Кто впервые с применением телескопа обнаружил, История и развитие телескопов: как линзы изменили мир
Misha Миша. Конечно же изготовить трубу для такого телескопа было невозможно — она согнулась бы или сломалась под собственным весом. Сохранилась его запись: «Сделай стекла, чтобы смотреть на полную Луну» «Атлантический кодекс». Количество мест ограничено.
Также телескопами могут называть детекторы гравитационных волн.
Оптические телескопические системы используют в астрономии для наблюдения за небесными светилами [1] , в оптике для различных вспомогательных целей: например, для изменения расходимости лазерного излучения [2]. Также телескоп может использоваться в качестве зрительной трубы , для решения задач наблюдения за удалёнными объектами [3]. Самые первые чертежи простейшего линзового телескопа были обнаружены в записях Леонардо да Винчи.
Построил телескоп в году Липперсгей ; также создание телескопа приписывается его современнику Захарию Янсену. Годом изобретения телескопа, а вернее зрительной трубы , считают год , когда голландский очковый мастер Иоанн Липперсгей продемонстрировал своё изобретение в Гааге.
Тем не менее в выдаче патента ему было отказано в силу того, что и другие мастера, как Захарий Янсен из Мидделбурга и Якоб Метиус из Алкмара , уже обладали экземплярами подзорных труб, а последний вскоре после Липперсгея подал в Генеральные штаты голландский парламент запрос на патент. Позднейшее исследование показало, что, вероятно, подзорные трубы были известны ранее, ещё в году [4].
В «Дополнениях в Вителлию», опубликованных в г.
Самые первые чертежи простейшего линзового телескопа причём как однолинзового, так и двухлинзового были обнаружены ещё в записях Леонардо да Винчи , датируемых годом. Сохранилась его запись: «Сделай стекла, чтобы смотреть на полную Луну» «Атлантический кодекс». Первым, кто направил зрительную трубу в небо, превратив её в телескоп, и получил новые научные данные, стал Галилео Галилей. В году он создал свою первую зрительную трубу с трёхкратным увеличением.
В том же году он построил телескоп с восьмикратным увеличением длиной около полуметра. Позже им был создан телескоп, дававший кратное увеличение: длина телескопа была около метра, а диаметр объектива — 4,5 см.
Это был очень несовершенный инструмент, обладавший всеми возможными аберрациями. Тем не менее, с его помощью Галилей сделал ряд открытий. Название «телескоп» предложил в году греческий математик Иоаннис Димисианос Giovanni Demisiani - Джованни Демизиани для одного из инструментов Галилея, показанного на загородном симпосии Академии деи Линчеи. Сам Галилей использовал для своих телескопов термин лат.
В XX веке также наблюдалось развитие телескопов, которые работали в широком диапазоне длин волн от радио до гамма-лучей. Первый специально созданный радиотелескоп вступил в строй в году.
С тех пор было разработано огромное множество сложных астрономических приборов. Телескоп представляет собой трубу сплошную, каркасную , установленную на монтировке , снабжённой осями для наведения на объект наблюдения и слежения за ним. Визуальный телескоп имеет объектив и окуляр. Задняя фокальная плоскость объектива совмещена с передней фокальной плоскостью окуляра [6].
В фокальную плоскость объектива вместо окуляра может помещаться фотоплёнка или матричный приёмник излучения. В таком случае объектив телескопа, с точки зрения оптики, является фотообъективом [7] , а сам телескоп превращается в астрограф. Телескоп фокусируется при помощи фокусёра фокусировочного устройства. Это может быть одиночная линза система Гельмута , система линз Волосова-Гальперна-Печатниковой, Бэйкер-Нана , ахроматический мениск Максутова одноимённые системы , или планоидная асферическая пластина системы Шмидта, Райта.
Все же попытка голландца удачно вдохновила итальянца Галилео Галилея. Математик предпринял попытку повторить подобный прибор и Именно Галилей ввел в обиход термин «телескоп». Он же, впервые в истории телескопа, применил этот прибор для изучения небесных тел — в году.
Галилей максимально эффективно использовал усовершенствованное им изобретение и сделал ряд важных и удивительных космических открытий — он обнаружил особенности рельефа Луны, спутники Юпитера, пятна на Солнце, фазы Венеры и многое другое.
Конечно, современному пользователю телескоп Галилея показался бы, скорее, не очень мощной подзорной трубой с небольшим увеличением и высоким уровнем размытия картинки. Но для того времени это был действительно потрясающий прорыв, запустивший дальнейший процесс активного изучения космоса.
Со временем телескопы становились все более мощными и позволяли увидеть все больше и больше деталей небесных тел. И одно из величайших достижений современной науки и технологии — космический телескоп «Хаббл», который позволил нам узнать важные вещи о дальнем космосе и его объектах.
Но история создания телескопа навсегда сохранит имя автора первого телескопа, открывшего для человека окно во Вселенную! Использование материала полностью для общедоступной публикации на носителях информации и любых форматов запрещено. Разрешено упоминание статьи с активной ссылкой на сайт www. Производитель оставляет за собой право вносить любые изменения в стоимость, модельный ряд и технические характеристики или прекращать производство изделия без предварительного уведомления.
Другие обзоры и статьи о телескопах и астрономии: Обзоры оптической техники и аксессуаров:. Статьи о телескопах.
Как выбрать, настроить и провести первые наблюдения:. Используется по лицензии. Все права защищены. Здесь нужно понимать, что рентгеновские кванты обладают очень большой энергией.
А это значит, что они практически не преломляются в веществе и почти всегда поглощаются им. Создать рентгеновское зеркало очень сложно, линзы — тем более.
Космическая обсерватория «Чандра» — один из наиболее известных рентгеновских телескопов. Вместе с разгонным блоком IUS обсерваторию вывели на орбиту в грузовом отсеке шаттла «Колумбия» в году.
Телескоп является одним из самых отдаленных спутников Земли. Разгонный блок поднял обсерваторию на высокоэллиптическую орбиту с апогеем ,6 км и перигеем 14 ,9 км. Такая орбита позволяет проводить непрерывные наблюдения в течение 55 часов из часового периода обращения космического аппарата.
В апогее орбита выходит за пределы орбит геостационарных спутников и радиационных поясов. Названа обсерватория в честь американского ученого индийского происхождения Субрахманьяна Чандрасекара — одного из крупнейших астрофизиков XX века. Обычные зеркала, и тем более линзы, для ренгеновской астрономии не подходят. Поэтому в рентгеновских телескопах применяют оптические системы, использующие только зеркала косого падения.
В них рентгеновский луч «скользит» вдоль поверхности зеркала система Вольтера. Максимальный диаметр многослойного рентгеновского зеркала «Чандры» — 1,2 м.
Угловое разрешение — 0,5 угловой секунды. Фокусное расстояние — 10 метров. Рентгеновский инструмент также установлен и на борту космической обсерватории Swift. XRT X-ray Telescope применяется для измерения потока, спектра и кривых светимости гамма-всплесков, а также их послесвечений в широком динамическом диапазоне. Его диаметр составляет 0,51 метра, а фокусное расстояние — 3,5 метра. Гамма-излучение соседствует с рентгеновским, но гамма-кванты имеют еще большую энергию. Это самая энергичная форма электромагнитного излучения с энергиями фотонов выше кэВ.
Излучение ниже кэВ считается рентгеновским и является предметом рентгеновской астрономии. Для испускания гамма-лучей требуется колоссальная энергия, поэтому, как и в рентгеновской, в гамма-астрономии объектами изучения становятся довольно «экзотические» объекты: пульсары, остатки сверхновых звезд, активные ядра галактик и др.
Большинство гамма-лучей, исходящих из космоса, поглощаются земной атмосферой, поэтому гамма-астрономия не могла развиваться, пока не было возможности поднять гамма-детекторы над всей или хотя бы большей частью атмосферы с помощью воздушных шаров и космических аппаратов.
Космическая обсерватория «Комптон» была запущена на орбиту шаттлом «Атлантис» 5 апреля года и проработала до 4 июня года. После чего спутник свели с орбиты в контролируемом режиме, и его не сгоревшие в атмосфере остатки упали в Тихий океан. В отличие от обсерватории «Чандра», «Комптон», чтобы избежать влияния радиационных поясов, разместили на околоземной орбите высотой км. То есть под поясами. Комптоновская обсерватория также была частью серии Больших обсерваторий, вторая после космического телескопа «Хаббл».
Названа в честь Артура Холли Комптона, американского ученого, лауреата Нобелевской премии по физике за работы, связанные с физикой гамма-излучения. Четыре основных инструмента обсерватории покрывали вместе энергетический диапазон от 20 кэВ до 30 ГэВ.
Среди наиболее значимых результатов, которые дала миссия «Комптона», — составление высококачественной карты неба в гамма-лучах с энергией выше МэВ. За период работы телескоп зарегистрировал более гамма-всплесков. Обнаружены короткие гамма-всплески от грозовых облаков в земной атмосфере. Космический гамма-телескоп «Ферми» считается одним из преемников «Комптона».
Обсерваторию вывели на орбиту 11 июня года на борту ракеты Delta II H. Высота орбиты спутника — км. До 26 августа года аппарат назывался GLAST Gamma-ray Large Area Space Telescope и был переименован в честь итальянского физика Энрико Ферми, пионера физики высоких энергий, лауреата Нобелевской премии по физике года и одного из «отцов» атомной бомбы. В его поле зрения находится около одной пятой части неба.
Другой инструмент — Fermi GBM — это прибор для регистрации гамма-всплесков, которые он может обнаруживать по всему небу, за исключением части, закрытой от него нашей планетой. Одним из самых интересных открытий, сделанных телескопом, стало обнаружение в году пузырей Ферми — гигантских образований, простирающихся в обе стороны от плоскости диска Млечного Пути на расстояние около 25 тысяч световых лет в каждую сторону. Оба пузыря являются источником высокоэнергетического излучения.
Другое значимое открытие состоялось вскоре после первого обнаружения гравитационных волн обсерваторией LIGO. Астрофизики, работающие с телескопом «Ферми», заявили, что смогли ориентировочно установить участок неба, где находились две черные дыры, слияние которых породило найденные недавно гравитационные волны. Детектор Fermi GBM зафиксировал всплеск высокой энергии, совпадающий со временем регистрации гравитационной волны.
Приблизительный район охватывает созвездия Кита и Рыб. Инструмент для гамма-астрономии установлен и на борту обсерватории Swift. Монитор гамма-всплесков BAT Burst Alert Telescope является ее третьим инструментом и предназначен для обнаружения и определения координат гамма-всплесков. Работает он в диапазоне 15— кэВ.
Объектами изучения радиоастрономии являются практически все космические объекты. Впервые радиоволны, имеющие астрономическое происхождение, обнаружил американский физик и радиоинженер Карл Янски в году. Изучая атмосферные радиопомехи в метровом диапазоне волн, ученый зафиксировал постоянный радиошум неизвестного происхождения. Шум коррелировал со звездными сутками, а следовательно, его источник однозначно находился в космосе.
Наибольшую интенсивность «звездный шум» имел, когда радиоантенна была направлена на центральную часть нашей Галактики.
С того времени на Земле и в космосе появилось множество радиотелескопов как больших, так и малых. В году Китай закончил строительство телескопа, который называют самым большим радиотелескопом в мире. FAST Five hundred meter Aperture Spherical Telescope , как уже следует из названия, имеет диаметр отражающей поверхности рефлектора метров.
Только стоит заметить, что радиотелескопы бывают разные. Но, в отличие от своего китайского коллеги, это радиотелескоп с незаполненной апертурой. Проще говоря, его антенна представляет собой кольцо. РАТАН — крупнейший кольцевой радиотелескоп с антенной переменного профиля. Ввели в строй его еще в году. Собирающая площадь телескопа FAST — 70 м2, а фокусное расстояние — м.
Он отобрал пальму первенства среди радиотелескопов с заполненной апертурой у американского радиотелескопа, установленного в Аресибо диаметр ,8 м. Построен он в естественном природном углублении. А при его строительстве из прилегающих районов пришлось переселить около человек. Рабочий диапазон частот радиотелескопа — от 70 МГц до 3,0 ГГц, что соответствует электромагнитному излучению с длиной волны от 0,10 м до —4,3 м.
Благодаря новому гигантскому телескопу можно будет исследовать объекты эпохи реионизации, наблюдать за пульсарами, изучать формирование и эволюцию галактик и решать многие другие научные задачи.
Находящийся сегодня еще в стадии строительства радиотелескоп SKA Square Kilometre Array — один из самых амбициозных проектов в радиоастрономии нынешнего века. Название можно перевести как «Квадратный километр собирающей поверхности». Но это, конечно, не значит, что он будет иметь зеркало такой площади и опередит в этом плане FAST. Нет, этот телескоп будет устроен иначе.
SKA представляет собой интерферометр, то есть будет состоять из нескольких радиотелескопов, расположенных на расстоянии друг от друга. А если точнее, то из тысяч небольших радиотелескопов-антенн, расположенных друг от друга на расстоянии от десятков метров до тысяч километров.
Более того, этот один из крупнейших в мире радиоинтерферометров будет расположен сразу на двух континентах: в Африке Южно-Африканская Республика и Австралии. Австралийская часть при этом частично будет находиться в соседней Новой Зеландии.
Штаб-квартира проекта базируется в обсерватории Джодрелл-Бэнк в Великобритании. Выбор Южного полушария и, в частности, указанных стран для размещения антенн телескопа не случаен, поскольку именно в этой части планеты обеспечивается наилучший обзор Галактики, а уровень радиопомех меньше.
Первоначальные наблюдения планируется провести уже к году, а завершение строительства — к году. Чтобы обеспечить столь широкий диапазон принимаемых радиочастот, в телескопе используют различные типы антенных элементов. Как предполагается, его чувствительность более чем в 50 раз превысит возможности любого другого существующего на сегодняшний день радиотелескопа. Возможности SKA будут рассчитаны для решения широкого круга вопросов в астрофизике, космологии и астрофизике частиц.
Телескоп позволит расширить диапазон наблюдаемой Вселенной. С его помощью, как предполагается, можно будет заглянуть в ее раннее прошлое и получить данные о ней в возрасте всего несколько миллионов лет после Большого взрыва, то есть в момент, когда только начали формироваться первые звезды и галактики.
На орбите также есть телескопы радиодиапазона. Первый в мире космический радиотелескоп установили в июле г. Он был доставлен на станцию грузовым космическим кораблем «Прогресс-7» и проработал два месяца. Сегодня на орбите находится его фактический преемник — космическая обсерватория «Спектр-Р», также известная как «Радиоастрон». Космический аппарат вывела на околоземную орбиту 18 июля года ракета «Зенит».
Он обращается по эллиптической орбите с перигеем 10 ,6 км и апогеем ,5 км. В апогее он практически достигает орбиты Луны и использует ее гравитацию для поворота плоскости своей орбиты. Диаметр антенны «Спектра-Р» составляет 10 метров, фокусное расстояние — 4,22 м. Что касается разрешения, то проект «Радиоастрон» позволяет получить самое высокое угловое разрешение за всю историю наблюдений Вселенной. Очень высокая угловая разрешающая способность достигается при использовании орбитального радиотелескопа совместно с наземными и применении интерферометрических методов.
Вот эти почти километров и есть максимальный диаметр условной «тарелки» радиотелескопа, или, как говорят ученые, — база. Сверхдлинная база. В паре с российской космической обсерваторией уже работают многие крупнейшие радиотелескопы планеты. Основная научная задача проекта — изучение астрономических объектов с угловым разрешением до нескольких миллионных долей секунды.
Для астрономических наблюдений доступны четыре частотных диапазона: 92 см, 18 см, 6,2 см и 1,19—1,63 см.
Телескоп предназначен для радиоастрофизических наблюдений внегалактических объектов с ультравысоким разрешением, а также для исследования характеристик околоземной и межпланетной плазм.
Получить информацию о процессах, происходящих во Вселенной, можно, регистрируя не только электромагнитные волны. Есть еще один способ. Потоки нейтрино проходят сквозь всю Вселенную, не встречая на своем пути практически никаких преград.
Нейтрино — субатомная частица, она электрически нейтральна, и ее масса настолько мала, что лишь недавно удалось установить, что частица все-таки есть. Потоки нейтрино рождаются в ходе ядерных реакций и несут уникальную информацию о физических процессах в недрах звезд.
Нейтрино чрезвычайно слабо взаимодействует с веществом и его очень сложно детектировать. Но тем не менее это удается. Расположенная на Южном полюсе обсерватория IceCube — крупнейшая нейтринная обсерватория в мире. Она находится на американской антарктической станции Амундсен—Скотт. IceCube — это гигантский нейтринный детектор, помещенный глубоко под поверхность. В толще антарктического льда проделали глубокие отверстия, куда на глубину от до метров опустили вертикальные гирлянды из прочных тросов с закрепленными на них оптическими детекторами фотоумножителями.
Каждая такая гирлянда состоит из 60 детекторов. Тысячи датчиков распределены в объеме одного кубического километра прозрачного антарктического льда. И лед в обнаружении нейтрино играет первостепенную роль. Обнаружить частицу, практически не взаимодействующую с материей, можно только поймав мюоны, — вторичные частицы, которые рождаются при столкновении нейтрино с атомами кислорода в молекуле воды в данном случае замороженной воды. В свою очередь, мюоны, двигаясь в достаточно плотной среде, рождают фотоны видимого черенковского излучения — вспышки голубого света.
Их-то в толще прозрачного арктического льда и регистрируют оптические детекторы IceCube. Несмотря на то, что IceCube и расположен на Южном полюсе, его задача — регистрировать астрофизические нейтрино, пришедшие сквозь Землю со стороны северной полусферы неба.
И хотя считается, что нейтринная астрономия только в начале своего пути, нельзя сказать, что ранее такими исследованиями никто не занимался. Звание старейшей в мире нейтринной обсерватории носит расположенная в Кабардино-Балкарии под склоном горы Андырчи Баксанская нейтринная обсерватория. Работает она с х годов и находится в ведении Российской академии наук. Но здесь в качестве мишени вместо воды и льда используется около 50 тонн расплавленного металлического галлия, который находится в 7 химических реакторах.
Наличие крупной обсерватории в Южном полушарии потребовало создания нейтринной обсерватории аналогичной мощности и в Северном полушарии. Это позволит наблюдать источники нейтрино высоких энергий по всей небесной сфере. И такая обсерватория будет построена в нашей стране. А самое подходящее для этого место — известное своей прозрачной водой и глубиной озеро Байкал.
С года на дне Байкала уже заработал глубоководный нейтринный телескоп мультимегатонного масштаба «Дубна». На сегодняшний день этот телескоп — уже один из трех самых крупных детекторов нейтрино на планете.
Дальнейшим шагом в развитии проекта будет постепенное увеличение объема телескопа за счет добавления новых кластеров. В итоге уже к г. В начале этого лета международная коллаборация LIGO-Virgo вновь объявила о регистрации гравитационно-волнового всплеска. И это уже третий раз в истории, когда нам удается поймать такой сигнал.
Он возник около трех миллиардов лет назад в результате сближения по спирали и последующего слияния двух черных дыр массой примерно в 19 и 31 солнечных. Они слились в одну большую черную дыру, потеряв при этом около двух солнечных масс.
Такое слияние — взрыв грандиозной мощности. Но только вся его энергия уходит не в электромагнитное излучение, не в частицы, а в колебания пространства и времени — гравитационные волны. Гравитационно-волновая астрономия является развивающейся отраслью наблюдательной астрономии. И на данный момент мы имеем всего две лаборатории в мире, предназначенные для обнаружения гравитационных волн. Расстояние между детекторами составляет километра.
В силу этого два детектора регистрируют сигнал с небольшим интервалом. А это позволяет определить примерное направление, откуда пришел этот сигнал. Каждая установка представляет собой L-образную систему, состоящую из двух четырехкилометровых рукавов с высоким вакуумом внутри. Внутри такой системы установлен модифицированный интерферометр Майкельсона. Есть и другая причина, по которой важно наличие двух детекторов. Только если сигнал будет зарегистрирован всеми детекторами, будет считаться, что он действительно был, а видимый всплеск на мониторе не является ошибкой приборов.
А вот когда в строй окончательно вступит франко-итальянский детектор Virgo, тогда оснований сомневаться будет еще меньше, да и точность обнаружения заметно повысится.
Он немного меньше, чем детекторы LIGO: длина каждого из его рукавов составляет 3 километра. Virgo чувствителен к гравитационным волнам в широком диапазоне частот от 10 до 10 Гц. Это должно позволить обнаруживать гравитационные волны, вызванные слиянием двойных систем звезд, черных дыр, пульсаров , а также волны, которые сопровождают взрывы сверхновых.
Причем как в Млечном Пути, так и в других галактиках, например в галактиках ближайшего к нам скопления Девы Virgo cluster. Отсюда и название проекта. Гравитационно-волновая астрономия только в начале пути. В скором времени на планете появится еще несколько подобных обсерваторий. И, естественно, рано или поздно гравитационно-волновые инструменты появятся в космосе.
Ее Европейское космическое агентство планирует запустить к году. Проект предполагает отправку в космос трех космических аппаратов, которые будут расположены в вершинах равностороннего треугольника со сторонами длиной 2,5 миллиона километров каждая.
Как и наземные гравитационно-волновые обсерватории, eLISA использует метод лазерной интерферометрии.
