विशेष लेख | 15 नवंबर | जयंती विशेष | विज्ञान एवं खगोल विज्ञान
रात के आकाश में दिखाई देने वाले ग्रहों और तारों को समझने की मानवीय जिज्ञासा ने विज्ञान को कई नई दिशाएँ दी हैं। इसी जिज्ञासा को दूरबीनों, व्यवस्थित अवलोकन और प्रयोगों के माध्यम से आगे बढ़ाने वाले महान वैज्ञानिकों में सर विलियम हर्शेल का नाम विशेष महत्त्व रखता है। उन्होंने 13 मार्च 1781 को यूरेनस ग्रह की पहचान की, जिससे प्राचीन काल के बाद पहली बार सौरमंडल में एक नए ग्रह की खोज हुई। वर्ष 1800 में सूर्य के प्रकाश के वर्णक्रम का अध्ययन करते हुए उन्होंने अवरक्त विकिरण का पता लगाया। उनकी खोजों ने खगोल विज्ञान और भौतिकी—दोनों के विकास में स्थायी योगदान दिया।
हनोवर में जन्म और संगीत से आरंभिक जुड़ाव
सर फ्रेडरिक विलियम हर्शेल का जन्म 15 नवंबर 1738 को हनोवर में हुआ था। उस समय हनोवर पवित्र रोमन साम्राज्य के अंतर्गत एक निर्वाचक क्षेत्र था; आज यह जर्मनी का हिस्सा है। उनका जन्म नाम फ्रेडरिक विल्हेम हर्शेल (Friedrich Wilhelm Herschel) था। उनके पिता आइजैक हर्शेल सैन्य बैंड में संगीतकार थे। परिवार में संगीत का वातावरण था और विलियम ने बचपन से ही संगीत की शिक्षा प्राप्त की।
किशोरावस्था में वे हनोवरियन गार्ड्स के सैन्य बैंड से जुड़े और ओबो वादन किया। 1757 में वे इंग्लैंड आ गए। वहाँ उन्होंने संगीतकार, शिक्षक, आयोजक और बाद में ऑर्गनवादक के रूप में काम किया। वे कुछ समय लीड्स और हैलिफैक्स में रहे तथा 1766 में बाथ के ऑक्टागन चैपल में ऑर्गनवादक बने। संगीत के साथ-साथ गणित, प्रकाशिकी और प्राकृतिक दर्शन में उनकी रुचि बढ़ती गई। यही अध्ययन आगे चलकर उन्हें खगोल विज्ञान तक ले गया।
दूरबीन निर्माण और कैरोलिन हर्शेल का सहयोग
हर्शेल केवल दूरबीन से आकाश देखने वाले खगोलशास्त्री नहीं थे; वे अपने उपकरण स्वयं बनाने और बेहतर करने में भी जुटे रहते थे। उस समय उच्च गुणवत्ता वाली दूरबीनें महँगी और सीमित उपलब्धता वाली थीं। इसलिए उन्होंने परावर्तक दूरबीनों के दर्पण ढालने, घिसने और चमकाने का काम सीखा। उनके भाई अलेक्जेंडर ने उपकरण निर्माण में मदद की और उनकी बहन कैरोलिन हर्शेल ने अवलोकन, गणना तथा खगोलीय अभिलेखन में महत्त्वपूर्ण सहयोग दिया। कैरोलिन आगे चलकर स्वयं भी प्रसिद्ध खगोलशास्त्री बनीं।
हर्शेल ने व्यवस्थित रूप से तारों, द्वितारों और नीहारिकाओं का अध्ययन किया। वे केवल किसी चमकीले पिंड को देखकर संतुष्ट नहीं होते थे, बल्कि उसकी स्थिति, चमक और समय के साथ होने वाले परिवर्तन को दर्ज करते थे। इस पद्धति ने खगोल विज्ञान को अधिक व्यवस्थित अवलोकन और तुलनात्मक अध्ययन की दिशा में आगे बढ़ाया।
13 मार्च 1781: यूरेनस की खोज
13 मार्च 1781 की रात हर्शेल मिथुन तारामंडल के क्षेत्र में तारों का निरीक्षण कर रहे थे। उन्हें एक ऐसा पिंड दिखाई दिया, जिसका आकार सामान्य तारों से अलग प्रतीत हो रहा था। शुरुआती तौर पर उन्होंने इसे धूमकेतु समझा, क्योंकि उस समय यह स्पष्ट नहीं था कि वह ज्ञात ग्रहों में से कोई है या कोई नया पिंड। बाद के अवलोकनों और अन्य खगोलशास्त्रियों की गणनाओं से इसकी ग्रह-संबंधी कक्षा स्थापित हुई। इस प्रकार यूरेनस की पहचान हुई।
यह खोज इसलिए ऐतिहासिक थी क्योंकि प्राचीन काल से ज्ञात बुध, शुक्र, पृथ्वी, मंगल, बृहस्पति और शनि के बाद पहली बार दूरबीन की सहायता से एक नया ग्रह खोजा गया था। हर्शेल ने आरंभ में इस ग्रह का नाम ब्रिटिश राजा जॉर्ज तृतीय के सम्मान में ‘जॉर्जियम सिडस’ रखने का प्रस्ताव किया, लेकिन बाद में ‘यूरेनस’ नाम अंतरराष्ट्रीय स्तर पर स्वीकार किया गया। इस खोज ने सौरमंडल की ज्ञात सीमाओं को विस्तृत कर दिया।
इस उपलब्धि के बाद हर्शेल को व्यापक प्रतिष्ठा मिली। 1781 में उन्हें रॉयल सोसाइटी का कॉप्ले मेडल प्रदान किया गया और वे इसके फेलो चुने गए। 1782 में राजा जॉर्ज तृतीय ने उन्हें ‘किंग्स एस्ट्रोनॉमर’ नियुक्त किया। आगे चलकर उन्होंने यूरेनस के दो प्रमुख उपग्रहों—टाइटेनिया और ओबेरॉन—की खोज भी की।
1800 में अवरक्त विकिरण की खोज
हर्शेल की वैज्ञानिक जिज्ञासा केवल ग्रहों और तारों तक सीमित नहीं थी। वर्ष 1800 में उन्होंने सूर्य के प्रकाश के अलग-अलग रंगों और उनसे मिलने वाली ऊष्मा का अध्ययन किया। प्रिज्म की सहायता से सूर्य के प्रकाश को वर्णक्रम में बाँटकर उन्होंने विभिन्न रंगों के पास थर्मामीटर रखे और तापमान में अंतर मापा। प्रयोग के दौरान उन्होंने पाया कि लाल रंग के पार, जहाँ आँखों को कोई दृश्य प्रकाश दिखाई नहीं देता, वहाँ भी तापमान बढ़ रहा था।
इस परिणाम ने संकेत दिया कि दृश्य लाल प्रकाश से आगे भी एक अदृश्य विकिरण मौजूद है, जो ऊष्मा पहुँचा सकता है। इसी विकिरण को आज अवरक्त विकिरण (Infrared Radiation) कहा जाता है। हर्शेल ने 1800 में इस विषय पर अपने प्रयोगों के निष्कर्ष प्रकाशित किए। यह खोज विद्युतचुंबकीय वर्णक्रम की समझ के विकास में एक महत्त्वपूर्ण शुरुआती कदम थी। आज अवरक्त तकनीक का उपयोग तापीय इमेजिंग, मौसम एवं पर्यावरण अध्ययन, चिकित्सा उपकरणों, औद्योगिक निरीक्षण और अंतरिक्ष विज्ञान में किया जाता है। इन आधुनिक अनुप्रयोगों का विकास बाद की वैज्ञानिक प्रगति का परिणाम है, लेकिन अदृश्य अवरक्त विकिरण की पहचान में हर्शेल का प्रयोग ऐतिहासिक आधार बना।
आकाशगंगा, तारों और नीहारिकाओं पर शोध
हर्शेल ने अपने जीवन का बड़ा हिस्सा आकाश के व्यापक सर्वेक्षण में लगाया। उन्होंने द्वितारा प्रणालियों, नीहारिकाओं और तारों के समूहों का अध्ययन किया। उनके अवलोकनों ने यह समझने में मदद की कि आकाश में दिखाई देने वाली अनेक धुँधली आकृतियाँ अलग-अलग प्रकार की खगोलीय संरचनाएँ हैं। उन्होंने आकाशगंगा की संरचना के बारे में भी विचार प्रस्तुत किए और तारों की संख्या तथा वितरण का अनुमान लगाने का प्रयास किया।
उनके कार्य में कैरोलिन हर्शेल का योगदान भी उल्लेखनीय था। उन्होंने अनेक नीहारिकाओं और धूमकेतुओं की खोज की तथा खगोलीय सूचियों के निर्माण में सहायता की। भाई-बहन की यह वैज्ञानिक साझेदारी उस दौर में विशेष महत्त्व रखती थी, जब खगोल विज्ञान में व्यवस्थित सर्वेक्षण और अभिलेख तैयार करना कठिन श्रमसाध्य कार्य था।
सम्मान, निधन और वैज्ञानिक विरासत
हर्शेल को उनके जीवनकाल में कई सम्मान मिले। वे रॉयल सोसाइटी के फेलो बने, राजा के खगोलशास्त्री नियुक्त हुए और 1816 में उन्हें नाइट की उपाधि प्रदान की गई। 25 अगस्त 1822 को इंग्लैंड के स्लाउ में उनका निधन हुआ। वे अपने पीछे खगोलीय अवलोकनों, दूरबीन निर्माण और वैज्ञानिक प्रयोगों की ऐसी विरासत छोड़ गए, जिसने आगे की पीढ़ियों के शोधकर्ताओं को प्रेरित किया।
सर विलियम हर्शेल का जीवन यह दिखाता है कि वैज्ञानिक खोजें अक्सर अलग-अलग विषयों के मेल से जन्म लेती हैं। संगीत से शुरुआत करने वाले हर्शेल ने गणित, प्रकाशिकी, उपकरण निर्माण और धैर्यपूर्ण अवलोकन के सहारे खगोल विज्ञान में असाधारण योगदान दिया। यूरेनस की खोज ने सौरमंडल की सीमाओं को विस्तृत किया, जबकि अवरक्त विकिरण की पहचान ने प्रकाश और ऊष्मा की वैज्ञानिक समझ को नई दिशा दी। इसी कारण उनका नाम आधुनिक खगोल विज्ञान और भौतिकी के इतिहास में सम्मान के साथ लिया जाता है।
