望远镜的应用和发展简史。
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望远镜发展史
1609年,意大利科学家伽利略首次将望远镜应用于天空。
60年后,英国科学家牛顿把容易产生色差的透镜望远镜换成了反射镜(牛顿望远镜)。
之后,许多伟大的天文学家对光学望远镜的使用进行了认真的研究和改进,带来了星空中激动人心的新发现,也掀起了观星和科研的浪潮,开拓了世界自然景观视野,带领欧洲走出了文明的黑暗时代。
经过300多年的光学望远镜改进,我们不仅对太阳系的行星有了大致的了解,对银河系等螺旋星系和星云也有了更多的了解。
最近50年,在计算机的帮助下,科学家们突破了以往制镜的局限,制造出了由许多镜子组成的单像、拼接、立体摄影等高分辨率、高像质的望远镜。
再加上电子耦合器件(CCD)和计算机的出现,对天文学产生了深远的影响,增强后的图像促使我们形成了许多不同的关于观测结果的新思想和新概念。
此外,围绕地球运行并对地球进行观测的哈勃太空望远镜,可以避开地球浑浊大气的视野干扰和观测点条件的限制,成为有史以来最强大的望远镜,彻底改变了我们对宇宙的看法。
最近计算机互联网的发展使得远程观测和天文知识更加普及。
在过去的400年里,许多科学家为这个窥视天空的强大工具做出了贡献。以下是望远镜及其应用的发展历史。
1609,伽利略
伽利略根据光通过玻璃时会发生折射和弯曲的原理,制造了“折射透镜望远镜”,并首次用它来观测天空。
伽利略看到了太阳黑子、月球上山脉的阴影、木星的四个较大的卫星和金星的表面。
1668,牛顿
牛顿制造了第一台反射镜望远镜,清晰地观测到了木星的八颗较大的卫星。
它消除了透镜望远镜带来的色差缺陷,具有镜筒短、成本低、易于维护的优点。
惠更斯1659
将受风影响的长焦距伸缩管换成了框架悬挂式透镜(元代郭守敬创制的“简仪”中有“偷窥尺度”观测装置去除管结构,比惠更斯的设想早了300多年),首次描绘出出土的星光环,纠正了土星由三颗行星而不是一颗行星组成的错误观点。
后来在1675年,卡西尼号进一步发现了土星环上的环隙。
1782,威廉;赫塞尔
第一张详细的银河天体图是用长12米、直径30厘米的反射式望远镜绘制的。
让我们知道,银河系是我们自己的星系,它的光来自数十亿颗行星和星云。
1826年,弗朗索瓦·哈佛(Francois Harvard)建造了一架直径为25厘米的望远镜,带有一个精致的时控底座,用于跟踪恒星的运动。
这种时控装置可以跟踪穿过天空的恒星,使天文学家能够绘制出天空中恒星分布的天体图,清晰地显示出形成银河系的串行恒星。
1845,威廉巴森。
使用一面直径为1.8m的巨大镜子,该镜子由抛光金属制成,首次描述了螺旋星云并解释了其形成。现在我们知道银河系外有很多螺旋星云。
1897,叶
使用直径为1米(仍是世界上最大的)的叶克石折射透镜望远镜,首次确认银河系是一个螺旋星系,这对测量长期行星运动相当有用。
现在天文学家已经证实了我们星系的形状是一个螺旋星系。
1918,哈勃
哈勃用直径2.5米的反射镜用胡克望远镜探索遥远的星系,准确地指出星系中看似暗淡的星云实际上位于距离我们几百万光年的其他星系中。
他的研究帮助天文学家了解宇宙的浩瀚。
1947,加州帕洛马山海尔望远镜。
海尔望远镜,有一个直径5米的反射镜,竖立在美国加利福尼亚州的帕洛马山,可以观测到可见宇宙的外缘。
天文学家用它对遥远的星系进行非常仔细的观察,比如仙女座星系。他们测量出仙女座星系距离地球20万亿公里,是先前已知距离的两倍。
20世纪60年代以来的计算机辅助观测。
今天的天文学家将计算机应用于望远镜的设计、架构和操作的所有阶段,促使效率更好的新一代望远镜的到来。因此,产生了许多不同的型号,适用于许多不同的任务。
1977,单个图像由多面镜形成。
在计算机的帮助下,来自镜子的许多图像可以组合成一幅图像。
1977年,第一台多镜望远镜(MMT)在美国亚利桑那州霍普金斯山首次投入运行。
望远镜有一排六面镜子,直径1.8m,可以聚集相当于单面直径4.5m镜子的光线..
1986中,电子耦合装置(CCD)进一步辅助观测。
电子仪器和计算机的出现对天文学产生了深远的影响,增强的图像促使天文学产生了许多不同的新观念。
具有电子耦合装置的电子传感器可以感测最弱的光学信号或检测许多不同种类的辐射。
经过计算机处理后,信号经过整理和强化,这些由电子仪器观测到的信号传递出清晰的信息。
数字处理放大了细微的差异,揭示了原本被地球大气层隐藏的东西,以至于肉眼看不到。
1990,马赛克望远镜
本发明具有成本低、维修时易于移动的优点。
美国夏威夷的凯克望远镜是一架直径为10米的望远镜,由36面镜子组成。
凯克望远镜观测到的天体亮度比海尔望远镜看到的强4倍。
1990,哈勃太空望远镜
排除地球浑浊大气的视觉干扰,哈勃太空望远镜在距离地表600公里的地方绕地球运行观测。
哈勃太空望远镜是有史以来最强大的望远镜,它彻底改变了我们对宇宙的看法。
现代,计算机互联网通畅,个人终端用户可以不受时间和空间的限制,结合全球(甚至外太空)观测望远镜进行远程观测。
并且可以与先进的计算机软件结合起来立即进行分析和数字处理。