点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:天文望远镜的12个历史瞬间
首页> 科普频道> 天文前沿 > 正文

天文望远镜的12个历史瞬间

来源:光明网2021-10-27 11:06

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  自从望远镜诞生之后,所有相关人员都在为其优良的成像、便捷的使用而不懈努力。

天文望远镜的12个历史瞬间

不同天文学家利用早期望远镜绘制的土星图像,因为光学像差的缘故,土星的形态被猜测成各种各样。(来源:wiki)

  伽利略的密语——折射望远镜石破天惊

  1608年, 荷兰人汉斯(Hans Lippershey)用水晶造出了第一台望远镜。仅仅一年多之后,伽利略(Galileo Galilei)就通过对望远镜的改装,完成了它的一大步进化——天文望远镜出现了。利用这台望远镜,伽利略发现了月球上的撞击坑,发现了木星的四颗卫星,发现了银河实际上是由众多暗弱恒星组成,也发现了土星形状诡异。

  然而他对于土星的发现并不确定,纠结之下将这一发现写成一段“密语”:Smaismrmielmepoetaleumibuvnenugttaviras,让他人猜度。后来当他稍稍自信后,才将谜底公布出来:土星是三个星组成的,一大两小。这显然不是如今我们熟知的土星,那个拥有漂亮光环著称的土星。伽利略的问题在于,他的望远镜口径还不够大,光学质量还不足够好。

  很快,折射式望远镜的第一个改进出现了:开普勒式望远镜,他把伽利略式的凸透镜-凹透镜组合,换成了凸透镜-凸透镜组合。这样的结果是视野增大,而且放大率提高,带来的不便则是图像呈倒像。这对天文观测来说毫无影响,因为天体并无所谓正立或者倒立。

  惠更斯与土星光环——悬在空中的望远镜

  1655年, 也就是伽利略望远镜出现的四十多年后,惠更斯(Christiaan Huygens)让折射式望远镜有了进一步发展。

  为了减弱色差,他使用了非常长的焦距,这也使得他制作的天文望远镜造型古怪——有一个竖杆,顶端放置望远镜的物镜,用一根绳子控制物镜的指向,然后在绳子的另一端安装目镜。惠更斯在目镜制作上也下了功夫,以至他后来设计的惠更斯目镜如今依然被人们使用。惠更斯的努力没有白费,他看清了土星的光环,并且发现了土卫六。他在公布新发现时也采用了“密码”:“aaaaaaa ccccc d eeeee g h iiiiiii llll mmnnnnnnnnn oooo pp g rr s ttttt uuuuu”这句话翻译过来就是:有环环绕,环薄而平,没有一处与本体相连,而与黄道斜交。

天文望远镜的12个历史瞬间

图片惠更斯的悬空式望远镜。(来源:伦敦科学博物馆)

  17世纪,惠更斯制造的望远镜在市场上具有垄断地位,正得益于他关于土星系统的发现。惠更斯兄弟一直声称,他们所制作的望远镜是当时最好的。惠更斯正处于事业的巅峰,他们用第一个作品——1655年的口径5.7厘米、焦距365厘米(12英尺)的望远镜,发现了土星卫星。

  之后,1656年,惠更斯建造了更大的一台悬空式望远镜,口径10.5厘米、焦距长达701厘米(23英尺)。几年后,著名的惠更斯目镜被制造出来,并安装在这台望远镜上。这些工作完成之后,惠更斯望远镜的目视倍率达到了120倍,也获得了一些重要发现,这其中包括了火星的极冠,以及那个后来被称为“大流沙”或者“大沙漏”的三角形暗色区域。

天文望远镜的12个历史瞬间

1673年赫维留的45米焦距望远镜。(来源:wiki)

  牛顿的预言——反射式望远镜的出现

  人们很早就知道,正透镜和凹面镜的效果在某种程度上类似,既然折射望远镜可以工作,那么反射式望远镜的设计,也就是理所应当的事。很快,各种各样的设计出现了,其中最著名的就是梅森(MarinMersenne)在1636年的设计。

天文望远镜的12个历史瞬间

牛顿反射望远镜的设计细节。(来源:wiki)

  但在当时而言,梅森的设计太超前了,甚至连伽利略、笛卡尔等人(René Descartes)都看不懂。梅森曾经打算自己建造反射式望远镜,但笛卡尔拦住了他,因为梅森望远镜的镜面是抛物面的,而在当时,制造抛物面反射镜是个巨大的挑战。其实笛卡尔是正确的,当时不止梅森,诸如格里高利(James Gregory)、卡塞格林(Laurent Cassegrain)等人都有反射望远镜的设计,但都困在了镜面制作工艺上。直到1668年,牛顿采用了一个折中方案,放弃了抛物面反射镜,而采用简单的球面反射镜,才做出了真正第一台反射式望远镜。

  即便如此,牛顿这架反射式望远镜依然无法匹敌当时的折射式望远镜。金属反射镜面的反射率低,镜面精度等问题都大大影响了成像。金属镜面随着温度的变化很大,它的膨胀和收缩要比玻璃大得多,这还不包括氧化带来的烦恼。但牛顿敏锐地指出了一个问题:反射式望远镜是没有色差的,以后必然是反射式望远镜的天下。这正点中了折射式望远镜的死穴。

天文望远镜的12个历史瞬间

图片牛顿制作的反射望远镜复原模型。来源 / wiki

  节选自《中国国家天文》10月号“天文望远镜的12个历史瞬间”。

  作者简介:张超,科普作家协会会员,长期致力于天文科学仪器史料挖掘和整理工作。

  文稿编辑:赵宇豪

[ 责编:蔡琳 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 习近平出席金砖国家领导人第十八次会晤第一阶段会议并发表重要讲话

独家策划

推荐阅读
实现人的自由全面发展,是人工智能伦理治理的逻辑起点与价值原点。
2026-09-11 08:42
2019年,一场生态修复让一个古人类遗址——云南蝙蝠洞遗址浮出水面。之后,多支科研团队开展跨学科综合研究,让丹尼索瓦人在中国西南腹地缺失的关键地理拼图得以补充。
2026-09-11 08:51
在位于内蒙古自治区呼和浩特市和林格尔新区的人才创新谷,工作人员操作和林格尔数据中心集群多云算力资源监测与调度平台,实时监测、动态调度算力资源。
2026-09-11 09:10
人类全基因组约30亿个碱基对中,仅1%—2%编码蛋白质,其余包含不编码的“垃圾DNA”及控制基因表达时间、位置和强度的调控序列。
2026-09-11 09:07
8月也是非极地海域有记录以来最温暖的一个月。海表温度峰值达21.1℃,是有观测以来最高的海表温度。
2026-09-11 08:51
一般来说,人力资源社会保障部每年会征集一批新职业信息,对征集到的新职业建议,按照相关工作要求和程序进行筛选确定。”谷俊明说,兼具古法制香功底、香文化讲解与体验教学能力的复合型香艺人才不断成长,将推动古老香文化焕发生机。
2026-09-10 09:52
当今地球正处于冰室气候背景下,大气二氧化碳(CO2)浓度不断上升,全球气候变暖加剧。这意味着初始火山升温之后,天文轨道的胁迫作用增加了高纬度太阳辐射,进而加速了冰盖的融化和冻土层的解冻。
2026-09-10 09:47
灶台、吊柜、换鞋凳、智能床、坐式淋浴器……这个展区被布置成一个家一般的样板间。护理床边,一台人形照护机器人伸出机械臂,托起人体模型的腿,模拟辅助卧床老人活动肢体。
2026-09-10 09:39
实验结果显示,嫦娥五号月壤中不同矿物的弹性模量分布范围较广,不同矿物间的弹性模量差异显著,呈橄榄石>辉石>钛铁矿>尖晶石>斜长石的次序,其中斜长石的弹性模量明显偏低。进一步分析发现,无论矿物来自地球、月球还是陨石,不同来源的矿物在微观变形过程中的响应机制可能遵循某种共性的内在规律,相关机理仍有待进一步深入研究。
2026-09-10 09:35
再过10多天就是农历秋分,第九个中国农民丰收节也将如约而至。联欢活动庆丰收板块,将举办城乡群众庆祝丰收的联欢活动,打造农民唱主角、百姓共联欢的丰收文艺盛宴,呈现荆楚农民唱响赞歌、分享喜悦的丰收景象。
2026-09-10 09:30
费马大定理是过去半个世纪最负盛名的数学成果之一。
2026-09-09 09:04
当前,世界百年变局加速演进,新一轮科技革命和产业变革深入发展,人工智能作为引领时代变革的关键技术,正在重塑生产方式、生活方式和国际竞争格局,蕴藏着造福全人类的巨大潜能。
2026-09-09 08:56
文物科研工作长期建立在小范围观察、小样本归纳、小视角判断的认知链条上,高度依赖研究者的个人禀赋与经验积累。
2026-09-09 08:55
最近一个月,郭守敬望远镜再次令世界瞩目:为4万余颗贫金属红巨星精确测距,找到9个超高速星候选体,构建了近10万颗恒星的AI标注数据集。
2026-09-09 08:51
磷是植物生长必需的大量营养元素,可土壤里的磷大多“锁”在难溶的矿物和有机质里。土壤并不缺磷,植物却常常“够不着”。
2026-09-09 08:48
9月7日,工业和信息化部印发《信息通信行业发展“十五五”规划》,其中提到,“探索太空算力技术前瞻研究”。
2026-09-09 09:21
手机为什么突然集体涨价?答案不在手机行业
2026-09-09 09:13
慕思以“焕活芯生,越睡越懂你”为主题发布年度新品。
2026-09-08 21:10
金星没有卫星。但预印本平台arXiv近日公布的一项模拟研究显示,它在近20亿年的时间里可能拥有过一颗卫星,直到最后将其吞噬。厘清这一过程,有助于了解金星过去的宜居性。
2026-09-08 10:19
近日,生态环境部、科技部、中国人民银行、国务院国资委、金融监管总局等五部门联合印发《关于推动生态环境领域科技创新多元化投入的指导意见》。
2026-09-08 10:13
加载更多