天文望遠(yuǎn)鏡是誰(shuí)發(fā)明的(第一臺(tái)天文望遠(yuǎn)鏡是誰(shuí)發(fā)明的)

小伙伴們，大家好！天文館空中課堂上課啦！

導(dǎo)語(yǔ)：從肉眼仰望星空到使用天文望遠(yuǎn)鏡，小伙伴們?cè)谔煜笥^測(cè)中感受到越來(lái)越多的樂(lè)趣。人類對(duì)于宇宙的探索隨著望遠(yuǎn)鏡的發(fā)明和發(fā)展而越來(lái)越遠(yuǎn)、越來(lái)越深入。那么望遠(yuǎn)鏡是如何出現(xiàn)的呢？在今天的空中課堂中，北京天文館首席科普專家寇文老師，將給大家講解其中的科普知識(shí)。

天文學(xué)是一個(gè)觀測(cè)的科學(xué)，在天文觀測(cè)過(guò)程中，觀測(cè)工具是十分重要的。其實(shí)人的眼睛就是一個(gè)最基本的觀測(cè)工具，一些天文現(xiàn)象用眼睛直接看就可以，比如認(rèn)識(shí)星座、觀賞流星雨等，完全可以不用望遠(yuǎn)鏡。但人眼的觀測(cè)能力畢竟有限，要想看的更清楚或看到的更多，就要借助天文望遠(yuǎn)鏡才能提高觀測(cè)效果。

月球 攝影：北京天文館 詹想

?比如用肉眼看月亮，只可以看到月相的變化，頂多還能再隱約看出月亮上有明暗不同的區(qū)域。而通過(guò)天文望遠(yuǎn)鏡，就可以清楚地看到月面上的環(huán)形山、月海、山脈、輻射紋等細(xì)節(jié)。

用肉眼看五大行星，再怎么看也只是一個(gè)亮點(diǎn)，通過(guò)望遠(yuǎn)鏡可以看到土星的光環(huán)、金星的位相、木星條紋和衛(wèi)星還有火星的極冠。

金牛座的昴星團(tuán)，俗稱七姊妹星團(tuán)，用肉眼看起來(lái)只有6、7顆星，在望遠(yuǎn)鏡中看到星星的數(shù)量可以有上百顆。?

昴星團(tuán)　圖源：每日天文一圖

肉眼只能看到少數(shù)幾個(gè)亮度較亮的星云、星團(tuán)、星系，即使在天氣極好的時(shí)候，它們看起來(lái)也只是云霧狀的模糊斑點(diǎn)。用望遠(yuǎn)鏡則可以看清它們的輪廓和細(xì)節(jié)。而大量肉眼完全看不到的深空天體，在望遠(yuǎn)鏡中也露出了真容。

望遠(yuǎn)鏡最早出現(xiàn)在什么時(shí)候呢？望遠(yuǎn)鏡最早在17世紀(jì)初出現(xiàn)在荷蘭。關(guān)于望遠(yuǎn)鏡的發(fā)明過(guò)程有多種說(shuō)法，其中比較流行的一種說(shuō)法是在眼鏡店里出現(xiàn)的。荷蘭當(dāng)時(shí)有一個(gè)眼鏡商，名叫漢斯·利帕希，有一天，他的眼鏡店里伙計(jì)的孩子們?cè)诘墓衽_(tái)上拿著一些眼鏡片玩耍，偶然把兩個(gè)鏡片一前一后排成一條線，眼鏡靠近透鏡看去，驚奇地發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)處教堂的塔尖好像被拉近了、變大了。孩子們?cè)跓o(wú)意間發(fā)現(xiàn)了望遠(yuǎn)鏡的秘密。漢斯·利帕希立刻明白這一發(fā)現(xiàn)的重要性，為了方便觀看，他把兩片鏡片裝在一個(gè)筒子的兩端，這樣第一臺(tái)望遠(yuǎn)鏡就制成了。它被當(dāng)作高科技產(chǎn)品獻(xiàn)給了當(dāng)時(shí)荷蘭的最高執(zhí)政官。

1609年5月，意大利偉大的科學(xué)家伽利略聽說(shuō)這件事后，搞清楚了其中的原理，獨(dú)立制作出了望遠(yuǎn)鏡。最初制作的望遠(yuǎn)鏡，只能放大3倍，經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)，伽利略最終制作出了一個(gè)放大倍數(shù)為32倍的望遠(yuǎn)鏡，并把它指向了天空，并且很快就有了一系列重大的發(fā)現(xiàn)。在伽利略的望遠(yuǎn)鏡中，月亮成了一張千瘡百孔、布滿瘢痕的“大麻臉”，他把那些四周高聳突出的圓坑命名為“環(huán)形山”，而把平坦的暗黑區(qū)域稱之為“海”，當(dāng)時(shí)伽利略真的認(rèn)為月海和地球上的海洋一樣充滿了水。指向太陽(yáng)，發(fā)現(xiàn)了太陽(yáng)上的黑子，連續(xù)觀測(cè)還發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)也存在自轉(zhuǎn)。金星則像一個(gè)彎彎的月牙。木星看起來(lái)有一個(gè)小小的圓面。周圍有四顆小星在圍繞它運(yùn)轉(zhuǎn)，這四顆星就是木星的衛(wèi)星，后來(lái)被人們稱為伽利略衛(wèi)星。茫茫的銀河在伽利略的望遠(yuǎn)鏡中看起來(lái)是由無(wú)數(shù)恒星組成。這些發(fā)現(xiàn)有力地支持了哥白尼的日心說(shuō)，動(dòng)搖了當(dāng)時(shí)占統(tǒng)治地位的地心說(shuō)。

圖源：Ancientpages.com

伽利略的工作是開創(chuàng)性的，他是第一個(gè)把望遠(yuǎn)鏡指向天空的人，望遠(yuǎn)鏡的出現(xiàn)大大開闊了人類觀測(cè)太空的視野，開辟了天文學(xué)的新時(shí)代，打開了近代天文學(xué)的大門。當(dāng)時(shí)人們盛行的說(shuō)法是：“哥倫布發(fā)現(xiàn)了新大陸，伽利略發(fā)現(xiàn)了新宇宙”。2009年，為紀(jì)念伽利略首次用望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行天文觀測(cè)400年，聯(lián)合國(guó)將這一年定為國(guó)際天文年。

伽利略制作的望遠(yuǎn)鏡是一種折射式望遠(yuǎn)鏡，他是用凸透鏡做物鏡，用凹透鏡做目鏡，這種望遠(yuǎn)鏡制作簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，但有很大的局限性，放大倍數(shù)不能太大，視場(chǎng)很小。

在伽利略的望遠(yuǎn)鏡出現(xiàn)后不久，德國(guó)著名的天文學(xué)家開普勒于1611年發(fā)明了一種新型的折射式望遠(yuǎn)鏡。物鏡也是凸透鏡，但是和伽利略式望遠(yuǎn)鏡不同，目鏡是凸透鏡。這種望遠(yuǎn)鏡成像是上下左右顛倒的，但視場(chǎng)可以設(shè)計(jì)的較大，倍數(shù)也比伽利略式望遠(yuǎn)鏡大很多。總之優(yōu)點(diǎn)很多，后來(lái)的折射式望遠(yuǎn)鏡都是采用的開普勒式的設(shè)計(jì)。

開普勒式折射式望遠(yuǎn)鏡光路圖　圖源：網(wǎng)絡(luò)

早期的折射式望遠(yuǎn)鏡有個(gè)重大的缺陷，就是會(huì)有色差，也就是在望遠(yuǎn)鏡中看到的星星周圍會(huì)鑲著有五顏六色的彩色花邊，這并不是星星的真實(shí)樣子，而是由于望遠(yuǎn)鏡的缺陷造成的，非常影響觀測(cè)效果。當(dāng)時(shí)人們并不了解造成色差的原因，通過(guò)不斷實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)把望遠(yuǎn)鏡的焦距加長(zhǎng)可以有效地減輕色差，于是望遠(yuǎn)鏡的長(zhǎng)度不斷增長(zhǎng)，最長(zhǎng)的望遠(yuǎn)鏡達(dá)到了驚人的60米，使用起來(lái)非常不方便。

?那么究竟有沒(méi)有辦法解決色差的問(wèn)題呢？望遠(yuǎn)鏡究竟還會(huì)有怎么的發(fā)展呢？我會(huì)在以后找機(jī)會(huì)繼續(xù)向大家介紹。

公眾號(hào)名稱：北京市科學(xué)技術(shù)研究院

微信號(hào)：bjast-wx

歡迎大家關(guān)注我們！