Bunu düşünürseniz, ilk teleskopun icat edilmesi sadece bir zaman meselesiydi. İnsanlar binlerce yıldır kristallerden etkilenmiş durumdalar. Birçok kristal - örneğin kuvars - tamamen şeffaftır. Diğerleri - yakutlar - bazı ışık frekanslarını emer ve diğerlerini geçirir. Kristallerin kürelere şekillendirilmesi, yarma, yuvarlanma ve parlatma ile yapılabilir - bu, keskin kenarları giderir ve yüzeyi yuvarlar. Bir kristali parçalamak bir kusur bulmakla başlar. Yarım küre - veya kristal segment - oluşturmak iki farklı yüzey oluşturur. Işık dışbükey ön yüz tarafından toplanır ve düzlemsel arka yüz tarafından yakınsama noktasına doğru yansıtılır. Kristal segmentlerin şiddetli eğrileri olduğu için, odak noktası kristalin kendisine çok yakın olabilir. Kısa odak uzunlukları nedeniyle, kristal segmentler teleskoplardan daha iyi mikroskoplar yapar.
Modern teleskopları mümkün kılan kristal segment değil - cam mercekti. Dışbükey lensler, uzak görüşlü görüşü düzeltecek şekilde cam zeminden çıktı. Hem gözlükler hem de kristal segmentler dışbükey olsa da, uzak görüşlü lenslerin daha az şiddetli eğrileri vardır. Işık ışınları paralelden sadece hafifçe bükülür. Bu nedenle, görüntünün oluştuğu nokta mercekten çok daha uzaktır. Bu, ayrıntılı insan incelemesi için yeterince büyük görüntü ölçeği oluşturur.
Lensleri ilk bakışta artırmak için kullanımı 11. yüzyılın Orta Doğu'suna kadar uzanabilir. Bir Arap metni (bilim adamı-matematikçi Al-hazen tarafından yazılan Opticae Thesaurus), kristal top parçalarının küçük nesneleri büyütmek için kullanılabileceğini belirtiyor. 13. yüzyılın sonlarında, bir İngiliz keşişinin (muhtemelen Roger Bacon'un 1267'deki Perspectiva'sına atıfta bulunarak) Mukaddes Kitabı okumaya yardımcı olacak ilk pratik yakın odak gözlükleri yarattığı söyleniyor. 1440'a kadar Cusa'lı Nicholas, yakın görüşlülüğü düzeltmek için ilk lensi toprakladığında -1 değildi. Ve lens şeklindeki kusurlara (astigmatizma) bir dizi gözlük yardımı yapılmadan önce dört yüzyıl daha olurdu. (Bu, İngiliz astronom George Airy tarafından 1827'de 220 yıl sonra - daha ünlü bir gökbilimci - Johann Kepler tarafından lenslerin ışık üzerindeki etkisini doğru bir şekilde tanımladı.)
En erken teleskoplar, gözlük öğütmenin hem miyopi hem de presbiyopiyi düzeltmek için bir araç olarak yerleştikten hemen sonra oluştu. Uzak görüşlü lensler dışbükey olduğundan iyi ışık “toplayıcıları” yaparlar. Dışbükey bir lens paralel ışınları uzaktan alır ve bunları ortak bir odak noktasına büker. Bu, uzayda sanal bir görüntü oluşturur - ikinci bir mercek kullanılarak daha yakından incelenebilir. Bir toplama merceğinin erdemi iki yönlüdür: Işığı bir araya getirir (yoğunluğunu arttırır) - ve görüntü ölçeğini her ikisini de potansiyel olarak gözün potansiyelinden çok daha büyük bir dereceye kadar artırır.
İçbükey mercekler (yakın görüşlülüğü düzeltmek için kullanılır) ışığı dışa doğru yayar ve her şeyin göze daha küçük görünmesini sağlar. Bir içbükey mercek, gözün kendi sistemi (sabit kornea ve morphing mercek) bir görüntüyü retinaya odaklamada yetersiz kaldığında gözün odak uzunluğunu artırabilir. İçbükey mercekler iyi göz mercekleri yapar çünkü gözün dışbükey bir mercek tarafından dökülen sanal görüntüyü daha yakından incelemesini sağlar. Bu mümkündür, çünkü bir toplama merceğinden gelen yakınsak ışınlar içbükey bir mercekle paralel doğru kırılır. Sonuç, yakındaki bir sanal görüntüyü çok uzak bir mesafedeki gibi göstermektir. Tek bir içbükey mercek, göz merceğinin sonsuza odaklanmış gibi rahatlamasını sağlar.
Dışbükey ve içbükey mercekleri birleştirmek sadece zaman meselesiydi. İlk fırsatın, mercek öğütücünün günün zahmetiyle oynaması gibi - ya da muhtemelen gözlükçünün bir lensi diğerini kullanarak incelemek istediği zaman hayal edebiliyoruz. Böyle bir deneyim neredeyse büyülü görünüyordu: Uzak bir kule, uzun bir yürüyüşün sonunda yaklaşıyormuş gibi anında beliriyor; tanınmayan figürlerin birdenbire yakın arkadaş olduğu görülür; Kanallar veya nehirler gibi doğal sınırlar, Merkür'ün kendi kanatları iyileşmelere bağlanmış gibi atlanıyor…
Teleskop geldiğinde, iki yeni optik problem ortaya çıktı. Işık toplama lensleri kavisli sanal görüntüler oluşturur. Bu eğri, alt kısmı gözlemciye dönük olacak şekilde hafifçe “kase şeklindedir”. Elbette bu, gözün kendisinin dünyayı nasıl gördüğünün tam tersidir. Çünkü göz, merkezi retinada bulunan büyük bir küre üzerinde dizilmiş gibi görür. Bu yüzden çevre ışınlarını tekrar göze çekmek için bir şeyler yapılmalıydı. Bu sorun, 1650'lerde gökbilimci Christiaan Huygens tarafından kısmen çözüldü. Bunu birkaç lensi bir birim olarak birleştirerek yaptı. İki merceğin kullanılması, toplama merceğinden paralele doğru daha fazla çevresel ışın getirmiştir. Huygen’in yeni göz merceği görüntüyü etkili bir şekilde düzleştirdi ve gözün daha geniş bir görüş alanına odaklanmasına izin verdi. Ancak bu alan bugünün çoğu gözlemcisinde klostrofobi yaratacaktır!
Son sorun daha zorlayıcıydı - kırılma lensleri ışığı dalga boyu veya frekansa göre büker. Frekans ne kadar büyük olursa, belirli bir ışık rengi o kadar bükülür. Bu nedenle, çeşitli renklerin (polikromatik ışık) ışığı gösteren nesneler elektromanyetik spektrumda aynı odak noktasında görülmez. Temel olarak lensler prizmalara benzer şekilde hareket eder - her birinin kendine özgü odak noktası olan bir renk yelpazesi oluşturur.
Galileo’nun ilk teleskopu sadece sanal görüntüyü büyütecek kadar yakına bakma sorununu çözdü. Enstrümanı, odağı ayarlamak için kontrollü bir mesafeyle ayrılabilen iki mercekten oluşuyordu. Objektif lens, ışık toplamak ve renk frekansına bağlı olarak çeşitli odak noktalarına getirmek için daha az şiddetli bir eğriye sahipti. Daha kısa odak uzunluğunun daha şiddetli bir eğrisine sahip olan daha küçük lens, Galileo'nun gözlemleyen gözünün büyütülmüş ayrıntıları görmek için görüntüye yeterince yaklaşmasını sağladı.
Ancak Galileo’nun kapsamı ancak mercek görüş alanının ortasına yakın bir noktaya getirilebilirdi. Ve odak sadece Galileo'nun o anda görüntülediği her şey tarafından yayılan veya yansıtılan baskın renge dayanarak ayarlanabilir. Galileo genellikle diyafram açıklığı kullanarak Ay, Venüs ve Jüpiter gibi parlak çalışmaları gözlemledi ve bu fikri ortaya atmaktan gurur duydu!
Christiaan Huygens, Galileo zamanından sonra ilk - Huygenian - göz merceğini yarattı. Bu mercek, toplama merceğine bakan iki plano-dışbükey mercekten oluşur - tek bir içbükey mercek değil. İki merceğin odak düzlemi, objektif ve göz merceği elemanları arasında yer alır. İki merceğin kullanılması görüntünün eğrisini düzleştirdi - ancak sadece bir dereceye kadar görünen görüş alanının üzerinde. Huygen’in zamanından beri, göz mercekleri çok daha sofistike hale geldi. Bu özgün çokluk konseptinden başlayarak, bugünün göz mercekleri, hem şekil hem de konumda yeniden düzenlenmiş yarım düzine optik eleman ekleyebilir. Amatör gökbilimciler artık görünür çap-2'de 80 dereceyi aşan makul düz alanlar vererek mercekleri raftan satın alabilirler.
Üçüncü sorun - kromatik olarak çok renkli görüntülerin sorunu - 1670'lerde Sir Isaac Newton tarafından çalışan bir reflektör teleskopu tasarlanıp inşa edilene kadar teleskopide çözülmedi. Bu teleskop toplama merceğini tamamen ortadan kaldırdı - yine de refrakter bir mercek kullanılmasını gerektiriyordu (bu da objektifin “sahte renge” çok daha az katkıda bulunuyor).
Bu arada refraktörü tamir etmeye yönelik erken girişimler onları daha uzun yapmaktı. 140 feet uzunluğunda kapsamlar oluşturulmuştur. Hiçbirinde özellikle fahiş mercek çapları yoktu. Bu tür bir dynasaurlar kullanmak için gerçekten maceracı bir gözlemciye ihtiyaç duydular - fakat renk sorununu “tonladılar”.
Renk hatasını ortadan kaldırmasına rağmen, erken yansıtıcıların da problemleri vardı. Newton’un kapsamı, küre biçimli bir spekulum aynası kullandı. Modern reflektör aynaların alüminyum kaplamasına kıyasla, spekulum zayıf bir performanstır. Alüminyumun ışık toplama kabiliyetinin yaklaşık dörtte üçünde, spekulum ışık kavramasında yaklaşık bir büyüklük kaybeder. Böylece Newton tarafından tasarlanan altı inçlik alet daha çok çağdaş 4 inçlik bir model gibi davrandı. Ancak Newton’un enstrümanını satmayı zorlaştıran şey bu değildi, sadece çok düşük görüntü kalitesi sağladı. Ve bunun nedeni, küresel olarak öğütülmüş birincil aynanın kullanılmasıydı.
Newton’un aynası tüm ışık ışınlarını ortak odak haline getirmedi. Arıza spekulumla ilgili değildi - 360 derece uzatılırsa - tam bir daire yapacak aynanın şekli ile yatıyordu. Böyle bir ayna, merkezi ışık huzmelerini, kenara yakın olanlarla aynı odak noktasına getirememektedir. 1740 yılına kadar İskoçya'nın John Short'sı aynayı parabolize ederek bu sorunu (eksen üzerinde ışık için) düzelttiğinde değildi. Kısa, bunu çok pratik bir şekilde gerçekleştirdi: Küresel aynanın merkezine yakın paralel ışınlar marjinal ışınları geçtiği için, neden sadece merkezi derinleştirip onları dizginlemiyorsunuz?
1850'lere kadar gümüş, spekulumun tercih edilen ayna yüzeyi olarak yerini almamıştı. Tabii ki John Short tarafından üretilen 1000'den fazla parabolik reflektörün hepsinde spekulum aynaları vardı. Spekulum gibi gümüş de oksidasyona karşı zaman içinde yansıtıcılığı çok hızlı kaybeder. 1930'a kadar ilk profesyonel teleskoplar daha dayanıklı ve yansıtıcı alüminyum ile kaplanıyordu. Bu gelişmeye rağmen, küçük reflektörler, odaklanabilen karşılaştırılabilir diyafram açıklıklarından daha az ışık getirir.
Bu arada, refrakterler de gelişti. John Short’da, gözlükçüler Newton'un sahip olmadığı bir şeyi anladılar - kırılma ile ortak bir odak noktasında kırmızı ve yeşil ışığın nasıl birleştirileceği. Bu ilk olarak 1725 yılında Chester Moor Hall tarafından gerçekleştirildi ve çeyrek yüzyıl sonra John Dolland tarafından yeniden keşfedildi. Hall ve Dolland, biri dışbükey ve diğer içbükey olmak üzere iki farklı lensi birleştirdi. Her biri, ışığı farklı şekilde kırılan farklı bir cam tipinden (taç ve çakmaktaşı) oluşuyordu (kırılma indekslerine dayanarak). Taç camının dışbükey merceği, tüm renklerin ışığını toplama görevini yaptı. Bu fotonları içe doğru bükdü. Negatif lens yakınsak ışını hafifçe dışarı doğru yaydı. Pozitif merceğin kırmızı ışığın odağı aşmasına neden olduğu yerlerde, negatif mercek kırmızının altına düşmesine neden oldu. Kırmızı ve yeşil karıştı ve göz sarı gördü. Sonuç, günümüzde birçok amatör astronom tarafından ucuz, küçük diyafram açıklığı, geniş alanlı, ancak - daha kısa odak oranlarında - ideal görüntü kalitesi kullanımından daha az olan - tercih edilen akromatik refraktör teleskopuydu.
On dokuzuncu yüzyılın ortalarına kadar gözlükçüler kırmızı-yeşile odaklanmak için mavi-menekşe elde etmeyi başaramadılar. Bu gelişme başlangıçta, yüksek güçlü optik mikroskopların - teleskopların değil - çifte hedeflerinde bir unsur olarak egzotik malzemelerin (unit) kullanımından kaynaklandı. Standart cam türlerini kullanan üç elementli teleskop tasarımları - üçüzler - kırk yıl sonra (yirminci yüzyıldan hemen önce) sorunu çözdü.
Bugünün amatör gökbilimcileri, çok çeşitli kapsam türleri ve üreticileri arasından seçim yapabilir. Tüm gökyüzü, gözler ve göksel çalışmalar için tek bir kapsam yoktur. Alan düzlüğü (özellikle hızlı Newton teleskopları ile) ve ağır optik tüpler (büyük refrakterlerle ilişkili) sorunları, 1930'larda geliştirilen yeni optik yapılandırmalarla ele alınmıştır. SCT (Schmidt-Cassegrain teleskopu) ve MCT (Maksutov-Cassegrain teleskopu) artı newton esque Schmidt ve Maksutov varyantları ve eğik reflektörler gibi enstrüman türleri artık ABD'de ve tüm dünyada üretilmektedir. Her kapsam türü, kapsam boyutu, yığın, alan düzlüğü, görüntü kalitesi, kontrast, maliyet ve taşınabilirlik ile ilgili geçerli bir endişeyi veya başka bir endişeyi gidermek için geliştirilmiştir.
Bu arada refraktörler, diğer kısıtlamalara bakılmaksızın mümkün olan en yüksek görüntü kalitesini isteyen optofiller arasında merkezi bir aşama kaydetti. Tamamen afromatik (renk düzeltmeli) refraktörler, optik, fotoğraf ve CCD görüntüleme kullanımı için mevcut en çarpıcı görüntülerden bazılarını sağlar. Ancak ne yazık ki, bu modeller, önemli ölçüde daha yüksek malzeme maliyetleri (egzotik düşük dağılımlı kristaller ve cam), imalat (altı optik yüzeye kadar şekillendirilmelidir) ve daha fazla yük taşıma gereksinimleri (ağır cam diskler nedeniyle) ile daha küçük diyaframlarla sınırlıdır. ).
Bugünün kapsam çeşitliliğinin tümü, insan mesafesini büyük mesafelerde taşımak için eşit olmayan eğrilikli iki lensin göze tutulabileceği keşfiyle başladı. Birçok büyük teknolojik gelişme gibi, modern astronomik teleskop üç temel bileşenden ortaya çıkmıştır: Gereklilik, hayal gücü ve enerji ile maddenin etkileşim biçiminin artan bir şekilde anlaşılması.
Peki modern astronomik teleskop nereden geldi? Kesinlikle teleskop uzun bir sürekli iyileştirme sürecinden geçti. Ama belki de, belki de, teleskop özünde, Evrenin kendisinin, insan gözü, kalpleri ve zihinleri ile derin hayranlık uyandıran bir armağanıdır ...
-1 Uzak ve yakın görüşlü vizyonu düzelten gözlükleri kimin oluşturduğuna dair sorular mevcuttur. Ebu Ali el-Hasan Ibn el-Haitham veya Roger Bacon'un bu şekilde bir lens kullanması pek olası değildir. Provence konusunu karıştırmak, gözlüklerin gerçekte nasıl giyildiği sorusudur. İlk görsel yardımın, tek başına bir gereklilik olarak göze tutulması muhtemeldir. Fakat böyle ilkel bir yöntem tarihsel olarak “gösterinin kaynağı” olarak sayılabilir mi?
-2 Belirli bir göz merceğinin zorunlu olarak kavisli bir sanal görüntüyü telafi etme kabiliyeti temel olarak etkili odak oranı ve kapsam arşivi ile sınırlıdır. Böylece odak uzaklığı diyafram açıklığının çoğu kez olan teleskoplar “görüntü düzleminde” daha az anlık bir eğri gösterir. Bu arada, başlangıçta ışığı kıran kapsamlar (katadioptikler ve refraktörler) eksen dışı ışığı daha iyi kullanma avantajına sahiptir. Her iki faktör de yansıtılan görüntünün eğrilik yarıçapını arttırır ve göz merceğinin göze düz bir alan sunma görevini basitleştirir.
Yazar hakkında:
1900'lü yılların başyapıtlarından esinlenilen “Üç, Dört ve Beş İnç Teleskoplarla Gökyüzü” denilen Jeff Barbour, yedi yaşında astronomi ve uzay bilimlerine başladı. Şu anda Jeff zamanının çoğunu gökleri gözlemlemeye ve Astro.Geekjoy web sitesini sürdürmeye ayırıyor.
