1668年,牛顿把这个设想变成了现实,制成了世界上第一台反射式望远镜,这台轻巧的望远镜镜筒直径约有25毫米,全长约为150毫米。不久,牛顿又对望远镜进行改进,于1671年制成了第二台反射式望远镜,这台闪烁人类智慧之光的珍贵望远镜,至今仍保存完好,被英国皇家学会图书馆永久收藏。
牛顿研制的望远镜是用一个反射镜代替物镜,消除色差之后,推动了望远镜的发展。
琴师赫歇耳的重大贡献
1757年秋天,法国军队占领了德国,威廉?赫歇耳和他妹妹离开故土,漂泊流浪到英国,靠街头和酒吧卖艺维持生计,过着艰辛的生活。可是,苦中有乐,这对兄妹对天文观察有着浓厚的兴趣,为了观测星空,他们决定自己动手研制大口径的反射望远镜。
望远镜的物镜是一块采用青铜材料的反射镜,为了提高望远镜的取光作用和分辨能力,他们用手工将这块青铜磨成高精度的抛物形镜面;目镜是一块透镜,由玻璃琢磨制成。兄妹俩经过数年的努力,终于制成了两台当时世界上最大的天文望远镜,其中一台望远镜口径为1.2米,焦距长达12米。
1781年春的一个晴朗的夜晚,兄妹俩来到望远镜旁观察天象。当镜筒对准双子星座,此时有一颗不寻常的六等小星进入他们的视线,引起了赫歇耳的注意。对星空非常熟悉的赫歇耳立即判断它是一颗未知的新星,经过连续半个月的跟踪观察,终于确定它是太阳系的一颗新行星——天王星,这一天是3月13日。为了嘉奖威廉?赫歇耳发现天王星,英皇乔治三世御封他为英国皇家天文学家。
在天文望远镜的发展进程中,赫歇耳的功绩是首创了抛物形镜面,依据它的原理,为后来获得广泛使用的折反射式天文望远镜制造奠定了基础。同时,赫歇耳开了制造大口径反射式望远镜的先河,从那以后,科学家为了观测到更多的星体,又制造出了口径更大的反射式望远镜。1845年,英国天文学家罗斯造出了口径为1.84米的反射式望远镜。
历史总在不断地前进,1913年,美国威尔逊天文台装备的反射式望远镜口径增大到2.54米。由于望远镜口径的增大,致使人们对宇宙的观测和研究也逐步深入起来。美国在1948年制造出了口径达5.08米的反射式望远镜,它那镀银的抛物面玻璃反射镜竟重达14.5吨,这台望远镜被定置在帕洛马山天文台;1975年,苏联制造出了一台口径达6米的反射式望远镜,这台巨型望远镜仅转动部分就重达800吨,是目前世界上最大的反射式望远镜。
沿着科学发展的现代望远镜
1930年,德国光学家施密特发明了折反射式天文望远镜,这台望远镜装有设计十分奇特的改正透镜,其前面是平的,后面则是一个中间凸两边凹的曲面,它可消除几种主要象差,以获得相对大的口径及大的视场,用来拍摄天空广大区域。
现代望远镜的研制仍在继续,美国工程师雷伯是无线电爱好者,1937年,他在芝加哥郊区的寓所后院,安装了一台直径为9.45米的抛物面反射器,以其代替透镜;1938年初,雷伯开始用它进行观测,并接收来自太阳和其他天体的射电波,世界上第一台射电望远镜研制成功。
第二次世界大战后,随着科学技术水平的日趋提高,射电望远镜极大地扩展了人们的视野。巨碗似的天线能收集来自宇宙深处的微弱电波,当电波由天线传入接收机后,接收机屏幕则将波形放大,并自动记录供天文学家进行研究分析,由此揭开了一个又一个的宇宙之谜。20世纪60年代,天文学家发现的星际有机分子、类星体、脉冲星以及微波背景辐射等,都是射电望远镜创建的功绩。
为了揭开宇宙深处的奥秘,望远镜再创辉煌。美国在1962年策划了“空间望远镜”的研制。1990年4月25日,航天飞机“发现号”将一台名为“哈勃”的空间光学望远镜发射进入太空轨道。这台空间望远镜由光学望远镜、科学仪器舱及保障系统三大部分组成,其外形呈圆柱形,长为13.3米,直径为4.3米,总重量达12.5吨,先进的航天技术可确保“哈勃”空间望远镜在太空中飞行15年。
空间望远镜避免了大气对天文观测的干扰,可以看到地面望远镜7倍的深空、弱50倍恒星及扩展350倍宇宙空间,其灵敏度和分辨率比地面望远镜强10倍,可为天文学家发现地面无法观测到的天体现象和搜寻宇宙中出现的任何蛛丝马迹。
随着当代科学技术的飞速发展,我国古代的“千里眼”传说已不再是美妙的幻想,现代天文望远镜已将神话变成现实。