Prima vita
Il padre di Herschel era un musicista dell’esercito. Seguendo la stessa professione, il ragazzo suonò nella banda delle Guardie Hannoverane. Dopo l’occupazione francese di Hannover nel 1757, fuggì in Inghilterra, dove all’inizio si guadagnò da vivere copiando musica. Ma migliorò costantemente la sua posizione diventando insegnante di musica, esecutore e compositore, finché nel 1766 fu nominato organista di una cappella alla moda a Bath, la nota stazione termale. A questo punto, la curiosità intellettuale che aveva acquisito da suo padre lo portò dalla pratica alla teoria della musica, che studiò nell’Harmonics di Robert Smith. Da questo libro passò a A Compleat System of Opticks di Smith, che lo introdusse alle tecniche di costruzione dei telescopi e stimolò la sua voglia di osservare il cielo notturno.
Combinando ostinazione ed energia senza limiti, William non si accontentava di osservare il Sole, la Luna e i pianeti vicini, come facevano quasi tutti gli astronomi del suo tempo, ma era determinato a studiare anche i corpi celesti lontani, e si rese conto che avrebbe avuto bisogno di telescopi con grandi specchi per raccogliere abbastanza luce – più grandi, infatti, di quelli che gli ottici potevano fornire a costi ragionevoli. Fu presto costretto a macinare i propri specchi. Furono macinati da dischi di metallo di rame, stagno e antimonio in varie proporzioni. Nel 1781 le sue ambizioni superarono le capacità delle fonderie locali, e così si preparò a fondere il metallo fuso in dischi nella cantina di casa sua, ma il primo specchio si incrinò durante il raffreddamento, e al secondo tentativo il metallo finì sulle lastre, dopo di che anche lui accettò una temporanea sconfitta. I suoi tentativi successivi e più riusciti produssero specchi sempre più grandi di qualità superba, e i suoi telescopi si dimostrarono di gran lunga superiori anche a quelli usati all’Osservatorio di Greenwich. Costruì anche i suoi oculari, il più forte con un potere d’ingrandimento di 6.450 volte.
A Bath, fu aiutato nelle sue ricerche da suo fratello Alexander, che era venuto da Hannover, e da sua sorella, Caroline, che fu la sua fedele assistente per gran parte della sua carriera. La notizia di questa straordinaria famiglia cominciò a diffondersi nei circoli scientifici. Fece due indagini telescopiche preliminari del cielo. Poi, nel 1781, durante la sua terza e più completa indagine del cielo notturno, William si imbatté in un oggetto che si rese conto non essere una stella ordinaria.
Si rivelò essere il pianeta Urano, il primo pianeta ad essere scoperto dai tempi della preistoria. William divenne famoso quasi da un giorno all’altro. Il suo amico Dr. William Watson, Jr. lo presentò alla Royal Society di Londra, che gli conferì la medaglia Copley per la scoperta di Urano e lo elesse Fellow. Watson lo aiutò anche ad assicurarsi nel 1782 una pensione annuale di 200 sterline da Giorgio III. Poté così abbandonare la musica e dedicarsi esclusivamente all’astronomia. In questo periodo William fu nominato astronomo di Giorgio III, e gli Herschel si trasferirono a Datchet, vicino al castello di Windsor.
Anche se aveva 43 anni quando divenne un astronomo professionista, William lavorò notte dopo notte per sviluppare una “storia naturale” del cielo. Un problema fondamentale per il quale i grandi telescopi di Herschel erano ideali riguardava la natura delle nebulose, che appaiono come macchie luminose nel cielo. Alcuni astronomi pensavano che non fossero altro che ammassi di innumerevoli stelle la cui luce si fonde per formare un aspetto lattiginoso. Altri ritenevano che alcune nebulose fossero composte da un fluido luminoso. Quando l’interesse di William per le nebulose si sviluppò nell’inverno del 1781-82, scoprì rapidamente che il suo telescopio più potente poteva risolvere in stelle diverse nebulose che apparivano “lattiginose” ad osservatori meno attrezzati. Era convinto che altre nebulose sarebbero state risolte in singole stelle con strumenti più potenti. Questo lo incoraggiò a sostenere nel 1784 e 1785 che tutte le nebulose erano formate da stelle e che non era necessario postulare l’esistenza di un misterioso fluido luminoso per spiegare i fatti osservati. Le nebulose che non potevano ancora essere risolte devono essere sistemi molto distanti, sosteneva, e, poiché sembrano grandi all’osservatore, la loro vera dimensione deve essere davvero vasta, forse più grande anche del sistema stellare di cui fa parte il Sole. Con questo ragionamento, William fu portato a postulare l’esistenza di quelli che più tardi furono chiamati “universi insulari” di stelle.