2_ Телескоп

2.Телескоп. Новый взгляд на Вселенную.
Как люди наблюдают небо в XXI веке и что на нём видят?
(История телескопа. Изучение Вселенной с помощью наземных и
космических телескопов)
Современные телескопы позволили человеку увидеть
границы Вселенной, хотя ещё в начале XVII века человек
не мог подробно рассмотреть даже поверхность Луны.
Детальные исследования космических объектов стали
возможны только с изобретением телескопа.
В 1608 году голландский шлифовщик стёкол Г. Липперсгей сделал
интересное наблюдение: если расположить две линзы на одной прямой, то
они приобретут способность увеличивать отдалённые предметы. Вставив
линзы в трубку, Липперсгей получил подзорную трубу, которая давала
небольшое увеличение объектов. В 1609 году итальянский учёный Г.
Галилей построил улучшенный вариант подзорной трубы и направил её на
ночное небо. Так родился первый телескоп. Через год немецкий астроном И.
Кеплер предложил более совершенную конструкцию телескопа. Сейчас
линзовые телескопы называют рефракторами (лат.fracto - преломляю).
В любом телескопе есть объектив и окуляр. Объектив собирает лучи,
идущие от светила, и создаёт в своём фокусе изображение. Это изображение
рассматривается через сильную лупу – окуляр. Объектив собирает гораздо
больше света, чем человеческий глаз и увеличивает угол зрения на предмет.
В свой телескоп, дающий 30-кратное увеличение небесных объектов,
Г. Галилей обнаружил горы на Луне и пятна на Солнце, заметил спутники у
Юпитера и фазы у Венеры. Взглянув на Млечный Путь, Галилей обнаружил,
что он состоит из множества звёзд. Ему удалось наблюдать кольца Сатурна с
ребра. Он принял их за спутники, а когда спустя некоторое время их не
обнаружил, подумал, что его инструмент просто ещё несовершенен.
Первые телескопы сильно искажали изображение, так как края и
середина линзы преломляют свет по-разному. Выход из создавшегося
положения астрономы искали в увеличении длины трубы, так как, считали чем больше фокусное расстояние объектива (при том же диаметре), тем
меньше возникает искажений. Поэтому последователи Галилея строили
громоздкие и трудно управляемые телескопы. В середине XVII века
польский астроном Я. Гевелий на крыше высокого здания установил
телескоп с длиной трубы 46м. Голландский учёный Х. Гюйгенс использовал
рефрактор другого типа. В его телескопе вообще не было трубы, а только две
линзы, крепившиеся в начале и в конце ажурной конструкции. В 1655 года Х.
Гюйгенс открыл спутник Cатурна Титан и объяснил загадку колец Сатурна.
Однако большие линзы не только давали искажение изображения, но и
сильно деформировали конструкцию телескопа. Самый большой рефрактор
был построен в 1897 году У. Бэемом в Йоркской обсерватории Америке.
Однако большие линзы не только давали искажение изображения, но и
сильно деформировали конструкцию телескопа.
В 1668 году англичанин И. Ньютон изобрёл принципиально новый вид
телескопа, используя вместо линзы – зеркало. Позднее такие телескопы стали
называть рефлекторами (лат. flecto – отражаю). Телескоп Ньютона был
похож на игрушку. Его размеры составляли 15см в длину и 2,5см в диаметре.
Однако он давал не меньшее увеличение, чем большие рефракторы. Это
изобретение явилось поворотным в истории науки, поскольку зеркало можно
было сделать гораздо большим по размерам, чем линзу, а значит собрать
больше света, идущего от космических объектов. Используя рефлектор с
диаметром зеркала 20см, У. Гершель в 1781 году открывает планету Уран и
пытается сосчитать число звёзд в нашей звёздной системе. В 1845 году
ирландец У. Парсонс (лорд Росс) строит на территории своего замка самый
большой по тем временам телескоп диаметром зеркала 1,8м и длиной трубы
17м. За большие размеры ему было дано прозвище «Левиафан». С помощью
«Левиафана» Росс открыл спиральную структуру галактик.
Большинство современных телескопов – рефлекторы. Самыми
большими в мире являются сегодня братья-близнецы «Кек -1» и «Кек-2»,
построенные на вершине потухшего вулкана Мауна – Кеа на Гавайских
островах. Диаметр зеркала «Кек» - 10м. Зеркало телескопа «Кек» состоит из
36 сегментов шестиугольной формы подогнанных с уникальной точностью в
доли микрометра. В горах Чили стоят 4 похожих рефлектора с диаметром
зеркала 8,2м, объединённые в один комплекс. Проектируемый телескоп
«Магеллан» имеет 7 подобных наборных зеркал диаметром 8,4м, которые
составляют общее зеркало. Такая система будет способна собирать почти в 5
раз больше света, чем пара «Кек-1» и «Кек-2».
Чтобы совершить прорыв нужно увеличить диаметр зеркала до 100м,
так как современные электронные приёмники в телескопе регистрируют
почти 100% приходящего света. Основным достоинством такого телескопа
является высокое разрешение, то есть способность различать мелкие детали и
слабые объекты. Накапливая свет всю ночь, стометровый гигант сможет
увидеть небесные объекты в тысячи раз слабее тех, которые наблюдают
сейчас. Это важно для поиска планетных систем.
Хотя атмосфера прозрачна для видимого света, она всё же создаёт
помехи для наблюдений. Даже если забыть про облака – атмосфера немного
искривляет лучи света, что снижает чёткость изображения. Кроме того,
воздух сильно рассеивает падающий свет. Стараясь избавится от городской
подсветки, телескопы размещают высоко в горах. Хорошо справиться с
этими трудностями позволяет размещение телескопов на орбите Земли.
Космический телескоп «Хаббл» по земным меркам имеет очень скромные
размеры. Диаметр его зеркала 2,4м. Однако, благодаря заатмосферному
размещению он позволил получить очень качественные изображения
космических объектов и приблизиться к границам Вселенной. Благодаря
телескопу Хаббл удалось обнаружить сезонные изменения полярных шапок
на Марсе и детали поверхности Плутона, а также наблюдать эффект падения
кометы Шумейкера – Леви 9 на Юпитер. Телескоп Хаббл помог рассмотреть
мельчайшие детали в газопылевых туманностях, где рождаются звёзды,
протопланетные диски около молодых звёзд, выбросы газа из активных
объектов и обнаружить слабые далёкие галактики.
Сейчас учёным помогает изучать Вселенную не только видимый свет,
но и волны радиодиапазона. Радиотелескопы в Нью-Мексико установленные
в форме буквы Y работают как одиночный телескоп с диаметром 36км.
Большую информацию о чёрных дырах несёт рентгеновское излучение,
которое атмосфера не пропускает, но оно фиксируется космическими
телескопами. Существуют и достаточно экзотические телескопы,
размещённые глубоко под землёй. С их помощью астрономы изучают
Сверхновые звёзды и Солнце, фиксируя выбрасываемые ими потоки
нейтрино.
2009 год был объявлен годом астрономии. В этом году исполнилось
400 лет первому телескопу Г. Галилея. Всего 400 лет и такой грандиозный
шаг вперёд.
Фрагмент DVD
Все тайны космоса. Часть 1. Раздел 3. Телескоп. Свежий взгляд на Вселенную (19мин.
25с.–29мин.04с.). YORK FILMS OF ENGLAND, 2008.
Вопросы после изучения темы:
1. Кто создал первый телескоп?
2.Назовите первые телескопические открытия. Кем они были сделаны?
3.Какие существуют виды оптических телескопов?
4.В чём состоят преимущества рефлекторов?
5.С какой целью телескопы выводят на орбиту?
Домашнее задание
1. Выпишите в тетради 5 самых известных и крупных телескопов, которые внесли
значительный вклад в астрономию.
2. Выпишите 5 самых известных обсерваторий мира, где сделаны самые выдающиеся
открытия.