Pianeta Urano. Storia ed essenza della scoperta scientifica

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Pianeta Urano. Storia ed essenza della scoperta scientifica

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Le idee delle persone sul sistema solare hanno subito cambiamenti significativi nel tempo trascorso dalla scoperta del telescopio fino alla fine del XNUMX° secolo. Solo una cosa è rimasta invariata: il numero di pianeti nel sistema solare, pari a sei. Saturno era considerato il pianeta più lontano dal Sole e poche persone ammettevano che oltre l'orbita di Saturno, un altro pianeta stava vagando nello spazio mondiale in un'orbita eliocentrica.

Questo pianeta è stato scoperto da un astronomo tedesco Guglielmo Herschel. Nella sua lunga vita, Herschel fece molte altre straordinarie scoperte relative sia al sistema solare che all'universo stellare. Ad esempio, ha dimostrato che la Via Lattea è uno "strato stellare incommensurabile", cioè ha una natura stellare. Possiede osservazioni uniche di stelle binarie e studi fondamentali sulla forma e la struttura della Galassia. Questo scienziato possiede anche la scoperta dell'aumento e della diminuzione periodica delle calotte bianche ai poli marziani e di molti altri vari fenomeni che si verificano sul Sole, sui pianeti e sui satelliti.

Ma tra le sue numerose scoperte, senza dubbio, uno dei primi posti è occupato dalla scoperta di Urano, e basterebbe che il nome di Herschel rimanesse per sempre nella storia delle scienze naturali.

Friedrich Wilhelm Herschel (1738–1822) nacque ad Hannover dall'oboista delle guardie di Hannover Isaac Herschel e Anna Ilse Moritzen. I protestanti Herschel provenivano dalla Moravia, che lasciarono, probabilmente per motivi religiosi. L'atmosfera della casa dei genitori può essere definita intellettuale. "Nota biografica", il diario e le lettere di Wilhelm, memorie di sua sorella minore Caroline, ci introducono alla casa e al mondo degli interessi di Herschel e mostrano il lavoro e la dedizione davvero titanici che hanno creato un osservatore e ricercatore eccezionale. Ha ricevuto un'istruzione ampia ma non sistematica. Le lezioni di matematica, astronomia, filosofia hanno rivelato la sua capacità di scienze esatte. Ma, oltre a questo, Wilhelm aveva grandi capacità musicali e all'età di quattordici anni divenne musicista nell'orchestra del reggimento. Nel 1757, dopo quattro anni di servizio militare, partì per l'Inghilterra, dove un po' prima si era trasferito suo fratello Yakov, capobanda del reggimento di Hannover.

Non avendo un centesimo in tasca, William, ribattezzato William in Inghilterra, iniziò a copiare appunti a Londra. Nel 1766 si trasferì a Bath, dove ottenne presto una grande fama come interprete, direttore d'orchestra e insegnante di musica, ma una vita del genere non riuscì a soddisfarlo pienamente. L'interesse di Herschel per le scienze naturali e la filosofia, la costante autoeducazione lo hanno portato alla passione per l'astronomia. "Che peccato che la musica non sia cento volte più difficile della scienza, amo l'attività e ho bisogno di qualcosa da fare", scrisse a suo fratello.

Nel 1772, la sorella minore di William, Caroline Lucretia, arrivò a Bath. Nel 1773 Herschel acquisì una serie di opere di ottica e astronomia. Il sistema completo di ottica di Smith e l'astronomia di Ferguson divennero i suoi libri di riferimento. Nello stesso anno osservò per la prima volta il cielo con un piccolo telescopio con una focale di circa 75 centimetri, ma le osservazioni con un ingrandimento così basso non soddisfacevano il ricercatore. Poiché non c'erano fondi per acquistare un telescopio più veloce, decise di costruirlo da solo. Dopo aver acquistato gli strumenti e i pezzi grezzi necessari, ha lanciato e lucidato in modo indipendente uno specchio per il suo primo telescopio. Superate grandi difficoltà, Herschel nello stesso 1773 realizzò un riflettore con una focale di oltre 1,5 metri. Herschel lucidava gli specchi a mano (creò una macchina per questo scopo solo quindici anni dopo), lavorando spesso per 10, 12 e anche 16 ore di seguito, poiché l'interruzione del processo di rettifica peggiorava la qualità dello specchio. Il lavoro si è rivelato non solo difficile, ma anche pericoloso, una volta che un forno fusorio è esploso mentre creava uno spazio vuoto per uno specchio.

La sorella Caroline e il fratello Alexander furono i fedeli e pazienti aiutanti di William in questo difficile lavoro. Diligenza ed entusiasmo hanno dato ottimi risultati. Gli specchi realizzati da Herschel con una lega di rame e stagno erano di ottima qualità e davano immagini delle stelle perfettamente rotonde.

Come scrive il famoso astronomo americano C. Whitney: "Dal 1773 al 1782, gli Herschel furono impegnati a trasformarsi da musicisti professionisti in astronomi professionisti".

Nel 1775 Herschel iniziò la sua prima "rilievo del cielo". A quel tempo, continuava ancora a guadagnarsi da vivere come musicista, ma le osservazioni astronomiche divennero la sua vera passione. Tra le lezioni di musica, costruiva specchi per telescopi, teneva concerti la sera e passava le notti osservando le stelle. A questo scopo Herschel ha proposto un nuovo metodo originale di "star scoops", ovvero il conteggio del numero di stelle in determinate aree del cielo.

Il 13 marzo 1781, durante l'osservazione, Herschel notò qualcosa di insolito: "Tra le 10 e le 11, mentre studiavo le stelle deboli nelle vicinanze di H Gemini, ne notai una che sembrava più grande delle altre. Sorpreso dalle sue dimensioni insolite, l'ho confrontata con H Gemini e una piccola stella nel quadrato tra le costellazioni dell'Auriga e dei Gemelli e ho scoperto che era significativamente più grande di tutte. Sospettavo che fosse una com eta". L'oggetto aveva un disco pronunciato e si muoveva lungo l'eclittica. Dopo aver informato altri astronomi della scoperta della "cometa", Herschel ha continuato a osservarla.

Le osservazioni effettuate il 15 marzo hanno mostrato che il cerchio luminoso ha effettivamente un proprio movimento rispetto alle stelle. Da questo fatto, Herschel concluse di aver scoperto una nuova cometa, sebbene non fossero state osservate né la coda né il guscio nebbioso insito nelle comete non molto distanti dal Sole. Herschel riferì questa scoperta all'Osservatorio di Greenwich e la cerchia di osservatori del vagabondo celeste si espanse in modo significativo. Nell'estate del 1781, il numero di osservazioni divenne sufficiente per poter calcolare i parametri dell'orbita. Questi calcoli complessi e ingombranti furono eseguiti dall'accademico di San Pietroburgo Andrey Ivanovich Leksel (1740-1784), che scoprì che l'asterisco errante di Herschel si muove attorno al Sole in un'orbita quasi circolare a una distanza 19 volte maggiore della distanza tra il Sole e la Terra. Leksel determinò anche il periodo di rivoluzione attorno al Sole, che risultò essere di circa 84 anni. Da questi calcoli seguì chiaramente che William Herschel non scoprì una cometa, ma un nuovo pianeta fino ad allora sconosciuto, poiché anche allora si sapeva che le orbite della maggior parte delle comete sono ellissi allungate con grandi eccentricità o addirittura iperboli.

Herschel propose di chiamare il nuovo pianeta la stella Giorgio in onore del re inglese Giorgio III, ma questo nome non si diffuse e, su suggerimento dell'astronomo tedesco Johann Bohle (1747-1826), le fu dato il nome di Urano, preso dall'antica mitologia romana e significa il nome del più antico degli dei. Urano distava quasi 3 miliardi di chilometri dal Sole e più di 60 volte il volume della Terra.

Questa scoperta unica occupa un posto speciale nelle scienze naturali in generale e nell'astronomia in particolare. La scoperta di Herschel ha invalidato le vecchie visioni tradizionali sulle dimensioni e sulla struttura del sistema solare e ha spinto i suoi confini ben oltre l'orbita di Saturno. Il sistema solare è raddoppiato in termini di dimensioni lineari e ora il suo confine passava lungo l'orbita di Urano a una distanza di 19,2 UA. e. dal sole.

Successivamente, Herschel aumentò gradualmente i diametri degli specchi. Il suo picco era il telescopio costruito nel 1789, un gigante per l'epoca, con un tubo lungo 12 metri e uno specchio di 122 centimetri di diametro. Questo telescopio rimase insuperato fino al 1845, quando l'astronomo irlandese W. Parsons costruì un telescopio ancora più grande - lungo quasi 18 metri con uno specchio di 183 centimetri di diametro.

Utilizzando l'ultimo telescopio, Herschel scoprì due lune di Urano e due lune di Saturno. Pertanto, la scoperta di diversi corpi celesti nel sistema solare è associata al nome di Herschel.

Autore: Samin D.K.

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