Гершель Уранды және инфрақызыл сәулеленуді қалай ашты

Ғылым тарихында адамзаттың дүниетанымын түбегейлі өзгерткен тұлғалар бар. Солардың бірі – Уильям Гершель. Оның есімі екі ірі жетістікпен байланысты: Күн жүйесінің жетінші ғаламшары – Уранды табуы және көзге көрінбейтін инфрақызыл сәулеленуді ашуы. Бұл жаңалықтар кездейсоқ болған жоқ. Олар зерделі ақылға, техникалық ізденімпаздыққа және табандылыққа сүйенді. Неге дәл осы ғалым осындай биікке жеткенін түсіну үшін оның өмірлік жағдайына, зерттеу тәсілдеріне және қолданған құралдарына назар аудару қажет.

Тұлға және құралдар

Музыкант ретінде басталған жол біртіндеп астрономияға ұласты. Қолөнерге бейімділігі оған телескоп жасауды үйретті. Әрбір ұсақ-түйекке мән беру аспаптардың сапасын арттырды және бақылаулардың анықтығын қамтамасыз етті.

Төменде келтірілген әдеттер жылдар бойы қалыптасып, әр сәтті тәжірибеден кейін күшейе түсті. Олар күнделікті машық қана емес, жаңа жаңалықтарға апаратын баспалдақ болды.

• металл қорытпасынан жасалған айна шынайы жарықтылық беріп, аспанды кеңірек көруге мүмкіндік берді;
• оптиканы теңшеу мен тазалыққа мән беру кескін сапасын арттырды;
• ауа райы мен құралдың жағдайын тәптіштеп жазу кейінгі салыстыруға қолайлы болды;
• аспанның бір нүктесін қайта-қайта қарау қозғалысты байқауға жол ашты.

Дәл осы дағды мен тәртіп жаңа құбылыстарды көруге жағдай жасады. Соның арқасында бұрын беймәлім нәрселер анықталды.

Жаңа ғаламшарды байқаудың себептері

1781 жылдың наурызында ғалым жұлдызға ұқсамайтын бұлдыр нүктені байқады. Кейінгі бақылаулар оның қозғалысын көрсетті. Бастапқыда комета сияқты көрінгенімен, дәлелдер басқа қорытындыға алып келді – жаңа ғаламшар табылды.

Осы табыстың себептері бір-бірін толықтырып, ортақ нәтижеге жетеледі.

1. Телескоп сапасы өзгелерден озық болды. Өз қолымен жасалған айна әлсіз жарықты жинап, нысанды айқынырақ көрсетті.
2. Жүйелі бақылау деректердің кездейсоқ емес екенін дәлелдеді. Түн сайынғы жазбалар жұлдыздарға қатысты қозғалысты айқындады.
3. Комета нұсқасын тексеру асығыстықсыз жүрді. Жылдамдығы мен орбитасы ғаламшарға тән сипат көрсетті.
4. Есептеулер соңғы шешімді бекітті. Орбиталық параметрлер Күн жүйесіне сәйкес келді.

Осылайша ғылыми орта жаңа дененің барын мойындады. Күн жүйесінің шекарасы кеңейді.

Жарық тәжірибесі және көзге көрінбейтін жылу

Кейінгі жылдары Гершель Күн сәулесінің табиғатын зерттеуге кірісті. Призма арқылы түсті спектрді бөліп, әр аймаққа термометр қойды. Қызыл шекарадан тыс жерде температураның жоғары екенін байқап, жаңа құбылысты анықтады. Бұл – инфрақызыл сәулелену еді.

Қарапайым тәжірибенің табысты болуына бірқатар фактор әсер етті.

1. Логика айқын болды. Егер түстер әртүрлі жылу берсе, қызылдан кейінгі аймақта да энергия болуы мүмкін деген ой тексерілді.
2. Құралдар сенімді нәтиже көрсетті. Бірдей термометрлер айырмашылықты нақты көрсетті.
3. Нәтижелерді түсіндіру дұрыс жасалды. Температураның артуы көзге көрінбейтін сәулелердің барын дәлелдеді.

Осылайша тәжірибе жаңа физикалық шындыққа жол ашты. Кейін бұл құбылыс ғылым мен техникада кеңінен қолданылды.

Ғылым мен тәжірибеге ықпалы

Жаңа ғаламшардың ашылуы астрономияны алға сүйреді. Ал инфрақызыл диапазон табиғатты зерттеуде жаңа мүмкіндіктер берді. Бүгінде ол медицинадан бастап ғарыштық телескоптарға дейін қолданылады.

Мысалдар қатарын қарастырайық:

• құтқарушылар түтін ішінде адамдарды табу үшін жылу камераларын пайдаланады;
• өнер туындыларын қалпына келтіруде инфрақызыл спектроскопия қолданылады;
• жұлдызаралық шаң арасынан протопланеталық дискілерді зерттеу мүмкін болды;
• тұрмыста пульттер құрылғыларды инфрақызыл импульспен басқарады;
• климаттық спутниктер Жердің энергия балансын бақылайды.

Бұл салалар алғашқы тәжірибенің қаншалықты маңызды болғанын көрсетеді.

Уильям Гершельдің екі үлкен жетістігі – табандылық пен жүйелі еңбектің жемісі. Қарапайым құралдарды жетілдіру арқылы ол бұрын-соңды байқалмаған құбылыстарды ашты. Ғалымның үлгісі зерттеуші үшін басты қағиданы еске салады: табандылық пен мұқияттылық жаңа көкжиектерге жеткізеді. Оның еңбегі әлемнің біз білмеген қырларын ашуға жол салды.