Оптичний телескоп

Північний оптичний телескоп на Ла Пальмі.

Оптичний телескоп — телескоп, який збирає і фокусує електромагнітне випромінювання оптичного діапазону. Його основні завдання збільшити блиск і видимий кутовий розмір об'єкта, тобто збільшити кількість світла, що приходить від небесного тіла (оптичне проникнення) і дати можливість дослідити дрібні деталі спостережуваного об'єкта (роздільна здатність). Збільшене зображення досліджуваного об'єкта спостерігається оком або фотографується. Основні параметри, які визначають характеристики телескопа (оптична роздільна здатність і оптичне проникнення) — діаметр (апертура) і фокусна відстань об'єктива, а також фокусна відстань і поле зору окуляра.

Історія

Телескоп — це скоріше відкриття оптичних майстрів, ніж винахід вченого[1][2]. Лінзи та властивості заломлення і відбиття світла були відомі ще з часів античності, а теорія їхньої роботи була розроблена давньогрецькими філософами, збережена і розширена в середньовічному ісламському світі, і досягла значного розвитку на час винаходу телескопа в ранньомодерній Європі[3][4]. Але найбільш значним кроком, що призвів до винаходу телескопа, був розвиток виробництва лінз для окулярів[2][5][6], спочатку у Венеції та Флоренції в тринадцятому столітті, а пізніше в центрах виготовлення окулярів у Нідерландах і Німеччині[1][7]. Саме в Нідерландах у 1608 році з'явилися перші документи з описом заломлюючого оптичного телескопа у вигляді патенту, поданого виробником окулярів Гансом Ліпперсгейєм, за яким через кілька тижнів була заявка Якоба Метіуса і третього невідомого заявника, що також знав про це «мистецтво»[8].

Телескоп Галілея.

Чутки про винахід швидко поширилися, і Галілео Галілей, почувши про цей пристрій, протягом року виготовив власну вдосконалену конструкцію і першим опублікував астрономічні результати, отримані за допомогою телескопа. Телескоп Галілея використовував опуклу об'єктивну лінзу і ввігнуту окулярну лінзу, конструкцію, яка зараз називається телескопом Галілея. Йоганн Кеплер запропонував удосконалену конструкцію з опуклим окуляром, яку часто називають телескопом Кепплера[9][10].

Для телескопів, що відбивають, в яких замість об'єктива використовується сферичне дзеркало, теорія передувала практиці. Теоретичну основу для кривих дзеркал, що поводяться подібно до лінз, ймовірно, заклав Ібн аль-Хайсам, чиї теорії були широко розповсюджені в латинських перекладах його праць[11]. Невдовзі після винайдення заломлюючого телескопа Галілей, Джованні Франческо Сагредо та інші, натхненні знанням того, що криві дзеркала мають подібні до лінз властивості, обговорювали ідею побудови телескопа з використанням дзеркала як об'єктива, що формує зображення[12]. Потенційні переваги використання параболічних дзеркал (насамперед зменшення сферичної аберації з усуненням хроматичної аберації) призвели до того, що було запропоновано кілька проєктів рефлекторних телескопів, найвідоміший з яких був опублікований у 1663 році Джеймсом Грегорі і став називатися телескопом Грегорі, але жодної робочої моделі не було побудовано[13][14][15].

Ісааку Ньютону зазвичай приписують створення першого практичного рефлекторного телескопа, телескопа Ньютона, у 1668 році, хоча через складність конструкції і низьку якість металевих дзеркал, що використовувалися в телескопі, знадобилося понад 100 років, щоб рефлектори стали популярними. Багато з досягнень в області рефлекторних телескопів включали вдосконалення виготовлення параболічних дзеркал у 18 столітті, скляні дзеркала з срібним покриттям у 19 столітті, довговічні алюмінієві покриття в 20 столітті[16][17][18].

Електронна революція початку 21-го століття призвела до розробки в 2010-х роках телескопів, під'єднаних до комп'ютера, які дозволяють непрофесійним спостерігачам неба спостерігати за зорями і супутниками за допомогою відносно недорогого обладнання, використовуючи переваги цифрових астрофотографічних методів, розроблених професійними астрономами протягом попередніх десятиліть. Для проведення астрономічних спостережень з телескопів потрібне електронне з'єднання з комп'ютером (смартфоном, планшетом або ноутбуком). Цифрова технологія дозволяє складати кілька зображень, віднімаючи при цьому шумову складову спостереження, створюючи зображення об'єктів Мессьє і слабких зір до видимої зоряної величини 15 за допомогою обладнання побутового класу[19][20].

Примітки

1. The Galileo Project | Science | Telescope. galileo.rice.edu. Процитовано 21 жовтня 2023.
2. Fred Watson (2007). Ian Stargazer: The Life and Times of the Telescope. Allen & Unwin. с. 55. ISBN 978-1-74176-392-8.
3. Henry C. King (2003). The History of the Telescope. Courier Corporation. с. 25—29. ISBN 978-0-486-43265-6.
4. progression is followed through Robert Grosseteste Witelo, Roger Bacon, through Johannes Kepler, D. C. Lindberg, Theories of Vision from al-Kindi to Kepler, (Chicago: Univ. of Chicago Pr., 1976), pp. 94–99
5. galileo.rice.edu The Galileo Project > Science > The Telescope by Al Van Helden
6. Ilardi, Vincent (2007). Renaissance Vision from Spectacles to Telescopes (англ.). American Philosophical Society. ISBN 978-0-87169-259-7.
7. Henry C. King (2003). The History of the Telescope. Courier Corporation. с. 27. ISBN 978-0-486-43265-6. (spectacles) invention, an important step in the history of the telescope
8. Albert Van Helden, Sven Dupré, Rob van Gent, The Origins of the Telescope, Amsterdam University Press, 2010, pages 3-4, 15
9. Albert Van Helden, Sven Dupré, Rob van Gent, The Origins of the Telescope, Amsterdam University Press, 2010, page 183
10. See his books Astronomiae Pars Optica and Dioptrice
11. Fred Watson (2007). Ian Stargazer: The Life and Times of the Telescope. Allen & Unwin. с. 108. ISBN 978-1-74176-392-8.
12. Fred Watson (2007). Ian Stargazer: The Life and Times of the Telescope. Allen & Unwin. с. 109. ISBN 978-1-74176-392-8.
13. works by Bonaventura Cavalieri and Marin Mersenne among others have designs for reflecting telescopes
14. Fred Watson (2007). Ian Stargazer: The Life and Times of the Telescope. Allen & Unwin. с. 117. ISBN 978-1-74176-392-8.
15. Henry C. King (2003). The History of the Telescope. Courier Corporation. с. 71. ISBN 978-0-486-43265-6.
16. A. Rupert Hall (1996). Isaac Newton: Adventurer in Thought. Cambridge University Press. с. 67. ISBN 978-0-521-56669-8.
17. Parabolic mirrors were used much earlier, but James Short perfected their construction. See Reflecting Telescopes (Newtonian Type). Astronomy Department, University of Michigan. Архів оригіналу за 31 січня 2009. Процитовано 21 жовтня 2023.
18. Silvering was introduced by Léon Foucault in 1857, see madehow.com — Inventor Biographies — Jean-Bernard-Léon Foucault Biography (1819—1868), and the adoption of long lasting aluminized coatings on reflector mirrors in 1932. Bakich sample pages Chapter 2, Page 3 «John Donavan Strong, a young physicist at the California Institute of Technology, was one of the first to coat a mirror with aluminum. He did it by thermal vacuum evaporation. The first mirror he aluminized, in 1932, is the earliest known example of a telescope mirror coated by this technique.»
19. Les télescopes connectés débarquent. Episode 2/2 : l'eVscope [The connected telescopes land. Episode 2/2: the eVscope]. Ciel & espace (French) . L'Association Française d'Astronomie. November 2018. Архів оригіналу за 29 червня 2019. Процитовано 29 червня 2019.
20. Billings, Lee (13 вересня 2018). New Telescope 'Gives Back the Sky' to City-Dwellers. Scientific American. Архів оригіналу за 27 березня 2019. Процитовано 29 червня 2019.