ใครก็ตามที่คิดค้นกล้องโทรทรรศน์สมควรได้รับความเคารพและความกตัญญูอย่างไม่ต้องสงสัยจากนักดาราศาสตร์สมัยใหม่ทุกคน นี่เป็นหนึ่งในการค้นพบที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์ กล้องโทรทรรศน์ทำให้สามารถศึกษาใกล้อวกาศและเรียนรู้มากมายเกี่ยวกับโครงสร้างของจักรวาล
มันเริ่มต้นยังไง
ความพยายามครั้งแรกในการสร้างกล้องโทรทรรศน์เกิดจาก Leonardo da Vinci ผู้ยิ่งใหญ่ ไม่มีสิทธิบัตรหรือการอ้างอิงถึงแบบจำลองการทำงาน แต่นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบซากของภาพวาดและคำอธิบายของแว่นตาสำหรับการดูดวงจันทร์ บางทีนี่อาจเป็นอีกตำนานเกี่ยวกับบุคคลที่ไม่เหมือนใครนี้
กล้องส่องทางไกลเข้ามาในความคิดของ Thomas Digges ผู้ซึ่งพยายามสร้างมันขึ้นมา เขาใช้กระจกนูนและกระจกเว้า โดยตัวมันเอง การประดิษฐ์สามารถทำงานได้ และตามที่ประวัติศาสตร์จะแสดงให้เห็น อุปกรณ์ดังกล่าวจะถูกสร้างขึ้นอีกครั้ง แต่ในทางเทคนิคยังไม่มีวิธีที่จะใช้ความคิดนี้ เขาไม่ได้จัดการเพื่อสร้างรูปแบบการทำงาน การพัฒนายังคงไม่มีใครอ้างสิทธิ์ในเวลานั้น และ Digges เข้าสู่ประวัติศาสตร์ดาราศาสตร์เพื่ออธิบายระบบเฮลิโอเซนทริค
ทางหนาม
กล้องโทรทรรศน์ถูกประดิษฐ์ขึ้นในปีใด คำถามยังคงเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ ในปี 1609 นักวิทยาศาสตร์ชาวดัตช์ Hans Lippershey ได้นำเสนอสิ่งประดิษฐ์แว่นขยายของเขาต่อสำนักงานสิทธิบัตร เขาเรียกว่ากล้องส่องทางไกล แต่สิทธิบัตรถูกปฏิเสธเนื่องจากความเรียบง่ายที่มากเกินไป แม้ว่าตัวกล้องส่องทางไกลจะถูกนำมาใช้กันทั่วไปก็ตาม มันได้รับความนิยมเป็นพิเศษในหมู่ลูกเรือ แต่สำหรับความต้องการทางดาราศาสตร์ มันกลับกลายเป็นว่าค่อนข้างอ่อนแอ ก้าวไปข้างหน้าแล้ว
ในปีเดียวกันนั้น กล้องส่องทางไกลตกไปอยู่ในมือของ Thomas Hariot เขาชอบสิ่งประดิษฐ์นี้ แต่ต้องการการแก้ไขตัวอย่างที่สำคัญของตัวอย่างเดิม ด้วยผลงานของเขา นักดาราศาสตร์จึงสามารถเห็นดวงจันทร์มีความโล่งใจได้เป็นครั้งแรก
กาลิเลโอ กาลิเลอี
เมื่อได้เรียนรู้เกี่ยวกับความพยายามที่จะสร้างอุปกรณ์พิเศษสำหรับขยายดาว กาลิเลโอก็รู้สึกตื่นเต้นกับแนวคิดนี้มาก ชาวอิตาลีตัดสินใจสร้างการออกแบบที่คล้ายกันสำหรับการวิจัยของเขา ความรู้ทางคณิตศาสตร์ช่วยเขาในการคำนวณ อุปกรณ์ดังกล่าวประกอบด้วยท่อและเลนส์ที่สอดเข้าไป ซึ่งสร้างขึ้นสำหรับผู้ที่มีปัญหาทางสายตา นี่คือกล้องโทรทรรศน์ตัวแรก
วันนี้กล้องโทรทรรศน์ประเภทนี้เรียกว่าหักเห ด้วยการออกแบบที่ได้รับการปรับปรุง กาลิเลโอได้ค้นพบมากมาย เขาสามารถพิสูจน์ได้ว่าดวงจันทร์มีรูปร่างเป็นทรงกลม เห็นหลุมอุกกาบาตและภูเขาบนดวงจันทร์ กำลังขยาย 20 เท่าทำให้สามารถพิจารณาดาวเทียม 4 ดวงของดาวพฤหัสบดี การมีอยู่ของวงแหวนในดาวเสาร์ และอื่นๆ อีกมากมาย ในขณะนั้นอุปกรณ์กลายเป็นอุปกรณ์ที่ทันสมัยที่สุด แต่ก็มีข้อเสียอยู่ ท่อแคบลดระยะการมองลงอย่างมาก และความผิดเพี้ยนที่เกิดขึ้นจากจำนวนที่มากเลนส์ทำให้ภาพเบลอ
ยุคของกล้องโทรทรรศน์หักเห
เป็นไปไม่ได้เลยที่จะตอบคำถามว่าใครเป็นผู้คิดค้นกล้องดูดาวเป็นคนแรก เพราะกาลิเลโอปรับปรุงเฉพาะท่อที่มีอยู่แล้วสำหรับการไตร่ตรองท้องฟ้า หากปราศจากความคิดของลิปเปอร์ชีย์ ความคิดนี้อาจไม่เกิดขึ้นกับเขา ในปีถัดมา มีการปรับปรุงอุปกรณ์อย่างค่อยเป็นค่อยไป การพัฒนาถูกขัดขวางอย่างมากจากความเป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างเลนส์ขนาดใหญ่
การประดิษฐ์ขาตั้งกล้องเป็นแรงผลักดันให้พัฒนาต่อไป ท่อตอนนี้ไม่ต้องอยู่ในมือเป็นเวลานาน ทำให้สามารถยืดท่อได้ Christian Huygens ในปี 1656 นำเสนออุปกรณ์ที่มีกำลังขยาย 100 เท่า ซึ่งทำได้โดยการเพิ่มระยะห่างระหว่างเลนส์ซึ่งวางในท่อยาว 7 เมตร 4 ปีผ่านไป กล้องดูดาวยาว 45 เมตรถูกสร้างขึ้น
ลมพัดเบาๆก็รบกวนการวิจัยได้ พวกเขาพยายามลดความบิดเบี้ยวของภาพโดยเพิ่มระยะห่างระหว่างเลนส์มากขึ้น การพัฒนากล้องโทรทรรศน์ได้ไปในทิศทางของการยืดตัว ที่ยาวที่สุดของพวกเขาถึง 70 เมตร สถานการณ์นี้ทำให้งานยากมากและประกอบตัวอุปกรณ์เอง
หลักการใหม่
การพัฒนาของเลนส์อวกาศหยุดนิ่ง แต่ก็ไม่สามารถดำเนินต่อไปเช่นนี้ได้เป็นเวลานาน ใครเป็นผู้คิดค้นกล้องโทรทรรศน์ใหม่โดยพื้นฐาน? เป็นหนึ่งในนักวิทยาศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดตลอดกาล - ไอแซก นิวตัน แทนที่จะใช้เลนส์สำหรับการโฟกัส กลับใช้กระจกเว้า ซึ่งทำให้สามารถขจัดความผิดเพี้ยนของสีได้ วัสดุทนไฟกล้องโทรทรรศน์เป็นเรื่องของอดีต ยอมให้กล้องโทรทรรศน์สะท้อนกลับอย่างถูกต้อง
การค้นพบกล้องโทรทรรศน์ที่ทำงานโดยใช้หลักการสะท้อนแสงทำให้วิทยาศาสตร์ดาราศาสตร์กลับด้าน กระจกที่ใช้ในการประดิษฐ์ นิวตัน ต้องทำด้วยตัวเอง สำหรับการผลิตนั้นใช้โลหะผสมของดีบุกทองแดงและสารหนู รูปแบบการทำงานแรกยังคงถูกเก็บไว้จนถึงทุกวันนี้ พิพิธภัณฑ์ดาราศาสตร์ลอนดอนได้กลายเป็นสวรรค์ของมัน แต่มีปัญหาเล็กน้อย ผู้คิดค้นกล้องโทรทรรศน์ไม่สามารถสร้างกระจกที่มีรูปร่างสมบูรณ์แบบได้เป็นเวลานาน
ความก้าวหน้า
1720 เป็นวันสำคัญสำหรับวิทยาศาสตร์ดาราศาสตร์ทั้งหมด ปีนี้ช่างแว่นตาสามารถสร้างกระจกสะท้อนแสงที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 15 ซม. ได้ อย่างไรก็ตาม กระจกของนิวตันมีเส้นผ่านศูนย์กลางเพียง 4 ซม. มันเป็นความก้าวหน้าที่แท้จริง การเจาะความลับของจักรวาลได้ง่ายกว่ามาก. กล้องโทรทรรศน์ขนาดเล็กเมื่อเทียบกับยักษ์ 40 เมตรมีความยาวเพียง 2 เมตร การสังเกตการณ์อวกาศเปิดให้กลุ่มคนจำนวนมากขึ้น
กล้องส่องทางไกลขนาดกะทัดรัดและพกพาสะดวกอาจกลายเป็นแฟชั่นได้เป็นเวลานาน หากไม่มี "แต่" เพียงตัวเดียว โลหะผสมนั้นหรี่ลงอย่างรวดเร็วและทำให้คุณสมบัติสะท้อนแสงหายไป ในไม่ช้า การออกแบบกระจกก็ได้รับการปรับปรุงและได้รับคุณสมบัติใหม่
กระจกสองบาน
การปรับปรุงต่อไปของอุปกรณ์กล้องโทรทรรศน์เกิดจากชาวฝรั่งเศส Cassegrain เขาเกิดความคิดที่จะใช้กระจก 2 บานแทนกระจกที่ทำจากโลหะผสม ภาพวาดของเขากลับกลายเป็นว่าใช้ได้ แต่ตัวเขาเองไม่สามารถเชื่อมั่นในสิ่งนี้ได้ อุปกรณ์ทางเทคนิคไม่อนุญาตให้เขาตระหนักถึงความฝันของเขา
Newton และ Cassegrain Telescope ถือเป็นกล้องรุ่นใหม่รุ่นแรกของโลก บนพื้นฐานของการพัฒนาการก่อสร้างกล้องโทรทรรศน์ในขณะนี้ยังคงดำเนินต่อไป ตามหลักการของ Cassegrain กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลสมัยใหม่ได้ถูกสร้างขึ้น ซึ่งได้นำข้อมูลมากมายมาสู่มนุษยชาติแล้ว
กลับสู่พื้นฐาน
สุดท้ายรีเฟล็กเตอร์ก็ไม่อาจชนะ ตัวหักเหแสงกลับมาที่แท่นอย่างมีชัยด้วยการประดิษฐ์กระจกใหม่สองประเภท: เม็ดมะยม - เบาและหินเหล็กไฟ - หนัก การรวมกันนี้ได้รับความช่วยเหลือจากผู้คิดค้นกล้องโทรทรรศน์ที่ไม่มีสีผิดเพี้ยน ปรากฎว่าเป็นนักวิทยาศาสตร์ที่มีความสามารถ J. Dollond และเลนส์ชนิดใหม่ได้รับการตั้งชื่อตามเขา - เลนส์ดอลลาร์
ในศตวรรษที่ 19 กล้องโทรทรรศน์หักเหแสงได้เกิดครั้งที่สอง ด้วยการพัฒนาทางความคิดทางเทคนิค ทำให้สามารถผลิตเลนส์ที่มีรูปร่างสมบูรณ์แบบและมีขนาดที่ใหญ่ขึ้นได้ ในปีพ.ศ. 2367 เส้นผ่านศูนย์กลางของเลนส์คือ 24 ซม. โดยในปี 2509 เลนส์ได้เติบโตขึ้นเป็นสองส่วน และในปี พ.ศ. 2428 ก็มีความสูง 76 เซนติเมตรแล้ว เส้นผ่านศูนย์กลางของเลนส์เพิ่มขึ้นประมาณ 1 ซม. ต่อปี พวกเขาเกือบลืมเกี่ยวกับอุปกรณ์กระจก ในขณะที่อุปกรณ์เลนส์ตอนนี้ไม่ได้ขยายความยาว แต่ไปในทิศทางของเส้นผ่านศูนย์กลางที่เพิ่มขึ้น ทำให้สามารถปรับปรุงมุมมองภาพและขยายภาพได้ในขณะเดียวกัน
ผู้สนใจมาก
นักดาราศาสตร์สมัครเล่นได้ฟื้นฟูการติดตั้งแบบสะท้อนกลับ หนึ่งในนั้นคือ วิลเลียม เฮอร์เชล ถึงแม้ว่าข้อเท็จจริงที่ว่าอาชีพหลักของเขาคือดนตรี เขาก็ทำการค้นพบมากมาย การค้นพบครั้งแรกของเขาคือดาวยูเรนัส ความสำเร็จที่ไม่เคยมีมาก่อนเป็นแรงบันดาลใจให้เขาสร้างกล้องโทรทรรศน์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ขึ้น เมื่อสร้างกระจกขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 122 ซม. ในห้องทดลองที่บ้าน เขาสามารถพิจารณาดาวเทียมของดาวเสาร์ 2 ดวง ซึ่งก่อนหน้านี้ไม่เป็นที่รู้จัก
มือสมัครเล่นที่ประสบความสำเร็จผลักดันการทดลองใหม่ ปัญหาหลักของกระจกโลหะ - ขุ่นมัวอย่างรวดเร็ว - ยังไม่ได้รับการแก้ไข สิ่งนี้ทำให้นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศส Léon Foucault เกิดความคิดที่จะใส่กระจกอีกบานเข้าไปในกล้องโทรทรรศน์ ในปี ค.ศ. 1856 เขาทำกระจกเคลือบเงินสำหรับอุปกรณ์ขยายภาพ ผลลัพธ์เกินคาด
Mikhail Lomonosov ที่สำคัญอีกอย่างหนึ่งคือ เขาเปลี่ยนระบบเพื่อให้กระจกเริ่มหมุนโดยอิสระจากเลนส์ ทำให้สามารถลดการสูญเสียคลื่นแสงและปรับภาพได้ ในเวลาเดียวกัน เฮอร์เชลก็ประกาศการค้นพบที่คล้ายกัน
ตอนนี้ทั้งสองแบบมีการใช้งานอย่างแข็งขัน และการปรับปรุงด้านทัศนศาสตร์ยังคงดำเนินต่อไป คอมพิวเตอร์สมัยใหม่และเทคโนโลยีอวกาศเข้ามามีบทบาท กล้องโทรทรรศน์ที่ใหญ่ที่สุดในโลกคือ Great Telescope of the Canary Islands แต่ในไม่ช้าความยิ่งใหญ่ของมันจะถูกบดบัง โดยโครงการที่มีกระจกขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 30 ม. เทียบกับ 10.4 ม. อยู่ในระหว่างดำเนินการ
กล้องโทรทรรศน์ยักษ์ถูกสร้างขึ้นบนเนินเขาเพื่อแยกการหักเหของภาพออกจากชั้นบรรยากาศของโลกให้ได้มากที่สุด ทิศทางที่มีแนวโน้มดีคือการสร้างกล้องโทรทรรศน์อวกาศ ให้ภาพที่ชัดเจนที่สุดพร้อมความละเอียดสูงสุด ทั้งหมดนี้คงเป็นไปไม่ได้ถ้ากล้องส่องทางไกลจะไม่ถูกสร้างขึ้นในศตวรรษที่ 17