1782年，英王喬治三世聘他為宮廷天文學家。同年他從巴斯遷居達奇特，並完全致力於天文學的研究。1786年定居於斯勞。1787年製成一架焦距6米的反射望遠鏡。1789年又製成一架焦距12米、口徑122厘米的大型望遠鏡（他一生製作望遠鏡達數百架之多）。他用這些望遠鏡獲得許多重要發現。

    1800年，赫歇耳用靈敏溫度計研究光譜裏各種色光的熱作用時，把溫度計移到光譜的紅光區域外側，它的溫度上升得更高，說明那裏有看不見的射線照到溫度計上，這種射線後來就叫做紅外線。

    由於赫歇耳發現了太陽光中的紅外輻射，並推測出這種輻射的性質，從而創立了天文學中的一門新學科——彩色光度學，成為人類第一個發現大自然中除可見之光外還存在著其他輻射的光。

    1821年，赫歇耳成為英國皇家天文學會第一任會長。次年8月25日在斯勞逝世。

    除上述之外，赫歇耳還先後作出三份“雙星表”及2500個星雲和星雲團，發現天王星的兩顆衛星和土星的兩顆衛星，發現了太陽的空間運動，提出了銀河係的形狀假說，並用統計恒星數目的方法，證實銀河係為扁平狀圓盤的假說。他企圖測量銀河係的大小，但沒有成功。雖然他曾錯誤地認為銀河係的深度是“不可測量的”，但他創立了恒星天文學的研究方法。

    由於他對恒星及恒星係的研究作出了巨大的貢獻，被人們稱為“恒星天文學之父”。值得一提的是，他的妹妹C.L.赫歇耳（Caroline Lucretia Herschel，1750～1848）和兒子J.F.

    赫歇耳（John Frederick William Herschel，1792～1871）也都是英國著名的天文學家。

    宇宙大爆炸的發現

    宇宙是有限的還是無限的？宇宙是怎樣形成的？這些都是人類探索了幾千年而且至今仍在探索的問題。

    牛頓在1692～1693年給劍橋大學三一學院院長、牧師本得利（1662～1742）的四封信中談到了他的無限宇宙觀：由相互吸引的物質所組成的宇宙是無限的；否則，在此力的作用下所有的物質將會坍縮到有限的宇宙中央，聚集成一個巨大的球體。他拋棄了早年的有限宇宙觀。

    然而，以牛頓萬有引力定律為基礎的無限宇宙卻遇到了兩次強有力的挑戰。除了1895年西利格提出的無限宇宙中任一點的引力勢及其導數都是不確定的，而出現“引力佯謬”之外，就是著名的“光度佯謬”了。

    提出“光度佯謬”的是德國天文學家、數學家奧爾伯斯，他是著名數學家高斯的摯友。他於1826年提出的這個佯謬指出，既然宇宙是無限的，那就分布著無窮多個恒星。這樣，宇宙中任何一點將會由於這無窮多恒星的光照而呈現無窮大亮度，考慮到恒星相互遮光後，這一亮度將變為一恒定的有限值，這就是說，夜空也將有一個恒定的均勻亮度，而不是黑的。這一結論顯然與事實相悖，於是構成又叫“夜黑佯謬”或“奧爾伯斯佯謬”的悖論。他本人也提出解決這一悖論的一種方案。即星際塵埃遮住了大部分星光。但顯然這一方案不能完全解釋這一佯謬，無限宇宙在物理上麵臨不可逾越的困難。

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