Рис. 4. Каменные астрономические инструменты
18
— Чем и как изучают Вселенную —
Вопреки распространенному мифу, Галилео Галилей (1564- 1642) не изобретал телескопа. Узнав в 1609 году о том, что в Венецию попал экземпляр «голландской трубы», Галилей заинтересовался ею, и ему потребовались всего одни сутки, чтобы догадаться об ее устройстве и даже построить свой первый телескоп со всего-навсего трехкратным увеличением. Голландские же мастера Иоганн Липперсгей, Захарий Янсен и Якоб Метциус долго вели между собой спор о приоритете, пока наконец не выяснилось существование некой итальянской зрительной трубы 1590 года, по образцу которой были выполнены голландские модели. Таким образом, «следы» первого телескопа вернулись в Италию, но нельзя с полной достоверностью утверждать, что этот телескоп был первым. Оптическая схема его настолько проста, что могла быть реализована в глубокой древности, причем неоднократно и независимо. Еще древние римляне корректировали свою близорукость или дальнозоркость линзами из хрусталя или даже изумруда. Они же освоили производство довольно прозрачного стекла. Ничуть не отставал Восток, не испытавший в раннем Средневековье варваризации, отбросившей культуру Европы на столетия назад. В конце концов примитивная зрительная трубка в руках мавра из кинофильма «Робин Гуд — принц воров» может оказаться не такой уж фантастикой...
Но, как бы то ни было, Галилей первым направил зрительную трубу на небо — или, во всяком случае, оставил первые дошедшие до нас записи о телескопических наблюдениях небесных светил, что, в общем-то, сводится к тому же. Крупнейший из построенных им инструментов имел объектив диаметром 4,5 см и давал зо-кратное увеличение. Сделанные Галилеем открытия (лунные горы, спутники Юпитера, пятна на Солнце, звездная природа Млечного Пути) поразили современников, вдохновив многочисленных последователей. С этого момента астрономия, занимавшаяся прежде изучением движения небесных тел, перешла к изучению их природы. Прежние умозрительные построения стало возможно проверить наблюдениями, если не сейчас, то в будущем.
19
— Часть I —
Телескоп Галилея был построен по принципу трубки театрального бинокля — объектив из несильной положительной линзы собирал свет в фокус, перед которым в качестве окуляра была установлена короткофокусная отрицательная (рассеивающая) линза. Поле зрения такого телескопа было крайне мало, и вскоре Кеплер предложил заменить отрицательную окулярную линзу положительной, установленной за фокусом. Изображение получилось перевернутым, но астрономов это обстоятельство не смутило и не смущает до сих пор. В космосе нет ни верха, ни низа, а привычка рассматривать перевернутое изображение без чувства дискомфорта приобретается очень быстро.
Линзовые телескопы называются рефракторами. Как вам должно быть известно из курса физики для средней школы, показатель преломления стекла для световых волн разной длины различен: синие лучи преломляются сильнее красных. Для наблюдения монохроматического источника света в этом нет большой беды — проблема, однако, состоит в том, что космические источники посылают нам целый спектр всевозможных длин волн. В результате свет звезды фокусируется в радужный кружок вместо точки, а изображения протяженных объектов приобретают неприятный цветной ореол — следствие хроматической аберрации. Последняя чрезвычайно вредна для астрономических наблюдений — в частности, благодаря хроматизму своей трубы (вкупе с посредственным качеством линз) Галилей не сумел открыть кольца Сатурна, разглядев лишь какие-то «придатки» по бокам планетного диска и составив анаграмму: «Высочайшую планету тройною наблюдал».
В рефракторах, особенно однолинзовых, хроматизм неустраним в принципе. На первых порах относительно разумный выход состоял лишь в удлинении трубы. Телескоп Яна Гевелия при очень скромном однолинзовом объективе диаметром всего 150 мм имел фокусное расстояние в 49 м! Ни о какой трубе не могло идти и речи — объектив помещался на верхушке высокой мачты и поворачивался при помощи длинных веревок, а наблю
20
— Чем и как изучают Вселенную —
датель с окуляром в руках «ловил» изображение небесного тела. Как ни удивительно, при помощи таких инструментов в XVII веке были получены выдающиеся результаты.