Historia Teleskopów

Historia Teleskopów
Historia Teleskopów

Wideo: Historia Teleskopów

Wideo: Historia Teleskopów
Wideo: Kosmiczny Teleskop Hubble'a - Astronarium odc. 59 2024, Listopad
Anonim

Hansowi Lipperschlei z Holandii, 1570-1619, często przypisuje się wynalezienie pierwszego teleskopu, ale prawie na pewno nie był odkrywcą. Najprawdopodobniej właśnie sprawił, że teleskop stał się popularny i poszukiwany. Ale jednocześnie nie zapomniał złożyć w 1608 roku wniosku patentowego na parę soczewek umieszczonych w tubie. Nazwał urządzenie lunetą. Jednak jego patent został odrzucony, ponieważ jego wynalazek wydawał się zbyt prosty.

Historia teleskopów
Historia teleskopów

Pod koniec 1609 roku, dzięki Lipperschleu, małe teleskopy stały się powszechne we Francji i Włoszech. W sierpniu 1609 Thomas Harriot udoskonalił i ulepszył wynalazek, który umożliwił astronomom oglądanie kraterów i gór na Księżycu.

Przełom nastąpił, gdy włoski matematyk Galileo Galilei dowiedział się o próbie opatentowania tubusu soczewki przez Holendra. Zainspirowany odkryciem Galileo postanowił zrobić takie urządzenie dla siebie. W sierpniu 1609 to Galileusz zbudował pierwszy na świecie pełnoprawny teleskop. Początkowo był to tylko teleskop - połączenie soczewek okularowych, dziś nazwano by go refraktorem. Przed Galileuszem najprawdopodobniej niewiele osób wiedziało, jak korzystać z tej tuby z korzyścią dla astronomii. Dzięki urządzeniu Galileusz odkrył kratery na Księżycu, udowodnił jego kulistość, odkrył cztery księżyce Jowisza, pierścienie Saturna.

Rozwój nauki umożliwił stworzenie potężniejszych teleskopów, dzięki którym można było zobaczyć o wiele więcej. Astronomowie zaczęli używać obiektywów o długich ogniskowych. Same teleskopy zamieniły się w ogromne, ciężkie tuby i oczywiście nie były wygodne w użyciu. Następnie wynaleziono dla nich statywy.

Do 1656 roku Christian Huyens wykonał teleskop, który powiększał obserwowane obiekty 100 razy, jego rozmiar wynosił ponad 7 metrów, a apertura wynosiła około 150 mm. Ten teleskop jest już na poziomie dzisiejszych teleskopów amatorskich. W latach 70. XVII wieku zbudowano 45-metrowy teleskop, który jeszcze bardziej powiększał obiekty i dawał szerszy kąt widzenia.

Ale nawet zwykły wiatr może być przeszkodą w uzyskaniu wyraźnego i wysokiej jakości obrazu. Teleskop zaczął się wydłużać. Odkrywcy, próbując wycisnąć z tego urządzenia maksimum, oparli się na odkrytym przez siebie prawie optycznym: spadek aberracji chromatycznej soczewki następuje wraz ze wzrostem jej ogniskowej. Aby usunąć interferencję chromatyczną, naukowcy stworzyli teleskopy o niewiarygodnej długości. Rury te, które wtedy nazywano teleskopami, osiągnęły 70 metrów długości i powodowały wiele niedogodności w pracy z nimi i ich ustawianiu. Wady refraktorów skłoniły wielkie umysły do poszukiwania rozwiązań poprawiających teleskop. Znaleziono odpowiedź i nowy sposób: zbieranie i ogniskowanie promieni zaczęto wykonywać za pomocą wklęsłego lustra. Refraktor odrodził się w odbłyśniku, całkowicie uwolnionym od chromatyzmu.

Ta zasługa należy w całości do Izaaka Newtona, to on zdołał tchnąć nowe życie w teleskopy za pomocą lustra. Jego pierwszy reflektor miał średnicę zaledwie czterech centymetrów. I w 1704 roku wykonał pierwsze lustro do teleskopu o średnicy 30 mm ze stopu miedzi, cyny i arsenu. Obraz jest wyraźny. Nawiasem mówiąc, jego pierwszy teleskop jest nadal starannie przechowywany w Muzeum Astronomicznym w Londynie.

Ale przez długi czas optykom nie udało się wykonać pełnoprawnych luster do reflektorów. Za rok narodzin nowego typu teleskopu uważa się rok 1720, kiedy to Brytyjczycy zbudowali pierwszy funkcjonalny reflektor o średnicy 15 centymetrów. To był przełom. W Europie istnieje zapotrzebowanie na przenośne, prawie kompaktowe teleskopy o długości dwóch metrów. Zaczęli zapominać o 40-metrowych rurach refraktorów.

Wiek XVIII można by uznać za wiek reflektora, gdyby nie odkrycie angielskich optyków: magiczne połączenie dwóch soczewek wykonanych z korony i krzemienia.

System dwóch luster w teleskopie zaproponował Francuz Cassegrain. Cassegrain nie mógł w pełni zrealizować swojego pomysłu z powodu braku technicznej możliwości wynalezienia niezbędnych luster, ale dziś jego rysunki zostały zrealizowane. To właśnie teleskopy Newtona i Cassegraina uważane są za pierwsze „nowoczesne” teleskopy wynalezione pod koniec XIX wieku. Nawiasem mówiąc, Kosmiczny Teleskop Hubble'a działa tak samo jak teleskop Cassegraina. A fundamentalna zasada Newtona z użyciem pojedynczego wklęsłego zwierciadła jest stosowana w Specjalnym Obserwatorium Astrofizycznym w Rosji od 1974 roku. Rozkwit astronomii ogniotrwałej nastąpił w XIX wieku, kiedy to średnica obiektywów achromatycznych stopniowo rosła. Jeśli w 1824 r. Średnica wynosiła kolejne 24 centymetry, to w 1866 r. Jej wielkość podwoiła się, w 1885 r. Zaczęła wynosić 76 centymetrów (Obserwatorium Pulkovo w Rosji), a do 1897 r. Wynaleziono refraktor Yerksky'ego. Szacuje się, że w ciągu 75 lat soczewki soczewkowe rosły w tempie jednego centymetra rocznie.

Pod koniec XVIII wieku kompaktowe, poręczne teleskopy zastąpiły nieporęczne reflektory. Metalowe lustra okazały się też mało praktyczne – drogie w produkcji, az czasem nudne. Do 1758 roku, wraz z wynalezieniem dwóch nowych rodzajów szkła: lekkiego - koronowego - i ciężkiego - krzemiennego - stało się możliwe tworzenie soczewek dwusoczewkowych. Naukowiec J. Dollond dobrze to wykorzystał, kiedy stworzył dwusoczewkowy obiektyw, nazwany później Dollond.

Po wynalezieniu soczewek achromatycznych zwycięstwo refraktora było absolutne, pozostało tylko ulepszyć teleskopy soczewkowe. Zapomniano o wklęsłych lustrach. Można było je ożywić rękami astronomów amatorów. Tak więc William Herschel, angielski muzyk, odkrył planetę Uran w 1781 roku. Jego odkrycie nie miało sobie równych w astronomii od czasów starożytnych. Co więcej, Urana odkryto za pomocą małego reflektora domowej roboty. Sukces skłonił firmę Herschel do rozpoczęcia produkcji większych reflektorów. Herschel w warsztacie z własnymi ręcznie stopionymi lustrami z miedzi i cyny. Głównym dziełem jego życia jest duży teleskop z lustrem o średnicy 122 cm, dzięki któremu odkrycia nie trwały długo: Herschel odkrył szóstego i siódmego satelitę planety Saturn. Inny, nie mniej znany astronom amator, angielski właściciel ziemski Lord Ross, wynalazł reflektor z lustrem o średnicy 182 centymetrów. Dzięki teleskopowi odkrył szereg nieznanych mgławic spiralnych.

Teleskopy Herschela i Rossa miały wiele wad. Lustrzane soczewki metalowe były zbyt ciężkie, odbijały tylko ułamek padającego światła i przyciemniały się. Potrzebny był nowy i doskonały materiał na lustra. Tym materiałem okazało się szkło. W 1856 roku francuski fizyk Leon Foucault próbował wstawić w odbłyśnik lustro ze srebrzonego szkła. A doświadczenie zakończyło się sukcesem. Już w latach 90-tych astronom amator z Anglii zbudował reflektor do obserwacji fotograficznych ze szklanym lustrem o średnicy 152 centymetrów. Kolejny przełom w inżynierii teleskopowej był oczywisty.

Ten przełom nie odbył się bez udziału rosyjskich naukowców. JESTEM ZA. Bruce stał się sławny dzięki opracowaniu specjalnych metalowych luster do teleskopów. Łomonosow i Herschel, niezależnie od siebie, wynaleźli zupełnie nowy projekt teleskopu, w którym zwierciadło główne przechyla się bez zwierciadła wtórnego, zmniejszając w ten sposób utratę światła.

Niemiecki optyk Fraunhofer umieścił produkcję na linii montażowej i poprawił jakość soczewek. A dziś w Obserwatorium w Tartu znajduje się teleskop z działającą soczewką Fraunhofera. Ale refraktory niemieckiego optyka również nie były pozbawione wady - chromatyzmu.

Dopiero pod koniec XIX wieku wynaleziono nową metodę produkcji soczewek. Szklane powierzchnie zaczęto pokrywać srebrną folią, którą nakładano na szklane lustro, wystawiając cukier winogronowy na działanie soli azotanu srebra. Te rewolucyjne soczewki odbijały do 95% światła, w przeciwieństwie do starych soczewek z brązu, które odbijały tylko 60% światła. L. Foucault stworzył odbłyśniki z parabolicznymi lustrami, zmieniające kształt powierzchni luster. Pod koniec XIX wieku Crossley, astronom-amator, zwrócił uwagę na lustra aluminiowe. Kupione przez niego wklęsłe szklane lustro paraboliczne o średnicy 91 cm zostało natychmiast umieszczone w teleskopie. Dziś w nowoczesnych obserwatoriach instalowane są teleskopy z tak ogromnymi lustrami. Podczas gdy wzrost refraktora zwalniał, rozwój teleskopu zwierciadlanego nabierał tempa. W latach 1908-1935 różne obserwatoria świata zbudowały kilkanaście reflektorów z soczewką przekraczającą soczewkę Yierksa. Największy teleskop jest zainstalowany w Obserwatorium Mount Wilson, jego średnica wynosi 256 centymetrów. I nawet ten limit bardzo szybko został podwojony. W Kalifornii zainstalowano amerykański gigantyczny reflektor, który dziś ma ponad piętnaście lat.

Ponad 30 lat temu, w 1976 roku, radzieccy naukowcy zbudowali 6-metrowy teleskop BTA - Wielki Teleskop Azymutalny. Do końca XX wieku ARB był uważany za największy teleskop na świecie, a wynalazcy BTA byli innowatorami oryginalnych rozwiązań technicznych, takich jak sterowana komputerowo instalacja azymutalna. Dziś te innowacje są stosowane w prawie wszystkich gigantycznych teleskopach. Na początku XXI wieku BTA został zepchnięty na bok do drugiego tuzina dużych teleskopów na świecie. A stopniowa degradacja od czasu do czasu lustra – dziś jego jakość spadła o 30% w stosunku do oryginału – zamienia je tylko w historyczny pomnik nauki.

Nowa generacja teleskopów obejmuje dwa duże teleskopy - 10-metrowe bliźniaki KECK I i KECK II do optycznych obserwacji w podczerwieni. Zostały zainstalowane w 1994 i 1996 roku w USA. Zostały zebrane dzięki pomocy Fundacji im. W. Kecka, od której zostały nazwane. Na ich budowę przekazał ponad 140 000 dolarów. Teleskopy te są wielkości ośmiopiętrowego budynku i ważą ponad 300 ton każdy, ale pracują z najwyższą precyzją. Lustro główne o średnicy 10 metrów składa się z 36 sześciokątnych segmentów, które działają jak pojedyncze lustro odbijające. Teleskopy te zostały zainstalowane w jednym z najbardziej optymalnych miejsc na Ziemi do obserwacji astronomicznych - na Hawajach, na zboczu wygasłego wulkanu Manua Kea o wysokości 4200 m. Do 2002 r. te dwa teleskopy, znajdujące się w odległości 85 m od siebie zaczęły działać w trybie interferometru dając taką samą rozdzielczość kątową jak 85-metrowy teleskop.

Historia teleskopu przeszła długą drogę - od włoskich szklarzy po nowoczesne gigantyczne teleskopy satelitarne. Nowoczesne duże obserwatoria od dawna są skomputeryzowane. Jednak teleskopy amatorskie i wiele urządzeń typu Hubble'a nadal opierają się na zasadach pracy wymyślonych przez Galileo.

Zalecana: