Багато хто з нас просто обожнюють дивитися на зоряне небо, милуючись його приголомшливою і манливою красою. Звичайно, більшість людей, небайдужих до зірок – це просто любителі романтики або лежати в полі, вдихати запах свіжої трави і рахувати разом з коханою людиною білі точки на густій чорній поверхні.
Але є й інша категорія любителів неба. Ці особи, як правило, є вченими, які милуються небесним склепінням не з допомогою власних очей або через окуляри, а використовують спеціальні дзеркальні телескопи, щоб не тільки насолоджуватися красою небесних світил, але і займатися науковою діяльністю, обчислюючи необхідні відстані і здобуваючи таку важливу для людства інформацію.
Оптичні прилади не лише ось вже кілька тисячоліть є найкращими помічниками людини у справі вивчення далеких планет, але і просто незамінні в побуті, так як багато людей використовують телескопи, біноклі і лупи для різних цілей, не віддаючи собі звіту в первинному науковому призначення цих предметів. Хто з нас не розводив багаття за допомогою лупи? А хто дивився в перевернутий бінокль? Всі так робили, що ще раз доводить життєву необхідність людей в лінзах і збільшувальних стеклах.
Що таке?
Телескоп – або, по-науковому, рефлектор – це спеціальний оптичний пристрій, в основі якого лежить принцип збору світлових частинок дзеркальної пластиною. Самий перший дзеркальний телескоп був винайдений знаменитим англійським математиком Ісааком Ньютоном.
Так, після нього ще багато різних розумних людей пропонували свої версії «дальнозоркой труби». Але саме пряма лінза Ньютона стала практично стандартом для всіх потужних оптичних приладів. Особливо для застосовуваних у науці і військовій галузі. Розробка англійського генія дозволила раз і назавжди позбутися від хроматичної аберації – основного і доставляє великі незручності недоліку всіх телескопів того часу.
Як оптичний прилад, дзеркальний телескоп вважається родичем підзорної труби і має схожу конструкцію, відрізняючись, однак, розміром і якістю лінз.
Історія оптики
Потяг людства до спостереження далеких від ока предметів або явищ виникла задовго до появи великих дзеркальних телескопів. Наукове подорож лінзи виникло в той самий момент, коли людина вперше подивився на світ через шматочок слюди, нахиливши його під правильним кутом так, що мінерал зміг трохи наблизити горизонт.
З тих пір людство невпинно шукав способи досягнення подібного ефекту. Люди активно винаходили рамки, власники, шліфували слюду, пробували працювати з кварцом.
З появою скла досліди по винаходу «майбутнього зображення пристрою» продовжилися, так як у справу пішли різні браковані шматки матеріалу, так або інакше, спотворюють через себе простір.
Минуло багато років, перш ніж людство змогло сконструювати перший дзеркальний телескоп. Однак важливо пам’ятати, що вся галузь оптичних приладів почалася з крихітного шматочка слюди.
З моменту відкриття людиною складу скла він перестав потребувати в слюді і кварці як в замінниках або аналоги цього чудесного речовини. Першими оптичними приладами, створеними людиною, були досить прості конструкції на зразок лупи або монокля, тобто, шматок скла, майстерно вставлений в залізну оправу.
Англія
В області математики і фізики ця північна країна практично завжди на шляху свого наукового розвитку випереджала всю планету на століття, якщо не на тисячі років прогресу. Весь світ користується оптичними приладами завдяки появі в 1668 році дзеркального телескопа Ньютона. Геній з Туманного Альбіону запропонував своє бачення «дальнозоркой труби», застосовуючи всього дві прямих лінзи. Головне дзеркало є світлоприймачем, підставляючи себе під прямі промені від будь-якого освітлення, а потім передаючи зібраний в один потік пучок світла на невелике плоске діагональне дзеркало, яке розташоване поблизу основного фокуса. У завдання цього фрагменту одностороннього скла входить відхилення світла за межі корпусу дзеркального телескопа-рефлектора. У цьому місці відбувається взаємодія окуляра і зображення, яке потрапляє в нього, будучи відбитим від другорядного діагонального скла, і фотографується. Тип вбудованого дзеркала безпосередньо залежить від діаметру труби – в кожух з великою місткістю можна легко вставити параболічне скло, а в більш малу трубку поміститься і сферичне.
Система Грегорі
Однак не тільки першовідкривач сили тяжіння може вважатися винахідником телескопа, так як сам факт того, що на предмети можна дивитися крізь скло, був вивчений задовго до народження Ньютона, то на питання, хто винайшов дзеркальний телескоп, існує чимало відповідей.
Наприклад, земляк Ньютона, Джеймс Грегорі в 1663 році запропонував своє бачення «дальнозоркой труби», забезпечивши її відразу трьома стеклами. Схема запропонованої версії була описана вченим у книзі Optica Promota, містить також і інші чудові ідеї щодо застосування скла в побуті.
Пристрій першого дзеркального телескопа Грегорі досить просте на перший погляд. В його основі лежить увігнуте параболічне дзеркало, яке збирає розрізнені пучки світла, об’єднує їх і направляє на увігнуте еліптичний дзеркало меншого розміру.
Невелике дзеркало, в свою чергу, відправляє назад світло – в центральний отвір великого скла, яке захищає окуляр. Фокусна відстань дзеркального телескопа Грегорі істотно більше, ніж у Ньютонівської моделі, за рахунок чого око наглядача бачить пряме рівне зображення, а не перевернутому на 180 градусів, як у попередньої моделі.
Ідея Кассегрена
Схожу систему запропонував у 1672 році Лоран Кассегрена. В основу його розробки також лягли два дзеркала різного діаметра. Однак Лоран вважав за краще працювати з прямим відображенням світу, звівши всю конструкцію до передачі світлових пучків між двома стеклами.
Відмінною особливістю його телескопа став той факт, що вторинне дзеркало було істотно більше головного. Через двісті років, саме цю ідею візьме за основу знаменитий радянський оптик Д. Д. Маскутов, який закладе фундаментальні основи російської науки про оптичних приладах, а також винайде основну модель телескопа, яка стане базовою для всіх приладів, що мають відношення до наближення зображення в Радянському Союзі.
Такі системи, подібні розробки Річі – Кретьєна є всього лише доповненими і виправленими версіями ідей Кассегрена.
Новаторство Ломоносова
Виняток становить лише оптична теорії Гершеля, яку в свій час істотно удосконалив геніальний російський енциклопедист Михайло Ломоносов. Суть ідеї полягає в тому, що основне скло було замінено на увігнуте дзеркало.
Для чого потрібен телескоп?
Всім відомо, що прилади для вивчення небесній гладі, в основному, використовують астрономи й інші вчені, які, на підставі отриманих даних роблять висновки, що глобально впливають на різні галузі науки. Від астрономії залежать такі дисципліни, як: географія, геодезія, біологія, біофізика та багато інших. Навіть звичайний прогноз погоди скласти практично неможливо. Не отримавши вчасно дані про розташування небесних світил відносно сонця.
Телескоп потрібен для того, щоб безпосередньо поблизу спостерігати різні предмети і явища, які можуть виявитися доленосно важливими для науки і для людства в цілому. Прилади різних розмірів, що володіють істотно розрізняються характеристиками, використовуються як для звичайного огляду нічного неба, так і для проникнення в таємниці далеких туманностей і галактик.
Найбільші прилади
В даний час існує величезна кількість різних технологічних пристроїв, які дозволяють досліджувати зоряне небо. Більшість з них просто неймовірних розмірів і займають величезну площу. Наприклад, найбільший телескоп Радянського Союзу – «БТА» – довгий час вважався найбільшим у світі, так як мав діаметр головного дзеркала цілих шість метрів!
У 2005 році був побудований ще більший за розмірами дослідник небесних світил – прилад під назвою «Великий бінокулярний телескоп». Він відрізняється тим, що його дзеркало цілісне, тобто складається з одного шматка скла.
У цьому ж році в Південно-Африканській республіці був споруджений «Великий південноафриканський телескоп», головне дзеркало якого складалося з дев’яноста одного величезного однакового шестикутника.
Пристрій приладу
Оптичний дзеркальний телескоп має досить просту будову. Будь-який школяр може самостійно створити подібне пристрій, маючи лише одну або дві лінзи і порожнисту картонну трубку. Зрозуміло, справжні потужні прилади робляться не з скла і паперу, однак за схожим принципом.
Прилад являє собою закриту систему, в основі якої лежить тверда порожниста трубка, зі вставленими в неї з обох кінців лінзами різного типу і структури. Задня площину першого скла поєднана з передньою площиною другого, що дає ефект наближення зображення, насправді знаходиться далеко від спостерігача.
Відгуки
Як вибрати хороший телескоп? На це питання легко відповісти, якщо знати, як саме покупець буде його використовувати. Якщо людині просто цікаво побачити зоряне небо трохи ближче, то підійде будь-яка бюджетна модель для новачків. Якщо бажаючий придбати прилад – астроном, нехай і любитель, але все ж астроном, то варто задуматися про придбання більш дорогого аналога.
У разі коли майбутньому власнику телескопа дорога наука і дослідження, варто визнати, що необхідний професійний прилад, який коштує досить дорого. Немає якихось певних порад з вибору телескопа, потрібно чітко розуміти, для чого ви його обираєте!
