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

  • 寻童心 备高考

  • 山东曹县:发展芦笋产业 赋能乡村振兴

独家策划

推荐阅读
“九章四号”被应用于高效求解高斯玻色采样任务,其计算速度相比当前全球最快的超级计算机快1054倍(即量子优势比为1054),成功建立了国际上最强的量子计算优越性。
2026-05-15 03:15
夏粮收购是全年粮食收购的首战,对于保护种粮农民利益、维护粮食市场平稳运行、保障粮食稳定安全供给具有重要意义。
2026-05-15 03:25
5月14日,我国首座海上移动式多功能措施平台“海洋石油283”(又称“增产一号”)从青岛西海岸新区启运
2026-05-15 03:25
5月14日11时,朱雀二号改进型遥五运载火箭在东风商业航天创新试验区发射升空,运载火箭全程飞行正常,二子级进入预定轨道,飞行试验任务取得圆满成功。
2026-05-15 03:15
自然资源部13日发布的最新找矿成果显示,西藏罗布莎矿区新增铬铁矿资源量73.83万吨,实现矿山深边部找矿突破。找矿团队还在西藏东巧地区首次评价沉积型铬铁矿,新增伴生铬铁矿矿石量114.63万吨,拓展了我国铬铁矿找矿空间。
2026-05-15 02:55
中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳、张强、刘乃乐等组成的研究团队联合国内多家科研单位,成功研制出1024个量子压缩态输入、8176模式的可编程量子计算原型机“九章四号”。
2026-05-14 09:49
当前,全球科技创新格局深度调整,科技成果转化已成为衡量国家创新体系效能的关键标尺。
2026-05-14 03:05
中国人对天宇的想象,自古便深沉而浪漫。在东华大学,科研人员将来自38万公里外的月球土壤化为一缕缕兼具柔性与强度的星际之丝。
2026-05-14 02:40
近日,中国科学院化学研究所研究员乔燕、王树团队联合国内外科学家,首次实现人工细胞的形态与功能不对称分裂,为理解类生命功能涌现和原始细胞形成提供了新路径。
2026-05-14 02:40
近日,国家网信办、国家发展改革委、工业和信息化部联合印发《智能体规范应用与创新发展实施意见》(以下简称《实施意见》),明确支持探索智能体在城市规划、建设与治理环节的规范应用,同时将智能体安全、可靠、可信作为产业发展的底线要求。
2026-05-14 02:25
“请帮我检索南京附近适合亲子旅游的路线”“我想买个电热水器,请帮我推荐几款实用的”……如今,越来越多的消费者开始将AI(人工智能)当作“随身消费参谋”。从规划旅游路线到挑选酒店民宿,再到日常购物选择,很多消费者习惯先问一问AI工具,再做消费决策。
2026-05-13 09:30
在这一过程中,颠覆性技术正由潜在变量转变为关键变量,成为重塑产业结构、重构竞争格局的重要力量。颠覆性技术具有“路径替代”特征,能够深刻改变产业格局。综上所述,未来产业发展呈现出“技术跃迁—场景转化—工程化扩张”的基本路径。
2026-05-13 09:22
搭载单核180个计算比特自主超导量子芯片的“本源悟空-180”量子计算机已上线运行,开始接收全球量子计算任务。
2026-05-13 02:30
2018年,厦大教师吴彩胜带着一群厦大青年来到这里。他们发现,当地的农副产品虽然产量不小,却因缺乏检测条件,面临“好产品难认证”的困境。
2026-05-13 02:20
浦江潮涌,惠风和畅。5月12日,第十二届亚太经合组织(APEC)食品安全合作论坛(FSCF)会议在上海举行。
2026-05-13 02:25
今年5月12日是第18个全国防灾减灾日,主题是“人人讲安全、个个会应急——提高防灾减灾救灾能力”。
2026-05-12 02:40
习近平总书记在加强基础研究座谈会上强调,基础研究是整个科学体系的源头,是所有技术问题的总机关。
2026-05-12 02:40
当前,我国正处于加快建设教育强国的关键时期。教育作为强国建设、民族复兴之基,战略地位更加凸显,迎来了前所未有的发展机遇
2026-05-12 02:40
十年来,北京大学考古文博学院坚守初心、守正创新,聚焦学科、学术、话语、育人四大体系一体化建设,并以实践创新贯穿始终,让四者协同赋能
2026-05-12 02:40
回顾人类社会发展史可以发现,任何一个国家的崛起都伴随着思想文化的兴盛和知识体系的自主建构。
2026-05-12 02:40
加载更多