望远镜的发明

17世纪初的一天，荷兰小镇上一家眼镜店的老板汉斯·利珀希(Hans Lippershey)把一个凸透镜和一个凹透镜排成一条线，检查磨出来的镜片质量。透过镜头看去，他发现远处的教堂尖顶似乎越来越近，于是意外发现了望远镜的秘密。1608年，他为自己制作的望远镜申请了专利，并遵照当局的要求，制造了一架双筒望远镜。据说镇上有几十个眼镜商声称发明了望远镜，但一般认为李侃如是望远镜的发明者。

发明望远镜的消息很快就在欧洲国家传开了。意大利科学家伽利略得知消息后，自己做了一个。第一架望远镜只能把物体放大三倍。一个月后，他做的第二台望远镜可以放大8倍，第三台望远镜可以放大20倍。1609 10年6月，他做了一架放大30倍的望远镜。伽利略用自制的望远镜观测夜空，首次发现月球表面凹凸不平，布满山脉，布满陨石坑。此后发现了木星的四颗卫星和太阳的黑子运动，得出了太阳在自转的结论。几乎与此同时，德国天文学家开普勒开始研究望远镜。他在弯曲光学中提出了另一种天文望远镜，它由两个凸透镜组成。与伽利略的望远镜不同，它的视野比伽利略望远镜更广。但是开普勒没有做出他介绍的望远镜。萨迦娜在1613-1617之间首次制作了这种望远镜。他还根据开普勒的建议制作了带有第三个凸透镜的望远镜，把两个凸透镜组成的望远镜的倒像变成了正像。萨迦纳做了八个望远镜，一个用来观测太阳，无论哪一个都能看到形状相同的黑子。因此，他打消了很多人认为太阳黑子可能是镜头上的灰尘造成的错觉，证明了太阳黑子确实是被观测到的真实存在。观测太阳时，萨吉纳安装了特殊的遮光玻璃，但伽利略没有加这个防护装置。结果他伤了眼睛，最后几乎失明。荷兰的惠更斯在1665年做了一个管长近6米的望远镜来探索土星环，后来又做了一个管长近41米的望远镜。

使用透镜裁剪镜的望远镜叫做折射望远镜。即使加长镜筒，精密加工镜片，也无法消除色差。牛顿曾经认为折射式望远镜的色差是无可救药的，结果证明太悲观了。1668年，他发明了反射式望远镜，解决了色差问题。第一反望远镜很小，望远镜里的镜子口径只有2.5厘米，但木星的卫星和金星的盈亏都能看得很清楚(见附图1)。1672年，牛顿做了一个更大的反射式望远镜，送给了皇家学会，至今还保存在皇家学会的图书馆里。1733年，英国人哈尔制造了第一台消色差折射望远镜。1758年，伦敦的博兰也制作了同样的望远镜。他用不同折射率的玻璃分别制作凸透镜和凹透镜，以抵消它们形成的有色边缘。但是，做一个大镜头并不容易。目前世界上最大的折射望远镜直径为102 cm，安装在亚迪斯天文台。1793年，英国威廉·赫歇尔制作了反射式望远镜。反射器的直径为130厘米，由铜锡合金制成，重1吨。英国威廉·帕森思于1845年制造的反射望远镜，反射镜的直径为1.82米..1917年，美国加州威尔逊山天文台建造了胡克望远镜。它的主镜光圈是100英寸。埃德温·哈勃就是用这台望远镜发现了宇宙正在膨胀这一惊人的事实。1930年，德国人伯恩哈德·施密特综合了折射望远镜和反射望远镜的优点(折射望远镜像差小但有色差，尺寸越大越贵；反射式望远镜没有色差，而且成本低，反射镜可以做得很大，但是有色差)，做出了第一台折叠式反射式望远镜。

战后，反射式望远镜在天文观测方面发展迅速。1950年，帕洛马山上安装了直径5.08米的海尔反射式望远镜。1969年，在前苏联北高加索的帕斯图霍夫山上安装了一个直径为6米的反射器。1990年，美国国家航空航天局将哈勃太空望远镜送入轨道。但由于镜面故障，直到1993宇航员完成太空修复，更换了镜头，哈勃太空望远镜才开始充分发挥作用。由于可以不受地球大气层的干扰，哈勃望远镜的图像清晰度是地球上同类望远镜的10倍。1993年，美国在夏威夷莫纳克山上建造了直径为10米的凯克望远镜，其镜面由36面直径为1.8米的镜面组成。2001位于智利的欧洲南方天文台研制出了“VLT”，由4台8米口径望远镜组成，聚光能力相当于一台16米反射式望远镜。现在，一批在建的望远镜已经开始攻击莫纳克亚山上的白巨人兄弟。这些新的竞争对手包括直径为30m的加州极大望远镜(CELT)、直径为20m的巨型麦哲伦望远镜(GMT)和直径为100m的压倒性大望远镜(OWL)。他们的支持者指出，这些新望远镜不仅可以提供图像质量远好于哈勃的太空图片，还可以收集更多的光线，了解更多关于6543.8+00亿年前星系形成时的初始恒星和宇宙气体，并清楚地看到遥远恒星周围的行星。