Cum funcționează telescoapele?

Credit: NASA/JPL-Caltech

Un telescop este un instrument pe care astronomii îl folosesc pentru a vedea obiecte îndepărtate. Majoritatea telescoapelor, și toate telescoapele mari, funcționează folosind oglinzi curbate pentru a aduna și focaliza lumina de pe cerul nopții.

Primile telescoape au focalizat lumina folosind bucăți de sticlă curbată, transparentă, numite lentile. Așadar, de ce folosim astăzi oglinzi? Pentru că oglinzile sunt mai ușoare și sunt mai ușor de realizat perfect netede decât lentilele.

Oglinzile sau lentilele dintr-un telescop se numesc „optica”. Telescoapele foarte puternice pot vedea lucruri foarte slabe și lucruri care sunt foarte departe. Pentru a face acest lucru, optica – fie că sunt oglinzi sau lentile – trebuie să fie foarte mare.

Cu cât sunt mai mari oglinzile sau lentilele, cu atât mai multă lumină poate aduna telescopul. Lumina este apoi concentrată prin forma opticii. Acea lumină este ceea ce vedem atunci când privim în telescop.

Optica unui telescop trebuie să fie aproape perfectă. Asta înseamnă că oglinzile și lentilele trebuie să aibă exact forma potrivită pentru a concentra lumina. Ele nu pot avea pete, zgârieturi sau alte defecte. Dacă au astfel de probleme, imaginea se deformează sau devine neclară și este greu de văzut. Este greu să faci o oglindă perfectă, dar este și mai greu să faci o lentilă perfectă.

Lentilele

Un telescop realizat cu lentile se numește telescop refractor.

O lentilă, la fel ca în cazul ochelarilor, curbează lumina care trece prin ea. La ochelari, acest lucru face ca lucrurile să fie mai puțin încețoșate. Într-un telescop, face ca lucrurile îndepărtate să pară mai aproape.

Un telescop refractant simplu folosește lentile pentru a face imaginile mai mari și mai vizibile. Credit: NASA/JPL-Caltech

Persoanele cu o vedere deosebit de slabă au nevoie de lentile groase în ochelarii lor. Lentilele mari și groase sunt mai puternice. Același lucru este valabil și pentru telescoape. Dacă vreți să vedeți departe, aveți nevoie de o lentilă mare și puternică. Din păcate, o lentilă mare este foarte grea.

Lentilele grele sunt greu de fabricat și dificil de ținut la locul potrivit. De asemenea, pe măsură ce devin mai groase, sticla oprește tot mai mult din lumina care trece prin ele.

Pentru că lumina trece prin lentilă, suprafața lentilei trebuie să fie extrem de netedă. Orice defect al lentilei va modifica imaginea. Ar fi ca și cum te-ai uita printr-o fereastră murdară.

De ce funcționează mai bine oglinzile

Un telescop care folosește oglinzi se numește telescop reflector.

Spre deosebire de o lentilă, o oglindă poate fi foarte subțire. O oglindă mai mare nu trebuie să fie și mai groasă. Lumina este concentrată prin ricoșarea în oglindă. Așadar, oglinda trebuie doar să aibă forma curbată potrivită.

Este mult mai ușor să faci o oglindă mare și aproape perfectă decât să faci o lentilă mare și aproape perfectă. De asemenea, deoarece oglinzile sunt unilaterale, sunt mai ușor de curățat și de lustruit decât lentilele.

Dar oglinzile au propriile lor probleme. V-ați privit vreodată într-o lingură și ați observat că reflecția dvs. este cu susul în jos? Oglinda curbată dintr-un telescop este ca o lingură: răstoarnă imaginea. Din fericire, soluția este simplă. Pur și simplu folosim alte oglinzi pentru a o întoarce înapoi.

Un telescop reflector simplu folosește oglinzi pentru a ne ajuta să vedem obiectele îndepărtate. Credit: NASA/JPL-Caltech

Beneficiul numărul unu al utilizării oglinzilor este că acestea nu sunt grele. Deoarece sunt mult mai ușoare decât lentilele, oglinzile sunt mult mai ușor de lansat în spațiu.

Telescoapele spațiale, cum ar fi Telescopul spațial Hubble și Telescopul spațial Spitzer, ne-au permis să surprindem vederi ale galaxiilor și nebuloaselor aflate la mare distanță de propriul nostru sistem solar.

Această imagine a Nebuloasei Crabului a fost creată cu informații de la Telescopul Spațial Hubble, Telescopul Spațial Spitzer, Observatorul de raze X Chandra, XMM-Newton al Agenției Spațiale Europene și Very Large Array. Credit: NASA, ESA, NRAO/AUI/NSF and G. Dubner (University of Buenos Aires)