Кто изобрел зрительную (подзорную) трубу?

Ознакомившись по книгам с началами астрономии, читатель, весьма естественно, пожелает сам посмотреть на небесные светила. Изучение звёздного неба хотя бы и невооружённым глазом помогает уяснению прочитанного и, в сущности, всегда должно было бы сопутствовать чтению книг по астрономии. Ещё больше могут дать наблюдения с оптическими инструментами; они позволяют заметить небесные явления, труднодоступные или совсем недоступные невооружённому глазу. Убедиться, например, в видимом суточном движении всех светил можно и невооружённым глазом при условии достаточно продолжительного (не менее получаса) наблюдения положения светил. Если же посмотреть на какое-нибудь светило через неподвижно установленную астрономическую трубу, то его передвижение станет заметным уже через несколько секунд.

Довольно широко распространено мнение, что ознакомление с небесными светилами не представляет интереса без применения астрономических труб с большим увеличением, но это мнение неверно. Не следует забывать, что основоположники современней астрономии производили свои первые научные наблюдения с очень небольшими инструментами. Галилей в начале XVII столетия производил свои первые наблюдения небесных светил при помощи астрономической трубы, имевшей всего трёхкратное увеличение. Самая большая труба, которой он впоследствии пользовался, увеличивала в 33 раза. Однако с этими трубами Галилей открыл четырёх спутников Юпитера, наблюдал подробности лунной поверхности, пятна на Солнце, большее число звёзд, чем видно невооружённым глазом. Любознательность к вопросам астрономии может быть различной. Начав с первого общего знакомства с небом невооружённым глазом, астроном-любитель может перейти к наблюдению небесных светил при помощи оптических инструментов. Далее следуют наблюдения с этими инструментами, имеющие целью дать материал для выводов науки или, ещё более того, позволяющие самому сделать выводы и найти нечто новое, до того неизвестное. Знакомство с небесными явлениями доступно всякому, кто имеет хотя бы небольшой оптический инструмент. Наблюдение неба в научных целях, на первый взгляд, как будто возможно лишь для специалистов-астрономов, имеющих в своём распоряжении мощные инструменты. На самом деле такое предположение неправильно; ведь и специалисты ведут наблюдения с инструментами различной силы, и, однако, не только самые большие телескопы, но и значительно меньшие инструменты дают ценный для науки материал. Область изучения небесных явлений весьма обширна и разнообразна; имеются задачи, для решения которых необходимы гигантские телескопы. Однако целый ряд задач успешно решается и с помощью небольших инструментов. Наука, кроме того, непрерывно развивается, выдвигаются всё новые и новые задачи и нередко некоторые из них могут быть решены опять-таки при помощи малых инструментов и даже невооружённого глаза. Чтобы не быть голословными, обратимся к истории одной из важных отраслей современной астрономии к истории учения о переменных звёздах. В XVII столетии было замечено, что некоторые звёзды периодически меняют свой блеск.

Первые наблюдения этих звёзд делались невооружённым глазом. Первоначально их было известно лишь очень немного. С течением времени обнаруживалось всё большее число таких звёзд, и становилось всё более ясным, что изменение их блеска обусловлено физическими процессами, происходящими в звёздах. Число переменных звёзд, известных в настоящее время, так велико, что астрономы, располагающие мощными инструментами, могут вести специальные наблюдения лишь немногих из них, и если бы дело ограничилось только работой специалистов, то для многих переменных звёзд был бы неизвестен характер изменения блеска. Вот для такого рода наблюдений и понадобились даже и небольшие инструменты и массовые наблюдения любителей астрономии. Действительно, из 11000 переменных звёзд, известных в настоящее время, более половины доступно небольшим инструментам, в частности биноклям, и любители астрономии в этом деле оказывают неоценимую помощь астрономам-специалистам, наблюдая изменения блеска звёзд и предоставляя результаты своих наблюдений в распоряжение учёных. Эти результаты печатаются в специальных астрономических журналах, и работа эта никогда не потеряет своего значения, так как открываются всё новые переменные звёзды. Многие из переменных звёзд, уже известных по многочисленным наблюдениям, оказываются подлежащими и дальнейшим наблюдениям, так как характер изменений их блеска меняется с течением времени.

Мы остановились лишь на одном из тех многих примеров, которые можно было бы привести; этот пример показывает не только значение наблюдений с небольшими инструментами, но и значение коллективности наблюдений. Наблюдатели переменных звёзд имеются во всех странах и в каждой стране они расположены в разных местах. Если в одном месте небо пасмурно, то в другом месте, там, где небо ясно, любитель астрономии сможет вести свои наблюдения. В этом случае важна не только массовость наблюдений, но и их слаженность, коллективность в смысле общего плана и общих способов наблюдений.

В СССР организацию таких наблюдений взяли на себя астрономические общества, слившиеся во Всесоюзное астрономо-геодезическое общество (ВАГО), отделения которого находятся во многих городах СССР.

Коллектив наблюдателей при Московском отделении Общества (МОВАГО) с 1922 г. спланировал и организовал многие наблюдательные работы членов коллектива не только по наблюдению переменных звёзд, но и в других областях, например по наблюдению метеоров, солнечных пятен, комет, солнечных и лунных затмений. Почти все результаты этих наблюдений напечатаны в изданиях ВАГО и вошли в сокровищницу науки. В то же время следует отметить, что эти наблюдения сделаны со скромными средствами: либо невооружённым глазом, либо (по большей части) с биноклем и лишь сравнительно немногие с небольшими астрономическими трубами.

Во всех случаях, когда читателю понадобятся более подробные указания о наблюдениях исследовательского характера, ему следует обращаться во Всесоюзное астрономо-геодезическое общество, которое издаёт специальные инструкции для наблюдений и может дать советы во всех особых случаях.

Бинокль в руках любителя астрономии может принести пользу и при ознакомлении с небесными светилами и при их исследовании - надо только знать его свойства и возможности и на основе этих знаний выбрать объекты наблюдений для ознакомления или для исследования соответственно своим желаниям. Прежде всего надо знать свойства того инструмента, с которым предполагается вести наблюдения - знание этих свойств даст возможность даже и такого использования его, которое почему-то либо не описано в этой книге.

Бинокль представляет собой, в сущности, две соединённые зрительные трубы, поэтому мы прежде всего познакомимся с происхождением и развитием прародителей бинокля - зрительных труб, так как «во всяком деле надо знать историю его развития» (М. Горький).

Изобретение зрительной трубы

Первые зрительные трубы появились в Европе в 1608 г., в Голландии, где благодаря наличию хорошего дюнного песка было развито производство оптических стёкол для очков. Изобретение зрительной трубы приписывается Липперсгею, хотя, по многим данным, можно думать, что одновременно она была изобретена и другими. Точно узнать кто изобрел зрительную трубу так и не получилось. Труба была двойная - для смотрения сразу двумя глазами; в таком виде зрительная труба продавалась под именем «голландской трубы». «Голландские трубы» стоили недёшево, их устройство не было опубликовано, они имели ограниченное распространение и в странах, отдалённых от Голландии, об их существовании знали лишь по слухам.

В 1610 г. Галилей в своём сочинении «Звёздный Вестник» писал: «Около десяти месяцев назад дошёл до нас слух, что каким-то голландцем устроен инструмент, благодаря которому предметы, находящиеся на далёком расстоянии, кажутся как бы близ нас помещёнными».

В другом из своих произведений, вышедшем в 1623 г., Галилей, вспоминая изобретение трубы и слухи о ней, пишет: «Узнав об этом, я вернулся в Падую, где тогда проживал, и начал размышлять над этой задачей. В первую же ночь после моего возвращения я её решил, а на следующий день изготовил инструмент». В дальнейшем повествовании Галилей рассказывает, как, зная свойства оптических стёкол, он пришёл к выводу, что труба должна состоять из двух стёкол: выпуклого и вогнутого. Первые трубы Галилея имели трёхкратное увеличение; впоследствии он строил трубы с увеличением в 33 раза. При этом стёкла были не двояковыпуклые и двояковогнутые, а одно плосковыпуклое, другое плосковогнутое, и труба была одинарная - для смотрения одним глазом.

Таким образом, Галилей совершенно самостоятельно изобрёл зрительную трубу. В то время как обыватели, купив или смастерив «голландскую трубу», забавлялись рассматриванием отдалённых предметов, один Галилей понял важность изобретения зрительной трубы для научных исследований.

Он стал рассматривать те предметы, к которым нельзя подойти, как к земным, на близкое расстояние, т. е. навёл свою трубу на небесные светила. Тем самым Галилей положил начало новым методам астрономии.

После астрономических открытий Галилея, ставших известными всему культурному миру, эти трубы стали называть также и «галилеевыми».

Так же как и Галилей, астроном Кеплер прослышал про «голландскую трубу» и в своём сочинении «Диоптрика» в 1611 г. дал не только объяснение её устройства, но и предложил новую, более совершенную конструкцию, которая получила впоследствии название «кеплеровой системы».

Галилеева труба не давала больших увеличений. Кеплерова труба состояла из двух двояковыпуклых стёкол; подбирая эти стёкла, с кеплеровой трубой можно было получить значительно большие увеличения, чем с галилеевой.

Но кеплерова труба давала перевёрнутые изображения, что, конечно, затрудняло пользование ею для наблюдения земных предметов. Для астрономических наблюдений, в которых не имеют значения «верх» и «низ», она была вполне пригодна.

В 1611 г. Шейнер наблюдал солнечные пятна с астрономическими трубами системы Галилея и системы Кеплера и мог показывать изображение Солнца на белом экране сразу нескольким лицам.

Католическая церковь пыталась посеять недоверие к сделанным с трубами астрономическим открытиям, ибо они явно противоречили библейским легендам. Были даже и такие «учёные» монахи в Италии, которые принципиально не желали смотреть на небесные светила через трубу. Поэтому применение экранных изображений для показывания Солнца нескольким лицам одновременно имело большую убедительность.

В последующее время трубы кеплеровой системы совершенствовались и постоянно применялись и в настоящее время продолжают применяться для астрономических наблюдений.

Даже и для наблюдений земных отдалённых предметов была использована та же самая кеплерова система, но для рассматривания земных предметов её приходилось дополнять одним двояковыпуклым стеклом (чтобы изображения не были перевёрнутыми). Такие земные зрительные трубы были очень длинными, состояли из многих колен и в них смотрели одним глазом. До настоящего времени их продолжают выделывать в некоторых странах.

Однако галилеева (голландская) труба, сослужив большую службу астрономии, не перестала существовать. Оптики, ввиду того, что эта труба даёт прямое изображение, стали изготовлять двойные трубы галилеевской системы с небольшими увеличениями. Это - современный театральный бинокль.

Галилеевы трубы не давали большого увеличения, но были удобны своими небольшими размерами.

Мастера и изобретатели долго старались так перестроить кеплерову трубу, чтобы она имела достоинства бинокля галилеевой системы (небольшой размер, прямые изображения) и в то же время могла давать большие увеличения. Техническая задача сводилась к тому, чтобы перевернуть обратное изображение и одновременно сделать трубу короткой. В 1850 г. Порро была придумана система призм, которая переворачивала изображение; луч, идущий внутри призм, четыре раза отражался в небольшом пространстве. Француз Буланже в 1859 г. применил эту систему для построения бинокля из двух кеплеровых труб.

Новый тип бинокля, названный «призменным», получил всеобщее признание и распространение.

До революции в России призменные бинокли не выделывались, а если и были попытки их изготовления, то большей частью неудачные. В Советском Союзе организовано изготовление призменных биноклей.

Чтобы правильно использовать бинокль для астрономических наблюдений, нужно ясно понимать его устройство. Поэтому, прежде чем рассказывать об астрономических наблюдениях, мы кратко ознакомимся с устройством кеплеровой и галилеевой труб.

Добавлено: 2010-12-02 20:33:17 Прочитано: 13255 раз