Что такое телескоп?
Что такое телескоп? В 1608 г. голландский оптик Ханс Липперсгей изобрел телескоп — устройство, применяемое астрономами для увеличения изображений далеких объектов.
Он заметил, что эти объекты кажутся ближе, если смотреть на них сквозь две очковые линзы, и поместил линзы в трубу. Так появился первый телескоп.
Не исключено, что примитивные телескопы и подзорные трубы появились еще раньше, однако Липперсгей, как утверждают, был первым, кто использовал соответствующие приспособления для целенаправленного наблюдения за небесными телами.
Кто изобрел телескоп?
Некоторые склонны полагать, что телескоп изобрел Галилео Галилей. На самом деле великий ученый только усовершенствовал изобретение голландца Х. Липперсхея, появившееся в 1608 г., а название «телескоп» дано греческим математиком И. Демисиани в 1611 г., когда он познакомился с инструментом Галилея.
Результаты применения даже самых простых оптических телескопов были просто поразительными: были открыты горы на Луне, пятна на Солнце, спутники Юпитера, отдельные звезды в Млечном Пути.
Телескоп Галилея, как и все такие же инструменты в будущем, состоял из двух частей. Объектив - оптическая линза - собирал свет, а полученное изображение исследователь рассматривал через окуляр - своего рода лупу, позволяющую увеличить изображение.
Так, второй телескоп, построенный Галилеем, увеличивал изображения небесных тел в 34 раза. Оптические инструменты, в которых изображение получается с помощью собирающей линзы, называются рефракторами - от латинского слова «рефракцио», означающего «преломляю».
У телескопов-рефракторов был один серьезный недостаток - не удавалось сильно увеличить размеры объектива, так как большие и качественные линзы изготавливать очень трудно.
К тому же выяснилось, что линзы телескопов по-разному преломляют лучи разного цвета, из-за чего в изображениях появляются искажения - аберрации. Чтобы избавиться от этого, конструкции пришлось усложнять, применяя составные линзы.
Немало досаждала астрономам и земная атмосфера, которая вносила свои искажения в наблюдения. Чтобы не зависеть от состояния атмосферы и погоды, астрономические обсерватории начали строить в горах, где воздух прозрачен большую часть года.
Ньютоново зеркало и рефракторы
Чтобы избавиться от цветной аберрации, около 1667 г. Исаак Ньютон предложил принципиально иную схему телескопа - в его инструменте свет собирала не линза, а вогнутое (параболическое) зеркало.
Пучок лучей затем направлялся на маленькое плоское зеркальце, расположенное в фокусе большого зеркала, а оттуда - в окуляр.
Изготовление «вогнутых» зеркал технически проще, и это сразу же позволило увеличить размеры и разрешающую способность телескопов. И в наши дни большинство оптических телескопов, в том числе и самых крупных в мире, являются рефракторами.
Крупнейшие обсерватории соревнуются между собой, наращивая размеры зеркал телескопов. Современный рефлектор - сложнейшая конструкция, занимающая целое здание и управляемая множеством компьютеров.
Самый мощный телескоп в Евразии построен в России - он находится на Северном Кавказе. Диаметр его главного зеркала составляет 6 м, а процесс его изготовления занял более двух лет.
Но «королем» всех астрономических инструментов, расположенных на Земле, сегодня является Большой Канарский телескоп, построенный на Канарских островах по проекту ученых Мексики, Испании и США.
Его зеркало имеет диаметр 10,4 м. Он способен «различать» объекты в миллиард раз более слабые, чем способен увидеть человеческий глаз.
Насколько мощными телескопами пользуются астрономы?
До Липперсгея и Галилея увеличительными инструментами для исследования внеземных объектов не пользовались.
С той поры были разработаны куда более мощные оптические телескопы, а также другие типы телескопов, способные «видеть» невидимые виды излучения — инфракрасное, ультрафиолетовое, радиоволновое и рентгеновское.
Современные оптические телескопы, сделанные с применением стекла, линз или зеркал, увеличивают в 100 млн раз сильнее, чем телескоп Галилея.
Самый большой в мире оптический и инфракрасный двойной телескоп установлен в обсерватории Кека на Гавайях (на фото). Каждый из этих двух телескопов высотой в восемь этажей весит 300 тонн.
Космический телескоп Хаббла, названный в честь астронома Эдвина Хаббла и выведенный на орбиту в 1990 г., облетает Землю со скоростью 8 км/с и передает полученные изображения на Землю.
Поскольку он расположен вне атмосферы (она искажает и блокирует свет, который доходит до Земли), космический телескоп способен давать более четкие изображения Вселенной, чем телескопы, установленные на земной поверхности.
Инфракрасные телескопы
Как и у оптических телескопов, главной частью инфракрасных телескопов является зеркало.
Оно не обязательно должно быть таким же точным, как зеркала наземных рефлекторов, зато защита от помех для инфракрасных телескопов едва ли не главное условие работы.
А помех множество - инфракрасные лучи испускают все движущиеся и испытывающие трение детали телескопа, электронные устройства и приборы. Поэтому даже в условиях космоса инфракрасные телескопы приходится охлаждать жидким гелием с температурой -270 °С.
В качестве приемников излучения используются болометры - сверхчувствительные датчики, способные «ощущать» тепло, исходящее от самых далеких звезд и галактик.
Вселенная полна источников инфракрасного излучения - это сами звезды, облака космической пыли и газа, нагретые расположенными близко к ним звездами, по сверхмощному инфракрасному излучению можно распознать области, в которых образуются новые звезды.
И даже близкие к нам области Солнечной системы, планеты и их спутники исследуют с помощью инфракрасных приборов, позволяющих определить состав и структуру их атмосфер.
Особый интерес для изучения в инфракрасном диапазоне представляют активные ядра галактик, мощность излучения от которых так велика, что этому явлению пока еще не найдено объяснения.
Что открыл космический телескоп Хаббла?
По сведениям Национального агентства по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА), которое по поручению правительства США занимается космическими исследованиями, каждую неделю космический телескоп Хаббла передает на Землю около 120 гигабит научных данных.
Такой объем информации эквивалентен содержимому книжной полки длиной около 1100 м. Непрерывно растущая коллекция изображений и данных хранится на магнитооптических дисках.
Среди многих открытий, сделанных с помощью телескопа Хаббла, можно назвать определение возраста Вселенной. Он составляет 13—14 млрд лет, что является более точной оценкой, чем 10— 20 млрд лет согласно теории «Большого взрыва».
Космический телескоп Хаббла сыграл основополагающую роль в открытии темной энергии, загадочной силы, которая ускоряет расширение Вселенной.
Он обнаружил протопланетарные диски, сгустки газа и пыли вокруг молодых звезд, которые, вероятно, служат материалом, из которого формируются новые планеты.
Телескоп Хаббла установил также, что в далеких галактиках случаются вспышки гамма-излучения, которые сопровождают гибель массивных звезд, — необычные, невероятно мощные выбросы энергии.
|