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恆星天文學之父:赫歇爾誕辰|科學史上的今天:11/15

《銀河系大定位》一書中如此描述赫歇爾:「他像個先知般,領先運用現代方法展開深遠太空的天文學研究。當許多天文學家仍在使用視野狹窄的折射式望遠鏡窺視行星時,他已經截獲無數由極遠星雲和星系在遠古時代所發出的光芒。當其他天文學家正在將太陽系裡的各項距離修正至小數點後第二位時,他已經在測繪星系與星系之間的一些星群了。當他們還在以估計出來的光速調整木衛的軌道計算時,他已經探索至宇宙深處,並知道他所見者為數百萬年前的宇宙模樣。」誰能想像這位領先時代,被稱為「恆星天文學之父」的赫歇爾其實正職是音樂家,而且在35歲之前都還沒碰過望遠鏡!

威廉·赫歇爾。圖片來源:wikipedia

出生於漢諾威的赫歇爾原本在軍樂隊裏吹奏雙簧管,逃到英國後因為展現各項音樂才華而很快就擔任要職,躋身上流社會。然而當他將目光轉向夜空,心思從此被閃閃發亮的星星佔據,甚至在不惑之年放棄名利,全心投入孤寂的觀測工作。
赫歇爾為了能看到更多星星,決定自製反射式望遠鏡,連鏡片與金屬鏡都親自打磨。他望遠鏡越做越多,越做越大;前後一共做了四百多具,最大的一具口徑126公分,鏡筒長12米,重達一噸。進行觀測時必須爬上15公尺高的鷹架,才能將眼睛湊上目鏡。

由於當時還沒有可以抵銷地球自轉的驅動裝置,赫歇爾不得不發展出逐次觀察一段狹長區域的「掃描法」,並大聲讓妹妹卡凱若琳記錄下來;久而久之,北半球的星圖也刻印在赫歇爾的腦海裏。也因此當他在1781年瞥見天王星時,馬上就警覺到那個位置不該有恆星。於是赫歇爾因為發現天王星而聲名大噪,獲選為英國皇家學會會員,並被任命為宮廷天文學家,也因而得以建造前述那具最大的望遠鏡,啟用後很快就發現了土衛二和土衛一。

赫歇爾不斷探索更深遠的太空,他將當時已知的星雲數目由100個擴增至2,500個。他根據恆星的分佈推測銀河系像個圓盤;並且發現太陽並非宇宙的中心,而是繞著銀河系中心移動。

赫歇爾如此豐碩的成果當然要歸功於他數十年如一日的勤奮工作。只要天候許可,他就整晚用望遠鏡觀測星空;八十歲時他仍興奮地寫信給妹妹凱若琳,要她過來幫忙一起觀測彗星。支持著赫歇爾一輩子鞠躬盡瘁,死而後已的,無非是對於點點繁星與浩瀚宇宙的熱愛與好奇;或許是受到如此巨大的熱情感染,妹妹凱若琳與兒子約翰·赫歇爾也都成為著名的天文學家。在太空中有個以他為名的赫歇爾太空望遠鏡,也是鞠躬盡瘁,運作四年後才在2013年四月底因冷卻劑耗盡而停止工作。

本文同時收錄於《科學史上的今天:歷史的瞬間,改變世界的起點》,由究竟出版社出版。

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關於作者

張瑞棋

1987年清華大學工業工程系畢業,1992年取得美國西北大學工業工程碩士。自小喜愛科學新知,浮沉科技業近二十載後,退休賦閒在家,更成為重度閱讀者。當了中年大叔才成為泛科學專欄作者,著有《科學史上的今天》一書,如今又因翻譯《解事者》,而多了個譯者的身分。