Заглянуть за горизонт: как развивались технологии наблюдения за Вселенной

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Статья | Наука и космос

Человечество всегда смотрело в небо. Сначала просто поднимало голову и гадало, что там, за чёрным куполом ночи. Древние люди видели в движении звёзд волю богов, предсказывали судьбы и строили календари. Потом научились измерять, и это стало поворотным моментом. Настоящая астрономия началась не с любопытства, а с инструментов.

Но путь от палки, воткнутой в землю, до телескопа, способного разглядеть галактики на краю Вселенной, занял тысячелетия. За это время менялись не только приборы, менялось само представление человека о том, что такое космос, можно ли его измерить и где у него границы. А вместе с этим менялась и философия: от мифов и легенд к математике, от созерцания к расчётам.

Автор: wahyu_t Источник: www.magnific.com

От палки в земле до звёздной карты

Возможно, самый первый инструмент для наблюдения за небом выглядел настолько примитивно, что в это даже трудно поверить. Обычная палка, просто воткнутая в землю. Такое приспособление называлось гномоном, и его использовали ещё в Древней Месопотамии, а позже этот метод переняли греки. Они измеряли длину тени, которую отбрасывала палка, и таким образом определяли, где находится солнце. Это был первый шаг от простого созерцания неба к его изучению.

Дальше больше. Появились солнечные и водяные часы, потом астролябии, квадранты и секстанты. Учёные Древней Греции, вроде Архимеда и Гиппарха, уже пользовались угломерными инструментами. А Клавдий Птолемей во втором веке нашей эры оставил подробные описания этих приборов в своём «Альмагесте».

Отдельно стоит сказать про астролябию. Этот инструмент по сути представлял собой металлическую карту неба, двухмерную модель небесной сферы. Придумали её ещё в Древней Греции, но настоящая популярность пришла намного позже. В девятом веке арабы поставили производство астролябий на поток, и многие из тех приборов сохранились до сих пор. Европейцы не отставали, они развили эту идею и создали градштоки, оборотные жезлы, разнообразные квадранты. Со временем астролябия стала не просто измерительным прибором, а настоящим произведением искусства, её украшали, совершенствовали, доводили до ума. И знаете, одна из таких астролябий оказалась в России в 1526 году, её привёз австрийский посол. С её помощью впервые определили широту Москвы.

Астролябия
Автор: Kalb3lawi Источник: commons.wikimedia.org

Телескоп

Настоящий переворот случился в начале XVII века. В 1608 году голландский мастер Ганс Липперсгей собрал первую зрительную трубу из линз. Галилей узнал об этой новости весной 1609 года и всего за несколько недель смастерил собственный прибор.

Увеличение было смешным по современным меркам — всего в три раза. Но этого хватило, чтобы астрономия навсегда перестала быть просто наблюдением. Галилей навёл трубу на небо и увидел то, что никто до него не видел. Кратеры на Луне, спутники Юпитера, звёзды Млечного Пути. Его книга «Звёздный вестник» произвела эффект разорвавшейся бомбы.

Конструкция телескопов быстро менялась. В 1611 году Кеплер предложил схему с двумя собирающими линзами — изображение стало ярче, поле зрения шире. Но осталась проблема: хроматическая аберрация. Свет разных цветов преломлялся по-разному, и на картинке появлялись цветные ореолы.

Ньютон подошёл к вопросу радикально. Вместо линзы — зеркало. В 1668 году он построил первый телескоп-рефлектор длиной всего пятнадцать сантиметров, но без хроматических искажений. Король остался впечатлён, и Ньютона избрали членом Королевского общества. Та зеркальная схема оказалась настолько удачной, что её используют до сих пор.

Автор: freepik Источник: www.magnific.com

Гиганты на земле и их пределы

Размеры телескопов росли с каждым десятилетием. В 1789 году Уильям Гершель построил рефлектор с метровым зеркалом. В начале XX века главенствовали линзовые телескопы-рефракторы, но к середине столетия их окончательно вытеснили зеркальные конструкции.

В 1917 году в Калифорнии запустили телескоп Хукера с зеркалом 2,5 метра. Именно с его помощью Эдвин Хаббл совершил открытия, перевернувшие астрономию. Позже появился телескоп Хейла с пятиметровым зеркалом. А в 1976 году советский БТА на Северном Кавказе стал крупнейшим в мире, целых шесть метров.

Но здесь наука упёрлась в потолок. Огромные зеркала прогибались под собственным весом. Пришлось искать новые решения: составные зеркала из сегментов, тонкие зеркала, форму которых удерживает компьютерная система. Так появились десятиметровые телескопы Кек на Гавайях и Большой Канарский телескоп.

И всё равно атмосфера оставалась главным врагом. Воздух мешал, размывал изображение, поглощал излучение. Земная атмосфера прозрачна только для двух «окон», видимого света и радиоволн. Для всего остального, ультрафиолета, рентгена, инфракрасного, нужен был выход за её пределы.

Телескоп Хукера
Автор: Eric Polk Источник: commons.wikimedia.org

Космические обсерватории и всеволновая астрономия

Выход нашёлся в космосе. Атмосфера перестала быть помехой, и астрономия стала всеволновой.

Первым большим успехом стал телескоп «Хаббл», запущенный в 1990 году. Диаметр зеркала два с половиной метра, угловое разрешение лучше десятой доли угловой секунды. Он работал больше тридцати лет и дал больше научных открытий, чем многие наземные телескопы вместе взятые, от подробных снимков далёких галактик до обнаружения спутников Плутона.

Но «Хаббл» только часть большой программы «Великие обсерватории» NASA. Четыре телескопа, каждый в своей части спектра. «Комптон» занимался гамма-излучением, «Чандра» рентгеном, «Спитцер» инфракрасным диапазоном. Вместе они закрыли все «окна», которые для наземных телескопов были заперты.

В конце 2021 года к ним присоединился «Джеймс Уэбб», телескоп, который должен был заменить «Хаббл» и заглянуть ещё дальше, в самые ранние эпохи существования Вселенной. Его главное зеркало шесть с половиной метров, собранное из восемнадцати сегментов. И он работает в инфракрасном диапазоне, чтобы видеть сквозь космическую пыль.

Хаббл
Автор: NASA Источник: commons.wikimedia.org

Итоги

Путь от палки в земле до «Уэбба» занял больше двух тысяч лет. Но самое удивительное, что принципы, заложенные ещё в древности, не устарели. Астролябия была двухмерной моделью неба. Телескоп Ньютона, зеркальная схема, которую используют до сих пор. А «Хаббл» и «Уэбб» это просто те же самые идеи, но выведенные за пределы атмосферы.

Человечество постепенно училось видеть. И каждый новый инструмент открывал не просто новые звёзды, он открывал новые вопросы. Едва мы заглядывали за один горизонт, как появлялся следующий. И, кажется, конца этому не будет.

Изображение в превью:
Автор: wahyu_t
Источник: www.magnific.com
Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)
Об авторе

E-mail: chinamerk@yandex.ru
Wechat: spirit2101
Telegram: https://t.me/Alexrew1
VKontakte: https://vk.ru/amerkulov91

2 комментария

R
Если мы не начнем вести себя рациональнее, разумнее, увеличевая наши способности достигать откровенно глупых целей, исходящих из нашего эволюционного ума с помощью. ИИ -. Это все не будет продолжаться еще долго. Все это даже уйдет вникуда с достаточно высокой вероятностью. Многие тут вообще занимаются низкоприоритетными вещами, с реальными рисками что все, чем они занимались в момент может накрытся из за амбициозного дурака наверху. Теперь и не только наверху благодаря технологии ИИ, да и вообще по энерции, это возможно самое вероятное, что с нами случиться. Не унести бы толькотмашинную цивилизацию вместе с нами, успеть бы резервануться.
a
Вы забыли про гигантские радотелескопы, которым атмосфера мешает слабее, чем оптическим инструментам.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Даст ли обещанные 200Вт? Раскладная солнечная панель с USB-C выходом. Обзор Ctolity SP200

200Вт мощности, 2м кабель с тремя разъёмами и различные USB-выходы, включая USB-C 45Вт. Предлагаю посмотреть, сможет ли раскладная солнечная панель Ctolity SP200 выдать столько, сколько...

Обзор робота-пылесоса Eufy Omni C28: умная уборка без лишних хлопот

Eufy Omni C28 от ANKER предлагает почти всё то же, что и флагманы, но стоит ощутимо дешевле. Я прогнал его по квартире с ребенком и недоделанным ремонтом (а это значит постоянное появление пыли).

Что, если гравитация не квантуется, а Вселенная постоянно дрожит: как случайные колебания пространства-времени объединяют Эйнштейна и квантовую физику

Почти сто лет теоретическая физика пытается разобрать Вселенную на цифровые пиксели. Доминирующая догма гласит: всё вокруг — от электромагнитного излучения до самой структуры...

Жара в Европе 40 градусов. Из чего строить дом, чтобы летом там жить в комфортной прохладе

В условиях жары этого года в Европе, года, температура достигает 40 градусов, можно предположить, что центр России в ближайшее времена тоже станет местом изнуряющее жарких летних сезонов. Никто от...

Как отключить ненужные службы в Windows с помощью WS Manager

Каждый геймер, кто хоть раз пытался выжать из своего компьютера ещё немного производительности, прекрасно знает, что современные версии Windows перегружены десятками фоновых процессов и служб, отъе...

Обзор Даджет KF20: компактный двухчашевый аэрогриль с синхронизацией блюд

Двухчашевые аэрогрили набирают популярность, но зачастую они либо громоздкие, либо дорогие. Даджет KF20 приятно выбивается из этого ряда: он занимает минимум места благодаря вертикальной...