Телескоп

Телескоп — історія створення, види, характеристики



Як наука астрономія зародилася ще в стародавні часи. Люди намагалися вивчати небесні тіла і пояснювати природні явища. Ситуація з вивчення небесних тіл ускладнювалась тим, що всі спостереження велися неозброєним оком. Але з появою вимірювальних приладів все змінилося.

Багато вчених у різні епохи вчених брали участь в історії створення телескопа. Це дало величезний поштовх розвитку науки.

50 сантиметровий телескоп у Ніцці, Франція
50 сантиметровий телескоп у Ніцці, Франція

Історія створення

Перший в історії телескоп пов’язують з ім’ям всесвітньо відомого вченого і філософа епохи Відродження Галілео Галілеєм. Саме він придумав використовувати як прилад спостереження за небесними тілами телескоп.

Але не все так просто. Спочатку звичний сьогодні інструмент був звичайною зоровою трубою, яку як власний винахід оптик Іоанн Ліпперсгей представив в Гаазі в 1608 році. Майстру було відмовлено в отриманні патенту, оскільки його винахід, на той момент, вже не було унікальним. А найперша схематична згадка телескопа з лінзами було знайдена в кресленнях самого Леонардо Да Вінчі.

У 1609 році дивився в небо через власноруч створену, вдосконалену збільшувальну трубу вже Галілей. Більшість людей вважають, що тоді і почалася історія створення телескопа.

Телескоп вченого виглядав як трубка зі свинцю. Об’єктивом приладу служила збиральна лінза, а як окуляр виступала розсіювальна. Основним недоліком такої конструкції були сильно обмежені розміри поля зору. Але це не завадило італійському фізику, дивлячись у свій прилад, зробити найважливіші відкриття астрономії.

Вперше була розглянута поверхня Місяця, на якій Галілей побачив гори і кратери, він також довів її сферичність. Крім цього, вчений:

  • відкрив чотири супутники Юпітера;
  • кільця Сатурна;
  • побачив плями на Сонці.

Виникнення такої можливості призвело до безлічі досягнень, що зумовили подальшу динаміку розвитку астрономії.

На зміну першому телескопа прийшов прилад іншого виду. Винахідником став Йоганн Кеплер. Сталося це ще за життя Галілео Галілея, в 1611 році. Оскільки Кеплер був астрономом-теоретиком, він тільки придумав нову конструкцію. Побудував новий телескоп Кістоф Шейнер, німецький фізик, астроном і механік.

Орбітальний телескоп «Габбл»
Орбітальний телескоп «Габбл»

У 1656 році наступним, хто удосконалив телескоп, став нідерландський вчений Християн Гюйгенс. Він створив новий окуляр, названий його ім’ям. Телескоп вченого відрізнявся від тих, що раніше існували.

Довжина приладу становила близько семи метрів. Об’єктив розміщувався на спеціальній платформі, яка рухалася вгору і вниз по щоглі. Окуляр же розташовувався окремо на підставці. Оскільки в конструкції приладу була відсутня труба, його стали називати повітряним. Гюйгенс увійшов в історію як першовідкривач супутника Сатурна, продовжив дослідження Галілея про кільця та побачив смуги на диску Юпітера.

До сімдесятих років сімнадцятого століття розмір телескопа виріс до сорока п’яти метрів. Новий прилад міг ще більше збільшувати об’єкти і давати більший кут зору.

У вісімнадцятому столітті телескоп знову зазнавав змін. Найбільший творець класичної фізики – Ісаак Ньютон дав нове життя приладу, використовуючи дзеркала. У 1704 році він виготовив перше дзеркало для телескопа зі сплаву міді, олова і миш’яку. Діаметр дзеркала становив тридцять міліметрів. Це нововведення значно спростило вивчення небесних об’єктів. Зображення нарешті стало чітким. Так сталося народження рефлектора Ньютона.

Лорент Кассегрен також вніс лепту в розвиток телескопа. Французький оптик запропонував двох дзеркальну систему. Суть його задуму полягала в наступному: головне увігнуте дзеркало більшого діаметра повинно було відкидати промені на вторинне опукле дзеркало меншого діаметру. Надалі це дозволило приладу стати більш компактним.

Телескопи Ньютона і Кассегрена вважаються родоначальниками нової ери телескопів. Таким чином, до кінця вісімнадцятого століття на зміну громіздким рефлекторам прийшли практичні і компактні прилади.

На початку дев’ятнадцятого століття завдяки працям німецького фізика і оптика Йозефа Фраунгофа, телескоп перетворився в точний вимірювальний інструмент, оснащений:

  • паралактичним монтуванням;
  • годинниковим механізмом;
  • мікрометром.

У 1817 році вчений заснував перший оптичний інститут і підвів наукову межу під виробництво лінз для телескопів. Об’єктиви виросли до двадцяти чотирьох сантиметрів.

Радіотелескоп Very Large Array
Радіотелескоп Very Large Array

Види телескопів

Залежно від конструктивних особливостей, існує кілька типів телескопів. Кожен з них застосовують для характерного ряду досліджень:

  • Рефрактори, або діоптричні прилади. Для збирання світла в них присутній об’єктив, утворений системою лінз. Суть дії полягає в рефракції (заломлення світла). Світло від небесних об’єктів потрапляє в об’єктив, який створює зменшене зображення предмета у фокусі лінзи. Так спостерігач може розглядати зображення в окуляр. Телескопи такого виду, зазвичай, використовуються для фотографічних, спектральних, візуальних та інших досліджень.
  • Рефлектор. Також їх називають дзеркальними телескопами. Такий прилад являє собою телескоп, де в ролі об’єктива виступає увігнуте дзеркало сферичної або параболічної форми. Рефлектори використовуються для спостережень туманностей і галактик.
  • Катадіоптричні, або дзеркально-лінзові. Відрізняються від інших видів тим, що в конструкції присутнє і дзеркало, і лінза одночасно. У ролі об’єктива служить дзеркало у формі сфери. Лінзи виконують функцію усунення всіх можливих похибок. Катадіоптричні телескопи використовують для спостережень планет, Місяця, об’єктів далекого космосу.
Єркська обсерваторія
Єркська обсерваторія

Основні характеристики та устрій телескопа

Головною конструктивною частиною інструменту є труба, що несе об’єктив. Для попереднього наведення на досліджуване тіло існує шукач. Він схожий на невелику підзорну трубу і розташовується на одній осі з основною трубою.

Безпосередньо спостереження ведеться через окуляр. Залежно від довжини фокуса окуляра варіюється збільшення і кут огляду. Для корекції яскравості застосовують світлофільтри.

Для наведення приладу на необхідний об’єкт, а також щоб компенсувати добове обертання Землі при тривалому спостереженні, служить монтування. Воно являє собою поворотну опору приладів спостереження.

Для дослідження об’єктів, що знаходяться в зеніті, існують діагональні дзеркала.

Як і будь-який оптичний прилад, телескоп має ряд важливих характеристик.

Основними з них є:

  • Діаметр об’єктива в міліметрах або дюймах. Ця характеристика забезпечує необхідну кількість світла, що приймається від досліджуваних об’єктів.
  • Збільшення. Характеризує можливості інструменту наближати зображення космічних об’єктів.
  • Роздільність. Визначається як мінімальний кут між двома точками, при якому їх можна розрізнити окремо. Одиниця виміру – кутова секунда, або секунда дуги.
  • Проникна здатність. Означає зоряну величину найслабкіших зірок, які можна розглянути за допомогою приладу в умовах ідеально темного неба. Характеристика прямо пропорційна діаметру.
  • Фокусна відстань. Характеризується розміром проміжку, на якому головне дзеркало або лінза об’єктива будує зображення нескінченно віддаленого об’єкта.
Великий Телескоп азимутальний
Великий Телескоп азимутальний

Розробки XX століття

Сучасні прилади істотно відрізняються від винайдених попередниками. Завдяки досвіду попередніх століть та розробкам теперішнього часу, людство значно просунулося у вивченні космічних об’єктів.

До одного з найграндіозніших проєктів можна віднести змонтований в 1976 році на Північному Кавказі телескоп під назвою ВТА (великий Телескоп азимутальний) висотою 42 м і масою 850 т.

Роздільна здатність приладу у 2000 разів перевищує здатності людського ока. Прилад-гігант дав можливість завершити такі важливі відкриття як:

  • відкриття блакитної карликової галактики, з вмістом кисню в п’ятдесят разів менше нашої;
  • визначення мас близько півтори тисячі галактик;
  • виявлення понад п’ятсот нових галактик з активними ядрами, і багато іншого.

Іншим прикладом інноваційних проєктів служить автоматична орбітальна обсерваторія “Габбл”, запущена у квітні 1990 року.

За допомогою телескопа «Габбл» людство отримало найважливішу інформацію:

  • було зафіксовано зіткнення комети Шумейкерів-Леві з Юпітером;
  • отримані знімки незвичайного галактичного об’єкта в сузір’ї Лева з унікальною структурою, названої згодом шерстистою;
  • зняті ультрафіолетові полярні сяйва на Сатурні і Юпітері;
  • відкриті планети поза Сонячної системи;
  • знайдені докази формування планет у багатьох зірок в нашій Галактиці;
  • виявлена незвичайна чорна діра в сузір’ї Діви, розміри якої руйнують всі стереотипи про представлення цих космічних тіл.

І це далеко не повний список приголомшливих відкриттів.

Leave a Reply

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *