William Herschel

William Herschel (né Friedrich Wilhelm Herschel) est un astronome britannique d'origine allemande, né le à Hanovre et mort le à Slough[1]. Il est aussi compositeur de musique.

Ne doit pas être confondu avec William James Herschel.

Pour les articles homonymes, voir Herschel.

Biographie

Premières années à Hanovre

Herschel passe son enfance à Hanovre, une ville du nord-ouest de l'Allemagne ; l'électorat de Hanovre est alors en union personnelle avec la Grande-Bretagne sous le roi George II. Il reçoit une éducation musicale de son père, violoniste et hautboïste. Garde de régiment, et hautboïste militaire[2], il est appelé avec son frère aîné en Grande-Bretagne en 1756 afin de parer l'invasion française (guerre de Sept Ans). Ils participent à la bataille de Hastenbeck. Horrifié par les tueries auxquelles il vient d'assister, il déserte l'armée et s'installe définitivement en Angleterre[3].

Une vie de musicien

Il gagne d'abord sa vie comme copiste musical à Londres, ensuite en tant que professeur de musique, puis comme directeur de la milice de Durham. En 1758, il obtient la direction des concerts d'Édimbourg avant de devenir organiste à Halifax en 1766 et enfin puis comme organiste à la Chapelle Octogonale de Bath l'année suivante. Il demeure au centre de la vie musicale de la ville pendant dix ans tout en s'intéressant de plus en plus à l'astronomie[4],[5]. Sa musique, qui était largement oubliée, est redécouverte dans les années 1990.

L'astronome
Gravure représentant le télescope de 40 pieds (12 m) de focale et de 48 pouces (122 cm) d'ouverture construit par Herschel. 1789.

Découverte d'Uranus

Astronome amateur[6],[7], il a le projet de déterminer la forme et les dimensions de l'Univers. Trop pauvre pour s'acheter un instrument astronomique, il construit, après plusieurs essais infructueux, plusieurs grands miroirs concaves en bronze. Cela lui permet de réaliser en 1776 un télescope de sept pieds de distance focale (231 cm) et de 6,2 pouces de diamètre (17 cm) ; l'instrument, qui grossit 227 fois, est achevé en 1778 et placé dans le jardin de sa maison du 19 New King Street à Bath, dans le Somerset en Angleterre[8].

Dans la nuit du , il découvre au cours d'une observation, la planète Uranus, croyant d'abord avoir affaire à une comète ou à un disque stellaire. Après d'autres observations de Herschel, Anders Lexell calcule l'orbite et est d'avis qu'il s'agit probablement d'une planète[9]. Cet objet céleste avait déjà été observé (par John Flamsteed, James Bradley, Tobias Mayer[10] et Pierre Charles Le Monnier, généralement sous le nom de 34 Tauri[11],[12]) et avait été pris pour une étoile, mais Herschel se range à l'avis de Lexell et, en l'honneur de George III, appelle la nouvelle planète « Georgium sidus » (l'« Astre georgien »). C'est la première planète découverte depuis l'Antiquité. Mais le nom du roi anglais ne passe pas en France (on y parle plutôt de la « planète Herschel ») ; puis on finit par se mettre d'accord sur « Uranus ».

Observations avec Caroline

Aidé de sa sœur Caroline, qui l'a rejoint à Bath en 1772 après la mort de leur père, il devient, grâce aux lunettes et aux télescopes qu'il construit lui-même, un observateur renommé. Le roi George III, passionné d'astronomie, lui offre son soutien, notamment en en le nommant astronome du roi[13] et lui allouant, afin qu'il puisse se consacrer entièrement à ses recherches scientifiques et astronomiques, un traitement annuel de 200 livres — salaire bien modeste pour l'époque ; Caroline reçoit pour sa part 50 livres, devenant la première femme rétribuée pour du travail scientifique[14].

En , il détecte le mouvement du Soleil vers un point de la constellation d'Hercule qu'il nomme l'apex[15]. En , il attribue à la météorologie certains changements observés à la surface de Mars et suppose, le premier, que cette planète a une atmosphère[16].

Entre 1785 et 1789, le frère et la sœur construisent le célèbre télescope de 40 pieds ; il ne sera toutefois pas à la hauteur des espérances[17],[18].

En , il découvre deux satellites d'Uranus, Obéron et Titania, le 11 janvier[19],[20] et montre son télescope de 6 m de focale (20 pieds). En , il découvre les calottes polaires de Mars et les satellites Mimas et Encelade de Saturne[21].

Des volcans sur la Lune ?

Pendant la nuit du , Herschel observe un phénomène lunaire transitoire : il remarque trois taches rougeoyantes sur la partie non éclairée de la Lune[22]. Il informe le roi et quelques astronomes de ses observations. Herschel attribue le phénomène à des éruptions de volcans et perçoit la luminosité du point le plus brillant comme supérieure à celle d'une comète découverte le 10 avril. Ses observations coïncident avec la survenue d'une aurore boréale au-dessus de la ville italienne de Padoue[23]. L'activité d'une aurore boréale aussi au sud du cercle Arctique est très rare. Le spectacle de Padoue et l'observation de Herschel se produisent peu avant que le nombre de taches solaires n'atteigne un pic en mai 1787.

Travaux de la maturité

En , il propose un modèle d'univers lenticulaire[15] (il semble avoir eu l'intuition de nébuleuses extragalactiques[24]). Ce modèle est une approximation grossière du modèle contemporain de la Voie lactée. Herschel fait alors un travail de cosmologiste ; le mot de « cosmologie » n'est toutefois pas de lui[25] (il parle de la « construction des cieux »).

En 1789, il construit un télescope de 12 m de long et de 1,22 m d'ouverture[26].

C'est lui qui, en , découvre les « rayons calorifiques[27] », que nous appelons aujourd'hui rayonnement infrarouge.

En , il montre qu'il y a des étoiles binaires. Il en publie plusieurs catalogues (, ). Ses catalogues de nébuleuses sont de , et .

Famille

Plusieurs membres de la famille de William Herschel se sont aussi illustrés dans les sciences :

Contributions (liste partielle)

Textes

Instruments
  • Télescope de sept pieds. Reconstruction d'un télescope semblable à celui qui servit à la découverte d'Uranus. Musée d'astronomie Herschel, Bath.
  • Télescope de 20 pieds (6 m). 1787.
  • Télescope de 40 pieds (12 m) de focale et de 48 pouces (122 cm) d'ouverture. 1789[17],[29]
  • Télescope construit pour l'observatoire royal de Madrid (es) entre 1796 et 1802 (reconstruction).
  • Télescope ayant appartenu à Caroline Herschel.

Herschel découvre très tôt que ses miroirs, qui sont faits de cuivre et d'étain, ont besoin d'un polissage soigné et continu juste après leur production. D'où des séances de polissage de seize heures ou plus, durant lesquelles c'est Caroline qui nourrit William.

Musique

La musique de Herschel a été redécouverte avec bonheur en 2003 par les London Mozart Players dans un disque consacré aux symphonies. Les œuvres « galantes » de Herschel ont été composées entre 1759 et 1770 : 24 symphonies, une douzaine de concertos (violon, alto, hautbois, orgue), des sonates pour clavecin et de la musique religieuse. Un CD d’œuvres de Herschel interprétées à l'orgue par Dominique Proust a été publié en 1992.

Discographie

En ligne
Sur YouTube

Partitions

Bibliographie

Compléments

Honneurs et éponymie

Notes et références
  1. Plus exactement à Upton, faubourg de Slough (en). Nom de la paroisse ecclésiastique : Upton cum Chalvey. Sa sépulture est dans l'église : John Bartholomew, Gazetteer of the British Isles : Statistical and topographical, 1887. p. 806.
  2. Fiche des archives de la Royal Society.
  3. François Rothen, La fascination des ailleurs : chasseurs de planètes, PPUR Presses polytechniques, , p. 17.
  4. Site articles.adsabs.harvard.edu, Livre "Le Centenaire de William Herschel." de Camille Flammarion
  5. Site astrosurf.com, page sur William Herschel, consulté le 25 mai 2021.
  6. Livre "Apres Le Temps Des Prophètes. Les défis Des Années 80 et le destin de L'Europe", page 45 de Pierre Cormier
  7. Site promenade.imcce.fr, page "Uranus", consulté le 25 mai 2021.
  8. Jacques Merleau-Ponty, La science de l'univers à l'âge du positivisme : étude sur les origines de la cosmologie contemporaine, Vrin, , p. 73.
  9. Thomas Kuhn, The structure of scientific revolutions, The University of Chicago Press, 1970, p. 115 (ISBN 0226458040).
  10. Uranus est l'étoile 964 du catalogue de Mayer : Eric G. Forbes, « The astronomical work of Carl Friedrich Gauss (1777–1855) ».
  11. Sur ces cas de prédécouverte, on peut voir Garry E. Hunt et Patrick Moore, Atlas of Uranus, p. 25.
  12. Edgar W. Woolard, « Comparison of the observations of Uranus previous to 1781 with theoretical positions obtained by numerical integration », dans Astronomical Journal, vol. 57, p. 35 Bibcode : 1952AJ.....57...35W.
  13. Ne pas confondre avec astronomer royal, qui est une fonction publique. L'astronome du roi est un astronome privé, même s'il s'agit du roi.
  14. Peter Bond, Exploring the Solar System, John Wiley & Sons, , p. 281.
  15. Histoire de l'astronomie, vol. 5, 1964 (le cercle du Bibliophile et Erik Nitsche). Les astronomes contemporains donnent parfois des points voisins.
  16. Fiche de la NASA sur le XVIIIe siècle dans l'observation de Mars.
  17. « Description of a forty-feet reflecting telescope », dans Phil. Trans, vol.  85, p. 347–409. Lu le .
  18. Margaret Alic, Hypatia's heritage : a history of women in science from Antiquity through the nineteenth century, Beacon Press, 1986, p. 127.
  19. « An account of the discovery of two satellites revolving round the Georgian Planet », dans Phil. Trans., 1787 77:125–129 DOI:10.1098/rstl.1787.0016.
  20. Mark Bratton, The complete guide to the Herschel objects, Cambridge University Press, , p. 96.
  21. « Account of the discovery of a sixth and seventh satellite of the planet Saturn ; with remarks on the construction of its ring, its atmosphere, its rotation on an axis, and its spheroidical figure », dans Phil. Trans., , 80, p. 1–20 DOI:10.1098/rstl.1790.0001.
  22. W. Herschel, « Herschel’s « Lunar volcanos » » (Les volcans lunaires de Herschel), dans Sky and Telescope, mai 1956, p. 302–304. (Réimpression de An account of three volcanos in the Moon DOI:10.1017/CBO9781139649643.023, rapport de Herschel à la Royal Society le 26 avril 1787, réimprimés à partir de la collecte de ses travaux (1912)).
  23. Zdenek Kopal, « Lunar flares », dans Astronomical Society of the Pacific Leaflets, 9, décembre 1966, 401–408.
  24. Cela ne deviendra certain qu'avec les travaux d'Edwin Hubble en 1924.
  25. Il est de Christian Wolff et remonte à 1731.
  26. Richard Taillet, Pascal Febvre et Loïc Villain, Dictionnaire de physique, De Boeck Supérieur, , p. 533.
  27. Voir particulièrement cette page des Phil. Trans.
  28. Juin 2016.
  29. Comparer avec le télescope de 20 pieds de John Herschel à Feldhausen au Cap de Bonne Espérance en septembre 1834.
  30. Dominique Proust est à la fois astrophysicien et organiste.
  31. (en) W. Herschel, Stars newly come to be visible, Royal Astronomical Society of London, (lire en ligne), p. 257.
  32. Bruce M. Swinyard et al., « The Herschel-SPIRE submillimetre spectrum of Mars », dans Astronomy & Astrophysics, .
  33. Chris P. Pearson et Sophia A. Khan, « Submillimetre surveys : the prospects for Herschel », dans Mon. Not. R. Astron. Soc., 22 juin 2009.

Articles connexes

Liens externes
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