Τηλεσκόπιο

Το τηλεσκόπιο είναι ένα όργανο σχεδιασμένο για την παρατήρηση μακρινών αντικειμένων μέσω της συλλογής ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Τα πρώτα γνωστά σχεδόν λειτουργικά τηλεσκόπια ανακαλύφθηκαν στις Κάτω Χώρες στις αρχές του 17ου αιώνα. Ο όρος «τηλεσκόπια» μπορεί να αναφέρεται σε ένα ευρύ φάσμα οργάνων που λειτουργούν στις περισσότερες περιοχές του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος.

 Η λέξη τηλεσκόπιο είναι σύνθετη, με πρώτο συνθετικό το τηλε- και δεύτερο συνθετικό το -σκόπω, το οποίο στα αρχαία ελληνικά σημαίνει παρατηρώ προσεκτικά, εξετάζω. Η πατρότητα του όρου αποδίδεται στον Έλληνα μαθηματικό Ιωάννη Δημησιάνο και αναφέρθηκε για πρώτη φορά από τον ιδρυτή και πρόεδρο της ιταλικής επιστημονικής Ακαδημίας των Λυγκών, Φεντερίκο Τσέζι, κατά τη διάρκεια συμποσίου παρόντος του Γαλιλαίου. Ο ελληνικός όρος «τηλεσκόπιο» στη συνέχεια μεταφράστηκε ως «telescopium» στα λατινικά, «telescopio» στα ιταλικά και «telescope» στα αγγλικά. Το τηλεσκόπιο εφευρέθηκε το 1608 στην Ολλανδία και η αρχική του εφεύρεση αποδίδεται στον Χανς Λιπερσέι και στον Ζακαρίας Γιάνσεν, αμφότεροι οπτικοί της ολλανδικής κωμόπολης Μίντελμπουρχ, και επίσης στον Τζέιμς Μέτιους. Τα αρχικά ολλανδικά τηλεσκόπια ήταν όλα διοπτρικά και αποτελούνταν από κοίλο φακό. Πολλά τηλεσκόπια κατασκευάστηκαν στην Ολλανδία το 1608 και έτσι δεν άργησε το επαναστατικό αυτό οπτικό όργανο να διαδοθεί στην υπόλοιπη Ευρώπη. Την επόμενη χρονιά, το 1609, ο Γαλιλαίος, ο οποίος είχε ξεκινήσει να δείχνει τεράστιο ενδιαφέρον για το επίτευγμα αυτό των Ολλανδών κατά τη διάρκεια ταξιδιού στην Βενετία, προσάρμοσε το τηλεσκόπιο για αστρονομικούς σκοπούς, χρησιμοποιώντας αποκλίνοντα φακό στη θέση του προσοφθάλμιου φακού. Ο Γαλιλαίος έγινε έτσι ένας από τους πρώτους ανθρώπους που χρησιμοποίησαν το τηλεσκόπιο για αστρονομικές παρατηρήσεις. Παρ' όλα αυτά, ο Άγγλος αστρονόμος Τόμας Χάρριοτ (αγγλικά: Thomas Harriot) είναι ίσως ο πρώτος αστρονόμος που χρησιμοποίησε τηλεσκόπιο για ουράνιες παρατηρήσεις· είχε πραγματοποιήσει παρατηρήσεις της Σελήνης μέσω τηλεσκοπίου το 1609, λίγο πριν από τον Γαλιλαίο. Με τα μικρά διοπτρικά τηλεσκόπια του που ο ίδιος κατασκεύασε, ο Γαλιλαίος ανακάλυψε το 1610 τους τέσσερις μεγαλύτερους δορυφόρους του Δία, μελέτησε το 1611 τις καταστάσεις της Αφροδίτης και συνέβαλε σε πολύ σημαντικό βαθμό στην ανάπτυξη των τηλεσκοπίων και της αστρονομίας. Τα πρώτα τηλεσκόπια χρησιμοποιούσαν φακούς για να συλλέξουν το φως από ένα μακρινό αντικείμενο. Το φως κατόπιν εστιάζονταν για να σχηματίσει το είδωλο του αντικειμένου, ενώ ένας άλλος φακός μεγέθυνε το είδωλο για τον αστρονόμο. Το αποτέλεσμα ήταν τα αμυδρά μακρινά αντικείμενα να γίνονται μεγαλύτερα, λαμπρότερα και καθαρότερα. Το τηλεσκόπιο που χρησιμοποιεί φακό για να συγκεντρώσει το φως ονομάζεται διοπτρικό ή διαθλαστικό. Το πρώτο κατοπτρικό τηλεσκόπιο σχεδιάστηκε το 1668 από τον Ισαάκ Νεύτωνα. Και οι δύο τύποι τηλεσκοπίου χρησιμοποιούνταν εξίσου μέχρι τις αρχές του 20ού αιώνα, όταν το ανακλαστικό τελικά επικράτησε. Στα τέλη του 20ού αιώνα, οι αστρονόμοι χρειάζονταν πιο ισχυρά τηλεσκόπια όσον αφορά στη συγκέντρωση φωτός, ισχύ που δεν τους πρόσφερε το ένα και μοναδικό κάτοπτρο. Έτσι, πολλά από τα πιο σύγχρονα τηλεσκόπια χρησιμοποιούν περισσότερα κάτοπτρα για να συγκεντρώσουν το φως. Τα δύο τηλεσκόπια Κεκ στη Χαβάη, για παράδειγμα, έχουν το καθένα 36 κάτοπτρα ενωμένα μαζί που σχηματίζουν ένα μεγάλο κάτοπτρο με πλάτος 10 μέτρα. Σήμερα, τα περισσότερα τηλεσκόπια χρησιμοποιούν κάτοπτρα και ονομάζονται κατοπτρικά ή ανακλαστικά. Βάσεις στήριξης Η βάση του τηλεσκοπίου είναι μια μηχανική κατασκευή-διάταξη που στηρίζει κατά ένα ιδιαίτερο τρόπο το τηλεσκόπιο, έτσι ώστε να εξυπηρετεί τις λειτουργίες του τηλεσκοπίου. Κύρια λειτουργία της βάσης στήριξης, είναι η ακριβής στόχευση του κυρίου σώματος του τηλεσκοπίου. Πολλά είδη βάσεων τηλεσκοπίου έχουν κατασκευαστεί μέχρι σήμερα, ενώ κύριος σκοπός είναι να έχουμε διατάξεις που να μπορούν να έχουν σταθερή στόχευση, και να μην επηρεάζονται από την κίνηση της Γης. Δύο είναι οι επικρατέστερες κατηγορίες που χρησιμοποιούνται σήμερα: Βάση στήριξης αλταζιμουθίου (altazimuth mount) Ισημερινή βάση στήριξης (Equatorial mount) Στη σύγχρονη αστρονομία, τα μάτια του αστρονόμου στον προσοφθάλμιο ουρανό φακό του τηλεσκοπίου έχουν αντικατασταθεί από ευαίσθητες ηλεκτρονικές κάμερες CCD (Διατάξεις Συζευγμένου Φορτίου). Αυτές δημιουργούν μία εικόνα μέσα σε μερικά λεπτά ή σε μερικές ώρες και εντοπίζουν πληροφορίες που το ανθρώπινο μάτι δεν θα μπορούσε να διακρίνει ποτέ. Ένα δεύτερο όργανο, το φασματοσκόπιο, το οποίο διαχωρίζει το φως στο φάσμα χρωμάτων του, μπορεί επίσης να προσαρμοστεί στο τηλεσκόπιο. Η μελέτη των φασματικών γραμμών μπορεί να αποκαλύψει τι είσους στοιχεία υπάρχουν στο εσωτερικό ενός άστρου, καθώς και τη θερμοκρασία του. Ο ηλεκτρονικός υπολογιστής είναι απαραίτητο εργαλείο για τον αστρονόμο. Τον χρησιμοποιεί για να ελέγχει το τηλεσκόπιο, για να καταγράψει τις πληροφορίες που συγκεντρώνει, καθώς και για να τις αναλύσει, ενώ ο ίδιος βρίσκεται σε μια ξεχωριστή αίθουσα ελέγχου. Λόγω της ατμόσφαιρας που αλλοιώνει τη θέα, τα τηλεσκόπια στη Γη τοποθετούνται συχνά σε κορφές βουνών, επειδή εκεί ο αέρας είναι καθαρός και αραιός. Αυτά τα τηλεσκόπια είναι τόσο ισχυρά ώστε οι πληροφορίες που συγκεντρώνονται μέσα σε λίγες νύχτες απασχολούν τους αστρονόμους για μήνες ή ακόμα και για χρόνια. Είναι μεγάλα και ευαίσθητα όργανα που χρειάζονται προστασία από το περιβάλλον και γι' αυτό το λόγο φιλοξενούνται μέσα σε περιστρεφόμενους θόλους, οι οποίοι ανοίγουν και περιστρέφονται την νύχτα, επιτρέποντας στα τηλεσκόπια να εξετάσουν τον ουρανό με ευκολία. Μερικές παρατηρήσεις των αντικειμένων στο διάστημα είναι παντελώς αδύνατες από τη Γη εξαιτίας της γήινης ατμόσφαιρας που απορροφά κάποιες μορφές ενέργειας, όπως είναι οι ακτίνες Χ, ενώ κάποιες άλλες τις ανακλά πίσω στο διάστημα. Ο μόνος τρόπος για να συγκεντρωθούν αυτές οι μορφές ακτινοβολίας είναι αυτό να γίνει πάνω από τη γήινη ατμόσφαιρα, όπου μπορούν να γίνονται συνεχείς απρόσκοπτες παρατηρήσεις. Τα διαστημικά τηλεσκόπια χρησημοποιούνται εδώ και πάνω από 30 χρόνια. Η εκτόξευσή τους γίνεται με ειδικά κατασκευασμένους πυραύλους για το καθένα μιας και ποικίλουν σε σχήμα και λειτουργίες. Συγκεντρώνουν μεγάλο εύρος ενεργειακών κυμάτων, ανάμεσά τους και το φως, όπως ακριβώς και τα συμβατικά τηλεσκόπια. Οι πληροφορίες που συγκεντρώνονται στέλνονται σε έναν επίγειο σταθμό ελέγχου, όπου αποθηκεύονται σε ηλεκτρονικούς υπολογιστές. Οι δορυφόροι λειτουργούν για μερικά χρόνια και μετά αντικαθίσταται από καινούργια και τελειότερα όργανα. Οπτικό τηλεσκόπιο Ραδιοτηλεσκόπιο Διοπτρικό Κατοπτρικό Τηλεσκόπιο σωματιδίων υψηλής ενέργειας Άλλοι τύποι: Τηλεσκόπιο βαρυτικού κύματος Ξυλοπαρκιώτης Κων/νος: «Τα τηλεσκόπια της νέας χιλιετίας», Περισκόπιο της Επιστήμης, τεύχος 206 (Μάιος 1997), σελ. 12. Contemporary Astronomy – Second Edition, Jay M. Pasachoff, Saunders Colleges Publishing – 1981, ISBN 0-03-057861-2. Elliott, Robert S. (1966), Electromagnetics, McGraw-Hill. Rashed, Roshdi; Morelon, Régis (1996), Encyclopedia of the History of Arabic Science, vol. 1 & 3, Routledge, ISBN 978-0-415-12410-2. Wade, Nicholas J.; Finger, Stanley (2001), «The eye as an optical instrument: from camera obscura to Helmholtz's perspective», Perception, 30 (10): 1157–1177, doi:10.1068/p3210, PMID 11721819, S2CID 8185797. Galileo to Gamma Cephei – The History of the Telescope. The Galileo Project – The Telescope by Al Van Helden. "The First Telescopes". Part of an exhibit from Cosmic Journey: A History of Scientific Cosmology Αρχειοθετήθηκε 2008-04-09 στο Wayback Machine. by the American Institute of Physics. Taylor, Harold Dennis; Gill, David (1911) «Telescope» Εγκυκλοπαίδεια Μπριτάννικα 26 (11η έκδοση), σσ. 557–573 Outside the Optical: Other Kinds of Telescopes Gray, Meghan· Merrifield, Michael (2009). «Telescope Diameter». Sixty Symbols. Brady Haran for the University of Nottingham.