Cu fiecare generatie succesiva de telescoape, sunt dezvaluite mai multe despre minunile si complexitatile Universului decat s-ar fi putut imagina vreodata. Prin urmare, este firesc sa ne intrebam cine a inventat telescopul? Cu toate acestea, originea exacta a unui instrument atat de revolutionar precum telescopul optic nu este sigura. O explorare mai ampla a acestui subiect fascinant poate fi gasita aici intr-o bucata intitulata „Telescoape si lentile antice”.
Ceea ce se stie cu certitudine, totusi, este ca, desi Galileo poate sa nu fi inventat telescopul, utilizarea acestui instrument puternic a pus astronomii pe un curs de descoperire care nu este egalat de niciun alt efort stiintific. Lista care urmeaza evidentiaza ulterior cateva dintre telescoapele care s-au dovedit cele mai influente in dezvoltarea si avansarea astronomiei observationale de-a lungul istoriei.
Telescopul refractor al lui Galileo
Galileo (1564-1642) nu a fost aproape cu siguranta prima persoana care a indreptat cu o „spionica” spre cer. Desi este posibil sa nu fi inventat telescopul, Galileo a fost, totusi, primul observator care a tras concluzii stiintifice din ceea ce a dezvaluit sticla despre Univers.
Primul telescop refractor galileian (lentile) putea mari obiectele doar de trei ori, dar intr-un an de la constructia sa, Galileo construise un instrument care mari obiectele de douazeci de ori. Acesta a fost apoi folosit pentru a descoperi cei patru sateliti ai lui Jupiter, cunoscuti acum sub numele de lunile galileene. Acest instrument a dezvaluit, de asemenea, fazele lui Venus, inelele lui Saturn, petele solare si o supernova. Mai important, totusi, acest mic telescop umil a dovedit ca Copernic avea dreptate – Pamantul si planetele se invarteau intr-adevar in jurul Soarelui, desi Galileo nu a fost de acord cu Kepler ca orbitele planetelor sunt eliptice, crezandu-le, in schimb, circulare.
Telescopul reflector al lui Newton
Desi Isaac Newton (1642-1727) este considerat aproape universal drept cel mai mare matematician si astronom al tuturor timpurilor, nu a folosit niciodata telescopul pe care l-a proiectat si construit pentru a face descoperiri stiintifice, dincolo de imbunatatirea designului telescopului lui Galileo.
Galileo a folosit doua lentile in telescopul sau pentru a refracta lumina intr-o imagine focalizata. Newton, totusi, si-a dat seama ca o mare parte din lumina a fost imprastiata si/sau pierduta cu acest sistem, asa ca i-a venit ideea de a reflecta lumina dintr-o serie de oglinzi pentru a produce o imagine. Deoarece nicio lumina nu a trecut prin oglinzi, toata lumina adunata de oglinda primara a putut fi apoi folosita pentru a produce o imagine in ocular si astfel a luat nastere telescopul reflectorizant.
Mai mult, in timp ce problema cu aberatia cromatica din telescoapele refractoare din timpul lui Galileo a fost rezolvata de mult timp, oglinzile telescoapelor reflectorizante pot fi facute sa colecteze de mii de ori mai multa lumina decat pot chiar si cei mai mari refractori. In practica, aceasta inseamna ca reflectoarele mari pot „vedea” obiecte care raman invizibile pentru refractori, ceea ce este, fara indoiala, cea mai mare contributie pe care a adus-o Newton stiintei astronomiei.
Telescopul reflectorizant al lui Newton a supravietuit pana astazi in starea sa initiala si este acum in grija Societatii Regale din Londra, care permite uneori sa fie afisat ca parte a expozitiilor itinerante.
Telescopul reflectorizant de 40 de picioare al lui William Herschel
Opus este o gravura a telescopului mamut de 40 de picioare al lui William Herschel, care a fost construit intre 1785 si 1789 la Slough in Anglia. Telescopul avea o oglinda primara cu diametrul de 48 de inci si o distanta focala de 12 m, de unde si numele de Great Fourty-Foot, primul obiect astronomic pe care l-a folosit pentru a observa, fiind nebuloasa Orion.
Acest telescop a fost cel mai mare instrument din lume timp de 50 de ani si, desi Herschel a folosit si o varietate de alte telescoape mai mici in timpul vietii sale, exista unele dovezi care sugereaza ca acest instrument special a fost folosit pentru a descoperi a sasea si a saptea luna a lui Saturn, numita Enceladus si Mimas.
A fost demontat in mare parte in 1840, iar astazi doar o mica sectiune a tubului si oglinda originala au supravietuit.
Leviatanul din Parsonstown
Imaginile de vizavi arata telescopul reflectorizant cu o deschidere de 6 picioare al celui de-al treilea conte de Rosses (William Parsons), cu care a folosit pentru a identifica Galaxia Whirlpool (M51), prima „nebuloasa” care a fost rezolvata in stele individuale, in 1845.
Parsons a fost un „domn astronom” bogat si a construit acest instrument monstruos cu scopul expres de a investiga obiectele enumerate atat in celebrele cataloage ale lui Messiers, cat si ale lui Herschel. Parson’s cauta sa rezolve intrebarea daca „nebuloasele” pe care el si alti astronomi le vedeau erau doar grupuri nerezolvate de stele sau regiuni de nebulozitate autentica in spatiu. Dupa cum sa dovedit, telescopul sau gigantic nu numai ca a rezolvat in mod clar stele individuale din galaxia cunoscuta acum sub numele de M51, dar a aratat si ca obiectul are o structura in spirala, ceea ce l-a determinat sa declare ca ar putea exista „legi dinamice” inca nedescoperite. care determina structura in aceasta si in alte galaxii spirale.
In afara de descoperirea majora conform careia „nebuloasele” erau de fapt galaxii care contineau stele, Patruzeci de picioare a fost folosita de JLE Dreyer pentru a alcatui Noul sau catalog general de nebuloase si aglomerate de stele intre 1874 si 1878. Acest telescop a avut si distinctia de fiind cel mai mare din lume din 1845 pana cand telescopul Hooker de 100 de inci a intrat in functiune in 1917.
Telescopul Hooker
Imaginea de mai sus arata structura celui mai important telescop al secolului al XX-lea, telescopul Hooker de 100 de inci de la Observatorul Mount Wilson, California. Acesta este telescopul pe care Edwin Hubble (1889-1953) l-a folosit pentru a demonstra ca Universul se extinde mult dincolo de Calea Lactee si ca galaxiile care cuprind Universul se indeparteaza de noi si unele de altele; astfel, ca Universul se extindea intr-un ritm rapid. Aceasta descoperire a schimbat fundamental viziunea stiintifica asupra Universului.
Cu toate acestea, cu ajutorul acestui telescop au fost facute alte observatii si descoperiri la fel de importante. Mai jos sunt cateva detalii:
• Hubble si Milton Humason au folosit telescopul Hooker in 1929 pentru a masura atat dimensiunile Universului cunoscut atunci, cat si viteza cu care Universul se extinde.
• Fritz Zwicky a folosit telescopul Hooker in anii 1930 pentru a gasi dovezi ale materiei intunecate.
• In 1938, Dr. Seth Nickolson a descoperit doi dintre satelitii lui Jupiter, desemnati la acea vreme cu numarul 10 si #11.
• In anii 1940, Walter Baade a folosit telescopul Hooker pentru a descoperi populatii stelare distinct diferite, precum si doua clase distincte de variabile cefeide, descoperire care a dublat efectiv dimensiunile Universului calculate de Hubble. Aceasta descoperire a rezolvat si problema varstei Universului, care, conform calculelor lui Hubble, era doar pe jumatate mai veche decat ar trebui sa fie.
Telescopul Hale
In afara de faptul ca telescopul Hale de 200 de inci de la Palomar Mountain, California, era de doua ori mai mare decat urmatorul cel mai mare instrument, telescopul Hooker de 100 de inci, telescopul Hale a servit drept banc de testare pentru multe tehnologii noi, inclusiv un instrument de vapori. stratul de aluminiu depus pe oglinda primara si utilizarea sticlei termice cu expansiune redusa in toate elementele sale optice.
Cu toate acestea, nasterea telescoapelor Hale nu a fost nedureroasa. Designerul optic sef, George Willis Ritchey, a dorit o oglinda primara realizata conform designului Ritchey-Chretien, care ar fi produs imagini mai clare pe un camp vizual mai larg decat ar fi putut fi obtinute printr-o oglinda parabolica normala. Deoarece constructia telescopului a ramas in intarziere si a depasit deja bugetul, Hale a refuzat sa permita intarzierea suplimentara de a face o oglinda mai complexa, iar Ritchey a parasit proiectul.
Ca urmare a caderii, telescopul Hale a fost ultimul telescop lider mondial care a folosit o oglinda primara parabolica conventionala. Telescopul Hale este inca in serviciu activ astazi si a fost cel mai mare telescop din lume pana in 1975, cand telescopul BTA-6 a intrat in functiune in Rusia.
BTA-6 – un dezastru util
Imaginea alaturata arata cateva detalii ale telescopului cu deschidere de 6 metri (20 ft) BTA-6 din districtul Zelenchuksky din sudul Rusiei.
Din pacate, din cauza designului slab, a manoperei si mai slabe si a unei locatii nefericite in aval de vant a Muntilor Caucaz, acest telescop nu a fost niciodata sa functioneze nici macar aproape de limitele sale teoretice. De fapt, una dintre oglinzile sale de inlocuire a fost atat de prost facuta incat operatorii au fost nevoiti sa acopere parti ale oglinzii cu bucati de panza neagra pentru a putea folosi instrumentul, dar si mai rau, cupola este supradimensionata pana la punctul in care curentii termici. in interiorul cupolei fac instrumentul aproape inutilizabil.
Cu toate acestea, si in ciuda deficientelor sale grave, BTA-6 ramane un telescop semnificativ si important, deoarece poate intr-un fel sa imagineze obiecte pana la magnitudinea 26. Mai mult decat atat, capacitatea instrumentului de adunare a luminii il face deosebit de util pentru spectroscopie si interferometrie speckle, domenii in care acest telescop a adus contributii uriase la astronomie. Actualizarile continue, inlocuirea oglinzilor si imbunatatirile fluxului de aer in dom continua si este de asteptat ca acest telescop major sa fie complet functional candva la inceputul anilor 2020.
Keck 1 & 2 – cele mai productive telescoape
Aceste imagini arata cupolele gemene ale telescoapelor Keck 1 si 2 din Hawaii, precum si unele detalii ale oglinzii segmentate a instrumentului Keck 1. In mod colectiv, telescoapele Keck sunt cele mai productive din punct de vedere stiintific telescoapele utilizate in lume astazi.
Cu deschideri efective de 10 metri (33 ft), provocarile de inginerie ale utilizarii oglinzilor solide ar fi crescut pretul acestor telescoape cu mult peste cele 70 de milioane de dolari (fiecare) pe care le-au costat construirea. Astfel, oglinzile lor primare constau fiecare din 36 de segmente hexagonale, care au fiecare 1,8 metri (5,9 ft) latime, 7,5 cm (2,9 inchi) grosime si cantaresc 453 kg (1000 lb). In practica, fiecare segment poate fi deformat de actuatoare pentru a contracara atat efectele gravitatiei, cat si ale instabilitatii atmosferice de doua ori pe secunda, cu o precizie de patru nanometri sau mai putin, ceea ce inseamna ca instrumentele Keck depasesc uneori telescopul spatial Hubble.
Hubble – ochiul din cer
Din noiembrie 2022, telescopul spatial Hubble si-a depasit durata de viata estimata de 15 ani cu 12 ani si, desi ramane functional, opinia actuala a operatorilor sai este ca „atata timp cat zboara, vom continua sa luam poze.”
Hubble este cunoscut de aproape toata lumea care era in viata in 1990 si nu se poate nega rolul urias pe care l-a jucat atat in aproape „redescoperirea” Universului, cat si valoarea sa ca instrument de relatii publice pentru NASA. Cu toate acestea, telescopul Hubble a facut progrese uriase ca instrument stiintific, oferind astronomilor o noua intelegere a modului in care functioneaza Universul. De exemplu, imaginile Hubble Deep Field au dezvaluit mii de galaxii despre care nimeni nu stia ca exista; a dezvaluit detalii in structurile nebuloasei planetare pe care nimeni nu le-a banuit si chiar a impus constrangeri noi si foarte stricte asupra ritmului cu care se extinde Universul.
Cu toate acestea, telescoapele mari de la sol depasesc acum in mod obisnuit telescopul Hubble in observatiile facute la lungimi de unda optice. Totusi, atata timp cat poate observa si in alte frecvente, telescopul Hubble va ramane unul dintre cele mai importante telescoape aflate in functiune pana cand inlocuitorul sau, telescopul spatial James Webb, va fi pus in functiune.
Forma lucrurilor care vor urma…
Aceasta imagine arata o impresie a artistilor despre Telescopul Extrem de Mare (ELT), un telescop optic monstruos aflat acum in constructie de catre Observatorul European de Sud pe varful Muntelui Cerro Armazones din desertul Atacama din nordul Chile.
Totul despre acest telescop este la superlativ; de la oglinda primara segmentata cu diametrul de 39,3 metri (126 ft) si oglinda secundara cu diametrul de 4,2 metri, pana la cupola cu diametrul de 86 de metri care se va ridica la 74 de metri inaltime de la sol si cantareste 5.000 de tone, dar care se va roti totusi cu o viteza de 2 grade pe secunda. In practica, ELT va colecta de 100 de milioane de ori mai multa lumina decat ochiul uman, de 256 de ori lumina telescopului Hubble si va produce imagini care vor fi de cel putin 16 ori mai clare decat le poate produce vreodata Hubble.
La finalizarea sa in 2024, functiile primare ale ELT vor fi sa caute planete in jurul altor stele, sa gaseasca cele mai vechi galaxii din Univers, sa investigheze imprejurimile gaurilor negre super masive si sa detecteze, printre altele, apa si molecule organice in protoplanetare. discuri in jurul altor stele. Pentru a extinde capacitatile telescoapelor, acesta va fi echipat cu instrumente care ii vor permite sa vada si in frecventele infrarosii apropiate.
