Перевернули бачення Всесвіту: чому справжній винахідник телескопа й досі залишається загадкою

Поява телескопа знаменує собою переломний момент у розвитку наукового інструментарію. Безсумнівно, створення телескопа було б неможливим без попередніх досягнень у технології лінз і супутніх теорій оптики, пише IFLScience.

У Фокус.Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Точний творець телескопів залишається питанням невизначеності. Історичні записи вказують на переломний момент у 1608 році, коли голландський виробник окулярів, на ім'я Ганс Ліппергей, представив новий винахід, що використовував лінзи для збільшення віддалених об'єктів. Це стало першим відомим свідченням існування телескопа.

Ліппергей отримав патент на свій геніальний пристрій, який швидко поширився по всій Європі, що дозволило іншим "вченим-новаторам" розпочати власні експерименти. Одним із таких експериментаторів був італійський вчений Галілео Галілей, який вперше дізнався про винахід Ліппергея, перебуваючи у Венеції в червні 1609 року.

Натхненний інноваціями Ліппергея, Галілей вирішив створити власний телескоп для дослідження небесних тіл. Вчений присвятив себе вдосконаленню інструменту, поступово перевершивши трикратне збільшення оригінального дизайну, подібного до Ліппергея, і врешті-решт досягнувши безпрецедентного рівня до тридцятикратного збільшення.

Серед ключових спостережень Галілея було неймовірне відкриття того, що Місяць, всупереч принципам Аристотеля, не є гладкою сферою, а радше структурованим утворенням, прикрашеним западинами і горами, подібними до нашої Землі. Він також виявив наявність чотирьох раніше невідомих супутників на орбіті Юпітера, що стало першим зафіксованим випадком обертання об'єктів навколо іншого небесного тіла, відмінного від Землі чи Сонця.

Ці відкриття привели Галілея до відстоювання геліоцентричної моделі Коперника, яку він вперше запропонував у 1543 році. Поряд з цими відкриттями Галілей також спостерігав сонячні плями на поверхні Сонця, інтерпретуючи їх як мінливі плями, спричинені його обертанням. Це додаткове відкриття ще більше зруйнувало аристотелівське уявлення про бездоганний і незмінний космос.

У 1611 році Йоганн Кеплер, натхненний роботами Ліппергея і Галілея, задумав і сконструював власний телескоп, відомий як Кеплерівський телескоп. Цей унікальний інструмент, розроблений незалежно від своїх попередників, використовував опуклі лінзи, які забезпечували глядачам розширене поле зору, хоча й інвертували зображення.

Новаторська праця Кеплера "Astronomiae Pars Optica" принесла йому престижний титул "батька сучасної оптики". Досягнення Кеплера заклали основу для подальших проривів таких світил, як Ісаак Ньютон, який продовжував удосконалювати ці ранні телескопи і закони оптики, що лежать в їхній основі.

В еволюцію телескопів Ньютон зробив фундаментальний внесок, який мав далекосяжні наслідки для традиційних заломлюючих пристроїв. Замість лінз ньютонівські телескопи, перший з яких створений у 1668 році, використовували дзеркала. Велике увігнуте дзеркало збирало світло на меншому дзеркалі, яке, зі свого боку, проєктувало зображення на окуляр, розташований збоку приладу.

Ця геніальна модифікація розв'язувала постійну проблему традиційних рефракційних телескопів, відому як хроматична аберація — оптичне явище, що виникає через нездатність лінзи точно сфокусувати всі довжини хвиль світла в одній точці.

Ньютон не був першим, хто задумався про рефлекторні телескопи, але його версія мала явні переваги. Він виявився економічно ефективнішим, усунув хроматичну аберацію і міг похвалитися простотою збірки та портативністю.

Проте твердження Ньютона про те, що рефлекторні телескопи є єдиним розв'язанням проблеми аберації, оскаржив Честер Мур Голл. У 1729 році Холл розробив нову лінзу, що складалася з двох різних типів скла, скріплених цементом. Ця інноваційна модифікація успішно пом'якшувала ту саму аберацію, підкреслюючи подальшу життєздатність рефракційних телескопів.

Згодом у спільнотах, присвячених астрономії та виробництву телескопів, розпочалися перегони астрономічних і телескопічних озброєнь. Найвідомішим був 12-метровий рефлекторний телескоп Вільяма Гершеля, завершений у 1789 році. Протягом наступного століття були побудовані неймовірні телескопи, кульмінацією яких стало відкриття у 1897 році Єркської обсерваторії у Вісконсині, США, з колосальною 100-сантиметровою заломлюючою лінзою — найбільшою у своєму роді на той час.

Примітно, що цей телескоп залишається в активній експлуатації донині. Проте, у 20-му столітті прагнення до створення більших і досконаліших телескопів перевагу надавали рефлекторним конструкціям.

Сьогодні більшість телескопів обсерваторій і космічних станцій використовують дзеркала, а не лінзи. Прагнення створювати дедалі більші прилади вщухло. Однак значні успіхи, досягнуті в оптиці та мистецтві виготовлення лінз, що супроводжує її, копітко розроблені та вдосконалені протягом попередніх століть, продовжують слугувати фундаментом, на якому ґрунтуються наші сучасні зусилля з дослідження Всесвіту.

Раніше Фокус писав, навіщо батько сучасної хімії спалив алмаз дотла.