Lịch sử vũ trụ học (Phần 26)

Cải tiến của Kepler về kính thiên văn

Một cải tiến cho kính thiên văn Galileo đã được đề xuất bởi Johannes Kepler trong quyển sách Dioptrice năm 1611 của ông. Ông lưu ý rằng một dụng cụ viễn vọng có thể chế tạo bằng hai thấu kính hội tụ, nhưng ảnh do nó tạo ra sẽ lộn ngược.

alt

Kính thiên văn khúc xạ kiểu Kepler.
Ở ngoài cùng bên trái là vật kính hội tụ. Nó có tiêu cự f1, chiều dài mà ở đó nó mang ánh sáng từ một vật ở xa đến tiêu điểm. Thấu kính hội tụ thứ hai (tiêu cự f2) một lần nữa gửi ánh sáng về phía mắt người quan sát. Thủy tinh thể trong mắt của người quan sát sau đó làm hội tụ nó lên võng mạc của người quan sát.Kết quả là nhà quan sát nhìn thấy một ảnh nằm giữa hai thấu kính. Hình này bị lộn ngược so với vật ở xa ban đầu.

Thuận lợi của thiết kế này, theo Kepler, là trường nhìn của nó rộng hơn và độ phóng đại cao. Tuy nhiên, đề xuất của ông không được các nhà thiên văn nhận ra ngay. Kính thiên văn kiểu Kepler không được chấp nhận mãi cho đến khi Christoph Scheiner, một nhà toán học dòng Tên người Đức, cảm thấy hứng thú với các thiết bị, và xuất bản cuốn Rosa Ursina năm 1630 của ông.

Trong các nghiên cứu vết đen Mặt Trời của ông, Scheiner đã thí nghiệm với những chiếc kính thiên văn chỉ có thấu kính hội tụ. Ông nhận thấy khi ông quan sát một vật trực tiếp qua một dụng cụ như thế, thì ảnh bị lộn ngược lại. Nhưng nó sáng hơn nhiều và trường nhìn rộng hơn nhiều so với kính thiên văn Galile, đúng như Kepler đã tiên đoán. Vì trong quan sát thiên văn, chuyện ảnh bị lộn ngược là không thành vấn đề, nên tiện lợi của cái trở nên nổi tiếng là “kính dùng cho thiên văn” dẫn tới sự chấp nhận rộng rãi của nó trong cộng đồng khoa học hồi giữa thế kỉ 17

alt

Bản mô tả vết đen Mặt Trời trong cuốn Tres Epistolae của Scheiner

Một số kính thiên văn kì lạ

Một nhược điểm của kính thiên văn do Kepler đề xuất và Scheiner tán thành là độ phóng đại cao hơn của nó đi cùng với nhiều cầu sai và sắc sai hơn – tức là sự méo hình và màu sắc không trung thực. Trong vài thập niên sau đó, kĩ thuật nghiền và mài thấu kính đã cải tiến từng bước. Một cộng đồng thợ thủ công chuyên nghiệp trong số các nhà chế tạo kính thiên văn từ từ phát triển. Những người thợ thủ công này đã làm việc mang lại những thấu kính cầu tốt hơn với độ cong giảm (và tiêu cự dài hơn) cải thiện chất lượng kính thiên văn, chế tạo chúng dài hơn.

alt

Kính thiên văn 60 foot của Hevelius

Từ chiếc kính viễn vọng Galile tiêu biểu dài 5 hay 6 feet, những chiếc kính thiên văn đã tăng chiều dài lên 15 hay 20 feet vào giữa thế kỉ thứ 17. Một chiếc kính thiên văn điển hình của thời kì này là chiếc chế tạo vào năm 1656 bởi Christiaan Huygens, nhà toán học và thiên văn học người Hà Lan, cùng với người anh em của ông Constantine. Dài 23 feet, nó phóng đại các vật lên khoảng 100 lần, và vẫn có trường nhìn đáng kể. Một trong những đối tượng ngoạn mục nhất mà Christiaan Huygens có thể quan sát với chiếc kính thiên văn của họ là tinh vân Orion lớn.

alt

Kính thiên văn 150 foot của Hevelius, tại Danzig

“Trong lưỡi gươm của Orion là ba ngôi sao khá gần nhau. Năm 1656, tôi tình cờ quan sát vùng giữa của một trong số những ngôi sao này với một chiếc kính thiên văn, thay vào đó là một bộ 12 sao tự biểu hiện chúng (một hiện tượng hiếm thấy). Ba trong số này hầu như chạm vào nhau, và với bốn ngôi sao khác chiếu qua tinh vân, nên không gian xung quanh chúng có vẻ sáng hơn nhiều so với phần còn lại của bầu trời, chúng hoàn toàn trong trẻo và hình như khá đen, kết quả là một khe trống trên bầu trời mà qua đó có thể nhìn thấy một vùng sáng hơn”.

Huygens, 1659

Một chiếc kính thiên văn “tiêu cự dài” hơn nữa được mô tả bởi nhà thiên văn người Đức Johannes Hevelius trong cuốn sách Machiane Coelestis năm 1673 của ông. Ông đã chế tạo những chiếc kính thiên văn có tiêu cự dài tới 150 feet và thấu kính có đường kính lên tới 8 inch. Tuy nhiên, giá trị của chúng với tư cách là công cụ nghiên cứu vẫn còn đáng ngờ, vì giàn khung của kính thiên văn uốn cong và lung lay cả trong cơn gió nhẹ nhất.

Người anh em của Huygens cũng phát triển “kính thiên văn trên không trung”. Những chiếc kính kiểu này có đặc điểm nổi bật là vật kính gắn trên một ống sắt trên một cái sào cao. Nhà thiên văn nâng lên và hạ xuống cái ống này và tìm ảnh bằng cách thử và sửa sai. Một thị kính ghép được đặt hơi đứng để thu ảnh do vật kính bắt được. Mặc dù các nhà thiên văn đã có một số khám phá với những chiếc kính thiên văn như thế này, nhưng công dụng của chúng thật hạn chế - việc canh thẳng hàng trong những đêm nhiều gió, chẳng hạn, thật khó khăn – và thiết kế của chúng thật kềnh càng.

alt

Đài quan sát trên mái nhà của Hevelius

alt

Kính thiên văn trên không của Huygens

Vào đầu thế kỉ 18, những chiếc kính thiên văn khúc xạ rất dài hiếm còn được sử dụng nữa. Việc nâng cao công suất, bắt đầu vào giữa thế kỉ 17, đã dẫn đến một loại kính thiên văn mới – kính thiên văn phản xạ.

Nguồn: AIP

Còn tiếp...

Phần 1 | Phần 2 | Phần 3 | Phần 4 | Phần 5 | Phần 6 | Phần 7 | Phần 8 | Phần 9 | Phần 10 | Phần 11 | Phần 12 | Phần 13 | Phần 14 | Phần 15 | Phần 16 | Phần 17 | Phần 18 | Phần 19 | Phần 20 | Phần 21 | Phần 22 | Phần 23 | Phần 24 | Phần 25

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Tạo bảng điểm online

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Phi thuyền Parker của NASA sẽ ‘chạm’ đến Mặt Trời
15/08/2018
NASA vừa phóng một phi thuyền lên nghiên cứu khí quyển Mặt Trời và gió mặt trời. Tàu vũ trụ Parker Solar Probe đã cất cánh
Ngưng tụ Bose-Einstein
07/08/2018
Trong số năm trạng thái mà vật chất có thể tồn tại, có lẽ ngưng tụ Bose-Einstein là trạng thái bí ẩn nhất. Trong khi thể
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 16)
31/07/2018
Các lớp vỏ con electron Theo phương trình đã nêu ở phần trước thì các electron thuộc cùng một lớp vỏ có năng lượng y hệt
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 15)
30/07/2018
Tính các mức năng lượng Khi phân tích quang phổ, các nhà vật lí thường phải tính các mức năng lượng gần đúng của electron
Lỗ đen thật ra có thể là lỗ sâu đục đang va chạm
14/07/2018
Khi hai lỗ sâu đục va chạm nhau, chúng tạo ra những gợn lăn tăn trong không-thời gian lan tỏa ra mọi phía. Theo một nghiên cứu
Phải chăng các nhà thiên văn đã tìm thấy khối lượng mất tích của vũ trụ?
10/07/2018
Vào thập niên 1960, các nhà thiên văn bắt đầu để ý thấy Vũ trụ dường như thiếu mất một phần khối lượng. Giữa các quan
Vì sao một số vết nứt đẩy nhau ra?
22/06/2018
Một nghiên cứu lí thuyết về sự lan truyền vết nứt đem lại một lời giải thích cho sự đẩy nhau mà người ta quan sát thấy
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 14)
22/06/2018
Các số lượng tử Số lượng tử chính mô tả mức năng lượng của các lớp vỏ electron không phải là cách duy nhất để chúng

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com