望遠鏡の仕組み

Credit: NASA/JPL-Caltech

望遠鏡は天文学者が遠くの天体を見るために使用する道具です。

最初の望遠鏡は、レンズと呼ばれる曲がった透明なガラス片を使って光を集めます。

最初の望遠鏡は、レンズと呼ばれる湾曲した透明なガラスを使って光を集めますが、なぜ今日、鏡を使うのでしょうか。

望遠鏡の鏡やレンズは「光学系」と呼ばれています。

望遠鏡の鏡やレンズは「光学系」と呼ばれ、非常に強力な望遠鏡は、非常に暗いものや、非常に遠くにあるものを見ることができます。

鏡やレンズが大きければ大きいほど、望遠鏡はより多くの光を集めることができます。

鏡やレンズが大きければ大きいほど、望遠鏡が集めることのできる光は多くなります。

望遠鏡の光学系は、ほぼ完璧でなければならない。

望遠鏡の光学系はほぼ完璧でなければならない。つまり、鏡やレンズは光を集めるのにちょうどよい形でなければならない。 シミやキズなどの欠陥があってはならないのです。 もし、それがあると、像がゆがんだり、ぼやけたりして、見にくくなります。

レンズ

レンズを使った望遠鏡を屈折式望遠鏡といいます。

レンズはメガネと同じように、光を曲げる働きをします。

レンズは、眼鏡と同じように、通過する光を曲げます。

特に視力の悪い人は、メガネに厚いレンズが必要だそうです。 大きく、厚いレンズはより強力です。 望遠鏡も同じです。 遠くを見たいなら、大きな強力なレンズが必要です。

重いレンズは作るのが難しく、正しい位置に保持するのが難しいのです。

重いレンズは作るのが難しく、正しい位置に保持するのが難しい。また、厚くなればなるほど、ガラスが通過する光を止めてしまう。

光がレンズを通過するため、レンズの表面は非常に滑らかでなければならない。

光はレンズを通過するため、レンズの表面は非常に滑らかでなければなりません。レンズに欠陥があると、画像が変化してしまいます。

なぜ鏡はよりよく機能するのか

鏡を使用する望遠鏡は反射望遠鏡と呼ばれています。

レンズとは異なり、鏡は非常に薄くすることができます。

レンズと違って、鏡は非常に薄くすることができます。

鏡はレンズと違って非常に薄くてもよく、大きくても厚くなくてもよい。

大きく完璧に近い鏡を作るのは、大きく完璧に近いレンズを作るよりはるかに簡単です。

しかし、鏡にも問題はある。 スプーンを覗き込んで、自分の姿が逆さまになっているのに気づいたことはありませんか？ 望遠鏡の曲面鏡はスプーンと同じで、像を反転させてしまうのです。 幸いなことに、解決策は簡単です。

鏡を使って遠くの天体を見るための簡単な反射望遠鏡。 Credit: NASA/JPL-Caltech

鏡を使う第一の利点は、重くないということです。

ハッブル宇宙望遠鏡やスピッツァー宇宙望遠鏡などの宇宙望遠鏡により、私たちの太陽系から遠く離れた銀河や星雲の様子をとらえることができました。

このカニ星雲の画像はハッブル宇宙望遠鏡、スピッツアー宇宙望遠鏡、チャンドラX線観測装置、欧州宇宙機関のXMM-NewtonおよびVLAからの情報により作られたものである。 Credit: NASA, ESA, NRAO/AUI/NSF and G. Dubner (University of Buenos Aires)