IL FISICO DELLA SETTIMANA

Sir William Frederick Herschel

Hannover, Germania, 15.11.1738 – Slough, Inghilterra, 25.8.1822

Sir William Frederick Herschel
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ato ad Hannover come Friedrich Wilhelm, uno dei dieci figli di Isaac Herschel, oboista e direttore della banda della Guardia di Hannover, che sebbene privo di una istruzione formale educò i figli nella musica, filosofia e astronomia.

Il diciassettenne William nel 1755 apparteneva, col fratello Jacob, alla banda del reggimento delle Guardie di Hannover che fu trasferito in Inghilterra quando Giorgio II unì i regni di Hannover e di Inghilterra.

Imparò ben presto l’inglese e a 19 anni cambiò il suo nome in William Frederick.

Ottimo musicista, suonava il violino, l’oboe e l’organo, divenne insegnante di musica e direttore di banda, compose numerosi lavori tra cui 24 sinfonie, concerti e musica sacra, quasi del tutto dimenticati. Dopo aver diretto orchestre a Newcastle, Leeds, Halifax divenne Maestro di cappella a Bath.

Qui fu raggiunto dal fratello Alexander e dalla sorella Caroline, soprano.

La musica lo fece interessare alla matematica e più tardi all’astronomia, nel 1773 costruì alcuni telescopi e conobbe Nevil Maskelyne, a quel tempo Astronomo Reale.

Fece osservazioni sulla Luna, determinando l’altezza delle montagne lunari, e lavorò ad un catalogo delle stelle doppie.

Nel 1781, il 13 marzo, fece la scoperta che lo rese famoso e lo fece decidere di dedicarsi a tempo pieno all’astronomia, quando da casa sua a Bath scoprì il pianeta Urano.

Battezzò il nuovo pianeta Georgium Sidus (Stella di Giorgio) in onore di Giorgio III, ma il nome non ebbe seguito e il pianeta fu noto in Francia col nome Herschel, finche venne chiamato definitivamente Urano. Tuttavia Giorgio III gli concesse uno stipendio di 200 £ e potè dedicarsi solo all’astronomia.

Nello stesso anno fu eletto alla Royal Society ed ebbe la Medaglia Copley.

Nel 1782 fu nominato Astronomo Reale e si trasferì con la sorella Caroline a Datchet.Si trasferi poi a Windsor e nel 1786 a Slough, dove visse per il resto della vita in una casa nota come ‘Observatory House’ che fu demolita nel 1963 per costruire un palazzo di uffici. Qui si sposò nel 1788 con una vedova, Mary Pitt Baldwin e nel 1792 ebbero l’unico figlio John William.

Continuò a costruire ottimi telescopi riflettori che vendeva ad altri astronomi (si calcola che ne costruì più di quattrocento), sempre più potenti, il più grande con una lunghezza focale di 40 piedi (12 m) e un’apertura di 50 pollici (126 cm).

Con questo telescopio nel 1787 osservò i satelliti di Urano, Titania e Oberon, e nel 1789 due satelliti di Saturno, Mimas e Encelado. I nomi dei satelliti non furono dati anche stavolta da lui, ma dal figlio John nel 1847 e 1852.

Il grande telescopio era tuttavia poco maneggevole e molte sue osservazioni vennero fatte con altro telescopio, da 20 piedi.

Lavorò molto anche sulle stelle doppie e nebulose, insieme alla sorella, e scoprì che molte stelle doppie erano sistemi binari mostrando per la prima volta che la legge della gravitazione di Newton si poteva applicare al di fuori del sistema solare.

Nel 1800, studiando con un termometro differenziale il calore associato ai diversi colori dello spettro solare, notò che la zona più ‘calda’ si trovava fuori dallo spettro visibile, prima del rosso, scoprendo così la radiazione calorifica ‘oscura’ che ora chiamiamo radiazione infrarossa (Il lavoro con il quale annunciava le sue misure e la scoperta dell’infrarosso è pubblicato nello stesso numero delle Transactions della Royal Society che contiene la lettera sulla Pila di Alessando Volta).

Nel 1802 coniò la parola asteroide (dal greco ‘a forma di stella’) per descrivere sia i pianeti minori (dopo la scoperta di Pallas da parte di Olbers) che i satelliti dei pianeti giganti.

Curiosamente credeva che tutti i pianeti fossero abitati e persino il Sole, che secondo lui aveva uno strato interno freddo, protetto dalla rovente atmosfera, quella che noi vediamo, da uno spesso strato di nuvole.

Nel 1816 fu nominato Sir dal Principe Reggente. Nel 1820 fondò, insieme ad altri, la Astronomical Society di Londra che nel 1831 diventerà Royal Astronomical Society.

Morì nella sua casa-osservatorio e fu sepolto nella vicina chiesa di St. Lawrence di Upton dove si era sposato.

La sua casa di Bath, dove aveva scoperto Urano, è ora diventata William Herschel Museum.

Col suo nome sono stati battezzati Crateri sulla Luna, su Marte e sul satellite di Saturno, Mimas, oltre ad un asteroide ‘2000 Herschel’ e la stella μ-Cephei, una delle più grandi stelle dell’universo.

A lui inoltre sono stati dedicati il William Herschel Telescope (WHT) a Las Palmas (Canarie) e il futuro Herschel Space Observatory (HSO) progettato dalla Agenzia Spaziale Europea (ESA), il più grande osservatorio spaziale, che verrà lanciato nel 2009 insieme al radiotelescopio Planck Surveyor e si posizionerà nel ‘punto di Lagrange’ del sistema Sole-Terra a 1,5 milioni di chilometri.

La missione, denominata FIRST (Far InfraRed and Sub-millimetre Telescope), coprirà tutte le lunghezze d’onda dall’infrarosso alle submillimetriche e, col suo specchio di 3,5 m dispiegato nello spazio, si specializzerà nell’osservazione delle galassie ‘neonate’, a qualche milione di anni luce.


Caroline Lucretia Herschel

Hannover, Germania, 16.3.1750 – Hannover, 9.1.1848

Caroline Lucretia Herschel
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orella di William; nella casa paterna si disquisiva spesso di musica e anche di filosofia e astronomia, ma la madre Anna Ilse Moritzen, ritenendo che una donna non dovesse essere istruita, le impediva di partecipare alle discussioni, relegandola ai lavori domestici.

Tuttavia il padre la portava ad osservare le stelle, insegnandole le principali costellazioni, e poterono osservare anche una cometa che la impressionò fortemente, tanto che più tardi le comete diventarono il suo principale soggetto di studio.

A dieci anni fu affetta da tifo che le fermò la crescita così che non crebbe mai più di 130 cm. Questa deformazione convinse i genitori che non avrebbe mai trovato un marito e sarebbe stata destinata ad una vita di servitù. Il padre, inoltre, fu inviato a combattere la guerra contro i francesi nel 1757 e tornò in cattive condizioni di salute, fino a morire poco dopo, così Caroline, in balia della madre, fece una vita da umile serva fino al 1772 quando decise di raggiungere il fratello William a Bath, in Inghilterra, con la dura opposizione della madre.

Il fratello William, al quale era molto legata, le insegnò canto, ma anche inglese e matematica, e la avvicinò alle osservazioni astronomiche che aveva da poco iniziato a praticare.

Come cantante solista partecipò a varie esibizioni, sempre e solo con la direzione del fratello, p.es. nel Messiah e Judas Maccabeus di Haendel, ma sopratutto aiutava il fratello anche nella costruzione dei telescopi che allora era per lui un hobby.

Continuava anche nello studio della matematica diventando esperta soprattutto nella trigonometria sferica, importante per le osservazioni astronomiche.

Quando il fratello, diventato astronomo a tempo pieno, si trasferì a Datchet e poi a Windsor lo seguì e, come lui, abbandonò a malincuore la musica dedicandosi alle osservazioni astronomiche che il fratello le commissionava, affidandole anche un suo telescopio personale.

Cercò sopratutto comete, con una scrupolosa scansione di tutto il cielo, ma di giorno doveva effettuare lunghi e minuziosi calcoli sulle osservazioni del fratello e solo quando lui mancava da casa per lunghi periodi poteva seguire un suo personale programma di ricerca.

Finalmente, nel 1786, quando si erano trasferiti a Slough nella Casa-Osservatorio, osservò la sua prima Cometa che le diede una certa fama e gli fece anche avere uno stipendio personale di 50£ come assistente di William.

Quando il fratello si sposò, andò a vivere da sola nelle vicinanze, pur continuando a collaborare giornalmente alle osservazioni. All’inizio fu in rapporti piuttosto freddi con la cognata che tuttavia migliorarono tanto che provò rimorso per le pagine contro di lei che aveva scritto nel suo diario e le distrusse.

Scoprì altre sette comete tra il 1786 e il 1797 e si dedicò quindi alla revisione del catalogo stellare di Sir John Flamsteed che presentò alla Royal Society nel 1798.

Dopo di che per 25 anni non si dedicherà più alle sue ricerche, ma prima si occuperà dell’istruzione del nipote John, nato nel 1792, che gli veniva affidato durante le vacanze e che fece iscrivere a Cambridge, poi seguendolo quando cominciava a collaborare col padre. A quel tempo Caroline non era più la governante, segretaria, assistente del fratello, ma aveva una fama personale, visitò più volte Maskelyne all’Osservatorio Reale e fu ospite in varie occasioni della famiglia Reale.

Alla morte di William nel 1822 tornò ad Hannover, una decisione affrettata e della quale ebbe a pentirsi, ma per tenere fede ad una promessa non tornò mai più in Inghilterra.

Riprese le sue osservazioni e collaborò col nipote John al catalogo delle nebulose, catalogandone 2500 e ricevendo per questo lavoro una medaglia d’oro della Royal Astronomical Society nel 1828.

Ad Hannover, ormai una celebrità nel mondo dell’astronomia, ricevette la visita di numerosi scienziati, tra i quali Gauss.

Nel 1835 fu eletta, prima donna assieme a Mary Somerville, membro onorario della Royal Society e nel 1838 alla Accademia Reale Irlandese. Al suo 96° compleanno ricevette una lettera dal Re di Prussia con medaglia d’oro, in recognition of the valuable service rendered to astronomy by you, as the fellow worker of your immortal brother.

In occasione del 97° compleanno intrattenne il principe e la principessa per due ore, persino cantando una composizione del fratello William.

Le fu dedicato un pianeta minore, 281 Lucrezia, a una cometa periodica, la 35P/Herschel-Rigollet.


Sir John Frederick William Herschel

Slough, Inghilterra, 7.3.1792 – Collingwood, Inghilterra, 11.5.1871

Sir John Frederick William Herschel
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iglio di William e nipote di Caroline, crebbe alla Casa-osservatorio, con i suoi telescopi, dove si faceva musica, si discuteva di scienza, filosofia e religione e fu istruito soprattutto dalla zia che faceva con lui esperimenti di fisica e chimica.

A scuola ebbe qualche problema quando fu iscritto a Eton a otto anni, ma veniva deriso dai ragazzi più grandi e la madre lo ritirò dopo pochi mesi, iscrivendolo a scuole pubbliche e facendolo seguire a casa da un istitutore di matematica per prepararlo agli esami di ammissione a Cambridge.

Nel 1809 entrò al St.John’s College di Cambridge dove fece amicizia con i futuri matematici George Peacock e George Babbage e nel 1812 con loro fondò la Analytical Society che si proponeva di introdurre nelle università inglesi i metodi matematici continentali dell’analisi, quelli dei d’Alembert, Eulero, Lagrange allora del tutto ignorati, anche se il loro insegnante, Robert Woodhouse, aveva già scritto un trattato sull’approccio leibniziano. Insieme a Peacock tradusse il Traité du calcul différentiel et du calcul intégral di Lacroix, ma la loro Società ebbe vita breve.

Nel 1813 si laureò, risultando primo agli esami finali, con Peacock secondo, mentre Babbage si era ritirato perchè non poteva competere con lui.

A seguito di questa graduatoria ebbe il primo premio Smith e fu eletto ‘fellow’ del St.John’s ed anche della Royal Society alla quale aveva inviato un suo saggio di matematica per la pubblicazione.

Fino al 1820 si dedicò alla matematica, pubblicando vari saggi, anche se inizialmente aveva, a sorpresa, iniziato studi legali scoraggiato persino dal padre che voleva invece per lui una carriera ecclesiastica.

Nel 1816 passò le vacanze in famiglia e decise di dedicarsi all’astronomia, anche per continuare il lavoro del padre che ormai aveva 78 anni e una salute incerta.

Nel 1819 pubblicò anche i suoi esperimenti di chimica e fotografia che, 20 anni dopo, si rivelarono importanti per lo sviluppo della tecnica fotografica.

Nel 1820, insieme a Babbage, contribuì a fondare la Astronomical Society e fu eletto vice-presidente e nel 1821, a riprova della sua versatilità, ebbe la Copley Medal dalla Royal Society per suoi lavori di matematica anche se ormai si era dedicato ad altro.

Rimase amico di Babbage e insieme intrapresero viaggi in Italia e Svizzera nel 1821, ’22 e ’24, per dedicarsi ad ascensioni alpinistiche, con interessi anche scientifici, ed per incontrare altri scienziati come Arago, Biot, Laplace a Parigi, Fraunhofer e Fox Talbot a Monaco e la zia Caroline che era tornata ad Hannover.

Nel 1822 pubblicò il suo primo lavoro di astronomia e nel 1824 la sua opera maggiore, un catalogo delle stelle doppie, al quale aveva contribuito in modo determinante Caroline. Per questo lavoro ebbe il Premio Lalande dall’Accademia di Parigi e una medaglia d’oro dalla Astronomical Society.

Continuò a lavorare sulle stelle doppie, calcolando le orbite di quelle gravitanti attorno ad un centro, anche qui con l’aiuto della zia, ed ottenne la Royal Medal dalla Royal Society.

Nel 1830 pubblicò il Discourse on Natural Philosophy del quale Faraday scrisse : I took it as a school book for philosophers, and feel that it has made me a better reasoner and even experimenter, and has altogether heightened my character, and made me, if I may be permitted to say so, a better philosopher.

Nel 1824 era diventato Segretario della Royal Society (si dimise nel 1827) e nel 1831 fu proposto come Presidente, da Babbage, come leader dei ‘riformisti’ contro la corrente più conservatrice, ma perse la elezione. Divenne però presidente della Astronomical Society e fu nominato Sir.

Forse per la delusione per la mancata elezione decise di trasferirsi al nuovo Osservatorio Reale, al Capo di Buona Speranza, in Sudafrica, fondato allo scopo di osservare e catalogare le stelle dell’emisfero australe. Partì nel 1833 con la moglie Margaret Brodie Stewart, sposata quattro anni prima, e col suo telescopio rifrattore da 20 piedi.

Tra le osservazioni fatte in Sudafrica vi è quella della cometa di Halley, al suo passaggio del 1835, e ipotizzò, per calcolarne l’orbita, forze repulsive dovute al vento solare, nonché l’evaporazione di gas dalla cometa stessa. Osservò anche la Nube di Magellano ipotizzando che fosse costituita di stelle.

Nel 1838 tornò in Inghilterra con l’intento di effettuare i calcoli relativi alle tante osservazioni fatte, lavoro che completò solo nel 1847, perchè occupato in altre cose, e gli valse una seconda Medaglia Copley dalla Royal Society.

Nel 1839 venne casualmente a conoscenza del lavoro di Daguerre sulla fotografia e senza conoscerne i dettagli riuscì a ottenere fotografie dopo pochi giorni. Quando venne a visitarlo Fox Talbot per discutere i dettagli dei loro indipendenti esperimenti, in particolare il problema del fissaggio dell’immagine, si fece dare una foto e dopo pochi minuti la restituì dicendo "I think you'll find that fixed": aveva usato il fissatore ad iposolfito di sodio già ideato 20 anni prima. Coniò inoltre i termini fotografia, negativo e positivo.

Poteva essere a buon diritto considerato l’inventore della fotografia se avesse continuato i suoi esperimenti così precoci, ma probabilmente, oltre ad avere troppi interessi contemporaneamente, non era stimolato a sviluppare la tecnica fotografica dato il suo talento artistico nel disegno.

Nel 1842 divenne Rettore del Marischal College di Aberdeen e nel 1845 presidente della British Association di Cambridge, ma nel 1850 prese una decisione sconcertante, rifiutando l’elezione al Parlamento come rappresentante dell’Università di Cambridge ed anche la candidatura alla presidenza della Royal Society per accettare la direzione della Zecca.

L’incarico, nel pieno di una riforma monetaria, si rivelò pieno di difficoltà, col personale e col Tesoro, e soprattutto gli impediva di dedicarsi ad un’attività scientifica, l’unica per la quale si sentiva portato, per cui si dimise.

La sua salute si era deteriorata per il lavoro alla Zecca e si ritirò a Collingwood dedicandosi solo all’attività scientifica, per completare molti lavori che lui e suo padre avevano intrapreso, ma mai portato a termine, e, nel tempo libero, alla traduzione in versi dell’Iliade.

Scrisse anche alcuni articoli sull’astronomia per la 8° ed. della Enciclopedia Britannica.

Non ebbe più grandi risultati scientifici, ma alla morte era considerato il più grande scienziato inglese del suo tempo: In John Frederick William Herschel British science has sustained a loss greater than any which it has suffered since the death of Newton, and one not likely to be replaced... come ricordò il suo necrologio, ma soprattutto si fece notare che ancora più importante ... was the influence of his teaching and example in wakening the public to the power and beauty of science.

Fu sepolto in Westminster Abbey vicino a Newton.

Dal matrimonio con Lady Margaret Stewart nacquero ben 12 figli:

Alexander Stewart Herschel

Alexander Stewart Herschel (Città del Capo, 1836 – Slough, 1907), laureato al Trinity College di Cambridge nel 1859, astronomo famoso per le ricerche sulla spettroscopia degli sciami meteorici che, per primo assieme a Schiapparelli, associò alle comete. Professore di fisica sperimentale a Galsgow nel 1866 e a Newcastle upon Tyne nel 1871. Fellow della Royal Society dal 1884 e della Royal Astronomical Society dal 1867. Nel 1888 ritornò nella Casa-Osservatorio fondata dal nonno a Slough, insieme al fratello e due sorelle, ed ivi continuarono le ricerche sulle meteore oltre a riordinare il materiale storico delle osservazioni di famiglia.

Il fratello Colonnello John Herschel prestò servizio in India ed era Fellow della Royal Society e professore a Calcutta, occupandosi di geodesia e osservazioni delle eclissi solari.

L’altro fratello Sir William James Herschel, ereditò, come primogenito, il titolo nobiliare di baronetto e fu il primo ad utilizzare le impronte digitali come mezzo di identificazione.

Un figlio di questi, il Reverendo Sir John Charles Herschel, fu l’ultimo discendente maschio ad ereditare il titolo e ad abitare a Slough fino al 1950, anch’egli astronomo e membro della Royal Astronomical Society.

La sorella minore Constance Anne Herschel diventò la storica della famiglia e, col nome da sposata di Lubbock, pubblicò The Herschel Cronicle nel 1933 (Camridge University Press).


Letture consigliate:

Link: http://www-history.mcs.st-andrews.ac.uk/Biographies/Herschel.html

L'articolo di Millman, in tre parti, citato sopra, Ŕ reperibile in rete:

http://articles.adsabs.harvard.edu//full/seri/JRASC/0074//0000134.000.html

http://articles.adsabs.harvard.edu//full/seri/JRASC/0074//0000203.000.html

http://articles.adsabs.harvard.edu//full/seri/JRASC/0074//0000279.000.html


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