Jika Anda memikirkannya, itu hanya masalah waktu sebelum teleskop pertama ditemukan. Orang-orang telah terpesona oleh kristal selama ribuan tahun. Banyak kristal - kuarsa misalnya - sepenuhnya transparan. Lainnya - rubi - menyerap beberapa frekuensi cahaya dan melewatkan yang lain. Membentuk kristal menjadi bola dapat dilakukan dengan membelah, jatuh, dan memoles - ini menghilangkan tepi tajam dan putaran permukaan. Membedah kristal dimulai dengan menemukan cacat. Menciptakan setengah bola - atau segmen kristal - menciptakan dua permukaan yang berbeda. Cahaya dikumpulkan oleh permukaan cembung dan diproyeksikan menuju titik konvergensi dengan permukaan belakang planar. Karena segmen kristal memiliki kurva yang parah, titik fokusnya mungkin sangat dekat dengan kristal itu sendiri. Karena panjang fokus pendek, segmen kristal menghasilkan mikroskop yang lebih baik daripada teleskop.
Itu bukan segmen kristal - tetapi lensa kaca - yang memungkinkan teleskop modern menjadi mungkin. Lensa cembung keluar dari tanah kaca dengan cara mengoreksi penglihatan jauh. Meskipun kedua segmen kacamata dan kristal cembung, lensa rabun jauh memiliki kurva yang kurang parah. Sinar cahaya hanya sedikit tertekuk dari paralel. Karena itu, titik di mana gambar terbentuk jauh lebih jauh dari lensa. Ini menciptakan skala gambar yang cukup besar untuk inspeksi manusia secara rinci.
Penggunaan lensa pertama untuk menambah penglihatan dapat ditelusuri kembali ke Timur Tengah abad ke-11. Sebuah teks Arab (Opticae Thesaurus yang ditulis oleh ilmuwan-matematikawan Al-Hazen) mencatat bahwa segmen bola kristal dapat digunakan untuk memperbesar objek kecil. Pada akhir abad ke-13, seorang biarawan Inggris (mungkin merujuk Perspectiva Roger Bacon tahun 1267) dikatakan telah menciptakan kacamata praktis jarak dekat pertama yang membantu membaca Alkitab. Baru pada 1440 ketika Nicholas dari Cusa menggunakan lensa pertama yang mengoreksi rabun jauh -1. Dan itu akan menjadi empat abad sebelum cacat dalam bentuk lensa itu sendiri (astigmatisme) akan dibantu oleh satu set kacamata. (Ini dilakukan oleh astronom Inggris George Airy pada tahun 1827 sekitar 220 tahun setelah yang lain - astronom yang lebih terkenal - Johann Kepler pertama kali secara akurat menggambarkan efek lensa pada cahaya.)
Teleskop paling awal terbentuk tepat setelah penggilingan tontonan menjadi mapan sebagai sarana untuk memperbaiki miopia dan presbiopia. Karena lensa penglihatan jauh cembung, mereka membuat "kolektor" cahaya yang baik. Lensa cembung mengambil balok paralel dari jarak jauh dan membengkokkannya ke titik fokus yang sama. Ini menciptakan gambar virtual di luar angkasa - yang dapat diperiksa lebih dekat menggunakan lensa kedua. Keutamaan lensa pengumpul ada dua: Menggabungkan cahaya bersama (meningkatkan intensitasnya) - dan memperbesar skala gambar - keduanya pada tingkat yang berpotensi jauh lebih besar dari kemampuan mata saja.
Lensa cekung (digunakan untuk mengoreksi penglihatan dekat) membentangkan cahaya ke luar dan membuat benda tampak lebih kecil di mata. Lensa cekung dapat meningkatkan panjang fokus mata setiap kali sistem mata itu sendiri (kornea dan lensa morphing) gagal memfokuskan gambar pada retina. Lensa cekung menjadi eyepieces yang bagus karena memungkinkan mata untuk lebih dekat memeriksa gambar virtual yang dihasilkan oleh lensa cembung. Ini dimungkinkan karena sinar konvergen dari lensa pengumpul dibiaskan ke arah paralel oleh lensa cekung. Efeknya adalah untuk menunjukkan gambar virtual terdekat seolah-olah pada jarak yang sangat jauh. Lensa cekung tunggal memungkinkan lensa mata untuk rileks seolah-olah fokus pada tak terbatas.
Menggabungkan lensa cembung dan cekung hanyalah masalah waktu. Kita dapat membayangkan peristiwa pertama yang terjadi ketika anak-anak bermain-main dengan kerja keras penggiling lensa - atau mungkin ketika dokter mata merasa terpanggil untuk memeriksa satu lensa menggunakan lensa lainnya. Pengalaman seperti itu pastilah tampak hampir ajaib: Sebuah menara yang jauh langsung tampak seolah-olah mendekati pada akhir perjalanan yang panjang; tokoh-tokoh yang tidak dikenal tiba-tiba dianggap sebagai teman dekat; batas-batas alami - seperti kanal atau sungai - terlonjak seolah-olah sayap Merkurius sendiri melekat pada penyembuhan ...
Begitu teleskop terbentuk, dua masalah optik baru muncul dengan sendirinya. Lensa pengumpul cahaya membuat gambar virtual melengkung. Kurva itu sedikit "berbentuk mangkuk" dengan bagian bawah menghadap ke arah pengamat. Ini tentu saja merupakan kebalikan dari bagaimana mata itu sendiri memandang dunia. Karena mata melihat segala sesuatu seolah tersusun pada bola besar yang pusatnya terletak di retina. Jadi sesuatu harus dilakukan untuk menarik sinar perimeter kembali ke mata. Masalah ini sebagian diselesaikan oleh astronom Christiaan Huygens pada tahun 1650-an. Dia melakukan ini dengan menggabungkan beberapa lensa sebagai satu kesatuan. Penggunaan dua lensa membawa lebih banyak sinar periferal dari lensa pengumpul ke paralel. Lensa mata baru Huygen secara efektif meratakan gambar dan memungkinkan mata untuk mencapai fokus di bidang pandang yang lebih luas. Tapi bidang itu masih akan memicu claustrophobia di sebagian besar pengamat hari ini!
Masalah terakhir lebih sulit dilakukan - lensa bias membelokkan cahaya berdasarkan panjang gelombang atau frekuensi. Semakin besar frekuensinya, semakin banyak warna cahaya tertentu yang tertekuk. Karena alasan ini, objek yang menampilkan cahaya dari berbagai warna (cahaya polikromatik) tidak terlihat pada titik fokus yang sama di seluruh spektrum elektromagnetik. Pada dasarnya lensa bertindak dengan cara yang mirip dengan prisma - menciptakan penyebaran warna, masing-masing dengan titik fokusnya yang unik.
Teleskop pertama Galileo hanya memecahkan masalah mendapatkan mata yang cukup dekat untuk memperbesar gambar virtual. Instrumennya terdiri dari dua lensa yang dapat dipisahkan dengan jarak yang terkontrol untuk mengatur fokus. Lensa objektif memiliki kurva yang kurang parah untuk mengumpulkan cahaya dan membawanya ke berbagai titik fokus tergantung pada frekuensi warna. Lensa yang lebih kecil - memiliki lekukan yang lebih parah dengan panjang fokus yang lebih pendek - memungkinkan mata pengamat Galileo untuk cukup dekat dengan gambar untuk melihat detail yang diperbesar.
Tetapi ruang lingkup Galileo hanya bisa dibawa untuk fokus dekat tengah bidang pandang lensa mata. Dan fokus hanya dapat ditetapkan berdasarkan warna dominan yang dipancarkan atau dipantulkan oleh apa pun yang dilihat Galileo pada saat itu. Galileo biasanya mengamati penelitian yang terang - seperti Bulan, Venus, dan Yupiter - menggunakan penghentian apertur dan merasa bangga telah menemukan ide itu!
Christiaan Huygens menciptakan lensa mata pertama - Huygenian setelah jaman Galileo. Lensa mata ini terdiri dari dua lensa plano-cembung yang menghadap lensa pengumpul - bukan lensa cekung tunggal. Bidang fokus dari kedua lensa terletak di antara elemen objektif dan lensa mata. Penggunaan dua lensa mendatar kurva gambar - tetapi hanya lebih dari skor sekitar bidang pandang. Sejak zaman Huygen, eyepieces menjadi jauh lebih canggih. Dimulai dengan konsep multiplisitas asli ini, eyepieces saat ini dapat menambah setengah lusin elemen optik yang disusun ulang baik dalam bentuk maupun posisi. Para astronom amatir sekarang dapat membeli eyepieces dari rak yang memberikan bidang datar yang rata-rata lebih dari 80 derajat pada diameter-2.
Masalah ketiga - yaitu gambar multi-warna yang diwarnai secara kromatis - tidak dipecahkan dalam teleskop sampai teleskop reflektor yang berfungsi dirancang dan dibangun oleh Sir Isaac Newton pada tahun 1670-an. Teleskop itu sama sekali menghilangkan lensa pengumpul - meskipun masih membutuhkan penggunaan lensa mata tahan api (yang memberikan kontribusi jauh lebih sedikit untuk "warna palsu" daripada tujuannya).
Sementara itu upaya awal untuk memperbaiki refraktor adalah membuatnya lebih lama. Lingkup dengan panjang 140 kaki dirancang. Tidak ada yang memiliki diameter lensa selangit. Dinasti kurus seperti itu membutuhkan pengamat yang benar-benar petualang untuk menggunakan - tetapi memang "mengurangi" masalah warna.
Meskipun menghilangkan kesalahan warna, reflektor awal juga memiliki masalah. Lingkup Newton menggunakan cermin spekulum yang digiling berbentuk bola. Dibandingkan dengan pelapis aluminium dari cermin reflektor modern, spekulum adalah pemain yang lemah. Pada kira-kira tiga perempat kemampuan pengumpul cahaya aluminium, spekulum kehilangan sekitar satu besaran dalam genggaman cahaya. Dengan demikian instrumen enam inci yang dirancang oleh Newton berperilaku lebih seperti model kontemporer 4 inci. Tapi ini bukan yang membuat instrumen Newton sulit untuk dijual, itu hanya memberikan kualitas gambar yang sangat buruk. Dan ini adalah karena penggunaan cermin primer yang ditumbuk secara spheris.
Cermin Newton tidak membawa semua sinar cahaya ke fokus umum. Kesalahan tidak terletak pada spekulum - itu terletak pada bentuk cermin yang - jika diperpanjang 360 derajat - akan membuat lingkaran lengkap. Cermin semacam itu tidak mampu membawa sinar lampu pusat ke titik fokus yang sama dengan yang lebih dekat dengan tepi. Baru pada tahun 1740 ketika John Short dari Skotlandia memperbaiki masalah ini (untuk lampu on-axis) dengan mengaburkan cermin. Pendek menyelesaikan ini dengan cara yang sangat praktis: Karena sinar paralel lebih dekat dengan pusat cermin bola melampaui sinar marjinal, mengapa tidak hanya memperdalam pusat dan mengendalikannya?
Baru pada tahun 1850 perak menggantikan spekulum sebagai permukaan cermin pilihan. Tentu saja lebih dari 1000 reflektor parabola yang dibuat oleh John Short semuanya memiliki cermin spekulum. Dan perak, seperti spekulum, kehilangan reflektivitas agak cepat dari waktu ke waktu karena oksidasi. Pada tahun 1930, teleskop profesional pertama dilapisi dengan aluminium yang lebih tahan lama dan reflektif. Meskipun ada peningkatan ini, reflektor kecil membawa lebih sedikit cahaya untuk fokus daripada refraktor dari bukaan yang sebanding.
Sementara itu, refraktor juga berevolusi. Selama masa John Short, ahli kacamata menemukan sesuatu yang tidak dimiliki Newton - bagaimana mendapatkan lampu merah dan hijau untuk bergabung pada titik fokus yang sama dengan refraksi. Ini pertama kali dilakukan oleh Chester Moor Hall pada 1725 dan ditemukan kembali seperempat abad kemudian oleh John Dolland. Hall dan Dolland menggabungkan dua lensa berbeda - satu cembung dan cekung lainnya. Masing-masing terdiri dari jenis kaca yang berbeda (mahkota dan batu) pembiasan cahaya secara berbeda (berdasarkan indeks bias). Lensa cembung kaca mahkota melakukan tugas langsung mengumpulkan cahaya dari semua warna. Foton yang tertekuk ini ke dalam. Lensa negatif membentangkan sinar konvergen sedikit ke arah luar. Di mana lensa positif menyebabkan lampu merah untuk melampaui fokus, lensa negatif menyebabkan merah untuk undershoot. Merah dan hijau berpadu dan mata terlihat kuning. Hasilnya adalah teleskop refraktor achromatic - jenis yang disukai oleh banyak astronom amatir hari ini untuk murah, bukaan kecil, bidang lebar, tetapi - dalam rasio fokus yang lebih pendek - kurang dari penggunaan kualitas gambar yang ideal.
Tidak sampai pertengahan abad kesembilan belas bahwa ahli kacamata berhasil mendapatkan biru-ungu untuk bergabung dengan fokus merah dan hijau. Perkembangan itu awalnya berasal dari penggunaan bahan eksotis (flourite) sebagai elemen dalam tujuan ganda mikroskop optik bertenaga tinggi - bukan teleskop. Tiga desain teleskop elemen menggunakan tipe kaca standar - kembar tiga - memecahkan masalah juga sekitar empat puluh tahun kemudian (tepat sebelum abad kedua puluh).
Para astronom amatir masa kini dapat memilih beragam jenis ruang lingkup dan pabrikan. Tidak ada ruang lingkup untuk semua langit, mata, dan studi langit. Masalah kerataan bidang (khususnya dengan teleskop Newtonian cepat), dan tabung optik yang besar (terkait dengan refraktor besar) telah diatasi oleh konfigurasi optik baru yang dikembangkan pada 1930-an. Jenis instrumen - seperti SCT (teleskop Schmidt-Cassegrain) dan MCT (teleskop Maksutov-Cassegrain) plus varian newton-esque Schmidt dan Maksutov dan reflektor miring - sekarang diproduksi di AS dan di seluruh dunia. Setiap jenis ruang lingkup dikembangkan untuk mengatasi beberapa keprihatinan yang valid atau yang lain terkait dengan ukuran ruang lingkup, curah, bidang rata, kualitas gambar, kontras, biaya, dan portabilitas.
Sementara itu, refraktor telah menjadi perhatian utama di antara para pengguna optofil - mereka yang menginginkan kualitas gambar setinggi mungkin terlepas dari kendala lainnya. Refraktor sepenuhnya apokromatik (dikoreksi warna) menyediakan beberapa gambar paling menakjubkan yang tersedia untuk penggunaan pencitraan optik, fotografi, dan CCD. Namun sayang, model tersebut terbatas pada lubang yang lebih kecil karena biaya bahan yang jauh lebih tinggi (kristal & kaca dispersi rendah eksotis), pembuatan (hingga enam permukaan optik harus dibentuk) dan persyaratan bantalan beban yang lebih besar (karena cakram kaca yang berat ).
Semua variasi jenis ruang lingkup hari ini dimulai dengan penemuan bahwa dua lensa kelengkungan yang tidak setara dapat dipertahankan hingga ke mata untuk mengangkut persepsi manusia dari jarak yang jauh. Seperti banyak kemajuan teknologi besar, teleskop astronomi modern muncul dari tiga bahan dasar: Kebutuhan, imajinasi, dan pemahaman yang berkembang tentang cara energi dan materi berinteraksi.
Jadi, dari mana datangnya teleskop astronomi modern? Tentu saja teleskop melewati periode perbaikan yang panjang. Tapi mungkin, mungkin saja, teleskop pada dasarnya adalah hadiah dari Semesta sendiri yang mengagumi kekaguman mendalam melalui mata, hati, dan pikiran manusia ...
-1 Ada pertanyaan tentang siapa yang pertama kali menciptakan kacamata yang mengoreksi pemandangan jauh dan dekat. Tidak mungkin bahwa Abu Ali al-Hasan Ibn al-Haitham atau Roger Bacon pernah menggunakan lensa dengan cara ini. Membingungkan masalah asal adalah pertanyaan tentang bagaimana kacamata itu benar-benar dipakai. Sangat mungkin bahwa bantuan visual pertama hanya diadakan untuk mata sebagai kebutuhan-berlensa mengambil alih dari sana. Tetapi akankah metode primitif seperti itu secara historis diceritakan sebagai "asal mula tontonan"?
-2 Kemampuan lensa mata tertentu untuk mengimbangi gambar virtual yang perlu melengkung pada dasarnya dibatasi oleh rasio fokus yang efektif dan archetecture lingkup. Jadi, teleskop yang panjang fokusnya beberapa kali bukaannya lebih sedikit menunjukkan kurva sesaat pada "bidang gambar". Sementara itu, lingkup yang membiaskan cahaya pada awalnya (katadioptik dan juga refraktor) memiliki keuntungan dalam penanganan cahaya off-axis yang lebih baik. Kedua faktor meningkatkan jari-jari kelengkungan gambar yang diproyeksikan dan menyederhanakan tugas eyepiece untuk menghadirkan bidang datar ke mata.
Tentang Penulis:
Terinspirasi oleh mahakarya awal 1900: "The Sky Through Three, Four, and Five Inch Telescopes", Jeff Barbour mendapat awal dalam bidang astronomi dan ilmu ruang angkasa pada usia tujuh tahun. Saat ini Jeff banyak mencurahkan waktunya untuk mengamati surga dan memelihara situs web Astro.Geekjoy.
