Cine a inventat telescopul?

Telescopul (termen care s-a format din cuvintele grecesti “tele” – “departe” si “skopein” – “a privi”, “a vedea”) este un instrument optic aparut in momentul in care observarea boltii ceresti, cu ochiul liber, nu a mai fost suficienta pentru astronomi, acestia cautand diverse solutii tehnice care sa ii ajute in aprofundarea studiilor lor despre Univers. Preocuparea era cu atat mai serioasa cu cat multi savanti devenisera, in secolul al XVI-lea, adeptii teoriei sistemului heliocentric (potrivit careia Soarele se afla in centrul sistemului planetar), formulata de Nicolaus Copernic, dar pentru care nu se gasisera suficiente dovezi.

Istoria telescopului este inconjurata de multe controverse, dar, pe de alta parte, exista marturii, documente ale celor intamplate de-a lungul a peste 400 de ani de existenta a acestui aparat. In jurul anului 3500 i.Hr., fenicienii descoperisera deja sticla, dar au mai trecut vreo cateva mii de ani pana cand lentilele au fost folosite pentru studiul stelelor. In secolul al XIV-lea, au fost inventate lentilele convexe, pentru ochelari, cu scopul de a corecta problemele de vedere la distanta, iar in secolul al XIX-lea, cele concave erau utilizate cu succes pentru a imbunatati vederea de aproape.

In anul 1608, in Olanda, cercetatorul Hans Lippershey descopera ca, prin plasarea la distante diferite fata de un obiect, a doua lentile, una concava si una convexa, efectul va fi unul de apropiere, si chiar depune o cerere de obtinere a patentului, pentru un asemenea instrument, la Haga. Era vorba, de fapt, de un tub (asemanator telescopului), cu lentila-obiectiv (convergenta/convexa) care dadea spre obiectul supus examinarii, si ocularul, la capatul opus, prin care se privea (o lentila divergenta/concava).

Telescopul lui Lippershey putea mari imaginea obiectului de doua, pana la zece ori. Ideea este dezvoltata independent si de catre Jacub Metius si Sacharias Janssen, motiv pentru care lui  Lippershey ii este refuzat patentul. In anul 1609, astronomul, matematicianul si etnograful de originie britanica Thomas Harriot (1560 – 1621) devine prima persoana din lume care realizeaza un desen al Lunii, dupa ce priveste astrul noptii cu ajutorul telescopului, pe data de 26 iulie, cu patru luni inaintea lui Galileo Galilei, care va face acelasi lucru.

In anul 1609, Galileo, care auzise ca a fost inventat un asemenea dispozitiv, incepe construirea catorva instrumente optice (asemanatoare pana la detalii, cu ale olandezului Lippershey) si indrazneste sa publice, in jurnalele de specialitate ale vremii, cercetarile sale, iscand, cu aceasta ocazie, un foarte mare scandal. In lucrarea “Siderus nuncius” (Mesaj din stele), Galilei observase ca Venus trece prin diverse faze, ca si Pamantul, si ca se invarteste in jurul Soarelui, a carui lumina o reflecta.

Cel care denumeste instrumentul cu termenul “telescop”este printul Frederick Sesi, la o receptie la care era prezent si Galileo Galilei, pentru a demonstra cateva dintre utilizarile instrumentelor sale, in anul 1611. Tot in 1611, cercetatorul Johannes Kepler schimba lentila concava din interiorul telescopului cu una convexa, permitand un camp vizual mult mai mare si facand posibila si o proiectie a imaginii pe un perete de mari dimensiuni. Chiar daca imaginile formate erau inversate, Kepler a demonstrat cum o a treia lentila poate face ca imaginea sa revina la normal. Pentru aplicatiile terestre si pentru cele militare, cele mai folosite au fost, totusi, instrumentele fabricate de catre Galileo Galilei.

In anul 1637, Rene Descartes, filozof si matematician francez, este cel care demonstreaza ca o lentila sferica nu poate produce puncte disparate de lumina, motiv pentru care, in studiile sale, arata ca diferite combinatii de lentile eliptice si hiperbolice vor produce o lumina si o imagine mult mai clare. In anul 1673,  Johannus Hevelius ajunge la concluzia ca, daca telescopul este mai lung, cu atat mai apropiate vor fi punctele colorate in centrul de focalizare, si construieste un dispozitiv cu o lungime de aproximativ 60 de metri, care reda, intr-adevar, o imagine mult mai clara. Singura problema era legata de alinierea lentilelor, din cauza suportului care nu putea fi facut suficient de rigid.

In anul 1675, cercetatorul Christian Huygens sugereaza indepartarea structurii care avea rol de suport si montarea lentilei-obiectiv in varf. Acest instrument a fost numit telescop aerian, pentru ca era pozitionat in aer liber.

Cativa ani mai devreme, savantul britanic Robert Hooke, un extraordinar astronom si fizician, demonstrase cum se poate scurta tubul, prin folosirea a trei sau patru oglinzi perfect plate, care aveau capacitatea de a reflecta imaginea inainte si inapoi, in interiorul tubului. In anul 1636, Marin Mersenne (Abatele Mersenne) ajunsese la concluzia ca ar trebui folosite doua oglinzi parabolice, in locul lentilelor, dar nu reuseste sa construiasca dispozitivul imaginat, fiind convins de Descartes ca nu va functiona niciodata.

In 1668, celebrul savant englez Isaac Newton (care a revolutionat, prin descoperirile sale, domeniul opticii, dar si pe cel al matematicii) produce primul telescop care folosea o oglinda concava, sferica, avand un diamteru de doi inch, o alta oglinda, in unghi, si o lentila convexa. Dispozitivul tip reflector inventat de Newton a fost cel care a deschis drumul multor alte dispozitive cu rol de marire, care altfel, numai cu lentile, nu ar fi mers niciodata. Din nefericire pentru acea perioada, dispozitivul bazat pe oglinzi nu avea o calitate a imaginii prea buna.

In 1729, cercetatorul Chester Moor Hall (de profesie, jurist) dezvolta lentila acromatica, alcatuita din doua bucati de sticla, cu doi indici de refractie diferiti, care, prin combinare, duceau la formarea unei lentile care avea tendinta de a focaliza majoritatea culorilor dintr-un punct aflat in apropiere. Rezultatul era o imagine mult mai clara, cu un halou violet, in jurul obiectelor deschise la culoare.

In anul 1730, este inventata prima oglinda parabolica, eliptica si fara distorsiuni, ideala pentru integrarea in telescoapele reflectorizante, produse de catre fabricantul scotian de instrumente optice, James Short. Pana in 1930, aceste dispozitive cu oglinzi erau invelite in aluminiu, care, mai departe, era si el invelit intr-un alt material. Short era preocupat, in perioada respectiva, si de urmarirea tranzitului planetei Venus, in acest scop instrumentele sale calatorind pe vasul Endeavour, impreuna cu celebrul capitan, explorator, cartograf, James Cook, pentru observarea acestui fenomen (tranzitul lui Venus), pe data de 6 iunie 1761.

Lentilele acromatice fusesera, intr-o oarecare masura, imbunatatite, de catre John Dolland, prin plasarea unei lentile din silex, intre cele doua lentile convexe. Acest triplet foloseste diferenta naturala dintre indicele de refractie al celor doua tipuri de sticla, pentru a elimina aberatia cromatica aproape complet. Dupa unii istorici ai inventicii, tripletul mentionat anterior a fost introdus de catre Peter Dolland, fiul lui John Dolland (John si Peter – tata si fiu, ingineri de profesie, specializati in domeniul opticii), in anul 1765, foarte multe dintre telescoapele din acea perioada fiind construite de catre acesta.

In anul 1789, Sir William Herschel – ramas in istoria cercetarii stiintifice prin descoperirea planetei Uranus, la 13 martie 1781 – construieste un dispozitiv lung de 12 metri, prevazut cu oglinzi, cu un diametru de 1.5 metri. Se pare ca aceste aparate de tip reflector devin din nou populare, in zilele noastre, pentru ca pot fi construite cu ajutorul oglinzilor uriase, capabile sa capteze de sute sau chiar mii de ori mai multa lumina decat un refractor.

In anul 1893, Dennis Taylor concepe si patenteaza designul triplet pentru telescoape, revolutionar la vremea aceea, faimos in prezent, pentru ca avea capacitatea de a elimina distorsiunea optica din jurul marginii externe a lentilei. Tripletul Cooke este o imbunatatire semnificativa a tripletului lui Dolland.

Abia la finalul secolului al XIX-lea, cercetatorii din domeniul opticii au reusit sa focalizeze albastrul violet alaturi de rosu si verde. Tripletii actuali reusesc sa focuseze perfect imaginea si sa elimine orice fel de aberatie cromatica, atat pentru ochiul uman, cat si pentru film.

In prezent, progresul tehnologic fara precedent a dus la construirea unor telescoape ultraperformante: telescopul Keck, de pe Muntele Mauna Kea, din Hawai, situat la o altitudine de 4145 de metri (cel mai mare telescop in infrarosu, din lume), telescoapele ESO (European Southern Observatory), unul plasat in desertul Atacama, din nordul statului Chile, la o altitudine de 2635 de metri, altul la 5104 metri, in aceeasi regiune etc. Povestea cea mai spectaculoasa este, insa, cea a telescopului spatial Hubble.