19世纪中期,研究天文望远镜的竞争,仿佛就像是英国和德国之间的“战争”。一位英国天文学家继承了反射望远镜的事业,决心要超过赫歇耳。这位天文学家就是威廉·帕森斯·罗斯(1800—1867)。
罗斯的家在爱尔兰,拥有领地,是一位伯爵富豪。1822年他毕业于牛津大学,在议会呆了12年。1841年,他继承了父亲的爵位,成为第三代罗斯伯爵。1845年又在上院取得了一个席位。因此,罗斯算是一个有名望的贵族天文学家。他的兴趣是要制造世界上最大的望远镜,并在他家的土地上建立望远镜基地。罗斯有许多方便条件,例如,资金充足,时间宽裕,有专业技术,而且助手又多。
然而,罗斯毕竟没有制镜的实际经验。他首先遇到的困难是不知如何去制造出大块而没有裂纹的金属反射镜。因为前人并没有公开他们的制镜技术,他必须自己摸索,从零开始。于是,他潜心进行研究,花费了5年时间去钻研。开始尝试用铜锡合金,但这种合金太脆,易碎裂。后来他想出新的解决办法,把镜子分小块铸造,然后用焊和铆的方法,把小块镜面拼镶起来,最后将锡熔化在镜面上浇上一层锡,使之成为反射镜。
罗斯制镜很有恒心,一干就是17年。他先后成功地制造了口径为38厘米、6l厘米和91厘米的反射镜。
1840年,他设计了一架口径为91厘米的反射望远镜。从本质上来说,这些都是牛顿式的望远镜,并没有什么创新,但它们更精确了,因为罗斯改进了望远镜的结构装置,从而避免了观测者的体温对仪器的影响。而且在磨制镜面时,他把镜浸泡在恒温的水中进行研磨,并用一架小的蒸气引擎来带动磨镜工具。
尽管爱尔兰中部的气候条件恶劣,空气温差大,温度不均匀,在一定程度上影响了制镜的精度。罗斯制出的这架口径为9l厘米的反射望远镜,比起赫歇耳那架口径为122厘米反射望远镜,使用起来要方便得多。
初步取得的成功激励着罗斯去制造更大的望远镜。1842年,他着手铸造一块大的反射镜,其直径为184厘米,等于一个高个子男人的身长,相当于赫歇耳那架望远镜口径的1.5倍、镜面面积的2.25倍。罗斯从1842年4月13日动手铸造,仅冷却这道工序就花了16个星期。不幸的是,这块大镜磨好后,刚要装到镜筒上去时竟然破裂了,罗斯不得不重新开始。他坚忍不拔,从不灰心,直到第5次铸造才获得成功。
新制出的反射镜重3.6吨,要把它装到镜筒里去,当然是很费力气的事。
1842年的年末,罗斯用厚木板制成了望远镜筒,并用铁箍加强,镜筒长17米,直径2.4米。为了避风,镜筒安放在两堵高墙之间,每堵墙宽达22米,高17米。墙是南北向的,镜筒夹在两堵墙之间,倒是挺安全的,但是它被限制在南北方向,不能有大角度的转动,只能沿着地球南北两极方向(子午线)观测。
1845年2月,这架望远镜开始调试和正式使用。
为了能取得突破性成果,罗斯用这架超大型的反射望远镜观测各种星云,观测到别的望远镜没有看见过的星体,看见了别人没有看清楚的星体特征。1845年,他第一次发现了“螺旋星云”。5年之后,他又发现了14个螺旋星云。1848年,罗斯发现天空中有一个形状不规则、云雾状的星云斑块,好像一只螃蟹周围有许多的脚一样,他把它称作“蟹状星云”。这个名字一直沿用至今。
罗斯为制造这架184厘米的超大型望远镜共用了3年时间,耗资12 000英镑。从技术角度来看,它是一架出色的仪器,人们称它为“列维亚森”。但由于当地气候恶劣,加上观测视域不能远离子午线,因而操作不够方便,所以几乎没有取得突出的成果。
罗斯花费重资制造的这架“列维亚森”望远镜,使用了60年。1908年即罗斯死后41年,它已变得摇摇欲坠而被拆卸了下来。
后人评价罗斯进行的这一冒险事业时,肯定了他的胆识和公开技术资料的胸怀,同时指出了在选点和安装设计上的失误。
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