Четыре столетия телескопов

Голландские трубы

Алексей Левин

Крупнейшие нынешние телескопы - гиганты, оснащенные высокотехнологичными детекторными комплексами и устройствами для коррекции световых потоков, однако их принципиальные оптические схемы по большей части были изобретены еще в XVII столетии. В этом смысле телескоп - прибор весьма консервативный, несмотря на суперсовременную оснастку вроде гигапиксельных цифровых матриц, мультизрачковых спектрографов высокого разрешения и компьютерной корректировки атмосферных искажений волнового фронта. Тем не менее за четырехсотлетний срок оптические телескопы преодолели гигантский путь.

Самые первые телескопы были копиями подзорных труб, изобретенных голландскими мастерами в начале XVII века. Они имели всего две линзы - выпуклый длиннофокусный объектив и вогнутый короткофокусный окуляр. Такая труба дает прямое, то есть неперевернутое изображение, которое имеет максимальную четкость, если расстояние между окуляром и объективом (длина трубы) равняется разности их фокусных расстояний (увеличение трубы равно отношению фокусных расстояний обьектива и окуляра). Первый телескоп Хэрриота обеспечивал шестикратное увеличение. Позже ученый изготовил еще несколько труб - вплоть до 20-30-кратных. С их помощью он провел детальные наблюдения солнечных пятен и довольно точно определил продолжительность солнечных суток. К сожалению, Хэрриот не считал нужным публиковать свои многочисленные научные работы, которые могли прославить его еще при жизни. Он выполнил фундаментальные алгебраические исследования, сильно опередившие его время, а также открыл закон преломления света задолго до того, как это сделали Виллеброд Снеллиус и Рене Декарт (не исключено, что этот закон был известен багдадскому ученому X века Ибн Сахлу; во всяком случае, на это указывает один из чертежей в его недавно найденном трактате "О сжигающих зеркалах и линзах"). О том, что Хэрриот был первым астрономом-телескопистом, мало кто знает и поныне. Впрочем, Хэрриот недолго оставался монополистом. Осенью 1609 великий итальянец Галилео Галилей и немецкий астроном Симон Мариус направили в небеса свои инструменты.

26 июля 1609 года английский ученый-универсал Томас Хэрриот направил подзорную трубу на Луну и зарисовал ее поверхность. Эту дату можно считать днем рождения оптической астрономии.

ТЕЛЕСКОПЫ ЗАНИМАЮТ ОСОБОЕ МЕСТО СРЕДИ НАУЧНОГО ИНСТРУМЕНТАРИЯ.

До начала XX в. наука предприятием камерным, приборы для любого эксперимента умещались на 1-2х лабораторных столах, но телескопы еще в далекой своей юности выросли до десятков метров.

Мариус пользовался готовой трубой голландского производства, в то время как Галилей освоил шлифовку линз и лично изготовил четыре трубы, причем считается, что самая большая обеспечивала более чем 30-кратное увеличение. В марте 1610 года он выпустил книгу Sidereus nuncius, где рассказал о телескопических наблюдениях Луны, Юпитера и Млечного пути (в частности, в январе он открыл четыре крупнейших спутника Юпитера, хотя позднее Мариус утверждал, что сделал это несколько раньше). Именно из этого труда ученые (да и вся образованная публика) узнали о возможностях, которые открыли телескопы. Так что оптическая астрономия как новое направление в науке о небесных явлениях началась именно с Галилея. В честь юбилея этого великого события мы сейчас и отмечаем Международный астрономический год.

Конструкция Кеплера

У труб голландской конструкции имелись слабые места - низкая яркость изображения и узкое поле зрения, которое еще больше сужалось при возрастании увеличения (что было прямым следствием применения вогнутых рассеивающих окуляров). Как исправить эти недостатки, догадался первооткрыватель законов планетных движений Иоганн Кеплер. Свою идею он изложил в труде Dioptrice ("Диоптрика"), увидевшем свет в 1611 году. Кеплер предложил использовать в качестве окуляра выпуклую линзу, отодвинутую от фокуса объектива на длину собственного фокусного расстояния - причем не по направлению к объективу, а прочь от него. Длина такого телескопа равна сумме (а не разности, как у "голландского" предшественника) фокусных расстояний объектива и окуляра, а формула для увеличения, естественно, остается той же самой. Он дает перевернутое изображение, но для наблюдателей небес это не представляет никаких затруднений. Кеплеровкая конструкция обеспечивает расширенное поле зрения и большую яркость - а это огромные плюсы.

В качестве объектива используется собирающая линза, а в качестве окуляра - рассеивающая. Такой телескоп дает неперевернутое изображение, но имеет малое поле зрения и низкую яркость.

РЕФРАКТОР ГАЛИЛЕЯ

В 1611 году Кеплер предложил свою схему рефрактора - с двумя собирающими линзами, одна из которых служила объективом, а вторая окуляром. Такая схема имеет большее поле зрения по сравнению с галилеевской и дает более яркое, хотя и перевернутое изображение.

РЕФРАКТОР КЕПЛЕРА

Первый такой телескоп сделал в 1613 году замечательный немецкий геометр, астроном и физик Кристоф Шейнер, один из самых блестящих ученых, которых подарил миру орден иезуитов. В астрономическую практику кеплеровские трубы вошли лишь в конце 1630-х годов. Шейнер внес еще одно важное усовершенствование. Он догадался, что телескоп можно наводить на нужную точку небосвода поворотом вокруг двух взаимно перпендикулярных осей, одна из которых ориентирована под прямым углом к плоскост

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать