Các nhà thiên văn học đặt cho kính thiên văn một cái tên rất đặc biệt quan trọng là ‘ Ống ánh sáng ’. Nếu bạn đặt ‘ ống ánh sáng ’ ngoài trời vào đêm hôm, nó sẽ thu hết ánh sáng từ một vật ở xa và giúp bạn nhìn thấy những điều kỳ diệu. Và việc phát minh ra kính thiên văn là bước tiến lớn so với con người trong việc điều tra và nghiên cứu khoảng trống thiên hà. Vậy kính thiên văn ra đời và tăng trưởng như thế nào ? Các bạn hãy cùng Tinh Vân chúng mình khám phá nhé ! ! !
Cũng như nhiều phát minh lớn vào thời cổ và trung đại, kính thiên văn được sáng tạo ra qua một sự kiện vô tình như mong muốn. Đến cuối thế kỷ 16 đầu thế kỷ 17, việc sản xuất kính mắt đã trở thành phổ cập đã là điều kiện kèm theo thuận tiện cho việc ra đời của kính thiên văn .
Một thời cơ suôn sẻ đã đến với Hans Lippershey ( 1570 – 1619 ) là một nhà sản xuất kính mắt sống tại Middelburg, Hà Lan. Vào năm 1608, con trai Hans Lippershey, trong khi nghịch những kính mắt của bố, đã phát hiện ra và báo cho bố biết hoàn toàn có thể nhìn thấy tháp chuông nhà thời thánh gần hơn, thậm chí còn thấy cả mấy con chim đang nấp dưới gác chuông qua 2 kính mắt. Thay vì “ đét ” vào mông chú nhóc nghịch ngợm, Lippershey đã cùng “ nghịch ” với con trai .
Hans Lippershey đã nghiên cứu cẩn thận và phát hiện ra 2 kính mắt thích hợp đặt thẳng hàng nhau ở một khoảng cách nào đó, thật sự có tác dụng “kéo gần” lại những vật ở rất xa. Ông đã đưa ra nguyên lý phóng đại khi kết hợp các thấu kính và chế tạo ra ống kính nhìn xa, tiền thân của kính thiên văn quang học. Chiếc kính được gọi là “Chiếc ống ma thuật của Lippershey” đã nhanh chóng nổi tiếng khắp châu Âu.
Bản phác thảo cổ nhất mà người ta biết của ống kính Lippershey
trong một là thư viết vào tháng 8 năm 1609
Phiên bản kính Lippershey của Public Observatory Philippus Lansbergen
nhân dịp kỉ niệm 400 năm ngày ra đời của kính thiên văn
2. Kính thiên văn Galileo
Năm 1608, việc mà Hans Lippershey sản xuất ra ống kính nhìn xa được coi là cột mốc quan trọng trong lịch sử dân tộc thiên văn học. Vì chỉ một năm sau đó, năm 1609, nhà bác học vĩ đại Galileo người Ý, trên nguyên tắc phối hợp những thấu kính của Hans Lippershey – đã sản xuất ra những kính thiên văn có ống kính dài hơn, nâng độ phóng đại hơn gấp nhiều lần .
Galileo là người rất mưu trí. Ông mau chóng nghĩ ra cách tự sản xuất kính thiên văn. Ông học cách mài thấu kính và toàn bộ những kiến thức và kỹ năng thiết yếu khác. Không lâu sau ông sản xuất chiếc kính thiên văn có độ phóng đại 8 lần và 20 lần .
Kính thiên văn GalileoVới chiếc kính thiên văn này, Galelio đã chứng tỏ được Aristotle đã sai lầm đáng tiếc khi cho rằng mặt phẳng Mặt Trăng trọn vẹn phẳng phiu bởi ông hoàn toàn có thể nhìn thấy những ngọn núi trên Mặt Trăng ‘ lồi lõm, ngoằn ngoèo ’ .
Bản vẽ Mặt Trăng của GalileoGalileo đã phát hiện ra sao Kim có dạng lưỡi liềm tựa như một mặt trăng bé xíu và sao Thổ tựa như một chiếc tách có 2 quai. Và ông cũng đã phát hiện sao Mộc có 4 vệ tinh bao quanh và Mặt trời cũng có hoạt động tự quay qua nghiên cứu và điều tra những đốm đen mặt trời. Những điều này là vật chứng thuyết phục, củng cố cho Thuyết Nhật tâm của Nicolai Copernics. Trái đất không còn là “ cái rốn ” của thiên hà nữa, mà chỉ là một trong những hành tinh quay quanh mặt trời .
Cuối cùng, ông cũng đã triển khai những nghiên cứu và điều tra cơ bản về những ngôi sao 5 cánh băng và đường quỹ đạo parabol. Ông cũng phát minh ra nhiệt kế, kính hiển vi kép, chính sách hoạt động giải trí của đồng hồ đeo tay quả lắc và thậm chí còn cả máy hái cà chua .
3. Cải tiến của Kepler
Bằng những phát hiện của mình Galileo đã trao đổi và san sẻ những hiệu quả mày mò với Kepler ( sau này là tác giả của 3 định luật nổi tiếng về hoạt động của những hành tinh trong hệ mặt trời ). Do J.Kepler mắt kém đã rất khó khăn vất vả khi dùng kính Gallile có trường nhìn rất hẹp. Chỉ cần một rung động nhẹ là trăng sao đều “ chạy ” mất tiêu. Vốn là nhà toán học, ông đã điều tra và nghiên cứu nguyên tắc của kính và đề xuất dùng thấu kính quy tụ làm thị kính để lan rộng ra trường quan sát của kính và thế là Kính Kepler ra đời .
Chúng ta thấy với kính Kepler hình ảnh bị lộn ngược đầu. Nhưng dùng để quan sát thiên văn thì không thành yếu tố. Thật ra độ sắc nét của kính Kepler không bằng kính Gallile, quang sai, đặc biệt quan trọng là sắc sai cũng nhiều hơn nhất là ở độ phóng đại lớn. Để giảm bớt quang sai, thời đó, người ta chỉ có cách che bớt vật kính hay dùng vật kính có tiêu cự dài hơn. Và nhờ nâng cấp cải tiến của Kepler người ta nhận ra rằng số bội giác của kính thiên văn nhờ vào vào thương số giữa tiêu cự của vật kính và thị kính ( f1 / f2 ). Với nâng cấp cải tiến quan trọng này lịch sử vẻ vang kính thiên văn và ngành vật lý thiên văn lại bước sang một trang mới trong cuộc chạy đua sản xuất kính thiên văn và mày mò Hệ Mặt trời .
4. Cuộc đua Kính thiên văn
Năm 1655 nhà vật lý người Hà lan Christiaan Huygen (1629-1695)
Năm 1655, nhà vật lý người Hà lan Christiaan Huygens (1629-1695) đã tìm ra Titan, vệ tinh lớn nhất của sao Thổ qua kính Kepler dài 12feet (khoảng 3.7m) do chính ông cùng người em trai là Constantine chế tạo. Ông còn ghi nhận được chỏm băng tại cực sao Hỏa và sao Mộc không có dạng đĩa tròn mà lại phình ra ở xích đạo. Để gọn nhẹ hơn, ông đã bỏ thân ống kính, lắp vật kính lên một trụ cao và chỉnh hướng bằng dây cáp. Sau này nó được gọi là Kính thiên văn không khí-Air Telescope. Với kính này, lần đầu tiên, thay vì dùng 1 thấu kính đơn như Kepler, ông đã dùng thị kính ghép từ 2 thấu kính hội tụ để loại trừ sắc sai và nhất là có trường nhìn rộng hơn, cho phép tăng độ phóng đại của kính thiên văn. Kiểu thị kính Huyghens này đến nay vẫn còn thấy trong các kính hiển vi và kính thiên văn cũ vì rất đơn giản, dễ chế tạo và rẻ tiền nhưng chất lượng cũng khá tốt.
Năm 1665 Giovanni Cassini (1625-1712)
Năm 1665 G.Cassini nhận ra vành đai sao Thổ gồm 2 vành con, cách nhau một khoảng cách nhỏ. Khoảng cách này được gọi là khoảng chừng chia Cassini. Năm 1684, ông phát hiện tiếp 2 vệ tinh sao Thổ. Năm 1690, ông quan sát được những hoạt động xoáy trong khí quyển sao Mộc. Các tò mò này được thực thi qua kính thiên văn dài 100 và 136 ft ( 30.5 và 41.5 m ) do Campani sản xuất. Chiếc kính 136 ft mà Giovanni Cassini đã dùng để phát hiện ra vệ tinh Rhea của Sao Thổ cũng là do Giuseppe Campani sản xuất .
Năm 1673, nhà thiên văn người Đức Johanes Hevelius (1611-1687)
Năm 1673, nhà thiên văn Đức Johanes Hevelius ( 1611 – 1687 ) đã lần lượt sản xuất 2 kính dài đến 60 và 150 ft, có vật kính đường kính đến 20 cm. Các kính này không thực sự hoạt động giải trí hiệu suất cao vì rất khó xử dụng, ống kính quá dài bị võng xuống, chỉ một cơn gió nhẹ cũng bị rung động. Thân ống Kính 150 ft được sản xuất dưới dạng khung hở để giảm khối lượng và rung động nhưng lại dễ bị nhiễu loạn hình ảnh khi có gió .
Kính thiên văn dài 60 và 150ft (18.5 và 46m) của J.Heveluis.
Bạn hãy hình dung cách chỉnh hướng ống kính dài như vậy ra sao nhé !
Đặc biệt là khi ngắm các ngôi sao gần thiên đỉnh ! Cũng trong khoảng chừng thời hạn đó Năm 1668 ở một quốc gia khác sau nhiều lần thử nghiệm Newton đã sản xuất thành công xuất sắc kính thiên văn phản xạ mở màn cho lịch sử dân tộc ra đời của kính thiên văn tân tiến ngày này .
Nguyên tắc hoạt động kính thiên văn phản xạ Chỉ vài năm sau Newton, một loại kính phản xạ khác đã ra đời : kính Cassegrain, có vẻ như do Laurent Cassegrain ( 1629 – 1693 ) một linh mục và là giáo viên người Pháp phong cách thiết kế. Khác với kính thiên văn phản xạ của Newton sử dụng gương cầu lõm cassegrain đã sử dụng gương cầu lồi. Do thời kì đó chưa có giải pháp kiểm tra gương cầu nên phong cách thiết kế của Cassegrain bị quên lãng gần 200 năm .
Năm 1722, John Hadley (1682-1744)
Năm 1722, John Hadley ( 1682 – 1744 ) sản xuất một kính kiểu Newton lớn hơn và tọa lạc tại Hội Hoàng gia Anh quốc. Kính này có gương đồng bạch đường kính 15 cm, tiêu cự 159 cm và ghép cố định và thắt chặt với 1 thị kính cho số bội giác lên tới 230. J.Hadley đã tìm ra giải pháp kiểm tra dạng mặt phẳng gương và công nghệ tiên tiến mài tạo dạng mặt phẳng đúng mực cho gương cầu. Thành công và kinh nghiệm tay nghề của Hadley đã khuyến khích và giúp nhiều người khác tham gia sản xuất kính thiên văn phản xạ trong đó có cả những nhà thiên văn, nhà vật lý, nhà phân phối kính như James Short, Molyneux … và cả những “ tay mơ ” yêu thích thiên văn. Sau thành công xuất sắc của John Hadley lịch sử vẻ vang kính thiên văn lại bước sang một trang mới của những chiếc kính thiên văn phản xạ .
Sau thành công của John Hadley lịch sử kính thiên văn lại bước sang một trang mới của những chiếc kính thiên văn phản xạ.
Kính thiên văn phản xạ cấu tạo theo kiểu Cassegrain
đường kính 16in (40cm) tại đài thiên văn ĐHSP Hà Nội.
Năm 1778, Frederick William Herschel (1738-1832)
Frederick William Herschel ( 1738 – 1832 ) là một nhạc sĩ kĩ năng thích toán học và thiên văn học. Năm 1778, sau gần 5 năm học hỏi, điều tra và nghiên cứu, thử nghiệm ông đã sản xuất thành công xuất sắc chiếc kính phản xạ tiên phong của mình. Kính có gương đồng bạch đường kính 16 cm, tiêu cự 210 cm tức là giao động kính của Hadley 50 năm trước. Kính có chất lượng rất tốt, qua kính này, ngày 13 tháng 3 năm 1781, ông đã phát hiện ra hành tinh Thiên vương, Uranus, hành tinh thứ 6 trong hệ Mặt trời .
Kính thiên văn phản xạ khổng lồ của nhà thiên văn Frederick William Herschel
Năm 1845, Ai len William Parsons (1800-1867)
Sau W.Herschel, chiếc kính thiên văn phản xạ lớn nhất có gương bằng đồng bạch do nhà thiên văn Ai len William Parsons ( 1800 – 1867 ), bá tước đời thứ 3 xứ Rosse ( thường được gọi là Lord Rosse ) sản xuất và đặt tại Parsonstown, Ai len vào năm 1845. Gương có đường kính khoảng chừng 1,8 m, tiêu cự 17 m. Phôi gương khi đúc dày gần 15 cm và nặng hơn 4 tấn !
