Geschichte Der Teleskope

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Video: Geschichte des Teleskops: Der Beginn 2024, April
Anonim

Hans Lipperschlei aus Holland, 1570-1619, wird oft die Erfindung des ersten Teleskops zugeschrieben, aber er war mit ziemlicher Sicherheit nicht der Entdecker. Höchstwahrscheinlich hat er das Teleskop nur populär und gefragt gemacht. Gleichzeitig vergaß er aber nicht, 1608 ein Paar Linsen in einem Tubus zum Patent anzumelden. Er nannte das Gerät ein Fernglas. Sein Patent wurde jedoch abgelehnt, weil seine Erfindung zu einfach erschien.

Geschichte der Teleskope
Geschichte der Teleskope

Bis Ende 1609 waren kleine Teleskope dank Lipperschleu in ganz Frankreich und Italien verbreitet. Im August 1609 verfeinerte und verbesserte Thomas Harriot die Erfindung, die es Astronomen ermöglichte, Krater und Berge auf dem Mond zu sehen.

Der große Durchbruch kam, als der italienische Mathematiker Galileo Galilei vom Versuch eines Niederländers erfuhr, einen Objektivtubus zu patentieren. Inspiriert von der Entdeckung beschloss Galileo, ein solches Gerät für sich selbst herzustellen. Im August 1609 baute Galileo das erste vollwertige Teleskop der Welt. Zuerst war es nur ein Teleskop - eine Kombination von Brillengläsern, heute würde man es Refraktor nennen. Vor Galileo wussten wahrscheinlich nur wenige Menschen, wie man diese Röhre zum Nutzen der Astronomie verwendet. Dank des Geräts entdeckte Galileo Krater auf dem Mond, bewies seine Kugelform, entdeckte vier Jupitermonde, die Ringe des Saturn.

Die Entwicklung der Wissenschaft ermöglichte es, leistungsstärkere Teleskope zu entwickeln, die es ermöglichten, viel mehr zu sehen. Astronomen begannen, Objektive mit langer Brennweite zu verwenden. Die Teleskope selbst verwandelten sich in riesige, schwere Röhren und waren natürlich nicht bequem zu bedienen. Dann wurden Stative für sie erfunden.

Bis 1656 hatte Christian Huyens ein Teleskop gebaut, das die beobachteten Objekte 100-fach vergrößerte, seine Größe betrug mehr als 7 Meter und die Öffnung betrug etwa 150 mm. Dieses Teleskop ist bereits auf dem Niveau heutiger Amateurteleskope. In den 1670er Jahren wurde ein 45-Meter-Teleskop gebaut, das Objekte noch mehr vergrößerte und einen größeren Blickwinkel ermöglichte.

Aber selbst gewöhnlicher Wind kann ein Hindernis für ein klares und qualitativ hochwertiges Bild sein. Das Teleskop begann in der Länge zu wachsen. Die Entdecker, die versuchten, das Maximum aus diesem Gerät herauszuholen, verließen sich auf das von ihnen entdeckte optische Gesetz: Eine Abnahme der chromatischen Aberration einer Linse tritt mit einer Vergrößerung ihrer Brennweite ein. Um chromatische Interferenzen zu beseitigen, stellten die Forscher Teleskope von unglaublicher Länge her. Diese Rohre, die damals Teleskope genannt wurden, erreichten eine Länge von 70 Metern und verursachten viele Unannehmlichkeiten bei der Arbeit und beim Aufstellen. Die Nachteile von Refraktoren haben große Köpfe dazu veranlasst, nach Lösungen zu suchen, um das Teleskop zu verbessern. Die Antwort und ein neuer Weg wurde gefunden: Das Sammeln und Fokussieren der Strahlen begann mit einem Hohlspiegel. Der Refraktor wurde zu einem Reflektor wiedergeboren, völlig frei von Chromatismus.

Dieser Verdienst gehört ganz Isaac Newton, der es geschafft hat, Teleskope mit Hilfe eines Spiegels zu neuem Leben zu erwecken. Sein erster Reflektor hatte nur einen Durchmesser von vier Zentimetern. Und er fertigte 1704 den ersten Spiegel für ein Teleskop mit einem Durchmesser von 30 mm aus einer Legierung aus Kupfer, Zinn und Arsen. Das Bild ist klar. Sein erstes Teleskop wird übrigens noch sorgsam im Astronomical Museum in London aufbewahrt.

Doch lange Zeit gelang es Optikern nicht, vollwertige Spiegel für Reflektoren herzustellen. Als Geburtsjahr eines neuen Teleskoptyps gilt 1720, als die Briten den ersten funktionsfähigen Reflektor mit einem Durchmesser von 15 Zentimetern bauten. Es war ein Durchbruch. In Europa sind tragbare, fast kompakte Teleskope von zwei Metern Länge gefragt. Sie begannen, 40-Meter-Rohre aus Refraktoren zu vergessen.

Das 18. Jahrhundert hätte wohl als das Jahrhundert des Reflektors gelten können, wäre da nicht die Entdeckung englischer Optiker: eine magische Kombination zweier Linsen aus Krone und Feuerstein.

Das Zweispiegelsystem im Teleskop wurde vom Franzosen Cassegrain vorgeschlagen. Cassegrain konnte seine Idee mangels technischer Machbarkeit, die notwendigen Spiegel zu erfinden, nicht vollständig verwirklichen, doch heute werden seine Zeichnungen umgesetzt. Es sind die Newton- und Cassegrain-Teleskope, die als die ersten "modernen" Teleskope gelten, die Ende des 19. Jahrhunderts erfunden wurden. Das Hubble-Weltraumteleskop funktioniert übrigens genauso wie das Cassegrain-Teleskop. Und das Grundprinzip von Newton mit der Verwendung eines einzigen konkaven Spiegels wird seit 1974 am Special Astrophysical Observatory in Russland verwendet. Die feuerfeste Astronomie blühte im 19. Jahrhundert auf, als der Durchmesser der achromatischen Objektive allmählich zunahm. Wenn der Durchmesser 1824 weitere 24 Zentimeter betrug, verdoppelte sich 1866 seine Größe, 1885 betrug er 76 Zentimeter (Pulkovo-Observatorium in Russland) und 1897 wurde der Yerksky-Refraktor erfunden. Es kann geschätzt werden, dass die Linsenlinsen im Laufe von 75 Jahren um einen Zentimeter pro Jahr zugenommen haben.

Ende des 18. Jahrhunderts ersetzten kompakte, handliche Teleskope sperrige Reflektoren. Metallspiegel erwiesen sich auch als nicht sehr praktisch - teuer in der Herstellung und auch mit der Zeit stumpf. Im Jahr 1758 wurde es mit der Erfindung von zwei neuen Glasarten: leicht - Kronglas - und schweres - Flintglas - möglich, zweilinsige Linsen herzustellen. Dies machte sich der Wissenschaftler J. Dollond zu Nutze, als er ein zweilinsiges Objektiv, später Dollond, herstellte.

Nach der Erfindung der achromatischen Linsen war der Sieg des Refraktors absolut, es blieb nur noch die Verbesserung der Linsenteleskope. Hohlspiegel wurden vergessen. Es war möglich, sie mit den Händen von Amateurastronomen wiederzubeleben. So entdeckte der englische Musiker William Herschel 1781 den Planeten Uranus. Seine Entdeckung war in der Astronomie seit der Antike unerreicht. Außerdem wurde Uranus mit einem kleinen selbstgebauten Reflektor entdeckt. Der Erfolg veranlasste Herschel, größere Reflektoren herzustellen. Herschel in der Werkstatt mit seinen eigenen handgeschmolzenen Spiegeln aus Kupfer und Zinn. Das Hauptwerk seines Lebens ist ein großes Teleskop mit einem Spiegel von 122 cm Durchmesser, dank dessen Entdeckungen nicht lange auf sich warten ließen: Herschel entdeckte den sechsten und siebten Satelliten des Planeten Saturn. Ein anderer, nicht weniger berühmter Amateurastronom, der englische Landbesitzer Lord Ross, erfand einen Reflektor mit einem Spiegel von 182 Zentimetern Durchmesser. Dank des Teleskops entdeckte er eine Reihe unbekannter Spiralnebel.

Die Teleskope von Herschel und Ross hatten viele Nachteile. Verspiegelte Metalllinsen waren zu schwer, reflektierten nur einen Bruchteil des einfallenden Lichts und waren abgedunkelt. Ein neues und perfektes Material für die Spiegel war gefragt. Dieses Material stellte sich als Glas heraus. 1856 versuchte der französische Physiker Leon Foucault, einen Spiegel aus versilbertem Glas in einen Reflektor einzusetzen. Und die Erfahrung war ein Erfolg. Bereits in den 90er Jahren baute ein Amateurastronom aus England einen Reflektor für fotografische Beobachtungen mit einem Glasspiegel von 152 Zentimetern Durchmesser. Ein weiterer Durchbruch in der Teleskoptechnik war offensichtlich.

Dieser Durchbruch war nicht ohne die Beteiligung russischer Wissenschaftler. ICH IN. Bruce wurde berühmt durch die Entwicklung spezieller Metallspiegel für Teleskope. Lomonosov und Herschel erfanden unabhängig voneinander ein völlig neues Teleskopdesign, bei dem der Hauptspiegel ohne den Nebenspiegel kippt und so den Lichtverlust reduziert.

Der deutsche Augenoptiker Fraunhofer hat die Produktion ans Fließband gebracht und die Qualität der Brillengläser verbessert. Und heute steht im Tartu-Observatorium ein Teleskop mit einem funktionierenden Fraunhofer-Objektiv. Aber auch die Refraktoren des deutschen Optikers waren nicht ohne Makel - Chromatismus.

Erst Ende des 19. Jahrhunderts wurde ein neues Verfahren zur Herstellung von Linsen erfunden. Glasoberflächen wurden mit einem Silberfilm behandelt, der auf einen Glasspiegel aufgebracht wurde, indem Traubenzucker Silbernitratsalzen ausgesetzt wurde. Diese revolutionären Gläser reflektierten bis zu 95 % des Lichts, im Gegensatz zu den alten Bronzegläsern, die nur 60 % des Lichts reflektierten. L. Foucault schuf Reflektoren mit Parabolspiegeln, die die Form der Spiegeloberfläche veränderten. Im späten 19. Jahrhundert wandte sich Crossley, ein Amateurastronom, den Aluminiumspiegeln zu. Der von ihm gekaufte konkave Glas-Parabolspiegel mit 91 cm Durchmesser wurde sofort in das Teleskop eingesetzt. Heute werden in modernen Sternwarten Teleskope mit solch riesigen Spiegeln installiert. Während sich das Wachstum des Refraktors verlangsamte, nahm die Entwicklung des Spiegelteleskops Fahrt auf. Von 1908 bis 1935 bauten verschiedene Observatorien der Welt mehr als ein Dutzend Reflektoren mit einer Linse, die die von Yierks übertraf. Das größte Teleskop ist am Mount Wilson Observatory installiert, sein Durchmesser beträgt 256 Zentimeter. Und auch diese Grenze wurde sehr bald verdoppelt. In Kalifornien wurde ein amerikanischer Riesenreflektor installiert, der heute über fünfzehn Jahre alt ist.

Vor mehr als 30 Jahren, im Jahr 1976, bauten sowjetische Wissenschaftler ein 6-Meter-BTA-Teleskop - das Large Azimuthal Telescope. Bis zum Ende des 20. Jahrhunderts galt das ARB als das größte Teleskop der Welt Die Erfinder des BTA waren Innovatoren bei originellen technischen Lösungen, wie einer computergesteuerten Alt-Azimut-Installation. Heute kommen diese Innovationen in fast allen Riesenteleskopen zum Einsatz. Zu Beginn des 21. Jahrhunderts wurde BTA dem zweiten Dutzend großer Teleskope der Welt beiseite geschoben. Und der allmähliche Abbau des Spiegels von Zeit zu Zeit - heute ist seine Qualität um 30% gegenüber dem Original gesunken - macht ihn nur noch zu einem historischen Denkmal der Wissenschaft.

Die neue Teleskopgeneration umfasst zwei Großteleskope – die 10-Meter-Zwillinge KECK I und KECK II für optische Infrarotbeobachtungen. Sie wurden 1994 und 1996 in den USA installiert. Sie wurden dank der Hilfe der W. Keck Stiftung gesammelt, nach der sie benannt sind. Für ihren Bau stellte er über 140.000 Dollar zur Verfügung. Diese Teleskope haben etwa die Größe eines achtstöckigen Gebäudes und wiegen jeweils mehr als 300 Tonnen, arbeiten aber mit höchster Präzision. Der Hauptspiegel mit einem Durchmesser von 10 Metern besteht aus 36 sechseckigen Segmenten, die wie ein einzelner reflektierender Spiegel wirken. Diese Teleskope wurden an einem der optimalsten Orte der Erde für astronomische Beobachtungen installiert - auf Hawaii, am Hang des erloschenen Vulkans Manua Kea mit einer Höhe von 4.200 m. Bis 2002 wurden diese beiden Teleskope in einer Entfernung von 85 m. aufgestellt voneinander entfernt, begannen im Interferometer-Modus zu arbeiten, was die gleiche Winkelauflösung wie ein 85-Meter-Teleskop ergab.

Die Geschichte des Teleskops hat einen langen Weg zurückgelegt – von italienischen Glasern bis hin zu modernen Riesen-Satellitenteleskopen. Moderne Großobservatorien sind längst computerisiert. Amateurteleskope und viele Geräte vom Hubble-Typ basieren jedoch immer noch auf den von Galileo erfundenen Arbeitsprinzipien.

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