משך רוב ההיסטוריה האנושית למדנו על היקום באמצעות העיניים בלבד. לפני כ -400 שנה הצליחו אופטיקאים הולנדים להציב שתי עדשות יחד כדי ליצור טלסקופ. הראיות אינן משכנעות, אבל הולנדי בשם ליפרשי היה אולי האדם הראשון שבנה טלסקופ. הוא לפחות הגיש פטנט על כך, אם כי היו כמה אחרים שהתנסו עם טלסקופים בסיסיים בערך באותו זמן. גלילאו השתמש בהמצאה חדשה זו כדי להגדיל ולשפר את התצפיות בשמים ולספק ראיות חיוניות לתמיכה בהשערת קופרניקוס. מאז אסטרונומים בונים טלסקופים בממדים ההולכים וגדילים. אסטרונומיה השתנתה בעקבות טכנולוגיה זו גם בעשורים האחרונים.
באדיבות וויקיפדיה
ההתקדמות הטכנולוגית שינתה את הדרך בה אנו מזהים קרינה, ומאפשרת לנו לראות את מלוא טווח הספקטרום האלקטרומגנטי.
המאפיינים החשובים של טלסקופ לא השתנו מאז ימי גלילאו. הפונקציה החשובה ביותר של הטלסקופ היא איסוף אור. יכולת האיסוף מושפעת מגודל שטח האיסוף. לטלסקופים יכולת לאסוף אור של גופים המקרינים אור בעוצמה חלשה ביותר, כך שאינם נקלטים בעין בלתי מצוידת. כאשר אור מכוכב לכת מרוחק או כוכב מגיע לכדור הארץ, מספר מסוים של פוטונים פוגעים בכל סנטימטר מרובע של כדור הארץ בכל שנייה. קוטר העין האנושית אינו עולה על חצי סנטימטר והיא יכולה לקלוט רק מספר מוגבל של פוטונים בשנייה. אבל טלסקופ אוסף את הפוטונים החולפים דרך העדשה או מראה שקוטרן סנטימטרים רבים. כאשר כל האור ממוקד הוא יוצר עוצמת תאורה גבוהה. שטח האיסוף עולה ביחס לריבוע הקוטר של התקן האיסוף. הגדלת יכולת איסוף של האור עוזרת להגיע למידע נוסף.
פונקציה שנייה של טלסקופ היא כושר ההפרדה והיכולת לזהות פרטים זעירים. בעוד שהעין יכולה להפריד פרטים שגודלם הזוויתי רק כמה דקות קשת, טלסקופ עשוי לחשוף פרטים הקטנים פי מאה, או רק שניית קשת. כושר ההפרדה של הטלסקופ נמצא ביחס לאורך הגל חלקי קוטר הטלסקופ. המשוואה המתארת את כושר ההפרדה היא:
R=(250,000 xאורך גל/ (קוטר הטלסקופ
כאשר אורך גל והקוטר נמדדים באותן יחידות מידה. טלסקופים בעלי קוטר גדול יותר יכולים להפריד גופים בעלי גודל זוויתי קטן יותר, לכן יש להם רזולוציה גבוהה יותר. אם אתה משתמש במשוואה זו עבור העין האנושית, כאשר הקוטר של אישון העין כ- 4 מ"מ, כושר ההפרדה הוא הוא 200 שניות קשת, או כ- 3 דקות קשת. הגודל הזוויתי של הירח הוא 30 שניות קשת או חצי מעלה, כך שהגופים הקטנים ביותר שניתן לראות על פני הירח הם כ- 1/10 מקוטרו. עכשיו נבחן את המשוואה עבור טלסקופ בעל קוטר של 4 מטרים. שטח האיסוף שלו גדול פי אלף מזה של העין, ולכן כושר ההפרדה שלו גדל פי אלף, עד 0.02 שנייה קשת לערך.
באדיבות NASA
מעשית, בשל תנועות סוערות של אטומי הגז באטמוספירה של כדור הארץ קטינה הרזולוציה של טלסקופ לשניית קשת אחת. אתרי תצפית הגבוהים ביותר בצ'ילה ובהוואי עשויים להיות בעלי כושר הפרדה גדול פי שלוש, או 0.3 שניות קשת. אסטרונומים משתמשים במונח ראות (seeing) כדי לתאר את חדות הדמות של גופים המתקבלת לפני הטלסקופ. רבים מהטלסקופים הביתיים גדולים מספיק כדי להגיע לכושר הפרדה של שניית קשת אחת. למעשה, טלסקופים שקוטר גדול יותר מ- 30 ס"מ קוטר אינם מסוגלים לספק תמונות ההולמות את רמת שהאופטיקה שלהם. לכן, כושר ההפרדה שלהם "מבוזבז" במובן מסוים. מסיבה זו אסטרונומים נוטים לבחור בהוצאה גדולה של שיגור טלסקופים למסלול סביב כדור הארץ, כדי להימנע מהפרעות שיוצרת האטמוספירה. הם פיתחו גם שיטות חכמות לתיקון אפקט הטשטוש של האטמוספירה ובכך לשפר את כושר ההפרדה של הטלסקופ. כדי לקבל תחושה לגבי רזולוציה זוויתית, יש לזכור כי שניית קשת אחת היא גודל זווית הראיה של מטבע הנמצא במרחק של 2.5 ק"מ.
קיימת פונקציה נוספת בטלסקופים, שנועדו לתצפית למרחקים קצרים, הגדלה של דמות הגוף בו מתבוננים. הגדלה היא היחס בין גודל זוויתי של גוף רחוק לבין הגודל הזוויתי של דמות הגוף כאשר מתבוננים בה דרך עינית הטלסקופ. אם טלסקופ מגדיל את הדמות פי 10, אנחנו אומרים שקיימת הגדלה של 10×. שימו לב, שהגדלה אינה מאפיין בסיסי של הטלסקופ כמו שני המאפיינים הראשונים שתיארנו. כאשר תמונה מוגדלת, הטשטוש מוגדל גם כן. כמו כן, תמונה מוגדלת היא בעלת עוצמת הארה נמוכה יותר, מפני שכמות זהה של אור נפרשת על פני שטח גדול יותר. טלסקופים מוקדמים נועדו בעיקר לצורך התבוננות בעצמים ארציים, ולכן כושר ההגדלה היה חשוב. בטלסקופים מקצועיים מודרניים, העין האנושית מוחלפת על ידי מכשירים שיכולים לבצע מדידות מדויקות יותר. נדיר שאסטרונומים מודרניים יצפו ישרות באמצעות הטלסקופים ענקיים שלהם!
לטלסקופים יש תפקיד דומה ללא תלות באורך גל של קרינה שנאספה. כל הטלסקופים בתחומי הקרינה השונים: רדיו, אינפרה אדום, נראה, אולטרה סגול, רנטגן, חייבים לאסוף קרינה ולמקד אותה כדי ליצור דמות. גלאים המפענחים את הקרינה ממוקמים במוקד הטלסקופ. שוב, ללא קשר לאורך הגל בתצפית, הגלאי צריך למנות את מספר הפוטונים במוקד הטלסקופ בצורה יעילה ככל האפשר.
Author: Chris Impey