سیر تحول تلسکوپ

2. سیر تحول تلسکوپ پدید آورندگان: پرستوصابونچی – سپیده طاهری نژاد

3. بالاخره چه کسی مخترع تلسکوپ است؟

4. هانس لیپرشی پرنس ماوریس,فرمانروای جمهوری تازه تاسیس هلند از سال 1585 تا 1625 میلادی,به همراه عینک سازی از شهر همسایه,میدل بورگ,از پله های عمارت خود در شهر هاگ در جنوب هلند بالا میرود.وقتی به پشت بام میرسند مرد صنعتگر لوله ای مقوایی را به حاکم تقدیم میکند که در دو سوی آن عدسی نصب شده است.فرمانروا با نگاه کردن از درون این لوله میتواند نواحی حومه شهرش را ببیند.از آن لحظه نام این عینک ساز-هانس لیپرشی(1570-1619)- برای همیشه در تاریخ با تلسکوپ گره خورد. در اوایل پاییز سال 1608 میلادی, ماوریس از این ابزار برای نگاه انداختن به برج ساعت شهر دلفت,در حدود 8 کیلومتری آنجا,استفاده میکرد.او همچنین میتوانست پنجره های کلیسایی در شهر لایدن,با تقریبا دو برابر فاصله ی دلفت را نیز تشخیص دهد. در طرح تلسکوپ لیپرشی عدسی کوژی در ابتدای لوله نقش عدسی شیئی را بازی میکرد و عدسی کاوی در انتهای لوله نقش چشمی را داشت.این تلسکوپ برخلاف شکستی های نجومی امروزی که تصویر را برگردان میکنند,تصویری مستقیم می ساخت.مورخان این طراحی را تلسکوپ گالیله ای مینامند.زیرا اخترشناس ایتالیایی,گالیلئو گالیله(1564-1642),نخستین بار از این ابزار برای اهداف نجومی بهره برد. لیپرشی هرگز جایی ثبت نکرد که چگونه تلسکوپ را ساخت!داستانی هست که میگوید کودکانی در کارگاه عینک سازی او(که احتمالا فرزندانش بودند)با عدسی ها بازی میکردند که این کشف اتفاقی رخ داد.البته احتمال قویتر این است که خود لیپرشی در آزمایشهای گوناگون خودش حین کار به این ترکیب عدسی ها دست یافته باشد

5. به مدت بیش از 1000 سال ,داستانهای مبهم و مبالغه آمیزی درباره ی وجود داشتن "لوله ای برای دیدن" بر سر زبانها بوده است.نویسنده ی یونانی در قرن نخست میلادی,دیودوروس,ادعا میکرد که نژادی از انسانها در شمال یونان بوده اند که میتوانستند عوارضی مانند کوه و دره بر سطح ماه ببینند.عارف و راهب قرن سیزدهم میلادی,راجر بیکن,میگفت که ژولیوس سزار ابزاری آینه دار داشته که پیش از حمله ی سال 54 پیش از میلاد به بریتانیا,با آن ابزرا سواحل این کشور را زیر نظر داشته است.دیگر افرادی که ممکن است پیش از قرن 17ام میلادی ابزاری شبیه تلسکوپ اختراع کرده باشند لئوناردو داوینچی(1452-1515) مخترع ایتالیایی,و تامس دیگز(1546-1595)اخترشناس انگلیسی هستند.در سال 1570 دیگز از شیشه ای مینویسد که به او امکان میدهد چیزها را در دوردست پیدا کند.شاید از آینه استفاده میکرده است.انگلیسی دیگری هم عصر دیگز به نام ویلیام بورن(1535-1582) کاربرد عدسی ها را برای دیدن اشیا شرح میدهد.یکی دیگر از مخترعان احتمالی تلسکوپ پژوهشگر ایتالیایی گیامباتیستا دلا پورتا(1535-1615)است.در سال 1589 دلا پورتا کتاب جادوی طبیعی را منتشر کرد.او در بخش اپتیک این کتاب به شرح کاربرد عدسیهای کاو و کوژ پرداخته است.او حتی درباره کاربردهای همزمان دو نوع عدسی برای کمک به دید افرادی با چشمان ضعیف نیز بحث کرده است.هرچند احتمال اینکه دلاپورتا تلسکوپی کارامد ساخته باشد کم است چه کسی نخستین بود؟

6. فکری که زمانش فرا رسید در اواخر قرن 16 میلادی,همه ی اجزا برای ساختن تلسکوپی ساده فراهم بود.از دورانهای باستان,آنهایی که با علم اپتیک آشنایی داشتند از ویژگی های بزرگنمایی عدسی های کوژ نیز باخبر بودند.باستانشناسان بقایای بسیاری از این عدسی ها را یافته اند.شناخته ترین نمونه,عدسی نمرود متعلق به قرن هفتم پیش از میلاد است که از سنگ بلوری کوارتز ساخته شده و در ویرانه های کاخ نمرود در عراق امروزی کشف شده است. تازه در اواخر قرن سیزده میلادی بود که کیفیت شیشه به حدی رسید که عینک سازان توانستند عدسی هایی برای استفاده در عینک بسازند.عدسی های کاو تا آخر قرن 15 میلادی چندان رایج نبودند

7. ثبت اختراع لیپرشی در دوم اکتبر سال 1608 برای ثبت این اختراع درخواست داد.درست 15 روز بعد در 17 اکتبر 1608 جاکوب متیوس با تلسکوپی در دست به پارلمان هلند رفت.متیوس اهل آلکمار در شمال هلند بود.او به کمیته ی بررسی گفت که 2سال است برای ساختن این ابزار وقت صرف کرده و خواستار ثبت این اختراع است.اما با شگفتی بسیار هیچکدام قادر به ثبت این اختراع به نام خود نشدند! اخترشناس و مورخ هلندی,آنتوان پانه کک(1690-1873) مینویسد که زاخاریاس یانسن(1585-1632) که او هم اهل میدل بورگ بود,در سال 1604 تلسکوپی ساخت.گرچه به گفته پانه کک,یانسن چند سال پیش از آن هم تلسکوپی را دیده بود که فرد ناشناسی از ایتالیا آن را ساخته بوده است!یانسن در پاییز 1608 در نمایشگاهی در آلمان تلسکوپ میفروخت.وی در سال 1618 میکروسکوپ را اختراع کرد

8. گالیله و تلسکوپ او 1سال از ساخت تلسکوپ لیپرشی گذشته بود که گالیلئو در پادوا خبری در باب این "اسباب بازی" شنید و از قرار معلوم همین خبر کفایت کرد تا مفهوم تلسکوپ را دریابد و از آن یکی بسازد.گالیلئو عدسی هایش را از شیشهء ونیزی تراشید.نخستین تلاش او به تلسکوپی با بزرگنمایی 8برابر انجامید و دیری نپایید که آن را با نمونه های 20 و 30 برابر بزرگنمایی بهبود بخشید.آوازه ی گالیلئو ناشی از برگرداندن شجاعانه ی دوربین تلسکوپ تکمیل شده اش به سوی آسمان و کشف کردن عالم سماوی تازه ی حیرت انگیز بود. علاوه بر نشان دادن بسیاری از ستاره های راه شیری,گالیلئو نشان داد که ماه نه تنها کره ی کامل نیست,بلکه کوههای عظیم,دهانه ی آتشفشانهاو دره ها ان را از شکل انداخته بودند و اینکه بسیار محتمل است که جو هم داشته باشد!عجیبتر از همه,نشان داد 4ماه به گرد مشتری میچرخند. مهمتر از همه اینکه ,او اهله های زهره را مشاهده نمود و دستکم ثابت کرد که سیاره ی زهره به دور خورشید میگردد و نه به دور زمین.بنابراین نظریه ی خورشید مرکزی کپرنیک را قویا تائید میکرد

9. به هر حال,بزرگنمایی سیستم شکستی گالیله در اوایل قرن هفدهم به خاطر دشوار بودن تهیه عدسیهای همگرا با فاصله ی کانونی کم و تحدب سطحی عمیق,محدود بود و به همین دلیل به سرعت برای هدفهای اخترشناسی توسط سیستمهای نجومی به کار برده شد.هرچند تلسکوپ شکستی نجومی برای ایجاد بزرگنمایی های بیشتر,آسانتر از تلسکوپ گالیله ساخته میشد,ولی هردو طرح مشکلاتی داشتند که به طوری قابل توجه کاربردشان را محدود کرده بود.این مشکلات امروزه ابیراهی نامیده میشوند.2 ابیراهی از 6 ابیراهی اصلی که تلسکوپهای ابتدائی را به صورت بدی تحت تاثیر قرار میداد,ابیراهی کروی و ابیراهی رنگی هستند.علاوه بر این دو ابیراهی کیفیت شیشه نیز در قرن هفدهم بسیار پایین بود.از این رو عدسیهای ساخته شده حاوی ذرات کوره هایی که شیشه در آن ذوب شده,حبابهای هوا,فشارهای حاصل از پخت ناقص و غیره بودند.همچنین,سطوح عدسیها هم کم صیقل داده شده و به وضوح از شکل کروی کامل خارج شده بود.در نتیجه تصاویر حاصل از تلسکوپهای اولیه در مقایسه با استانداردهای امروزه از کیفیتی بسیار پایین برخوردار بودند

10. رفع ابیراهی در اواسط قرن هفدهم روش دیگری برای حل مشکل ابیراهی رنگی آینه هایی که به جای عدسیهای اصلی,به کار میروند,پیشنهاد شد.ضمنا مشخص شد با افزایش شعاع انحنای آیینه ی اولیه از شکل کروی به شکل سهموی,ابیراهی کروی به طور چشمگیری کاهش میابد. جیمز گریگوری(1638-1675)از آبردین به نظر میرسد نخستین کسی باشد که چنین طرحی را در سال 1663 ارائه داده است.سیستم او که هم اکنون تلسکوپ گریگوری نامیده میشوداز یک آینه سهموی به عنوان شیئی و یک آینه بیضوی که بعد از آینه ی اولیه قرار گرفته است تشکیل میشود.گریگوری از نتیجه ی کارش راضی نبود و هیچ مدرکی هم دال بر مشاهده ی موفقیت آمیز به وسیله ی این دستگاه وجود ندارد.

11. 5سال بعد از کار گریگوری,اولین تلسکوپ انعکاسی توسط ایزاک نیوتون (1642-1727) طراحی و ساخته شد.تلسکوپ نیوتونی طرحی متفاوت از تلسکوپ گریگوری داشت.امروزه تلسکوپ نیوتونی هنوز به طور گسترده به کار میرود.این تلسکوپها اغلب توسط ستاره شناسان غیر حرفه ای مورد استفاده قرار میگیرند.اولین تلسکوپ نیوتونی قطری کمی بیشتر از 1 اینچ داشت و حتی کوچکترین تلسکوپ غیر حرفه ای امروزی در برابر آن بزرگ به نظر میرسد.از آنجا که بزرگنمایی دستگاه حدودا 25 برابر بود به جز برای منبعهای نور نقطه ای مانند ستارگان,این نور در سطحی 600 مرتبه بزرگتر پخش میشود و بنابراین این تلسکوپها تصاویری بسیار مبهم و کدری از اجرام میدهند و تنها درخشانترین اجرام قابل مشاهده اند نیوتون

12. کسگرین در سال 1672 فقط 4 سال بعد از اختراع نیوتون,طرح دیگری برای تلسکوپ انعکاسی,توسط مرد فرانسوی به نام گیوم کسگرین ارائه گردید.این طرح نوری با تغییراتی روی آن هنوز در سطح جهانی برای تلسکوپهای بزرگ مورد استفاده قرار میگیرد.هم تلسکوپ فضایی هابل و هم تلسکوپ 10 متری کک بر اساس این طرح ساخته شده اند.این طرح بسیار شبیه به طرح تلسکوپ گریگوری بود,با این تفاوت,که به جای یک آینه بیضوی مقعر ثانویه از یک آینه ی سهموی محدب استفاده شد.که این آینه به جای اینکه بعد از نقطه ی کانونی اولیه قرار گیرد,قبل از آن گذاشته میشد اولین تلسکوپهای انعکاسی هریک از طرحهای مذکور که در آنها از آینه های دقیق سهموی شکل استفاده شده بود,توسط جان هادلی(1682-1744) در دهه 1720 ساخته شد

13. هرشل بعدها, ویلیام هرشل(1738-1822)در ساخت تلسکوپهای بزرگ خود به علت کاهش نور از آینه های ثانویه صرفنظر کرد.او به سادگی آیینه ی اولیه را در یک طرف و عدسی چشمی را بلافاصله بعد از کانون آیینه اولیه قرار داد.نتیجه ,یک تلسکوپ انعکاسی 1.2متری بود.این طرح به عنوان طرح تلسکوپ هرشلی شناخته شد.تصاویری که به این شکل به دست می آمدند به واسطه ی وجود ابیراهیها افت میکردند.مشکلات طرح هرشل به این علت بود که در آن زمان تولید آیینه هایی با شکل متقارن ناممکن بود.امروزه این طرح به طور گسترده و موفقیت آمیز مورد استفاده قرار میگیرد و به همان اندازه که در گیرنده های هوایی متداول ماهواره های تلویزیونی کاربرد دارد,در آینه های غیرمتقارن نیز از آن استفاده میشود

14. قرن18,قرن19 وطرحهای پیشرفته به طور کلی در اوایل قرن 18ام,تلسکوپهای انعکاسی و شکستی کوچک از نظر کیفیت یکسان,و البته ضعیف بودند.در سالهای بعد با اختراع عدسیهای بیرنگ توسط جان دولند(1706-1761)در سال 1754 میلادی وضعیت تلسکوپهای شکستی تغییر کرد.این اختراع اثرات ابیراهی رنگی بر روی تصاویر را به میزان زیادی کاهش داد. از اواسط قرن 18ام به بعد,تلسکوپهای شکستی به سرعت پیشرفت کردند.شخص دیگری که سهم عمده ای در پیشرفت این وسیله داشت,اختر شناس آلمانی به نام جوزف ون فرانهوفر(1787-1826)بود.کسی که به میزان زیادی فن ساخت شیشه را توسعه داد و برای تولید عدسی,شیشه های مناسبی را با کیفیت بالا و به مقدار زیاد تولید کرد و در اواخر قرن 19ام,با تولید تلسکوپ شکستی یک متری در منطقه یرکز به اوج خود رسید

15. ارل رز سوم ویلیام هرشل تلسکوپ خود را بیش از یک قرن قبل از تلسکوپ شکستی نسبتا کوچکتر یرکز تولید کرد و تا آن زمان بزرگترین تلسکوپ انعکاسی بر اساس آینه های طبی,تلسکوپ انعکاسی نیوتونی 1.8 متری بود که توسط ویلیام پارسونز(1800-1867)_ارل رز سوم_ساخته شده بود. ویلیام پارسونز یا سومین لرد رز یکی از اشراف و ثروتمندان دوران خود بود که جاه طلبی اش در سال 1845 او را به سمت ساخت تلسکوپ بازتابی غول پیکری در ایالت تحت حاکمیتش در ایرلند قلعه ی بیر سوق داد.این تلسکوپ آینه ای به قطر 1.8 متر با فاصله کانونی 16.45 متر داشت.رز و وارثان او از این تلسکوپ برای بررسی سحابی ها,خوشه های ستاره ای و کهکشانها استفاده میکردند

16. تا نیمه ی دوم قرن 19ام ,آینه های شیشه ای فلز اندود جایگزین آیینه فلزی طبی به کار رفته در 2قرن قبل شدند.مزیت آنها خاصیت بازتاب بالا(95% یا بیشتر)بود.همچنین با استفاده از محلولهای شیمیایی, لایه منعکس کننده قدیمی زدوده شده و سطح کدر شده با لایه ی جدید جایگزین میشد.تا نیمه ی اول قرن بیستم,اکثر تلسکوپهای بزرگ جدید به طور مشخصی اجداد تجهیزات امروزی بودند,که تلسکوپهای انعکاسی فلزاندود طرح کسگرین یا یکی از مشتقات آن نظیر ریچی-کریستین را شامل میشدند.بعدها آیینه ی اولیه از شکل سهموی به هذلولی گون تبدیل شد.در حالی که آینه ی ثانویه هذلولی گون اما با انحنا,بیشتر باقی ماند.تلسکوپهای طرح ریچی کریستین در مقایسه با طرح ابتدایی کسگرین که میدان کانون تیز آن شاید به چند دقیقه قوسی محدود شود,میتواند میدان دیدی بیش از 10 دقیقه قوسی تولید کند

17. دوربین اشمیت یک استثنا در مورد استفاده ی جهانی از طرح تلسکوپهای انعکاسی یا ریچی-کریستین در این قرن وجود دارد و آن دوربین اشمیت است.این دستگاه در سال 1930 میلادی توسط یک عینک ساز به نام استونی برنارد اشمیت(1879-1935)اختراع شد.این وسیله یک مزیت بزرگ نسبت به تلسکوپهای مرسوم داشت و آن میدان گسترده ی کانون تیزآن بود.میدان کانون تیز گسترده ی طرح کسگرین میتوانست فقط چند دقیقه ی قوسی باشد که برای طرح ریچی-کریستین 10 تا 20 دقیقه ی قوسی بود.در مقابل دوربین اشمیت میتوانست میدان دید 6تا 10 درجه را بپوشاند.میدان دید گسترده ی این دستگاه را به خاطر اینکه میتوانست منطقه ی گسترده ای از آسمان را به سرعت بپوشاند,برای کارهای تحقیقاتی ایده آل کرد

18. از ترکیب دوربین اشمیت با طرح کسگرین تلسکوپ اشمیت-کسیگرین ساخته شد

19. نوعی دیگر از تلسکوپها که در قرن اخیر مورد استفاده قرار میگیرد,از ترکیب تلسکوپهای انعکاسی و شکستی به وجود آمده است و به نام تلسکوپهای ترکیبی یا "کاتودیوپتیک" شناخته میشود.این تلسکوپها در حقیقت تلسکوپهای بازتابی هستند که به یک عدسی نازک که به نام تیغه ی تصحیح کننده معروف است مجهز شده اند.نور با عبور از تیغه ی تصحیح کننده به آینه ی اصلی تابانده میشود و سپس به سوی یک آینه ی محدب که در پشت تیغه ی تصحیح کننده به آینه ی اصلی تابانده میشود.این آینه نور دریافتی را بار دیگر به انتهای لوله بازمیتاباند و آن را به سمت چشمی هدایت میکند که در میان آینه ی اولیه تعبیه شده است.این نوع تلسکوپها به دلیل کوتاهتر بودن طول لوله و قابل حمل بودن,بسیار محبوب اند,اما در مقایسه با بازتابی ها بسیار گران قیمت ترند. کاتودیوپتیک ها

20. گالیله شاید تصورش را هم نمیکرد که 4 قرن بعد,بشر با ابزارهای امروزی آسمان را کاوش کند.ابزارهایی مانند تلسکوپهایی هم وزن نهنگهای بزرگ,با آینه هایی به قطر چندین متر.تلسکوپهای امروزی نیز مانند تلسکوپ دست ساز گالیله انقلابی در اخترشناسی ایجاد کرده اند تلسکوپهای بزرگ

23. تلسکوپهای فضایی از زمانی که اختر شناسان به" کم سویی" تلسکوپهای روی زمین پی بردند,به فکر رسیدن به فراز جو زمین افتادند.آنها در دهه های 1920 و 1930 تلاشهای ناموفق بسیاری انجام دادند تا بتوانند تابش فرابنفش کیهانی را با ابزارهایی که به عرض های شمالی دور برده میشد ثبت کنند.آنها بر این باور بودند که در عرضهای شمالی و جنوبی زمین, لایه س اوزون که در مقابل پرتوهای فرابنفش در جو است نازکتر میشود.آنها همچنین ابزارهای خود را سوار بر بالونهای سرنشین دار به ارتفاعات زیاد فرستادند.اما تا سال 1946 این رویا تحقق نیافت. اما گام بزرگ در اخترشناسی فضایی در 4اکتبر سال 1957 برداشته شد.وقتی که اتحاد جماهیر شوروی نخستین ماهواره ی بشر را به نام اسپوتنیک به مدار زمین فرستادند.اخترشناسان با دیدن این موفقیت به سرعت به فکر استفاده از تلسکوپهای مدارگرد افتادند.از اواخر دهه ی 1950 تا کنون,اندازه , تعداد و فناوری ساخت ماهواره های نجومی پیوسته رشد کرده است. یکی از این تلسکوپهای مدارگرد,"هابل" است: روز سه شنبه 10 آوریل 1990 سازمان فضایی آمریکا(ناسا) با قرار دادن تلسکوپی به بزرگی یک اتوبوس درمدار زمین در ارتفاع 360 مایلی,روزنه ای تابان برابر دیدگان بشر به سوی افلاک گشود

24. از زمانی که گالیله در سال 1610 اولین تلسکوپ بشر را به سمت آسمان گرفت و به مشاهده ی گودالها و حفره های روی سطح ماه پرداخت و به اکتشاف 4 قمر سیاره ی مشتری دست یافت, هیچ ستاره شناسی قادر نبوده است در مشاهده ی اجرام و اجسام سماوی با این دقت و کمال ,به پیشرفت مشابه نائل گردد. این تلسکوپ پر عظمت 2بیلیارد دلاری را برای یادبود نام "ادوین هابل"ستاره شناس معروف آمریکایی و کاشف کهکشانها و گسترش کائنات,به نام "تلسکوپ فضایی هابل" خوانده شده است.این تلسکوپ توفیق و پیروزی برای تکنولوژی و صنعت آمریکا به شمار آمده و نمایشگر پیچیده ترین و گرانقیمت ترین ماهواره ای که تا آن زمان به دست بشر ساخته شده است میباشد.

25. از تلسکوپهای فضایی دیگری که پس از تلسکوپ هابل به فضا پرتاب شده اند میتوان تلسکوپهای: اسپیتزر با آینه ای به قطر 85 سانتیمتر که در 25 آگوست 2003 به فضا پرتاب شده است و تلسکوپ فضایی هرشل با قطر آینه ی 3.5 متر که 14 می 2009 پرتاب شد را نام برد

26. البته تلسکوپ فضایی دیگری که هم اکنون مراحل ساخت را طی میکند تلسکوپ فضایی جیمز وب است که دارای آیینه ای به قطر 6.5 متر,(ساخته شده از 18آینه ی شش وجهی از جنس برلیوم) میباشد.این تلسکوپ 6تنی که خواهد توانست اعماق فضا را بیشتر از تلسکوپ هابل نمایش دهد در سال 2014 به فضا پرتاب خواهد شد و طی ماموریت 5ساله ی خود به کمک چشمی فروسرخ خود میتواند به سوالات بنیادینی مانند چگونگی سالهای پایان جهان,سرمنشا و آغاز کهکشانهایی مانند راه شیری,چگونگی به وجود آمدن ستاره ها و سیارات یا وجود زندگی در سرزمینهای دیگر پاسخ دهد

27. نقسه برداری دیجیتالی آسمان

28. با پیشرفت علم و تکنولوژی و ساخت تلسکوپهای جدید دریچه ای بزرگ به سوی کشف رازهای کیهان گشوده میشود و انسان را به سوی درک درست جهان هستی پیش خواهد برد

29. مراجع 1-مجله "نجوم","بالاخره چه کسی مخترع تلسکوپ است؟" سال بیستم,شماره دهم,شهریور 1390,صفحه 20-22 2-سی.آر.کیچین,"فن آوری تلسکوپه"ا,ترجمه نورایی.سید جواد,ویراسته عدالتی.محمد تقی,به نشر1380 3-مک کلیلن.جیمز,درن.هرولد,"تاریخ علم و فن آوری",ترجمه آذرنگ.عبدالحسین,نادری.نگار,سخن1387 4-امین تفرشی.بابک,"اخترشناسی",علمی و فرهنگی1385 5-ویکتوری.ابراهیم,"شگفتیهای جهان",به نگار1998 6-ریدپات.ایان,"اخترشناسی",ترجمه ناظمی.پوریا,نشر نی1391 7-مجله"آسمان شب","سفر به سرزمین الهه های باستان2"سال نخست,شماره دوم,بهمن ماه 1388,صفحه 25-27 8-SCIENTIFIC AMERICAN JOURNAL, ”Origami Observatory”, volume 303, number 4, October 2010,D 30-37