188

Телескопы - кто они такие?

Телескоп - слово известное практически каждому. Так же существует устоявшийся визуальный образ этого понятия - то как мы себе представляем телескоп - это такая труба на подставке, внутри стекляшки какие-то... на этом конкретика у многих исчерпывается.

Телескопы - кто они такие? Астрономия, Оптика, Физика, Космос, Ликбез, Телескоп, Длиннопост

Потому, что уже на вопрос - "В чем назначение телескопа" - ответ, как правило, слышен сбивчивый и нескорый. Одни считают, что телескоп что-то там приближает, другие думают, что он что-то увеличивает - эти ближе к истине, но незначительно.


Телескоп - не космический корабль и к Луне с его помощью мы ближе не станем. Так же это не насос и Луну мы с его помощью до больших размеров не надуем.


Так для чего же их делают, эти блестящие трубы на подставках?


Открою тайну. Как бы это не казалось удивительным, но главное назначение телескопа - собрать от небесного объекта как можно больше света. Именно потому главным достоинством любого телескопа является диаметр его объектива - в понимании среднестатистического землянина - той линзы, что обращена к небу - именно ее принято считать объективом. (На самом же деле в нашу эпоху объективом телескопа чаще бывает зеркало и прячется оно глубоко в трубе, но такая оптическая схема среди неастрономической публики непопулярна.) А вот когда свет от небесного объекта собран и изображение объекта построено, его можно внимательно рассмотреть - тут мы сталкиваемся со вторым назначением телескопа: Увеличить угол зрения, под которым может быть видимо небесное тело.


Ах, эти научные формулировки! Кто б нам теперь объяснил, что значит это словосочетание: "угол зрения", и зачем нам его увеличивать?


Процитирую строчку из песни Виктора Цоя: "Во дворе идет стройка, работает кран".


Подойдем к окну и посмотрим на кран - его длинная стрела раскинулась на пол неба и что бы осмотреть ее всю от кабины крановщика, до того места, где она заканчивается и свисает вниз трос с крюком, придется повернуть голову. Повернуть - ключевое слово. Оказывается стрела башенного крана имеет некоторую угловую протяженность измеряемую в градусах и равную той величине, на которую нам придется повернуть голову вокруг воображаемой оси вставленной в нашу шею - допустим на 45 градусов.


А если стройка идет в соседнем дворе? В этом случае кран стоит относительно далеко и что бы перевести взгляд с одного конца его стрелы на другой, нам потребуется повернуть голову на меньший угол, допустим на 5 градусов, или сместить глазной зрачок посмотрев чуть в бок, но на ту же величину - на 5 градусов.

Телескопы - кто они такие? Астрономия, Оптика, Физика, Космос, Ликбез, Телескоп, Длиннопост

Вот та величина, накоторую нам приходится изменять направление своего взгляда, что бы рассмотреть объект полностью - это и есть угловой размер этого объекта. В бытовом понимании. Астрономия же, как наука оперирует геометрическими понятиями. Но смысл остается тот же. Он в том, что все видимые объекты, будь то далекие планеты или какие-то земные предметы - деревья или строения - все представляются нам большими или маленькими в первую очередь исходя из тех угловых размеров которые они для нас имеют. Реальные же размеры для наблюдателя вторичны и могут оказаться неожиданными. Например стоящий неподалеку дом может заслонить собой 60 градусов небесной сферы, но высотой он всего метров 25. Наше дневное светило - Солнце - имеет угловой поперечник всего пол градуса, но диаметр его более миллиона километров.


Вот мы первый раз коснулись примера углового размера небесного объекта. Углы, как известно, измеряются в угловых величинах - градусах или радианах, но радианы для любителя - неудобная величина. Градусы - привычнее. Но все равно, не многие из Вас сейчас приведут пример одного градуса в качестве видимого размера какого-то видимого объекта. К тому же, уж так получилось, что и удобного небесного объекта на нашем небе размером в 1 градус нет. Зато есть два объекта которые с хорошей точностью можно считать эталонами углового размера в пол градуса - это Солнце или Луна.


Оказывается, эти два небесных тела, столь разных по своей природе (Солнце - звезда, гигантский газовый шар диаметров более миллиона километров и с температурой поверхности 6000°K ; Луна - спутник Земли, маленькая холодная планетка диаметром 3600 км) для земного наблюдателя на небе имеют одинаковый угловой размер 1/2 градуса.


Ну, а как можно догадаться, 1/2 градуса - величина не очень большая, то телескоп как раз призван изменить это в большую сторону, оказавшись между объектом и наблюдателем.


Вот теперь мы вплотную приблизились к тому, что иногда называют "увеличением", но в отношении чего правильнее употреблять понятие "кратность". Я видел множество разочарованных людей, которые вместо ожидаемых десятков тысяч и миллионов узнавали, что хорошие телескопы позволяют применять 100-кратное увеличение. А более 500 крат в наблюдательной астрономии увеличения применяются крайне редко. Все мы любим большие цифры, особенно если это цифры нашей зарплаты. Но, к счастью, параметры телескопов не подвержены инфляции и, как во времена изобретателя телескопа - итальянца Галилео Галилея, - 30-кратное увеличение было вполне актуально для ряда астрономических наблюдений, так и 400 лет спустя, оно ничуть не потеряло своей актуальности.

Телескопы - кто они такие? Астрономия, Оптика, Физика, Космос, Ликбез, Телескоп, Длиннопост

Первый в истории телескоп был изобретен итальянским ученым и священником Галилео Галилеем в 1609 году. Не следует думать, что сам принцип оптической системы увеличивающей угловой размер наблюдаемого объекта был придумал Галилеем. Подзорные трубы в те годы с успехом и часто уже применялись в мореходстве и при ведении военных действий. Но Галилео был первым, кому хватило отваги в эпоху инквизиции направить трубу в небо. При этом он же сделал важный вывод - точность и качество изготовления линз в подзорных трубах никак не годятся для астрономических наблюдений. Он разработал более точный и качественный метод шлифовки, полировки и доводки до требуемой формы оптических деталей, а саму схему "подзорной трубы" оптимизировал для астрономических наблюдений.

Телескопы - кто они такие? Астрономия, Оптика, Физика, Космос, Ликбез, Телескоп, Длиннопост

Его упорство было вознаграждено поистине революционными открытиями. Многое, что ранее считалось непреложной истиной, обрело другой вид и смысл. На божественном лике Солнца обнаружились темные пятна, на гладкой и плоской Луне "выросли" горы, планеты демонстрировали шарообразность, а Венера "показывала" фазы подобные лунным. Юпитер обзавелся спутниками и стал альтернативным центром мира, а "Высочайшую из планет" - Сатурн - Галилео Галилей "тройною наблюдал". Млечный Путь из пролившегося некогда молока превратился в россыпи звезд, а самих звезд на небосклоне, благодаря прозрачным линзам первого в мире телескопа, оказалось в десятки раз больше.


Надо ли говорить, как отнеслась к открытиям Галилея церковь?! - ученого судили и под угрозой пыток заставили отречься от всего увиденного. Галилей отрекся. Но дальнейшая судьба телескопа уже не зависела от этих событий. Изобретение обрело значительную популярность и стало использоваться многими прогрессивно настроенными учеными. А вместе с этим и совершенствовалась его оптическая схема, появлялись все новые конструкции.

Телескопы - кто они такие? Астрономия, Оптика, Физика, Космос, Ликбез, Телескоп, Длиннопост

То, сочетание линз, что использовал в своем телескопе Галилей, вскоре вышло из употребления, и хотя похожая оптическая схема по сей день используется в театральных биноклях, для наблюдений небесных тел уже через несколько лет после премьеры Галилея была изобретена другая, более удобная конструкция.

Телескопы - кто они такие? Астрономия, Оптика, Физика, Космос, Ликбез, Телескоп, Длиннопост

Ее разработал Иоганн Кеплер - математик, физик, астроном, но по большей части - теоретик, а потому собственную конструкцию телескопа ни разу не использовал. Впервые изготовил ее и опробовал на астрономическом поприще его коллега и современник - К. Шейнер.


Система Кеплера обладала рядом существенных преимуществ: Большее поле зрения, более качественное изображение и ввиду более легкого изготовления короткофокусных собирающих линз (а в качестве окуляра у Галилея использовалась отрицательная - рассеивающая линза) позволяла добиваться большей кратности увеличения. Однако использовать ту же схему для подзорных труб уже не удавалось - схема Кеплера давала перевернутые изображения. Для астрономических наблюдений это не стало недостатком, а вот для наблюдения земных удаленных объектов было неприемлемо.


Телескопическая астрономия стала стремительно развиваться. Открылись новые горизонты, оказалась доступна новая точность измерений и конечно же хотелось большего. Астрономы XVII века пытались заглянуть все дальше в космос, старались более детально рассмотреть небесные тела и применяли для этого все большие увеличения своих примитивных инструментов.


Очень скоро стало понятно, что перешагнув определенную кратность, качество изображения, его детальность, количество звезд в поле зрения перестают увеличиваться, и даже начинают падать. Можно с уверенностью сказать, что в эпоху Галилея и Кеплера 50-кратное увеличение было предельным и дальнейшее увеличение кратности на пользу не шло.


Если обратиться к иллюстрации приведенной выше, можно отметить закономерность, что чем больше фокусное расстояние объектива [F] (расстояние , на котором линза строит изображение объекта - вспомните, как получают огонь в солнечный день с помощью увеличительного стекла - именно на этом расстоянии солнечные лучи собираются в "точку"), и чем меньше фокусное расстояние окуляра [f], тем больше кратность [ F/f ]. Может показаться, что сделав очень длиннофокусный объектив и взяв короткофокусный окуляр, можно достичь невероятно большой кратности увеличения. Однако, очень скоро становится заметно, что чем больше кратность, тем слабее яркость изображения. Случалось так, что объект исследований прекрасно виден глазом, но при большом увеличении перестает быть видимым в телескоп. Второе неожиданное открытие астрономов заключалось в том, что определенного размера линза объектива, какое бы не было огромным используемое увеличение, не в состоянии показать детальность мельче определенного порога. Это уже свойство самого света - его волновой природы.


Оказывается, что есть так называемый "дифракционный предел", суть которого в том, что любые отверстия, пропускающие световой поток, ограничивают детальность картинки, которую этот поток несет с собой. Более того, все точечные объекты, а звезды можно было в ту далекую пору считать именно точечными объектами, в следствие "дифракционного предела" при больших увеличениях видны не точками, а кружками, окруженными несколькими убывающими по яркости кольцами. И, собственно, любое изображение в телескопе как-будто складывалось из их совокупности

Телескопы - кто они такие? Астрономия, Оптика, Физика, Космос, Ликбез, Телескоп, Длиннопост

Что бы увеличить разрешение телескопа, шагнуть за "дифракционный предел", нужен телескоп с большим диаметром объектива. Тогда дифракционные диски становятся меньше.


Ах если б это было все...! Линзы стали делать больше, но тут обнаружилось, что стекло, их которого делали линзы для телескопов имеет свойство очень по-разному преломлять лучи разной длины волны (а говоря по-народному - разных цветов). Оказалось, красные лучи фокусируются ближе к линзе, синие - дальше от нее. А поскольку в свете небесных объектов присутствуют лучи самых разных цветов (длин волн), то точно навести резкость при больших увеличениях никак нельзя. Будь то звезда или планета, ее изображение так и оставалось нерезким, отливая всеми цветами радуги несфокусированных лучей.

Телескопы - кто они такие? Астрономия, Оптика, Физика, Космос, Ликбез, Телескоп, Длиннопост

Та самая красота - разложение белого света на все его составляющие, которое мы привыкли именовать радугой, - на какое-то время стала главной головной болью астрономов. Уже и инквизиция отошла на второй план, а вот справиться с "хроматической аберрацией" не удавалось около столетия. Во все времена существовал список невозможного. В XVII веке нем были такие пункты: Человек никогда не заглянет на обратную сторону Луны; Человек никогда не достигнет звезд; Человек никогда не найдет средство против хроматической аберрации.


К этой беде добавилась "сферическая аберрация" - принципиальная неспособность линз со сферическими поверхностями строить качественные изображения. Но это беда была меньшей.


Какие только опыты не проводили астрономы и оптики XVII-XVIII веков, искали особый сорт стекла, использовали дополнительные линзы и фильтры. Между делом было обнаружено, что действия хроматической и сферической аберраций заметно ослаблялось при увеличении фокусного расстояния объектива телескопа. Телескопы стали делать все длиннее.

Телескопы - кто они такие? Астрономия, Оптика, Физика, Космос, Ликбез, Телескоп, Длиннопост

Надо заметить, что здесь астрономы проявили себя масштабно, так, что даже эпоху эту в телескопостроении назвали эпохой телескопов-динозавров. При диаметре линзы объектива всего в 8 сантиметров, длина инструмента иногда превышала 100 метров - можете себе это представить?! Конечно же изготовить трубу для такого телескопа было невозможно - она согнулась бы или сломалась под собственным весом. Телескопы делали "воздушными" - такие решетчатые конструкции крепились на высоких мачтах и управлялись целой бригадой специально обученных рабочих, всюду тянулись тросы и канаты, фермы телескопа приводились в движение с помощью рычагов и блоков, причем в полной темноте - пользоваться факелами во время наблюдений было нельзя - от грандиозности замысла и сейчас захватывает дух!... жаль лишь, что особого результата и качества эти инструменты так и не показали. Впрочем, в эпоху телескопов-динозавров астрономы так же сделали немало открытий. Гюйгенс наконец смог понять, что же имел в виду Галилей говоря о "тройственности высочайшей планеты", и открыл кольцо Сатурна (выступающие в стороны ушки которого Галилей принял за две другие близкорасположенные планеты - его телескоп не позволил тогда это детально рассмотреть), а Кассини открыл в кольце Сатурна щель отделяющую внешнее кольцо от внутреннего. Это деление кольца Сатурна позже назвали именем его открывателя.


При этом астрономы демонстрировали невероятное мастерство фиксации своих наблюдений. Фотографии тогда не было, но рисунки наблюдателей представляли из себя произведение искусства и научный документ одновременно.

Телескопы - кто они такие? Астрономия, Оптика, Физика, Космос, Ликбез, Телескоп, Длиннопост

Но бесконечно так продолжаться не могло. Телескопы длиной в 90 метров показывали хуже 50-метровых и это был тупик. Выход нашел величайший из физиков всех времен и народов сэр Исаак Ньютон. Именно Ньютону принадлежит изобретение зеркального телескопа.

Телескопы - кто они такие? Астрономия, Оптика, Физика, Космос, Ликбез, Телескоп, Длиннопост

Линза собирает параллельный пучок лучей в точку и строит изображение. Но тоже самое может и вогнутое зеркало. Правда зеркало собирает пучок перед собой и пытаясь рассмотреть построенное изображение, наблюдатель рискует перекрыть собой весь световой поток льющийся с небес. Так ведь можно использовать еще одно зеркало, которое отведет пучок лучей от главной оптической оси.

Телескопы - кто они такие? Астрономия, Оптика, Физика, Космос, Ликбез, Телескоп, Длиннопост

Пришлось мириться еще с рядом неудобств и недостатков - зеркала тогда делали из хитрого сплава меди и олова. Отражали они немного света (40-50%, если учесть, что зеркала было два, то до глаза наблюдателя доходила в лучшем случае 1/5 часть светового потока), к тому же такие зеркала быстро тускнели и требовали частой переполировки. Вспомогательное зеркало так же заслоняло собой часть главного и это приводило к еще большим потерям. Зато - можете себе представить - никакой хроматической аберрации! А если придать зеркалу не сферическую, а параболическую форму, то можно разом избавиться и от сферической аберрации. Да, конечно, изображение планет и туманностей при том же диаметре объектива намного тусклее, но зато какое резкое, какое четкое! И ведь никто не мешает сделать зеркало в несколько раз больше.

Телескопы - кто они такие? Астрономия, Оптика, Физика, Космос, Ликбез, Телескоп, Длиннопост

Первый телескоп системы Ньютона был карликовых размеров. Его изготовил сам Ньютон как пример, иллюстрацию своей находки. Зато как размахнулись изготовители настоящих телескопов такой конструкции - один другого больше.

Телескопы - кто они такие? Астрономия, Оптика, Физика, Космос, Ликбез, Телескоп, Длиннопост

Чаще всего изготовителем телескопа и наблюдателем был один и тот же человек. В те годы не существовало промышленного изготовления оптики - все делалось вручную. Уильям Гершель, музыкант по образованию, но увлекшийся в 30-летнем возрасте астрономией, сделал более десятка телескопов отменного качества. В их числе крупнейший телескоп XVIII века (длина трубы 12 метров, диаметр медно-оловянного зеркала 122 см), который до середины следующего столетия оставался непревзойденным. Трудно себе представить муки ученого вынужденного буквально сутками без перерыва продолжать полировку зеркала, ведь если процесс остановить до завершения, начнется окисление верхнего слоя, зеркало не будет отражать и все придется начать с начала.

Телескопы - кто они такие? Астрономия, Оптика, Физика, Космос, Ликбез, Телескоп, Длиннопост

Но оно того стоило - инструменты и наблюдения Гершеля положили начало галактической астрономии, астрофизике, ему удалось открыть новую планету - Уран, а так же множество комет и несколько спутников планет. Правда попутно Гершель создал собственную версию зеркального телескопа - без вспомогательного зеркала:

Телескопы - кто они такие? Астрономия, Оптика, Физика, Космос, Ликбез, Телескоп, Длиннопост

И дальше новые системы зеркальных телескопов полезли как грибы после дождя. Какие-то обретали многовековую популярность, как система Кассегрена:

Телескопы - кто они такие? Астрономия, Оптика, Физика, Космос, Ликбез, Телескоп, Длиннопост

Другие оставались в справочниках, но из реальности вскоре исчезали, как система Грегори:

Телескопы - кто они такие? Астрономия, Оптика, Физика, Космос, Ликбез, Телескоп, Длиннопост

И когда победа зеркальных систем уже казалась окончательной и бесповоротной, оптики разгадали тайну веков - изобрели "ахромат" - линзовый объектив лишенный хроматической аберрации.


В середине XVIII века эта счастливая идея посетила Леонарда Эйлера и через несколько лет ее осуществил, что называется, "в стекле" оптик Джон Доллонд. В стекле все дело и было. Оказывается, что разные сорта стекла имеют разный коэффициент преломления (способность искривлять естественное направление световых лучей) - это было известно давно. Но у разных сортов так же была различна та разность в преломлении лучей разных длин волн, которая и приводила к размытию изображения. Оказывается у тяжелых стекол сорта "флинт" разброс в преломлении разноцветных лучей гораздо больше, чем общее отличие коэффициента преломления в сравнении с легкими стеклами сорта "Крон". Оказалось возможным создать такое сочетание двух линз, в котором положительная линза из "Крона" создает сходящийся пучок лучей "окрашенных" хроматической аберрацией, но идущая следом же рассеивающая линза из "флинта" немного уменьшая сходимость пучка лучей, практически полностью устраняет разницу в сходимости лучей разных цветов - то есть убирает хроматизм.

Телескопы - кто они такие? Астрономия, Оптика, Физика, Космос, Ликбез, Телескоп, Длиннопост

И изголодавшиеся по линзам, астрономы вновь переметнулись к телескопам из прозрачного стекла.


Вот как бывает в истории любого дела - нет единой верной дороги, Жизнь состоит из метаний, компромиссов и крайностей.


Но по размерам линзовые телескопы все же не смогли превзойти зеркальных своих собратьев. Была недолгая эпоха расцвета линзовых инструментов. Кончилась она двумя линзовыми исполинами - Ликским и Йоркским рефракторами (рефрактор - линзовый телескоп, в то время как зеркальный зовется рефлектором). Лик и Йорк - два бизнесмена, два олигарха своего времени, с тем отличием от современных обладателей несметных богатств, что решили тот излишек средств, который им самим явно не потратить, вложить в науку, а поскольку и тогда, и сейчас в западном мире самым передовым и престижным направлением было исследование Вселенной, то не сговариваясь Лик и Йорк решили профинансировать строительство самого крупного в мире рефрактора. Оба обратились за этим к известнейшему оптику XIX века - Кларку. Но Лик это сделал чуть раньше и получил телескоп чуть меньше (93 см диаметр объектива). Йорк изъявил желание , что бы его телескоп был больше и получил, что просил (102 см диаметр объектива), но оказалось, что больше - не значит лучше. 93 сантиметра Ликского Рефрактора оказались тем самым разумным пределом, после которого каждый новый сантиметр в диаметре объектива уже играет против качества. Поэтому Йоркский Рефрактор оказался чуть менее "зорким" телескопом, зато крупнейшим по сей день и при этом довольно неплохим для своих исполинских размеров.

Телескопы - кто они такие? Астрономия, Оптика, Физика, Космос, Ликбез, Телескоп, Длиннопост

На этом история гигантских линзовых телескопов заканчивается. Лик и Йорк ныне покоятся в фундаменте собственных обсерваторий - именно там они завещали захоронить урны с собственным прахом. Их огромные телескопы тоже покоятся - сейчас они уже не актуальны для современной науки и являются не более чем музейными экспонатами.


Зеркальные же телескопы продолжили свое развитие и будущее несомненно за ними. Хотя для современной науки оказались в свое время очень полезны зеркально линзовые гибриды. Оказывается, если не стоит цель сделать полноценный линзовый объектив и нет желания заниматься зеркальными системами со сложными поверхностями, то можно сделать недорогой в производстве и очень качественный по изображению Зеркально-Линзовый телескоп.

Телескопы - кто они такие? Астрономия, Оптика, Физика, Космос, Ликбез, Телескоп, Длиннопост

Разработал такую неожиданную схему наш соотечественник Дмитрий Максутов.


Беда всех "крупнокалиберных" линзовых телескопов - масса линз объектива. Линзы крупных рефракторов весят сотни килограмм - их приходится делать толстыми, или они будут прогибаться под собственным весом. Их делали толстыми и они все равно прогибались и плюс к этому при таких объемах линзы уже не удавалось сварить для нее идеальное однородное оптическое стекло.


Но если использовать не линзу, а тонкий и легкий мениск (тоже линза, но выпукло-вогнутая при приблизительно одинаковых радиусах кривизны обеих поверхностей), то отпадает сразу несколько проблем - пусть себе гнется - прогиб одной поверхности в точности компенсируется выгибом другой. ввиду небольшой оптической силы мениск не страдает хроматизмом. Для чего же он тогда нужен? - что бы исправить сферическую аберрацию главного зеркала - ведь изготовление сферической поверхности проще и дешевле, а ведь сфера при многих ее недостатках позволяет получить большее полезное поле зрение телескопа.

Телескопы - кто они такие? Астрономия, Оптика, Физика, Космос, Ликбез, Телескоп, Длиннопост

Разумеется давно никто уже не делает зеркала из олова с медью - их так же делают из стекла и покрывают алюминием в вакуумных камерах. Такие зеркала отражают до 98% процентов света попадающих на них из Вселенной. Но оказывается главная преграда для этого звездного света все так же заслоняет от нас многие вселенские тайны. Это наша атмосфера. Этот природный фильтр защищает нас и все живое на планете от жесткого солнечного излучения, но и соответственно поглощает львиную долю интересующих современных астрономов космических лучей.

Телескопы - кто они такие? Астрономия, Оптика, Физика, Космос, Ликбез, Телескоп, Длиннопост

Башни с телескопами начали поднимать на самые заоблачные вершины, туда, где чище воздух, нет городской засветки и тоньше слой атмосферы - ближе к звездам.


Но самым феноменальным шагом к звездам стал запуск заатмосферного телескопа им. Хаббла. Находясь на орбите Земли этот телескоп в автоматическом режиме ведет наблюдения круглые сутки, ведь там, за пределами воздушного океана звезды видны всегда. Фотоснимки из компьютера телескопа им. Хаббла отправляются на землю в цифровом формате по радиоканалу.

Телескопы - кто они такие? Астрономия, Оптика, Физика, Космос, Ликбез, Телескоп, Длиннопост

При том, что этот космический телескоп заметно уступает в размерах многим земным, изображения полученные им из космоса, где нет поглощения света и турбуленции атмосферных потоков, настолько качественны и детальны, что дальнейшее развитие наземных наблюдательных приборов становится все менее перспективным.

Хотя, разумеется, одним заатмосферным телескопом вся современная астрономия сыта не будет и новых башен в горах появится еще не мало.


А в завершении рассказа хочу вспомнить, что наряду с вполне привычными оптическими телескопами уже много десятилетий создаются и используются для изучения нашего огромного мира телескопы несколько иного рода. До сего момента речь шла о исследовании Вселенной опираясь на свет приходящий из космических далей. Но из глубин Вселенной к нам приходит не только свет. Это радиоволны, это рентгеновское и гамма-излучение. Это ультрафиолет и инфракрасные тепловые волны. Оказывается для каждого из этих видов излучения существуют специальные телескопы - они фиксируют это излучение и показывают нам то, как бы для нас выглядела Вселенная, если бы мы могли тоже воспринимать своими органами чувств все эти непривычные нам потоки.

Телескопы - кто они такие? Астрономия, Оптика, Физика, Космос, Ликбез, Телескоп, Длиннопост

Найдены дубликаты

+11

Хороший ликбез. Вот таким и должен быть научпоп.

раскрыть ветку 1
+6

Спасибо.

+6
"Дочитал ".
Охренеть, оно того стоило!
Ещё будете что нибудь освещать? А точнее, освящать, ибо в это тёмное время этот труд - как молитва для церковника.
раскрыть ветку 4
+5

Спасибо, что уделили время. И очень приятно, что вы не разочарованы. Обязательно буду писать.

раскрыть ветку 3
+1
Спасибо, в ожидании очередного чуда.
+1
Присоединяюсь, плюсик и подписка. Радуйте нас и далее качественным и интересным материалом.
раскрыть ветку 1
+3

Напиши пожалуйста как пользоваться системой наведения телескопа. Ибо там 3 оси в градусах и что-то не сильно понятно, как именно ими пользоваться, кроме как "чуть левее повернуть"

раскрыть ветку 5
+1

Имхо можно пользоваться ею для быстрого наведения с одного объекта на другой. Выбираешь себе десятка 2-3 объектов, засекаешь угловые расстояния между ними и потом просто каждое наблюдение "обходишь" их телескопом, фотографируешь, ведёшь журнальчик, фиксируешь изменения и т.д. Может, откроешь чего :)

раскрыть ветку 3
+2

Надо будет попробовать)

Вообще я думал там есть статичный геопозиционный 0 или позиционный относительно одного из явных небесных тел, вроде полярной звезды. отталкивась от нуля по угловым координатам можно навестить на любой желаемый объект.

Жаль только до телескопа доберусь не скоро, он на даче, т.к. в городе засветка пиздец, а там 1,5 фонаря на снт и те не всегда работают и ближайшая освещённая трасса в 11км

раскрыть ветку 1
+1

Процесс описан правильно. Но работает лишь при правильной ориентации инструмента.

0

К счастью, не три оси, а всего две. Пользоваться ими есть смысл, если телескоп установлен стационарно и правильно сориентирован. Чаще всего телескоп выносится на улицу и ставится как попало. Без точной привязки к направлению "север-юг", широте места и выравниванию по горизонту использование координатных кругов может оказаться бесполезным.

Большая часть наблюдателей используют опорные звёзды и поисковые карты. Умение навести телескоп на невидимый глазом объект в чем-то сравнимо с искусством. Хотя практика и опыт приносят свои плоды. Надо начинать с того, что изучить звёздное небо. И когда появляется желание посмотреть, к примеру, туманность Андромеды, надо отчетливо понимать, рядом с какой видимой глазом звездой, она расположена, в какую сторону надо отклониться от опорной звезды и насколько, чтобы туманность внезапно показалась в поле зрения.

+2

респект за пост. Ждем продолжения про штативы) Кстати, не в курсе, есть ли где нибудь в интернете бесплатные онлайн-обсерватории. чтобы можно было видеть изображение с телескопа в реальном времени?

раскрыть ветку 3
+1
Да есть. Когда то на Хабре была хорошая статья с обзорами разных сайтов по доступу к телескопам по удобству, цене, расположению самих телескопов и тд. Думаю Гугл поможет в этом деле
раскрыть ветку 1
0

Спасибо за ответ. Но тут затронут другой случай - смотреть трансляцию, как кто-то проводит наблюдения - это одно. Самому же проводить наблюдения - в научных целях - на удаленной роботизированной обсерватории - это совсем другое. И тут не только деньги решают, но и наличие актуальной исследовательской программы, под которую будет выделен инструмент.

0

Спасибо. Бывают онлайн-трансляции ряда интересных астрономических явлений. Но так, чтобы всегда что-то транслировалось - не знаю, возможно, но я не слежу, потому что особенно смысла в этом не вижу. Видео в Интернете пока не передает той красоты и сопоставимого впечатления не производит, как если бы наблюдал даже в скромный телескоп,но сам.

К тому же, полно фотографий потрясающего качества. Они вряд ли сильно отличаются от того, что может быть в трансляции, ведь изменения за прошедшее время вряд ли будут заметны.

+2

Когда первый раз Сатурн в телескоп увидел у меня челюсть упала.

Пельмень в космосе! ))

раскрыть ветку 1
+1

Как-то так он и выглядит. Отличное сравнение ;-)))

+2
Вчера только заказал свой первый телескоп, а сегодня читаю эту статью на пикабу)
раскрыть ветку 1
+1

Расскажите потом, что за инструмент и каковы первые впечатления.

+2
Одно интересно, как же были открыты пятна на солнце с помощью телескопа?
раскрыть ветку 19
+3

У каждого исследователя было только две попытки)

+1

Строго говоря, солнечные пятна наблюдались людьми в разных странах задолго до Галилея. Еще в античную эпоху на них обратили внимание. Иногда складывались удобные условия - Солнце заходит в густую дымку, но остается четким, неразмытым. Или сквозь дым пожаров, когда на него можно смотреть без неприятных ощущений.

Я неоднократно в подобных условиях видел на Солнце крупные пятна просто глазом. В летописях разных стран подобное так же неоднократно отмечалось.

Но в эпоху Галилея уже научились коптить стекла. О наблюдении Галилеем Солнца на экране я не слышал. Построение изображения наблюдаемого объекта позади окуляра на экране называется "окулярное увеличение" и эта технология сейчас активно используется в телеобъективах и зумах, но во времена Галилея она не была известна.

раскрыть ветку 2
+1

Короче, собирай материал про гелиоскопы и солнечные пятна и пили новый топик.

раскрыть ветку 1
+1

Галилей, емнип, проецировал изображение солнца на закреплённый за окуляром листок бумаги и отмечал на нём солнечные пятна

Иллюстрация к комментарию
Иллюстрация к комментарию
раскрыть ветку 5
0

Это сейчас очень распространенный способ наблюдения Солнца (и даже Луны!). Но телескоп Галилея вряд ли мог построить качественное изображение небесного объекта на экране.

раскрыть ветку 4
+1

Светофильтры. Тогда это было закопченое стекло. Зрение от таких наблюдений портилось, но не настолько, чтоб ослепнуть. А сейчас уже есть хорошие светофильтры, можно спокойно смотреть на солнце в телескоп. Хотя, конечно, профессиональные астрономы уже давно пользуются камерами, глазами в телескопы уже не смотрят.

раскрыть ветку 8
+1
Ещё есть метод принимать изображение от окуляра на лист бумаги, так называемая камера-обскура только с телескопом. Именно таким таким образом заметили пятна. Исследователь просто обрисовывал пятнышко, которое было темнее общего яркого круга от Солнца. А так же можно было понять, что оно возникает/исчезает и меняет размер и положение, т.е. не статично.
раскрыть ветку 5
+1

Закопченое стекло - довольно плотный фильтр. И зрение при таких наблюдениях страдать не должно.

раскрыть ветку 1
+1

@klimkovsky, в одном из следующих постов опишите пожалуйста бытовые (если так можно назвать) телескопы доступные рядовому астроному и небольшое руководство по использованию в первое время. Выбор места, установка, настройка, а также небольшое упражнение на несколько объектов продолжительностью в 30-45 минут.
Будет интересно послушать (прочесть) рекомендации опытного человека с доходчивыми объяснениями.

+1

Держи плюс!


Но настоящая революция в оптической астрономии произошла уже после запуска Хаббла. Это -  изобретение адаптивной оптики, которая позволяет устранять искажения атмосферы.


Для этого одно из зеркал (обычно вторичное, но сейчас мода и на первичные появилась) делять на много сегментов. Каждый сегмент может немного отклоняться (или просто изгибаться) с помощью пьезоэлементов. Система управления постоянно "искажает" зеркало так, чтобы компенсировать искажения атмосферы. А вот для измерения этих самых атмосферных искажений используется лазер, который в верхних слоях атмосферы возбуждает атомы натрия и они дают оранжевую "звезду". Система управления пытыется исказить зеркало так, чтобы эта искусственная звезда образовала точку на изображении.


Таким образом, оказалось, что можно увеличивать диаметр зеркала на поверзности Земли и дальше. Это поставило крест на космических телескопах видимого диапазона (Хаббл так и остался крупнейшим).


Но космические телескопы переключились на инфракрасный диапазон (атмосфера ИК плохо пропускает) . Также они позволяют непрерывно наблюдать определенный участок неба на протяжении многих дней (что невозможно с поверхности Земли, разве что вблизи полюсов), и по изменению яркости звезд находить планеты на их орбите.

Иллюстрация к комментарию
Иллюстрация к комментарию
раскрыть ветку 1
+1

Спасибо за дополнение. Сама тема адаптивной оптики, заатмосферных телескопом и всеволновой астрономии вполне достойна отдельной или нескольких отдельных статей.

Я не соглашусь с тем, что адаптивная оптика поставила на чем-то крест. Более крупные телескопы на орбите Земли или Солнца еще появятся, впрочем, как и камеры межпланетных станций - тоже своего рода телескопы, но работающие в непосредственной близости от объекта. Все это просто разные технологии исследования Вселенной и они не конкурируют, а дополняют друг друга.

+1

Скажите пожалуйста, а от радиотелескопа есть какого либо рода излучение? оно опасное для людей? Я не сбрендившая старуха,которая боится спутниковую тарелку, интересно просто. У меня прямо перед окном стоит огромный такой, диаметром в 64 метра. Он когда в сторону окон направлен, неуютно прямо как-то. Не смейтесь только, я нигде информации не могу найти по этому вопросу. Пишут 200 метров зона, но как -то не верится. И люди, что обслуживают его, как-то рискуют?

раскрыть ветку 20
+1

Радиотелескоп - пассивная вещь. Ничего не излучает, только слушает.

раскрыть ветку 11
+1

Бывают и исключения. Крайне редкие, например когда был послан сигнал Аресибо.

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%D1%81%D0%BB%D0%B0...

раскрыть ветку 10
+1

Если речь о радиотелескопе, то никакой опасности он не несет. Он же только слушает. Сам никакие сигналы не отправляет. Если это военный радар, который создает сигнал, отправляет в сторону предполагаемого противника , что по отраженному сигналу определить, расстояние до объекта, направление и скорость его перемещения, то тогда вопрос имеет смысл.

Правда, вряд ли вы будете постоянно находиться вблизи военного радара. Все-таки обычно они ставятся в некотором удалении от населенных пунктов.

Что же касается возможного воздействия на людей вообще - на обслуживающий персонал и прочих, это не вполне ясная тема. С одной стороны магнитное поле, которое создают все передатчики вообще - не только радары, но и мобильные телефоны, планшеты, ноутбуки, bluetooth-наушники и гарнитуры - как-то действовать на нас могут. Насколько это есть негативное воздействие, пока конкретных данных нет. Скорее всего и самого негативного воздействия нет, поскольку за два десятилетия активного использования мобильных гаджетов никакой корреляции с патологиями не выявлено, хотя попытки выявить предпринимались многократно. Стоит только вспомнить бум в начале нулевых на какие-то странные штуки, которые вставлялись внутрь мобильника и якобы должны были обезопасить пользователя от опасной радиации. Но тут еще надо отметить, что само понятие "радиация" в народе у нас не очень понимаемо - физику не учили, считали, что это в жизни не нужно. Вот мобильник нужен, а физика - нет. А потом вдруг - радиация - "кошмар какой!"

В общем надо бы определиться, что никакой радиации ни от мобильника, ни от радара, военного и того, что в руках у ГАИ-шника, не исходит. Нет там радиации в том смысле, в котором говорить принято. Есть магнитное поле порождающее направленные или ненаправленные радиосигналы.

Жизнь такова, что существовать вне магнитных поле нам не судьба. Во-первых потому, что сама наша планета - источник очень сильного магнитного поля, которое оберегает нас от жесткой солнечной радиации. В этом смысле, магнитное поле - наш друг. Во-вторых, технократическая деятельность человека за последнее столетие привела к тому, что мы безвылазно находимся внутри огромного количества магнитных полей рукотворного происхождения - начиная от радио- и теле-сигналов, включая сигналы мобильных устройств и просто даже электросеть в квартире - тоже нехилый источник переменного магнитного поля, создающего свой радио-шум и помехи.

мы живем во всем этом, как рыбы в океане. И иной раз нас пугает лишь непривычно-огромный вид некоторых устройств, например тарелка радиотелескопа. Но на самом деле она гораздо безобиднее чем обычный бытовой утюг.

Иллюстрация к комментарию
раскрыть ветку 7
+1

Большое спасибо за ответ. Вот такой у меня прямо под окнами РТ-64, размером с хороший стадион. Насколько я знаю он слушает в основном, но в последнее время, говорят, что и на передачу данных работает. Квартиру продавать не буду, как предположил один из комментаторов. Но вот информации побольше все-таки попробую собрать.

Иллюстрация к комментарию
раскрыть ветку 6
+1
видимо, не угол зрения, а все же угловой размер?
раскрыть ветку 1
0

Можно сказать и так.

+1

Статья классная. Дочка просит телескоп. До 10 т.р. что нибудь можно подобрать?

раскрыть ветку 18
+1

sturman.ru телескопы есть на любой вкус

+1

Думаю, что можно. Но вопрос непростой. Ведь дочке же и таскать его придется?

раскрыть ветку 11
+1

Ну во двор я его вынесу. Луну рассмотреть за 10 тыр наверное можно. А планеты?)

раскрыть ветку 10
+1

До 10тр всё +- одинаковое. Побаловаться и понять интересно или нет

раскрыть ветку 4
0

Различия все же есть

раскрыть ветку 3
+1

Отлично написано. Как то можно с Вами связаться? Нам нужно писать обзорные статьи по телескопам, по разным моделям. Ну и по другой оптике,  например по биноклям, по подзорным трубам и много другой оптики.  Нужны авторы.  Статьи оплачиваются.  Можно связаться с нашими сотрудниками  astro@sturman.ru  info@sturman.ru  sveta@sturman.ru chervony@sturman.ru

раскрыть ветку 3
0

Написал письмо. Очень рад, что Вам понравилось.

раскрыть ветку 2
+1

Здравствуйте, порекомендуйте телескоп что бы не разочароваться, возможно с самонаведением.

раскрыть ветку 1
+1

А почему «телескопы - КТО»?

раскрыть ветку 2
+1
Иллюстрация к комментарию
раскрыть ветку 1
0

Для привлечения внимания ;-)))

+1

Спасибо за труд!

раскрыть ветку 1
0

Всегда пожалуйста ;-)))

+1

Очень много букв)) Не дочитал. Но плюсик поставлю - проделанная автором работа того стоит

раскрыть ветку 1
0

Можно разделить на два вечера ;-))) Спасибо за поддержку

-1

Статья из разряда "сложно о простом". Все просто: телескоп увеличивает изображение объекта на сетчатке глаза. Т.к. исходное изображение натуральным образом растягивается, то для того, чтобы оно не потеряло яркости (как оболочка надуваемого воздушного шарика), надо собрать больше света от удаленного объекта. Поэтому нужен объектив побольше. Если увлечься процессом увеличения, то возникнут критические искажения, которые сделают всю затею бессмысленной. Поэтому есть разумный предел увеличения.

раскрыть ветку 7
0

Вообще не так :)

Вы через окуляр разглядываете изображение, формируемое объективом. Проблема в том, что из 5-й и 6-й картинки в статье не ясно, как получается увеличенное изображение.


Вот эти же оптические схемы Галлилея и Кеплера. Пунктирной линией и большой стрелкой обозначено видимое в телескоп изображение

Иллюстрация к комментарию
Иллюстрация к комментарию
раскрыть ветку 5
+1

Что не так? Вы на полном серьёзе не согласны с тем, что картинка на сетчатке глаза, если смотреть через телескоп, - это увеличенный фрагмент обычной картинки? Т.е. от приложения телескопа к глазу, изображение в глазу не меняется?

раскрыть ветку 3
0

Это следующий уровень сложности. Полная трассировка лучей - для продвинутых ;-)))

но думаю, что стоит обратить внимание, что понять природу увеличения видимых размеров наблюдаемого объекта в системе Галилея сложнее - там изображение мнимое. А это требует определенной развитости абстрактного мышления.

Наверное по каждой системе можно написать отдельную статью.

0

Вы уверены, что людям проще представить то, как строится изображение на сетчатке глаза? То, что написали Вы, теоретически правильно, но никак не помогает понять. зазубрить ваши определения можно. Я же стремлюсь к тому, чтобы люди поняли тему.

Похожие посты
Возможно, вас заинтересуют другие посты по тегам: