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

  • 彭丽媛会见德国伯乐中文合唱团师生代表

  • 明前茶飘香

独家策划

推荐阅读
见证大国底气从“核”来
2024-03-29 14:15
人工智能可以取代人力勾绘农作物地块,快速完成耕地识别,工作效率相比人工作业提升数十倍。在他看来,我国在星上智能处理和地面遥感AI大模型技术上同步发力,推进人工智能遥感技术发展,太空中的卫星将变得越来越“聪明”。
2024-03-29 09:36
3月27日发表于《自然》的一项分析预测,融化的冰盖正在减缓地球的自转速度,以至于下一个闰秒将被推迟3年。论文作者之一、美国斯克里普斯海洋研究所地球物理学家Duncan Agnew说:“融冰足以使海平面上升,以至于我们可以看到地球自转速度受到了影响。
2024-03-29 09:33
3月28日,小米汽车的价格“谜底”揭开,小米SU7提供九种颜色可供选择,售价21.59万起
2024-03-29 17:17
胡新立表示,研究团队将进一步探讨生理性乳酸水平变化对机体代谢的意义,以及恶病质中骨骼肌萎缩与乳酸的直接关系。
2024-03-29 09:31
近日,日本小林制药保健品事件持续发酵。小林制药此前表示,该公司的红曲原料中可能含有导致消费者出现肾功能不良状态的非预期成分。小林制药出产的红曲原料除用于自家生产保健品外,还出售给其他公司,用于酿酒及食品制造等。
2024-03-29 09:22
朱雀三号可重复使用垂直起降回收验证火箭在酒泉卫星发射中心圆满完成试验任务。2023年12月,蓝箭航天朱雀二号遥三液氧甲烷运载火箭在酒泉发射中心圆满完成发射任务,将三颗商业卫星顺利送入预定轨道。
2024-03-29 09:30
记者28日从南京大学获悉,由该校物理学院杜灵杰教授领衔的国际团队利用极端条件下的偏振光散射技术,在砷化镓量子阱中对分数量子霍尔效应的集体激发进行了测量,在世界上首次观察到引力子激发,即引力子在凝聚态物质中的新奇准粒子。
2024-03-29 08:38
世界卫生组织27日发布新闻公报说,已启用“冠状病毒网络”(CoViNet),以促进和协调全球的专业知识和能力,及早准确地检测、监测和评估新冠病毒、中东呼吸综合征冠状病毒和其他可能新出现的冠状病毒。
2024-03-29 08:38
万兆元年,谁来领航?是更智慧AI,是更领先的Advance,是刷新极限的速度,还是升级多维的体验?中国移动5G-A商用发布会,重新定义数智新时代,邀您共同见证!3月28日15:00-16:00
2024-03-28 12:36
作为中国大科学装置之一,高能同步辐射光源是由中国科学院、北京市共建的怀柔科学城大科学装置集群的核心装置。
2024-03-28 09:54
2022年8月15日,国际天文学联合会小天体命名工作组发布公告,将国际永久编号为192353号的小行星命名为“王大中星”。围绕大学的根本任务是育才造士这一核心要义,王大中归纳并紧抓建设一流大学的三大要素:大师、大楼和大学精神。
2024-03-28 09:34
坎潘特强调,最新观测表明,精确的星震学技术可用于探测表面温度低至4200℃(比太阳表面低约1000℃)的矮星,为天体物理观测开辟了一个新领域。这一最新结果表明,星震学技术有望详细表征这些恒星及其宜居行星的细节,而精确确定附近冷矮星的年龄对于阐释系外行星上发现的生物特征可能至关重要。
2024-03-28 09:33
记者从自然资源部3月27日召开的例行新闻发布会上获悉:今年是极地考察40周年,自然资源部将开展一系列活动纪念这一重要时间节点。7月北极黄河站建站20周年时,在黄河站举办招待会、研讨会等相关活动,中国第四十一次南极考察期间将在长城站、中山站举行招待会、研讨会等相关活动,“雪龙”号、“雪龙2”号船停靠外港时举行公众开放日活动。
2024-03-28 09:32
联合国教科文组织执行局27日批准18处地质公园列入世界地质公园网络名录,其中包括中国的6个地质公园,分别是长白山世界地质公园、恩施大峡谷-腾龙洞世界地质公园、临夏世界地质公园、龙岩世界地质公园、武功山世界地质公园、兴义世界地质公园。
2024-03-28 09:31
据介绍,除了服务于中国探月工程四期,后续鹊桥二号中继星还可为国内外月球探测提供中继通信支持。
2024-03-28 09:25
涂白防虫、修剪树枝、引水灌溉……每当春天到来,在祖国西北边陲新疆托里县老风口,生态造林工作就紧锣密鼓地开始了。
2024-03-27 10:22
今年我国纪念“世界水日”“中国水周”的活动主题为“精打细算用好水资源,从严从细管好水资源”。
2024-03-27 10:21
在齐齐哈尔市甘南县宝山乡巨宏村,村民苑忠国正在准备春耕,多年来通过参与县里的培训,春耕物资的采购对他来说已是轻车熟路。
2024-03-27 10:20
在开展调查监测,评估新污染物环境风险状况方面,《行动方案》提出建立化学物质环境信息调查制度、建立新污染物环境调查监测制度、建立化学物质环境风险评估制度、动态发布重点管控新污染物清单等具体措施。
2024-03-27 10:18
加载更多