三世的名字,给这颗新行星命名为“乔治

星”。但是,忠于神话传统的英国人,把这颗太阳系的新成员,用希腊神话

中的天神“伏拉纳斯”的名字来命名它,翻译成中文就叫“天王星”。

天王星的发现,突破了千百年来的传统观念,第一次扩大了太阳系疆界

的范围,这无疑是人们在探索宇宙的道路上,迈出的十分了不起的一步,它

对于进一步认识太阳系起着意义重大的解放思想的作用。天王星的发现,犹

如在平静的池塘中投了一块石子,人们相继又发现了第八颗行星海王星、第

九颗行星冥王星,乃至今天人们仍在努力寻找着第十颗行星。

   

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