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BIOGRAFIAS DE GRANDES CIENTISTAS
Herschel Friedrich Wilhelm. Biografia do cientista
Diretório / Biografias de grandes cientistas
Na virada dos séculos XVII e XVIII, a astronomia se limitava ao conhecimento do sistema solar. Nada se sabia ainda sobre a natureza das estrelas, sobre as distâncias entre elas, sobre sua distribuição no espaço. As primeiras tentativas de penetrar mais profundamente no segredo da estrutura do Universo estelar através de observações cuidadosas com a ajuda dos telescópios mais poderosos estão associadas ao nome do astrônomo Herschel. Friedrich Wilhelm Herschel nasceu em 15 de novembro de 1738 em Hannover na família do oboísta do guarda hanoveriano Isaac Herschel e Anna Ilse Moritzen. Os protestantes de Herschel eram da Morávia, de onde saíram, provavelmente por motivos religiosos. A atmosfera do lar dos pais pode ser chamada de intelectual. "Nota biográfica", diário e cartas de Wilhelm, memórias de sua irmã mais nova Caroline nos apresentam a casa e o mundo dos interesses de Herschel e mostram o trabalho e a dedicação verdadeiramente titânicos que criaram um notável observador e pesquisador. Ele recebeu uma educação extensa, mas não sistemática. Aulas de matemática, astronomia, filosofia revelaram sua capacidade de ciências exatas. Mas, além disso, Wilhelm tinha grandes habilidades musicais e aos quatorze anos ingressou na banda regimental como músico. Em 1757, após quatro anos de serviço militar, partiu para a Inglaterra, onde seu irmão Yakov, maestro do regimento hanoveriano, havia se mudado um pouco antes. Não tendo um centavo no bolso, Wilhelm, renomeado William na Inglaterra, começou a copiar notas em Londres. Em 1766 mudou-se para Bath, onde logo alcançou grande fama como intérprete, maestro e professor de música. Mas tal vida não poderia satisfazê-lo completamente. O interesse de Herschel em ciências naturais e filosofia, auto-educação constante o levou a uma paixão pela astronomia. “Que pena que a música não seja cem vezes mais difícil que a ciência, adoro atividade e preciso de algo para fazer”, escreveu ao irmão. Em 1773 Herschel adquiriu uma série de trabalhos sobre óptica e astronomia. O Sistema Completo de Óptica de Smith e a Astronomia de Ferguson tornaram-se seus livros de referência. No mesmo ano, ele olhou pela primeira vez para o céu em um pequeno telescópio com uma distância focal de cerca de 75 cm, mas as observações com uma ampliação tão baixa não satisfizeram o pesquisador. Como não havia dinheiro para comprar um telescópio mais rápido, ele decidiu fazê-lo sozinho. Tendo comprado as ferramentas e peças em branco necessárias, ele moldou e poliu independentemente um espelho para seu primeiro telescópio. Tendo superado grandes dificuldades, Herschel no mesmo 1773 fez um refletor com distância focal superior a 1,5 m. , já que interromper o processo de retificação piorava a qualidade do espelho. O trabalho acabou sendo não apenas difícil, mas também perigoso, uma vez que um forno de derretimento explodiu enquanto fazia um branco para um espelho. A irmã Caroline e o irmão Alexander foram os ajudantes fiéis e pacientes de William neste trabalho difícil. Diligência e entusiasmo deram excelentes resultados. Os espelhos feitos por Herschel de uma liga de cobre e estanho eram de excelente qualidade e davam imagens perfeitamente redondas das estrelas. Como escreve o famoso astrônomo americano C. Whitney, "de 1773 a 1782, os Herschel estavam ocupados transformando músicos profissionais em astrônomos profissionais". Em 1775 Herschel começou sua primeira "pesquisa do céu". Nessa época, ele ainda continuava a ganhar a vida como músico, mas as observações astronômicas se tornaram sua verdadeira paixão. Entre as aulas de música, ele fazia espelhos para telescópios, dava concertos à noite e passava as noites observando as estrelas. Para isso, Herschel propôs um novo método original de "colheres de estrelas", ou seja, contar o número de estrelas em certas áreas do céu. Em 13 de março de 1781, enquanto observava, Herschel notou algo incomum: “Entre dez e onze da noite, quando eu estudava estrelas fracas na vizinhança de η Gemini, notei uma que parecia maior que as demais. tamanho, eu a comparei com η Gêmeos e uma pequena estrela na praça entre as constelações de Auriga e Gêmeos e descobri que era muito maior do que qualquer um deles. Suspeitei que fosse um cometa." O objeto tinha um disco pronunciado e se movia ao longo da eclíptica. Tendo informado outros astrônomos sobre a descoberta do "cometa", Herschel continuou a observá-lo. Alguns meses depois, dois cientistas conhecidos - Acadêmico da Academia de Ciências de São Petersburgo A.I. Leksel e Acadêmico da Academia de Ciências de Paris P. Laplace - tendo calculado a órbita de um objeto celeste aberto, provaram que Herschel havia descoberto um planeta que estava localizado além de Saturno. O planeta, mais tarde chamado Urano, estava a quase 3 bilhões de quilômetros do Sol e ultrapassou o volume da Terra em mais de 60 vezes. Pela primeira vez na história da ciência, um novo planeta foi descoberto, uma vez que os cinco planetas anteriormente conhecidos foram observados no céu por séculos. A descoberta de Urano empurrou os limites do sistema solar mais de duas vezes e trouxe fama ao seu descobridor. Nove meses após a descoberta de Urano, em 7 de dezembro de 1781, Herschel foi eleito membro da Royal Astronomical Society de Londres, recebeu o doutorado da Universidade de Oxford e uma medalha de ouro da Royal Society of London (em 1789, o A Academia de Ciências de São Petersburgo o elegeu membro honorário). A descoberta de Urano determinou a carreira de Herschel. O rei George III, ele próprio um astrônomo amador e patrono dos hanoverianos, nomeou-o em 1782 "Astrônomo Real" com um salário anual de 200 libras. O rei também lhe forneceu os fundos para construir um observatório separado em Slough, perto de Windsor. Aqui Herschel começou observações astronômicas com fervor juvenil e constância incomum. Segundo o biógrafo Arago, ele deixou o observatório apenas para apresentar os resultados de seu trabalho vigilante à sociedade real. Herschel continuou a se concentrar em melhorar os telescópios. Ele descartou completamente o segundo espelho pequeno, que havia sido usado até então, e assim aumentou significativamente o brilho da imagem. Gradualmente Herschel aumentou os diâmetros dos espelhos. Seu auge foi o telescópio gigante construído em 1789 para a época, com um tubo de 12 m de comprimento e um espelho de 122 cm de diâmetro. Esse telescópio permaneceu insuperável até 1845, quando o astrônomo irlandês W. Parsons construiu um telescópio ainda maior - quase 18 metros longo com um diâmetro de espelho de 183 cm. Usando o telescópio mais recente, Herschel descobriu duas luas de Urano e duas luas de Saturno. Assim, a descoberta de vários corpos celestes no sistema solar está associada ao nome de Herschel. Mas este não é o principal significado de sua notável atividade. E antes de Herschel, várias dezenas de estrelas duplas eram conhecidas. Mas esses pares estelares foram considerados como encontros aleatórios de suas estrelas constituintes, e não se assumiu que as estrelas binárias são comuns no Universo. Herschel explorou cuidadosamente diferentes partes do céu ao longo dos anos e descobriu mais de 400 estrelas duplas. Ele investigou as distâncias entre os componentes (em medidas angulares), sua cor e brilho aparente. Em alguns casos, estrelas que antes eram consideradas binárias acabaram sendo triplas e quádruplas (múltiplas estrelas). Herschel chegou à conclusão de que estrelas duplas e múltiplas são sistemas de estrelas fisicamente conectadas umas às outras e, como ele estava convencido, girando em torno de um centro de gravidade comum, de acordo com a lei da gravitação universal. Herschel foi o primeiro astrônomo na história da ciência a estudar sistematicamente estrelas binárias. Desde os tempos antigos, a nebulosa brilhante na constelação de Órion, bem como a nebulosa na constelação de Andrômeda, visível a olho nu, são conhecidas. Mas somente no século XNUMX, com o aprimoramento dos telescópios, muitas nebulosas foram descobertas. Kant e Lambert acreditavam que as nebulosas são sistemas estelares inteiros, outras Vias Lácteas, mas distantes a distâncias colossais nas quais as estrelas individuais não podem ser distinguidas. Herschel fez um ótimo trabalho descobrindo e estudando novas nebulosas. Ele usou o poder cada vez maior de seus telescópios para isso. Basta dizer que os catálogos compilados por ele com base em suas observações, a primeira das quais apareceu em 1786, incluem cerca de 2500 nebulosas. A tarefa de Herschel, no entanto, não era apenas encontrar nebulosas, mas revelar sua natureza. Em seus poderosos telescópios, muitas nebulosas foram claramente divididas em estrelas individuais e, portanto, acabaram sendo aglomerados de estrelas distantes do sistema solar. Em alguns casos, a nebulosa acabou sendo uma estrela cercada por um anel nebuloso. Mas outras nebulosas não puderam ser separadas em estrelas, mesmo com o telescópio mais poderoso de 122 cm. A princípio, Herschel concluiu que quase todas as nebulosas são na verdade coleções de estrelas, e as mais distantes delas também se decomporão em estrelas no futuro – quando observadas com telescópios ainda mais poderosos. Ao mesmo tempo, ele admitiu que algumas dessas nebulosas não são aglomerados de estrelas dentro da Via Láctea, mas sistemas estelares independentes. Pesquisas posteriores forçaram Herschel a aprofundar e completar seus pontos de vista. O mundo das nebulosas acabou por ser mais complexo e diversificado do que se poderia esperar anteriormente. Continuando a observar e refletir incansavelmente, Herschel reconheceu que muitas das nebulosas observadas não podem ser decompostas em estrelas, pois consistem em matéria muito mais rarefeita (“líquido luminoso”, como pensava Herschel) do que estrelas. Assim, Herschel chegou à conclusão de que a matéria nebulosa, como as estrelas, é difundida no universo. Naturalmente, surgiu a questão sobre o papel desta substância no Universo, se é o material de onde surgiram as estrelas. Em 1755, I. Kant apresentou uma hipótese sobre a formação de sistemas estelares inteiros a partir da matéria dispersa inicialmente existente. Herschel sugeriu corajosamente que diferentes tipos de nebulosas indecomponíveis representam diferentes estágios de formação estelar. Ao compactar a nebulosa, um aglomerado inteiro de estrelas ou uma única estrela é gradualmente formado a partir dela, que no início de sua existência ainda está cercada por uma concha nebulosa. Se Kant acreditava que todas as estrelas da Via Láctea foram formadas ao mesmo tempo, então Herschel foi o primeiro a sugerir que as estrelas têm idades diferentes e a formação de estrelas continua continuamente; está acontecendo em nosso tempo. Essa ideia de Herschel foi esquecida mais tarde, e a opinião errônea sobre a origem simultânea de todas as estrelas no passado distante dominou a ciência por muito tempo. Somente na segunda metade do século XNUMX, com base nos enormes sucessos da astronomia e, em particular, no trabalho dos cientistas soviéticos, foi estabelecida uma diferença na idade das estrelas. Classes inteiras de estrelas foram estudadas, existindo indiscutivelmente há alguns milhões de anos, em contraste com outras estrelas, cuja idade é determinada por bilhões de anos. As opiniões de Herschel sobre a natureza das nebulosas foram confirmadas em termos gerais pela ciência moderna, que estabeleceu que as nebulosas de gás e poeira são comuns em nossa e em outras galáxias. A natureza dessas nebulosas acabou sendo ainda mais complexa do que Herschel poderia ter imaginado. Ao mesmo tempo, mesmo no final de sua vida, Herschel estava convencido de que algumas nebulosas eram sistemas estelares distantes, que acabariam sendo decompostos em estrelas separadas. E nisso ele, como Kant e Lambert, estava certo. Como já mencionado, no século 1783, o movimento próprio de muitas estrelas foi descoberto. Em XNUMX, Herschel conseguiu provar convincentemente por cálculos que nosso sistema solar também está se movendo em direção à constelação de Hércules. Mas Herschel considerava sua principal tarefa a elucidação da estrutura do sistema estelar da Via Láctea, ou nossa Galáxia, sua forma e tamanho. Ele fez isso por várias décadas. Naquela época, ele não tinha dados à sua disposição nem sobre as distâncias entre as estrelas, nem sobre sua localização no espaço, nem sobre seu tamanho e luminosidade. Sem esses dados, Herschel assumiu que todas as estrelas têm a mesma luminosidade e estão distribuídas uniformemente no espaço, de modo que as distâncias entre elas são mais ou menos as mesmas, e o Sol está localizado próximo ao centro do sistema. Ao mesmo tempo, Herschel não conhecia o fenômeno da absorção da luz no espaço mundial e acreditava, além disso, que mesmo as estrelas mais distantes da Via Láctea eram acessíveis ao seu telescópio gigante. Com este telescópio, ele contou as estrelas em diferentes partes do céu e tentou determinar até onde nosso sistema estelar se estende em uma direção ou outra. Mas as suposições originais de Herschel estavam erradas. Sabe-se agora que as estrelas diferem umas das outras em luminosidade e que estão distribuídas de forma desigual na Galáxia. A galáxia é tão grande que nem mesmo o telescópio gigante de Herschel conseguiu alcançar suas fronteiras. Portanto, ele não conseguiu chegar às conclusões corretas sobre a forma da Galáxia e a posição do Sol nela, e subestimou muito seu tamanho. Herschel também tratou de outras questões da astronomia. Aliás, ele desvendou a natureza complexa da radiação solar e concluiu que ela consiste em luz, calor e raios químicos (radiação que não é percebida pelo olho). Em outras palavras, Herschel antecipou a descoberta de raios que vão além do espectro solar normal - infravermelho e ultravioleta. Herschel começou sua carreira científica como um modesto amador que teve a oportunidade de dedicar apenas seu tempo livre à astronomia. O ensino de música tem sido uma fonte de subsistência para ele. Somente na velhice ele adquiriu oportunidades materiais para fazer ciência. Ele combinou as características de um verdadeiro cientista e uma pessoa maravilhosa. Herschel era um observador habilidoso, um pesquisador enérgico, um pensador profundo e determinado. No auge de sua fama, ele permaneceu um homem encantador, gentil e simples, que é característico de naturezas profundas e nobres. Herschel conseguiu transmitir sua paixão pela astronomia para sua família e amigos. Sua irmã Carolina, como já mencionado, o ajudou muito nos trabalhos científicos. Tendo estudado matemática e astronomia sob a orientação de seu irmão, Karolina processou independentemente suas observações, preparou os catálogos de nebulosas e aglomerados estelares de Herschel para publicação. Dedicando muito tempo a observações, Carolina descobriu 8 novos cometas e 14 nebulosas. Ela foi a primeira pesquisadora a ser aceita em pé de igualdade no grupo de astrônomos ingleses e europeus que a elegeram membro honorário da Royal Astronomical Society of London e da Royal Irish Academy. Em 1788, Herschel casou-se com uma inglesa, Mary Pitt. Seu filho John, que nasceu em Slough em 1792, já na infância mostrou habilidades notáveis. Ele se tornou um dos mais famosos astrônomos e físicos ingleses do século XIX. Seu livro popular "Ensaios sobre Astronomia" foi traduzido para o russo e desempenhou um grande papel na divulgação do conhecimento astronômico na Rússia. William Herschel morreu em 25 de agosto de 1822 e está enterrado em uma pequena igreja perto de Windsor. Autor: Samin D. K.
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