Телескоп Галилея

Телескоп Галилея

История создания Галилеем своего телескопа освещена в его “Звездном вестнике”, вышедшем в 1610 году тиражом 500 экземпляров – своего рода первом печатном свидетельстве применения оптики для нужд астрономии. К началу XVII века в Голландии мастера-оптики достигли большого совершенства в изготовлении выпуклых и вогнутых линз. Некоторые из них – Захария Янсен и Иоганн Липперсгей – смогли изготовить и зрительную трубу.


Понимая преимущество, которое такое изобретение могло бы дать правителям раздробленной полуфеодальной Европы, непрерывно ведущим военные действия друг против друга, голландцы особо не афишировали свои телескопы перед широкой публикой, в то же время показывая их влиятельным лицам, способным хорошо заплатить. В частности Липперсгей в 1608 году демонстрировал телескоп принцу Морицу Оранскому, который смог с его помощью разглядеть часовой циферблат на ратуше, удаленной на 8,5 километров и витражи собора в семнадцати километрах от места наблюдения.


Последний факт опровергает расхожее мнение, что у предшественников Галилея были инструменты, в лучшем случае сходные с театральным биноклем. Не сойдясь в цене с верховным правителем Нидерландов, в июле 1609 года Иоганн приезжает в Венецию для аналогичного предложения дожу. В это время в Падуе о его намерениях случайно узнаёт Галилео Галилей – на данный момент профессор математики местного университета, а несколькими годами ранее – воспитатель будущего великого герцога Тосканского Козимо II Медичи.


Также совершенно случайно друг Галилея Паоло Сарпи отговаривает правительство Венеции от покупки телескопа до тех пор, пока с его устройством не ознакомится Галилей. Тот знакомится, в спешном порядке строит свой вариант с трехкратным увеличением и с корпусом из свинцовой водопроводной трубы, затем повышает увеличение до восьми крат и показывает изделие дожу и венецианскому сенату. Дож доволен, тем более, что Галилей не так много и просит – всего-то двукратного повышения оклада и пожизненного содержания! Все получают желаемое, кроме, разве что, Липперсгея. Дело о приоритете последнего было закрыто городским советом Мидделбурга в 1655 году с формулировкой “изобретатель зрительной трубы неизвестен” – на то же самое еще претендовали Янсен и Якоб Метиус.


Затем Галилей приступает собственно к научным исследованиям – 400 лет этому событию отмечали в ноябре 2009 года. Известно, что и здесь он не был первым – 26 июля 1609 г к телескопическим наблюдениям Луны приступил английский оптик и астроном Томас Хэрриот, оставивший зарисовки Луны и солнечных пятен.


Галилей подошел к вопросу более системно – прежде всего он обратил внимание, что звезд в телескоп видно гораздо больше, чем невооруженным глазом. Сплошное сияние Млечного Пути предстало отдельными звездами. Луна, естественно, тоже попала в поле его интересов, но систематически картографировать ее и давать наименования отдельным лунным формациям Галилей не стал, ограничившись общими изображениями кольцевых гор, равнин и трещин. К этому времени телескоп Галилея уже достиг предельного для всех его конструкций 32-кратного увеличения. Поэтому, когда он приступил к систематическим наблюдениям Юпитера, результатом стало открытие четырех крупнейших спутников этой планеты – здесь приоритет принадлежит именно Галилею.


Сравнивая положение звездочек в разные моменты времени, ученый пришел к выводу, что они обращаются не вокруг Земли, а вокруг другого небесного тела. Наблюдал Галилей и Солнце – в то время еще не существовало методики расчета солнечных фильтров и не исключено, что постигшая итальянца под конец жизни слепота явилась результатом именно этих наблюдений. Тем не менее, из одного из писем Галилея следует, что в дальнейшем ученый пришел к идее проекционных наблюдений Солнца, выдвигая окуляр и наблюдая отбрасываемое им на экран изображение.


Составляя “Звездный вестник”, Галилей предвидел последующий ожесточенный спор со сторонниками схоластики – учения, позволявшего делать мировоззренческие выводы без связи с практическим опытом, и которое тем не менее, было господствующим в Европе начала XVII века. Поэтому он решил посвятить свое сочинение своему бывшему воспитаннику, ставшему к этому времени великим герцогом Тосканским. Открытые внеземные спутники – самое скользкое место для рецензентов – он назвал Медицейскими светилами, как бы преподнося их герцогу в дар. Наконец, после выхода тиража, Галилей послал Козимо переплетенный и непереплетенный экземпляры трактата, а вместе с ними – и средство наблюдений, дабы его никто не счел за фантазера.


Эта комбинация также оказалась удачной – через год у Галилея было место в составе римской академии Lincei – “рысьеглазых”. Именно на банкете в последней зрительная труба и получила название “телескоп” - в переводе с греческого оно означает “смотрю вдаль”. Назвал так новое устройство президент академии князь Федерико Чези, по предложению присутствовавшего на том же банкете греческого математика и теолога Джованни Демисиани. Сам же Галилей предпочитал термин perspicillum, который впоследствии так и не прижился.


Итак, что же из себя представлял телескоп Галилея? Музей истории науки во Флоренции дает нам ответ на этот вопрос – две его трубы и разбитый объектив от третьей, подаренные музею семейством Медичи, сохранились до нашего времени. В настоящее время все они размещены в единой композиции, содержащей установленные параллельно больший и меньший телескопы, размещенные на подставке из слоновой кости, в которую вделан объектив третьего. Обе сохранившихся трубы выполнены из картона и имеют объективы с фокусными расстояниями 1330 и 980 мм соответственно.


Диаметры линз составляют 51 (диафрагмирована до 26) и 37 (диафрагмирована до 16) мм. Окуляры в обоих случаях рассеивающие, как об этом и говорится в “Звездном вестнике”: для первого телескопа – с фокусным расстоянием – 94 мм, дающий увеличение 14 крат, для второго - -47,6 мм, что до сих пор обеспечивает 20-кратное увеличение. Очевидно, что обе трубы сохранились от того времени, когда Галилей уже изучил экспериментальным путем факторы, влияющие на качество изображения однолинзового рефрактора. Диаметр диафрагм всего в 1,5 - 2 раза больше оптимального для такого фокусного расстояния и еще позволяет получить приемлемое изображение на выходе. Увеличение тоже находится в оптимальном диапазоне.


По-видимому, более крупная труба является более ранней, так как вторая превосходит ее по увеличению и разрешающей способности (10 секунд дуги против 20-ти), являясь при этом более компактным инструментом. Светозащитные диафрагмы отсутствуют в обеих трубах, что возможно и явилось причиной малого количества деталей на полученных с помощью подобных устройств зарисовках Луны. Третий объектив – согласно преданию, средство всех зафиксированных наблюдений Галилея – имеет фокусное расстояние 1650 мм и с оптической точки зрения является наиболее совершенным.


Однако очевидно, что за длительный период с 1610 по 1633 годы Галилей не сделал ничего нового в устройстве своих телескопов. Естественный следующий шаг – увеличение фокусного расстояния до нескольких десятков метров – был сделан не им, а польским бургомистром и пивоваром Яном Гевелием только в конце 1640-х гг. Одной из причин этому можно назвать неблагоприятные отношения с тогдашним научным сообществом – извлекать пользу из последующих открытий становилось все труднее. После дела 1616 года, когда за поддержку гелиоцентризма его чуть не обвинили в ереси, ученый стал гораздо осторожнее.


С другой стороны и неусовершенствованная зрительная труба для тогдашнего жителя воспринималось как некое чудо, и стоила соответственных денег. За время своей оптической деятельности Галилей изготовил порядка 300 объективов, из которых для “телескопов серьезной науки” отобрал несколько наилучших. Поэтому существует вполне обоснованная версия, что трубы с остальными объективами шли на продажу, попадая в руки вельмож, офицеров, моряков, а то и пиратов.


Другим примером, где мог найти прикладное применение телескоп Галилея, был прибор для определения долготы по спутникам Юпитера, состоявший из специального устройства, надевавшегося на голову и позволявшего осуществлять замеры даже в условиях волнения на море. Прибор в единичном экземпляре был изготовлен тосканским арсеналом и до нашего времени не сохранился. Известно, что по схожему вопросу ученый вел переписку с испанской короной и Генеральными Штатами Нидерландов. Для успеха подобных начинаний были необходимы действующие образцы, поэтому можно предположить, что часть объективов тратилась и на них.


Из собственно научных открытий, совершенных в астрономии Галилеем после выхода “Звездного вестника”, известно открытие фаз Венеры, из которого следовала шарообразность другого кроме Земли и Луны небесного тела и обнаружение подобия кольца Сатурна – более детально эту планету Галилей рассмотреть не смог ввиду низкого увеличения и остаточного хроматизма своих объективов. Наблюдал итальянец и кометы, полемизируя с теми, кто считал, что они расположены в пространстве между Землей и Луной, но ошибочно считая их оптической иллюзией. Наблюдениями, сохранившими свою ценность до настоящего времени, являются случайные зарисовки Нептуна, сделанная Галилеем 28 декабря 1612 г и 29 января 1613 г, когда планета находилась возле Юпитера. В XX веке их использовали Лоуэлл и Пиккеринг как уникальное свидетельство точного положения этой планеты, позволяющее вычислить возмущения её орбиты неизвестной планетой Х, будущим Плутоном.


Хорошо зная, что слава открытия достается не тому, кто его первым совершил, а тому, кто первым представил его широкой общественности, Галилей публиковал результаты дальнейших своих наблюдений в виде анаграмм, после расшифровки и перевода с латыни означавших “высочайшую планету наблюдал тройной” (про Сатурн), “мать всех влюбленных подражает луне” (про смену фаз Венеры) и т. п. Естественно, расшифровать никому не удавалось до выхода соответствующего комментария самого Галилея.


И все же, несмотря на славу, несмотря на влиятельных друзей и пожизненное содержание, карьера блестящего академика оказалась безнадежно испорченной. Им заинтересовалась инквизиция, и хотя присвоение интеллектуальной собственности не было для неё чем-то предосудительным, использование присвоенного поставило Галилея на грань “передачи в светские руки”. Пример Джордано Бруно вдохновлял немногих, и поэтому до сих пор достоверно не установлено, произнес Галилей “Eppur si muove” после отречения, или, все-таки, не произнес.


Социальные закладки:



Рейтинг популярности - на эти заметки чаще всего ссылаются:

WalkSpace.Ru | Астрооборудование