به گزارش خبرنگار حوزه فن‌آوری‌ گروه علمی پزشكی باشگاه خبرنگاران جوان، تلسکوپ؛ وسیله ای هیجان انگیز محسوب می شود که توانست نیمی از آرزوی بشر را برای فتح ستارگان محقق کند و برای رسیدن به چنین جایگاهی روزهای پرفراز و نشیبی را پشت سرگذاشته است که امروز  قصد داریم آن روزها را برای شما بشکافیم!

تولد تلسکوپ با اختراع لنز

بشر هزاران سال نهایت تلاش خود را کرد تا سر آسمان شب را بشگافت و به همین دلیل همیشه چشم به آسمان می‌دوخت تا وسیله ای به نام تلسکوپ خلق شد! یک پرش ناگهانی از نظارت با چشم عریان تا ابزار کمکی برای رصد گری که یکی از دستاورد‌های مهم بشری به شمار می‌رود. این اختراع با لنز‌ها آغاز شد.

ببینید: ساخت تلسکوپ با وسایل ساده

هر چند مبداء و اساس آن معلوم نیست، اما گمانه زنی‌ها ما را به سده سیزدهم در ایتالیا باز می‌گرداند. کاشف و سازنده آن احتمالأ کسی بود که برای پنجره‌ها شیشه می‌ساخت و  با نگریستن از طریق شیشه متوجه شد که تصویر بسیار شفاف و پاک معلوم می‌شود.

خالق تلسکوپ کیست؛ لیپرشی؟!

تلسکوپ نخستین وسیله چشمی است که در مورد پیدایش آن اختلاف نظرهای بسیاری وجود دارد. یکی از حکایات بسیار قرین به حقیقت، ما را به مغازه یک عینک فروش هالندی بنام هانس لیپرشی در قرن شانزدهم می‌برد. دو کودک در داخل مغازه او با لنز بازی می‌کردند و با روی هم گذاشتن لنز‌ها به برج یک کلیسای دور دست نگاه کردند و از دیدن آن شگفت زده شدند.

این مطلب را از دست ندهید: اگر با تلسکوپ بدون فیلتر به خورشید نگاه کنید، چه اتفاقی برای چشمانتان خواهد افتاد؟

زمانی که لیپرشی متوجه این کار شد، لنز‌ها را روی هم نصب کرده و اولین وسیله نگاه کننده اش را ساخت. در سال ۱۶۰۸ لیپرشی سعی کرد تا این وسیله را به اردوی هالند بفروشد. اما افسری که طرف معامله بود، وسیله یا دوربین لیپرشی را نخرید، زیرا کسانی دیگری هم بودند که ادعا می‌کردند، این اختراع متعلق به آنهاست. در همان سال سفیر فرانسه در هاگ یکی از آن‌ها را برای هنری چهارم – پادشاه فرانسه خرید و در سال بعد تحت نام "لوله هالندی" "دورنما" و "استوانه ها" در پاریس و آلمان به فروش رسید. اما دیری نگذشت که در میلان، ونیز و در پایان سال حتی در لندن نیز این ابزار ساخته شد.

نقش گالیله در اختراع تلسکوپ 

در همان روز‌های آغازین پیدایش تلسکوپ یکی از پرنفوس‌ترین افراد مرتبط با آن بدون شک کسی جز گالیله دانشمند ایتالوی نیست. زمانیکه لیپرشی سعی کرد تا وسیله دورنمایش را به اردوی هالند بفروشد، خبر اختراع آن درست در زمانی به ونیز رسید که یک فرد ناشناس یکی از این ابزار را می‌خواست به سنای آن کشور بفروشد.این فرد به مشاور علمی اش به اسم پاولو سارپی شخصی که این وسیله را آزمایش کرد، مراجع کرده بود اما ناگهان این فرد ناشناس ناپدید شد. در نتیجه سارپی رفت تا گالیله - محترم‌ترین سازنده ابزار؛ کسی که به تازگی یک وسیله جدید شمارش را اختراع کرده بود، ببیند. گالیله این دورنما را از نو ساخت، اما با انتقاد زیادی از سوی مردم روبرو شد.

ببینید: ساخت تلسکوپ ساده با بطری پلاستیکی

همه می‌گفتند که این وسیله هیچ کاری دیگری نمی‌تواند، جز اینکه خیال یا حیله بینایی ایجاد کند و تصویر نیز قابل اعتماد نیست. در مارس ۱۶۱۰ شرحی را بر وسیله نظارت گر شب اش تحت عنوان پیک ستاره‌ای (Sidereus Nuncius) در بیست و چهار صفحه منتشر ساخت، که همه را در مورد جهان شناخته شده، متحیر ساخت. در این متن نوشته بود که مهتاب صاف و هموار نیست بلکه ناهموار و پوشیده از حفره‌های زیادی است. راه شیری پر از میلیون‌ها ستاره است و مشتری نیز چهار قمر دارد.

بعد‌ها گالیله توانست تا دیدگاه مربوط به سیستم جهان زمین مرکز (geocentric) (کائنات به دور زمین) را به چالش کشیده و دیدگاه جدید یعنی جهان خورشید مرکز (heliocentric) (نظام شمی به دور خورشید) را که حدود پنجاه سال قبل توسط کوپرنیکوس مطرح شده بود ثابت کند. در شب چهاردهم اپریل ۱۶۱۱ یک مهمانی به افتخار او در خارج از شهر روم برگزار شد. در این محفل، گالیله ابزار جدید خود را به مهمانان نشان داده و اجازه داد تا آنچه را که کشف کرده بود، همه ببینند.

یک شاعر الهیات شناس یونانی که در محفل حضور داشت، برای این وسیله یک اسم قدیمی یونانی را پیشنهاد کرد. این اسم مورد پسند هم قرار گرفت و میزبان محفل فدریکو چیسی رسمأ وسیله جدید گالیله (تلسکوپ) را تعمید داد.

آغاز ورود تلسکوپ  به دنیا

اولین ابزار چشمی یا اپتیکی چیزی بود که اغلب مردم با کلمه تلسکوپ آن را شناختند.

این مطلب را از دست ندهید: از دوربینی با کارایی خارق‌العاده تا ساخت بزرگترین تلسکوپ رادیویی جهان

یک لوله دراز که نور به صورت یک رشته با عبور از دهانه (لنز‌های اولیه) به لنز‌های عدسی در قسمت پایانی آن می‌تابد. این وسیله بنام تلسکوپ بازتابی مشهور بود. زیرا لنز‌های عینی نور را منکسر یا می‌شکند. تمامی دانشمندان اولیه (گالیله، کپلر، هیگنز و هیویلوس) از آن استفاده می‌کردند. اولین مدارک استفاده از تلسکوپ مربوط به تلسکوپ شکستی (Refracting Telescope) است که در سال ۱۶۰۸ در هلند پدیدار شد. در آن زمان از عدسی به عنوان عدسی شیئی استفاده می‌کردند تا یک تصویر بسازد.

پیشرفت آن به سه نفر نسبت داده می‌شود:

هانس لیپرشی ( Hans Lippershey) و زاخاریاس یانسن (Zacharias Janssen) که در میدل‌بورخ آلمان، عینک ساز بودند و یک ابزار ساز و کارشناس عدسی‌ها به نام یاکوب میتیوس (به هلندی: Jacob Metius) از شهر آلکمار. [۶]در ماه جون سال ۱۶۰۹ گالیله از ساخته‌شدنِ تلسکوپِ آلمانی با خبر می‌شود و تلسکوپ خود را در یک‌ماه می‌سازد و در درازای یک‌سال برای بهبود طراحی آن می‌کوشد.

این ایده که شیئی (عدسی شیئی| ( Objective)) یا عنصرِ جمع‌آوری‌کننده نور، می‌تواند به جای یک عدسی، یک آیینه باشد، محصول تحقیقی بود که مدت کمی پس از اختراع تلسکوپ شکستی انجام شد. مزایای استفاده از آینه‌های سهمی‌گون ( Parabolic reflector) به جای عدسی، از جمله کاهش ابیراهی‌کروی و عدم وجود ابیراهی‌رنگی، باعث شد تعداد زیادی طرحِ پیشنهادی و چندین تلاش برای ساخت آینه بازتابی صورت گیرد.

در سال ۱۶۶۸ ایزاک نیوتن ( Isaac Newton) اولین تلسکوپ بازتابی ( Reflecting Telescope) کاربردی را ساخت که بعد‌ها تلسکوپ نیوتنی ( Newtonian telescope) نام گرفت. وسیلهٔ او از یک آینه مقعر و یک آینه تخت تشکیل می‌شد که در یک لوله قرار گرفته بودند. آینهٔ تلسکوپ نیوتون از فلز ساخته شده بود و قطری در حدود۵ سانتی‌متر داشت.

این مطلب را از دست ندهید: تکمیل مراحل ساخت بزرگترین تلسکوپ جهان

اختراع عدسی‌بی‌رنگ ( Achromatic lens) در سال ۱۷۳۳ میلادی، خطای رنگی را اندکی تصحیح کرد و امکان ساخت عدسی‌هایی با فاصلهٔ کانونی کمتر که به کوتاه شدن لوله تلسکوپ می‌انجامید را فراهم ساخت. تلسکوپ‌های بازتابی اگرچه ابیراهی رنگی نداشتند، ولی در درازای قرن‌های ۱۸ و ۱۹ آینهٔ فلزی آن‌ها که از مس و قلع ساخته‌شده بودند به مرور زمان تیره می‌شدند. این مشکل با اندود کردن سطح شیشه با نقره در ۱۸۵۷ یا آلومینیم در سال ۱۹۳۲ حل شد.

حداکثر اندازهٔ عدسی شیئی تلسکوپ‌های شکستی در حدود یک متر است. اغلب تلسکوپ‌های ساخته شده در قرن بیستم از نوع بازتابی بودند، این درحالی است که بزرگترین تلسکوپ‌های بازتابیِ در حال کار، بزرگتر از ۱۰ متر هستند. قرن بیستم همچنین پیشرفت در ساخت تلسکوپ‌ هایِ فعال در طیف وسیعی از طول موج‌ها از امواج رادیویی تا امواج گاما را نشان می‌دهد. اولین تلسکوپ رادیویی هدفمند نیز در سال ۱۹۳۷ وارد عملیات ساخت شد و از آن زمان پیشرفت‌های شگرفی در تنوع مجموعهٔ ابزار نجومی انجام شده‌است.

تلسکوپ نوری

یک تلسکوپ نوری طیف مرئی نور را گردآوری می‌کند. تلسکوپ‌های نوری قطر زاویه‌ای و روشنی اجرام مورد رصد را افزایش می‌دهند. [۱۳]در یک تلسکوپ نوری به منظور ایجاد تصویر از آینه یا عدسی استفاده شده‌است.

از این نظر تلسکوپ‌ها را به سه گروه عمده تقسیم‌بندی می‌کنند:

• تلسکوپ‌های شکستی
• تلسکوپ‌های بازتابی

تلسکوپ‌های شکستی

در یک تلسکوپ شکستی برای ایجاد تصویر از عدسی استفاده می‌شود.

این مطلب را از دست ندهید: ساخت نسل آینده تلسکوپ‌های فضایی خارج از زمین

اولین بار گالیله از این نوع تلسکوپ استفاده کرد و از این رو به این گونه تلسکوپ‌ها گالیله‌ای نیز می‌گویند.

تلسکوپ‌های شکستی انواع مختلفی دارند که عبارتند از:

• تلسکوپ شکستی آکروماتیک
• تلسکوپ شکستی آپوکروماتیک

تلسکوپ شکستی آکروماتیک

در تلسکوپ‌های شکستی از دو عدسی شیئی و چشمی استفاده می‌شود. عدسی شیئی برای جمع‌آوری نور و کانونی کردن آن و عدسی چشمی برای بزرگنمایی تصویر استفاده از عدسی به عنوان شیئی دارای معایب مهمی مانند ابیراهی رنگی است. برای رفع این مشکل می‌توان شیئی را از دو عدسی ساخت که منجر به ساخت تلسکوپ شکستی نوع آکروماتیک می‌شود. نسبت کانونی این نوع تلسکوپ‌ها از f/۷ تا f/۱۱ است که به این تلسکوپ‌ها اصطلاحاً «تلسکوپ کند» می‌گویند.

تلسکوپ شکستی آپوکروماتیک

تلسکوپ‌های شکستی آکروماتیک سنتی پس از دو قرن استفاده گسترده حالا جای خود را به مدلی پیشرفته‌تر به نام آپوکروماتیک می‌دهند. عدسی شیئی این نوع تلسکوپ‌ ها از چندین عدسی ساخته شده‌است که از جنس ED هستند.

تلسکوپ‌هایی که شیئی آن‌ها از سه قسمت تشکیل شده باشد به اصطلاح تریبلت می‌گویند. فضای بین این عدسی‌ها را از گاز نیتروژن پر می‌کنند. نسبت کانونی تلسکوپ‌های شکستی آپوکروماتیک معمولاً از f/۴ تا f/۹ است که به این تلسکوپ‌ها «تلسکوپ تند» می‌گویند. همچنین به علت پایین بودن نسبت کانونی از این نوع تلسکوپ‌ها برای عکاسی نجومی نیز استفاده می‌کنند.

تلسکوپ‌های بازتابی

در این تلسکوپ‌ها جمع‌آوری نور به عهدهٔ یک آینهٔ مقعر است. پوشش بازتابندهٔ آینه می‌تواند نقره یا آلومینیم باشد. پوشش آلومینیومی این مزیت را دارد که اکسیده شدن آن باعث از بین رفتن قابلیت بازتاب آینه نمی‌شود. در بعضی دیگر از تلسکوپ‌ها از نقره استفاده می‌شود، سپس روی آن پوششی قرار می‌گیرد که مانع اکسید شدن نقره می‌شود. آینهٔ مقعر می‌تواند قسمتی از یک کره (کروی) یا قسمتی از یک سهمی (سهموی) باشد.

این مطلب را از دست ندهید: از عینکی که چت می‌کند تا دوربینی که لنز آن خم می‌شود

در تلسکوپ‌های بازتابی اگر از آینه سهموی استفاده شود، ابیراهی کروی به حداقل کاهش می‌یابد. تلسکوپ‌های بازتابی پس از مدتی نیاز به تمیز کردن آینه و پس از آن بسته به کیفیت روکش آلومینیوم، نیاز به تجدید روکش دارند.

تلسکوپ‌های بازتابی در مقایسه با نوع شکستی یک مزیت عمده دارند:

آینه خمیده در قسمت انتهایی تلسکوپ نصب می‌شود که باعث می‌شود آینه زیر وزن خود تغییر شکل ندهد.

تلسکوپ رادیویی

آنتن‌های غول پیکری به شکل بشقاب هستند که علامت‌های رادیویی را در کانون اصلی خود متمرکز می‌کنند. در این کانون، یک آشکارساز رادیویی قرار دارد. با استفاده از تلسکوپ رادیویی، اندازه گیری شدت امواج رادیویی حاصل از کهکشان‌ها امکان پذیر است. در تلسکوپ رادیویی، یک آنتن به شکل بشقاب، امواج را کانونی می‌کند و به گیرنده می‌فرستد. امواج پس از تحلیل در کامپیوتر، بر روی کاغذ رسم می‌شوند. اخترشناسان با پیوند چندین تلسکوپ رادیویی به هم، یکدوربین رادیویی درست می‌کنند و نقشه مناطق نشر کننده موج رادیویی را در آسمان بدست می‌آورند.

این مطلب را از دست ندهید: طراحی یک لنز چشمی عجیب!

به کمک تلسکوپ رادیویی نه تنها به هنگام شب، بلکه در روز نیز می‌توان به اخترشناسی پرداخت.

تلسکوپ اشعه ایکس

در بالای جو، تلسکوپ‌های دیگری زمین را دور می‌زنند، که مخصوص پرتو‌های X و فرابنفش هستند. آنها برای تشریح منظره آسمان در پرتو‌های X و فرابنفش، یافته‌های خود را به صورت پیام‌های رادیویی به زمین می‌فرستند.

انتهای پیام/