Наука и техника Наука и техника - Телескоп приближает далекие миры
  15.12.2018 г.  
Главная arrow Материализм arrow Космос, бог и вечность arrow Телескоп приближает далекие миры
Главное меню
Главная
Новости
Блог
Ссылки
Контакты
Поиск
Карта сайта
Философия
Сознание
Материализм
Лингво
Эволюция
Кибернетика
Био
Эмоции
Живое
Психика
Телескоп приближает далекие миры
Рейтинг: / 1
ХудшаяЛучшая 
15.10.2010 г.

Телескоп - прибор, собирающий свет, идущий от далеких космических объектов. И чем больше площадь его объектива, тем больше собирает он света. Уже первая в мире простейшая астрономическая труба Галилея собирала света в сто сорок четыре раза больше, чем глаз человека, а крупнейший телескоп современности, установленный на горе Паломар, в США, собирает света в миллион раз больше. Это и позволяет с помощью телескопов наблюдать слабые объекты совершенно недоступные невооруженному глазу.

Простейший телескоп состоит из объектива, представляющего собой двояковыпуклую линзу, и двояковыпуклого окуляра. Телескоп такого типа носит название рефрактора.

Объектив собирает лучи, идущие от источника света, в точку, называемую фокусом, и создает действительное изображение источника излучения. Это изображение рассматривается с помощью окуляра. В тех случаях, когда проводится наблюдение протяженного объекта, например Луны или планеты, телескоп его увеличивает.

Что же касается звезд, то расстояния до них столь велики, что даже после тысячекратных увеличений они продолжают казаться точками. По этой причине ни один, даже самый мощный, телескоп видимых размеров звезд не увеличивает, зато он во много раз увеличивает их видимую яркость. В сильный телескоп можно увидеть пламя свечи, удаленной на несколько тысяч километров.

Как известно, собственные размеры звезд ничтожны по сравнению с межзвездными расстояниями. Увеличивая видимые промежутки между звездами, телескоп как бы раздвигает их и дает возможность в ряде случаев наблюдать раздельно такие звезды, которые невооруженному глазу кажутся одиночными.

Практически далеко не весь свет, улавливаемый объективом, доходит до нашего наблюдателя: некоторая его часть теряется при прохождении через оптическую систему. Подсчеты показывают, что при увеличении диаметра телескопа световые потери возрастают значительно медленнее, чем площадь объектива! Это указывает на целесообразность создания гигантских телескопов с большими объективами.

Однако линзовые системы вряд ли пригодны для такой цели. Необходимость избегать возможных искажений заставляет астрономов применять в современных рефракторах сложные объективы, составленные из нескольких стекол. А изготовление составного объектива достаточно большого диаметра представляет собой необычайно сложную задачу. Стекло должно быть совершенно однородным, а все поверхности отполированы с точностью до тысячных долей миллиметра. Кроме того, большие составные объективы поглощают слишком много света, а линзы дают значительный прогиб. Поэтому практически диаметр существующих линзовых телескопов не превышает 100 сантиметров.

Наибольшее распространение в настоящее время получили телескопы-рефлекторы, в которых роль объектива выполняет вогнутое зеркало. Для борьбы с искажениями зеркалу придают особую параболическую форму. Параболическая поверхность обладает свойством сводить все световые лучи, падающие па нее параллельно оси телескопа, в одну точку.

Зеркальные объективы дешевле линзовых, и, кроме того, им можно придавать значительно большие размеры. Первоначально зеркала для телескопов-рефлекторов были металлическими, но впоследствии их стали изготовлять из стекла, покрытого тонким слоем металла, хорошо отражающего свет.

Крупнейшим рефлектором является телескоп обсерватории Маунт-Паломар, в США. Его параболическое зеркало имеет 5 метров в поперечнике, весит 14,5 тонны и покоится на 36 опорах. Телескоп установлен в специальной башне, покрытой гигантским куполом, который имеет 42 метра в поперечнике и весит свыше тысячи тонн.

Недавно в Советском Союзе введен в строй крупнейший в Европе зеркальный 260-сантиметровый телескоп. Он установлен на Крымской астрофизической обсерватории.

Современные телескопы - это сложнейшие и точнейшие сооружения, способные давать колоссальные увеличения, тысячи и даже десятки тысяч раз. Но подобные увеличения - увы! - недостижимы... У астрономов есть могучий враг - воздушная оболочка Земли. Воздух над Землей никогда не бывает совершенно спокоен, в атмосфере постоянно происходят перемещения воздушных масс. Вспомните, как летом струится теплый воздух над нагретой поверхностью, искажая видимость различных предметов, заставляя их как бы дрожать и расплываться. Точно так же начинает расплываться изображение в телескопе, как только ученые пытаются прибегнуть к большим увеличениям. Воздушные слои различной плотности, сквозь которые проходит свет небесных тел, играют роль своеобразных линз. Колебания атмосферы вызывают как бы изменения оптических свойств таких линз, а это приводит к тому, что изображения звезд и других объектов начинают колебаться и выходят из фокуса. Чем больше увеличение, тем сильнее подобные помехи: и наконец наступает момент, когда дальнейшее увеличение только ухудшает различимость деталей.

Поднимающиеся вверх потоки теплого воздуха настолько ухудшают качество изображения, что башни телескопов в зимнее время приходится не отапливать. Здесь должна быть точно такая же температура, как и на улице. Но и это не спасает положения. И хотя современные телескопы могли бы давать увеличение в десятки тысяч раз, астрономам приходится ограничиваться 500-600-кратными увеличениями.

Наличие атмосферных помех заставляет астрономов весьма тщательно подходить к вопросу о выборе места для строительства обсерваторий и установки крупных телескопов. В связи с этим в последние годы возник даже специальный раздел астрономии - астроклиматология.

Где удается получить наилучшее изображение: в горных районах или на равнине, на берегу моря или в глубине материка, в лесу или в пустыне? Помимо этого астроклиматология должна выяснить, насколько устойчиво спокойствие атмосферы в избранном для строительства районе, сколько бывает здесь ясных дней и ночей в году и т.п.

Улучшить качество телескопических изображений помогает и современная радиоэлектроника. С ее помощью можно попытаться очистить лучи света небесных светил, поступающие в телескоп, от примесей, сообщенных им атмосферой.

С этой целью лучи, собранные объективом телескопа, превращают в электрические заряды, которые размещаются на поверхности специального изолятора. Здесь как бы создается невидимое изображение небесного тела, нарисованное электрическими зарядами. Вот это-то изображение и подвергают своеобразной ретуши. Случайные заряды, появившиеся в результате атмосферных влиянии, осторожно снимаются с помощью электронных пучков.

Очищенное таким образом изображение воспроизводится затем на телевизионном экране. Подобный способ позволяет увеличить яркость изображений звезд в десятки тысяч раз.

Телескоп помог астрономам улавливать космический свет. Но для того, чтобы расшифровать содержащуюся в световых лучах информацию, надо было знать тот код, которым природа зашифровала свои тайны. На помощь разведчикам вселенной пришла физика. Она не только создала всевозможные измерительные и другие точные приборы, но и разработала методы, которые помогли расшифровывать информацию, содержащуюся в электромагнитных излучениях.

Наиболее универсальным способом такого рода явился спектральный анализ.

Спектр - своеобразный волновой паспорт небесного светила. С его помощью можно определить химический состав источника света, его температуру, скорость движения и даже проникнуть в механизм происходящих там физических процессов.

Наряду со спектральным анализом в астрономических исследованиях получил широкое распространение еще один метод изучения света - так называемая фотометрия. Сущность его состоит в измерении количества света, приходящего к нам от различных небесных тел. Результаты подобных наблюдений имеют огромное значение для определения расстояний до звезд, а также выяснения их размеров и температур.

Большую роль играют фотометрические исследования и при наблюдении солнечных затмений. В частности, изучение общей яркости солнечной короны необходимо для определения ее массы и средней плотности. Во время затмений производятся также разнообразные фотометрические наблюдения неба, позволяющие судить о свойствах земной атмосферы.

В современной фотометрии все большую роль играют различные электрические методы исследования, все шире применяются всевозможные электронные измерительные приборы.

На протяжении 200 с лишним лет телескопические наблюдения велись с помощью глаза. Затем на смену глазу астронома-наблюдателя пришел более объективный и беспристрастный судья - фотографическая пластинка.

 

Фотографический метод быстро приобрел огромное значение в астрономических исследованиях. И не случайно, так как фотография обладает целым рядом существенных преимуществ перед наблюдениями с помощью глаза.

Если несколько художников, даже самых квалифицированных, будут писать одновременно портрет одного и того же лица, то их произведения никогда не будут совершенно одинаковыми и во всех без исключения деталях сходными с оригиналом. По этой причине и зарисовки результатов астрономических наблюдений, выполненные теми или иными астрономами, не могут считаться абсолютно достоверными. Известен целый ряд рисунков комет, туманностей и других небесных тел, которые совершенно не соответствуют действительности.

Фотографические пластинки свободны от этого недостатка: они дают точные документальные изображения изучаемых объектов. Такие изображения могут храниться многие годы, а проведенные с их помощью измерения можно повторить в любое время.

Фотографическая пластинка позволяет фиксировать различные явления и процессы, длительность которых чрезвычайно мала. При этом вся совокупность изучаемых объектов фиксируется в один и тот же момент времени.

Но, пожалуй, самым важным для астрономии свойством фотографической пластинки является ее способность «накапливать» свет. Глаз человека всегда воспринимает источник света таким, каким он виден в данный момент. Оттого, что мы будем смотреть на звезду несколько часов подряд, она не станет для нас более яркой. Иное дело - фотографическая пластинка. Благодаря тому, что светочувствительная эмульсия во время экспозиции накапливает свет, открывается возможность, применяя длительные экспозиции, получать изображения слабых звезд и других объектов, невидимых в такой же телескоп при обычных наблюдениях. Так, при фотографическом методе с помощью 5-метрового телескопа удается обнаружить звезды, в сто раз более слабые, чем можно увидеть в тот же телескоп глазом.

Фотографическая пластинка позволила заглянуть и в область невидимого света, получить изображения космических объектов в инфракрасных лучах. Это сразу открыло новые возможности, так как инфракрасные лучи хорошо проходят сквозь пыль и туман, сквозь межзвездную среду - там, где видимый свет пройти не может.

На протяжении длительного времени свет был единственным вестником далеких миров, доступным исследованию. Но луч света далеко не единственный вестник далеких миров. Космическое пространство буквально пронизано различными излучениями и потоками частиц, исследование которых могло бы значительно расширить наши знания о вселенной. Однако на пути подобных исследований опять-таки стоит воздушная оболочка Земли - атмосфера, которая поглощает львиную долю всевозможных излучений, заполняющих мировое пространство. Сквозь воздух проходят лишь видимый свет и отчасти радиоволны.

Космическое радиоизлучение несет с собой ничтожную по сравнению со световыми лучами энергию. Поэтому использовать его стало возможным лишь в последние годы, когда удалось создать достаточно чувствительные приемники радиоволн...

 

«Говорит» радиостанция

Это произошло в годы войны. Гитлеровская авиация обрушила бомбовые удары на Лондон. Первое время фашистские самолеты, неожиданно появлявшиеся со стороны пролива, чувствовали себя безнаказанными. Но вскоре англичане применили секретное оружие... Охрану побережья приняли на себя чуткие антенны радиолокаторов. Невидимыми лучами ощупывали они небо и, принимая отраженные фашистскими самолетами радиоволны, вовремя сообщали противовоздушной обороне об их приближении. Стервятники получали достойный отпор. Небо над Англией было для них закрыто.

И вдруг у фашистов нашелся союзник. В утренние часы во время воздушного нападения эфир заполнялся неизвестными радиосигналами. Они искажали показания локационных станций, путали операторов. На экранах локаторов изображения фашистских самолетов безнадежно терялись в океане помех.

Учитывая серьезность положения, английское командование отдало своим войскам приказ: во что бы то ни стало обнаружить таинственную радиостанцию и любой ценой уничтожить ее. Однако приказ удалось выполнить только наполовину. Неизвестная радиостанция была обнаружена. Но разбомбить ее оказалось выше сил человеческих, так как расположена она была на расстоянии 150 миллионов километров от Земли. Английским локационным станциям мешало своими радиопередачами...

 

Добавить комментарий

« Пред.   След. »
Техника
Техтворчество
Машины
Курьезы
История техники
Непознанное
НЛО
   
designed by sportmam