История на телескопите

История на телескопите
История на телескопите

Видео: История на телескопите

Видео: История на телескопите
Видео: ТЕЛЕСКОПЫ ДО ГАЛИЛЕЯ?! [ИСТОРИЯ АСТРОНОМИИ] 2024, Декември
Anonim

Ханс Липершлей от Холандия, 1570-1619, често се приписва на изобретението на първия телескоп, но той почти със сигурност не е откривателят. Най-вероятно той просто направи телескопа популярен и търсен. Но в същото време той не пропусна да подаде заявка за патент през 1608 г. за чифт лещи, поставени в тръба. Той нарече устройството шпионско стъкло. Патентът му обаче е отхвърлен, тъй като изобретението му изглежда твърде просто.

История на телескопите
История на телескопите

Към края на 1609 г., благодарение на Lipperschleu, малки телескопи са станали често срещани в цяла Франция и Италия. През август 1609 г. Томас Хариот усъвършенства и подобрява изобретението, което позволява на астрономите да виждат кратери и планини на Луната.

Голямата пауза дойде, когато италианският математик Галилео Галилей научи за опита на холандец да патентова тръба с лещи. Вдъхновен от откритието, Галилей решава да направи такова устройство за себе си. През август 1609 г. именно Галилей е построил първия в света пълноправен телескоп. Първоначално това беше просто телескоп - комбинация от лещи за очила, днес би се нарекъл рефрактор. Преди Галилей най-вероятно малко хора са знаели как да използват тази тръба в полза на астрономията. Благодарение на устройството Галилей открил кратери на Луната, доказал своята сферичност, открил четири луни на Юпитер, пръстените на Сатурн.

Развитието на науката направи възможно създаването на по-мощни телескопи, което направи възможно да се види много повече. Астрономите започнаха да използват лещи с дълго фокусно разстояние. Самите телескопи се превърнаха в огромни, тежки тръби и, разбира се, не бяха удобни за използване. Тогава за тях са измислени стативи.

Към 1656 г. Кристиан Хуенс е направил телескоп, който увеличава наблюдаваните обекти 100 пъти, размерът му е повече от 7 метра, а отворът е около 150 мм. Този телескоп вече е на нивото на днешните любителски телескопи. До 1670-те е построен 45-метров телескоп, който увеличава още повече обектите и дава по-широк зрителен ъгъл.

Но дори обикновеният вятър може да бъде пречка за получаването на ясен и висококачествен образ. Телескопът започна да расте на дължина. Откривателите, опитвайки се да изтласкат максимума от това устройство, разчитаха на открития от тях оптичен закон: намаляването на хроматичната аберация на лещата настъпва с увеличаване на фокусното й разстояние. За да премахнат хроматичните смущения, изследователите са направили телескопи с най-невероятната дължина. Тези тръби, които тогава са били наричани телескопи, са достигали 70 метра дължина и са създавали много неудобства при работа с тях и настройването им. Недостатъците на рефракторите са накарали големите умове да търсят решения за подобряване на телескопа. Отговорът и нов начин беше намерен: събирането и фокусирането на лъчите започна да се извършва с помощта на вдлъбнато огледало. Рефракторът се преражда в рефлектор, напълно освободен от хроматизъм.

Тази заслуга принадлежи изцяло на Исак Нютон, именно той успя да даде нов живот на телескопите с помощта на огледало. Първият му рефлектор беше само четири сантиметра в диаметър. И той направи първото огледало за телескоп с диаметър 30 мм от сплав на мед, калай и арсен през 1704 година. Изображението е ясно. Между другото, първият му телескоп все още е внимателно съхранен в Астрономическия музей в Лондон.

Но дълго време оптиците не успяха да направят пълноценни огледала за отражатели. Годината на раждане на нов тип телескоп се счита за 1720 г., когато британците са построили първия функционален рефлектор с диаметър 15 сантиметра. Това беше пробив. В Европа има търсене на преносими, почти компактни телескопи с дължина два метра. Започнаха да забравят за 40-метровите тръби на рефракторите.

18-ти век можеше да се счита за век на рефлектора, ако не беше откритието на английските оптици: магическа комбинация от две лещи, изработени от корона и кремък.

Системата с две огледала в телескопа е предложена от французина Касегрейн. Касегрейн не можа да реализира напълно идеята си поради липсата на техническа възможност за изобретяване на необходимите огледала, но днес неговите чертежи са приложени. Именно телескопите Нютон и Касегрейн се считат за първите „модерни“телескопи, измислени в края на 19 век. Между другото, космическият телескоп "Хъбъл" работи точно като телескопа "Касегрейн". И основният принцип на Нютон с използването на едно вдлъбнато огледало се използва в Специалната астрофизична обсерватория в Русия от 1974 г. насам. Огнеупорната астрономия процъфтява през 19 век, когато диаметърът на ахроматичните обекти постепенно нараства. Ако през 1824 г. диаметърът е бил още 24 сантиметра, то през 1866 г. размерът му се е удвоил, през 1885 г. е започнал да бъде 76 сантиметра (обсерватория Пулково в Русия), а до 1897 г. е изобретен рефракторът Йеркски. Може да се изчисли, че през 75 години лещите са се увеличавали със скорост от един сантиметър годишно.

Към края на 18 век компактните, удобни телескопи са заменили обемистите отражатели. Металните огледала също се оказаха не особено практични - скъпи за производство, а също и скучни с времето. Към 1758 г. с изобретяването на два нови вида стъкло: леко - коронно - и тежко - кремъчно - става възможно да се създават лещи с две лещи. Ученият J. Dollond се възползва добре от това, когато направи обектив с две лещи, по-късно наречен Dollond.

След изобретяването на ахроматичните лещи победата на рефрактора е абсолютна; остава само да се подобрят телескопите на лещите. Вдлъбнатите огледала бяха забравени. Беше възможно да ги съживим с ръцете на астрономите любители. Така Уилям Хершел, английски музикант, открива планетата Уран през 1781г. Откритието му няма равен в астрономията от древни времена. Освен това Уран е открит с помощта на малък самоделен рефлектор. Успехът накара Хершел да започне да прави по-големи отражатели. Хершел в работилницата със собственоръчно слети огледала от мед и калай. Основната работа в живота му е голям телескоп с огледало в диаметър 122 см. Благодарение на този телескоп откритията не закъсняха: Хершел откри шестия и седмия спътник на планетата Сатурн. Друг, не по-малко известен астроном аматьор, английският собственик на земя лорд Рос, изобретил рефлектор с огледало с диаметър 182 сантиметра. Благодарение на телескопа той откри редица неизвестни спирални мъглявини.

Телескопите Herschel и Ross имаха много недостатъци. Огледалните метални лещи бяха твърде тежки, отразяваха само част от падащата светлина и бяха потъмнели. Изискваше се нов и перфектен материал за огледалата. Този материал се оказа стъкло. През 1856 г. френският физик Леон Фуко се опитал да вмъкне огледало от сребърно стъкло в рефлектор. И опитът беше успешен. Още през 90-те аманом астроном от Англия построи рефлектор за фотографски наблюдения със стъклено огледало с диаметър 152 сантиметра. Очевиден е още един пробив в телескопичното инженерство.

Този пробив не беше без участието на руски учени. АЗ СЪМ В. Брус стана известен с разработването на специални метални огледала за телескопи. Ломоносов и Хершел, независимо един от друг, изобретяват изцяло нов дизайн на телескоп, при който основното огледало се накланя без вторичното, като по този начин намалява загубата на светлина.

Немският оптик Fraunhofer постави производството на поточната линия и подобри качеството на лещите. И днес в Обсерваторията на Тарту има телескоп с работеща леща на Фраунхофер. Но рефракторите на германския оптик също не бяха без недостатък - хроматизъм.

Едва в края на 19 век е изобретен нов метод за производство на лещи. Стъклените повърхности започват да се обработват със сребърен филм, който се нанася върху стъклено огледало чрез излагане на гроздова захар на соли на сребърен нитрат. Тези революционни лещи отразяват до 95% от светлината, за разлика от старите бронзови лещи, които отразяват само 60% от светлината. L. Фуко създава рефлектори с параболични огледала, променящи формата на повърхността на огледалата. В края на 19 век Кросли, астроном аматьор, насочи вниманието си към алуминиевите огледала. Вдлъбнатото стъклено параболично огледало с диаметър 91 см, веднага закупено в телескопа. Днес в съвременните обсерватории се инсталират телескопи с такива огромни огледала. Докато растежът на рефрактора се забави, развитието на рефлекторния телескоп набираше скорост. От 1908 до 1935 г. различни обсерватории по света са построили повече от дузина рефлектори с леща, която надвишава тази на Йеркс. Най-големият телескоп е инсталиран в обсерваторията Mount Wilson, диаметърът му е 256 сантиметра. И дори тази граница много скоро беше удвоена. В Калифорния е инсталиран американски гигантски рефлектор; днес той е на повече от петнадесет години.

Преди повече от 30 години, през 1976 г., съветски учени построиха 6-метров телескоп BTA - Големият азимутален телескоп. До края на 20-ти век ARB се смяташе за най-големия телескоп в света. Изобретателите на BTA бяха новатори в оригинални технически решения, като например компютърно управлявана инсталация за височина-азимут. Днес тези нововъведения се използват в почти всички гигантски телескопи. В началото на 21-ви век БТА беше изместен настрана към вторите дузини големи телескопи в света. И постепенното разграждане на огледалото от време на време - днес качеството му е спаднало с 30% от оригинала - превръща го само в исторически паметник на науката.

Новото поколение телескопи включва два големи телескопа - 10-метровите близнаци KECK I и KECK II за оптични инфрачервени наблюдения. Те са инсталирани през 1994 и 1996 г. в САЩ. Те са събрани благодарение на помощта на фондация „У. Кек“, след което са кръстени. Той осигури над 140 000 долара за тяхното изграждане. Тези телескопи са с размерите на осеметажна сграда и тежат повече от 300 тона всеки, но работят с най-висока точност. Основното огледало, с диаметър 10 метра, се състои от 36 шестоъгълни сегмента, които действат като едно отразяващо огледало. Тези телескопи бяха инсталирани на едно от най-оптималните места на Земята за астрономически наблюдения - на Хаваите, на склона на изчезналия вулкан Мануа Кеа с височина 4 200 м. До 2002 г. тези два телескопа, разположени на разстояние от 85 м един от друг, започнаха да работят в режим на интерферометър, давайки същата ъглова разделителна способност като 85-метров телескоп.

Историята на телескопа е изминала дълъг път - от италианските стъкла до съвременните гигантски сателитни телескопи. Съвременните големи обсерватории отдавна са компютъризирани. Въпреки това, аматьорските телескопи и много устройства тип Хъбъл все още се основават на принципите на работа, измислени от Галилей.

Препоръчано: