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

  • 国家图书馆:周末来读书

  • 西安铁路工业遗存变身市民乐园

独家策划

推荐阅读
成都大熊猫繁育研究基地科普团队成立于2000年,旨在面向公众传播以大熊猫为代表的生物多样性保护理念。
2025-02-14 10:26
食品添加剂是指为改善食品品质和色、香、味,以及为防腐和加工工艺的需要而加入食品中的化学合成或者天然物质。
2025-02-14 10:24
《自然》杂志13日报道我国发现迄今唯一确切的侏罗纪鸟类——政和八闽鸟。
2025-02-14 10:23
在当前的极寒天气下,机器狗更灵活、可携带更多仪器,巡检质效显著提高,让赛事电力保供更安心。
2025-02-14 10:22
国家税务总局发布的最新数据显示,2024年,现行支持科技创新和制造业发展的主要政策减税降费及退税达26293亿元,助力我国新质生产力加速培育、制造业高质量发展。
2025-02-14 10:11
独脚金是寄生在高粱上的一种植物,能导致高粱减产甚至死亡。近日,我国科学家首次从高粱中发现两个关键基因,敲除后,高粱对独脚金的抗性显著提高。
2025-02-14 10:04
基于AI大模型及领域数据资源,构建基于PC端和手机端应用的科特派数字人“小科”,为用户提供随时在线、多终端访问、7×24小时全天候资源对接,全方位服务于北京城市科技创新与管理。
2025-02-13 09:36
新时代以来,我国以更高站位、更宽视野、更大力度来谋划和推进新征程生态环境保护工作,全力推动生态环境根本好转。
2025-02-13 03:40
新年伊始,DeepSeek成为“热词”,其在各领域的应用也引发思考和讨论。在科研领域,人工智能驱动科学研究的新科研范式随之到来,对构建开放创新生态提出了更急迫的要求。
2025-02-13 03:50
从个性化的珠宝饰品到复杂的航空零部件,3D打印展现出了巨大的创造力和应用潜力。然而,科技的探索永无止境,一种比3D打印更具突破性的技术——4D打印,正悄然兴起。
2025-02-13 03:50
当前,我国经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段,对生态环境的要求也越来越高。良好的生态环境不仅是自然财富、生态财富,更是经济财富、社会财富。
2025-02-13 03:40
中国人工智能发展与安全研究网络主办,上海期智研究院、清华大学人工智能国际治理研究院承办
2025-02-12 19:16
2025年,空天院合成孔径雷达科研团队将继续研制8颗“女娲星座”合成孔径雷达卫星,届时“女娲星座”20颗在轨雷达卫星将实现全球组网运行,对地观测能力将大幅提升。
2025-02-12 10:07
这并不是一辆普通的复古电车,而是一部使用了16K全息数字技术、AI技术与四轴动感震动系统的数字电车。
2025-02-12 10:06
科学家们发现,水波涉及复杂的流体力学效应,能够构造丰富的拓扑矢量场用于粒子的操控。
2025-02-12 09:59
通过打造与自然和谐共生的生态经济圈,让生态保护和可持续发展得以兼顾,天目山保护区的实践,吸引了越来越多的关注,也为全球生物多样性保护提供了可借鉴的路径。
2025-02-12 09:57
春节期间,全国科技馆以“科技温暖中国年”为主题,为公众献上一系列融知识性、趣味性和人文关怀于一体的科普惠民活动。
2025-02-12 09:53
2月6日晚,“共和国勋章”获得者、我国第一代核潜艇工程总设计师黄旭华院士因病在武汉逝世,享年99岁。
2025-02-11 14:55
气动外形优化是航空设计中的核心技术,可以提升燃油效率、降低阻力,提高飞行器性能。该几何引擎无需庞大的数据集或繁琐的超参数调整,大幅降低了开展气动优化的复杂度和成本。
2025-02-11 09:43
最近,原子能院自主研发的两步法650毫米直径冷坩埚玻璃固化工程样机,完成90天连续运行试验,收获约52吨玻璃固化体,高放射性废物(以下简称“高放废物”)可被“封印”其中。
2025-02-11 09:43
加载更多