望遠鏡の400年：宇宙研究への窓

最初の望遠鏡は屈折望遠鏡として知られ、17 世紀初頭にオランダの眼鏡職人によって作られました。望遠鏡には 2 組のレンズが使用されていました。1 つは望遠鏡の端に取り付けられた凸レンズ、もう 1 つは接眼レンズ用の凹レンズです。これらの望遠鏡は主に、陸地の調査や軍事作戦に使用されました。イタリアの天文学者ガリレオ ガリレイは、このような望遠鏡を空に向けた最初の人物の 1 人でした。

ドイツの天文学者ヨハネス・ケプラーは、凸凹レンズのペアを使って、凸凹設計を改良しました。視野が広くなり、倍率も高くなったという利点がありましたが、像は上下逆さまに見えました。それでも、ケプラーの設計を実装した望遠鏡メーカーは、150 フィートの長さの望遠鏡で 100 倍の倍率を達成できました。しかし、このような長い筒は風や天候に弱く、あまり効果的ではありませんでした。

アイザック・ニュートン卿は、反射、つまり曲面鏡をベースにした代替設計を提案しました。この設計により、より多くの光を捉え、光がレンズを通過するときに発生する色収差と呼ばれるプリズム効果の歪みを回避できました。

2 世紀以上にわたり、鏡のサイズ、材質、品質は増大し続け、望遠鏡のサイズも増大しました。そして、ハッブル望遠鏡やジェイムズ・ウェッブ望遠鏡などの宇宙望遠鏡が地球の大気圏からの干渉を排除した宇宙時代が到来しました。ジェイムズ・ウェッブ望遠鏡のおかげで、私たちはこれまで以上に遠くまで宇宙を覗き見ることができ、130 億年以上前のビッグバン後に形成された最初の銀河のいくつかを観察できるようになりました。

現在、NASA はナンシー・グレース・ローマン望遠鏡やハビタブル・ワールド観測所など、複数の宇宙望遠鏡プロジェクトを進行中です。

1609年: 屈折望遠鏡

ガリレオは、オランダとデンマークの望遠鏡製作者に触発され、1609 年に独自の望遠鏡を製作しました。彼の最初の望遠鏡は 3 倍の倍率でした。その後、設計は改良され、最終的に完成した望遠鏡は物体を 30 倍まで拡大することができました。

1610年: ガリレオの『星空の報告』に描かれた月のイラスト

幸運なことに、ガリレオは天文学者としての才能だけでなく、優れた芸術家としても才能を発揮し、レンズを通して見た宇宙の物体の詳細な画像を撮影することができました。この月のスケッチでは、それまで見たことも考えたこともなかった月の山やクレーターが明らかになりました。

1672年: アイザック・ニュートン卿の反射望遠鏡

光はガラスを通過すると、色帯 (ROYGBIV) に分離されます。そのため、屈折望遠鏡では色収差が発生し、画像の品質に影響を及ぼしていました。プリズム効果を克服するために、アイザック ニュートン卿は代わりに曲面鏡を使用する反射望遠鏡を製作しました。

ローラン・カセグレン氏は 1672 年にニュートンの設計を改良し、凹面の主鏡と凸面の副鏡を使用して光を主鏡の穴から接眼レンズに反射させ、コンパクトなチューブで長い焦点距離を実現しました。

1789年: ハーシェリアン望遠鏡

ウィリアム・ハーシェル卿の望遠鏡は、大きな主鏡と、光路を遮らないように軸外に配置された接眼レンズを備えた反射設計でした。これにより、より大きな鏡と、より大きな集光力を実現できました。

ハーシェルは望遠鏡の 1 つで新しい惑星を発見し、国王ジョージ 3 世にちなんでジョージアム シダスと名付けました。この惑星は後に天王星と名付けられました。

1912 年にロンドンで王立協会と王立天文学協会によって出版された「ウィリアム・ハーシェル卿の科学論文」に掲載されたハーシェルの星雲の絵。

1900年: パリ万博の大望遠鏡

この 57 メートルの反射望遠鏡は、サッカー場の半分以上の長さで、1900 年のパリ万博のためにポール ゴーティエによって建造されました。鏡の直径は 1.25 メートルでした。

1917年: フッカー望遠鏡

ジョージ・エラリー・ヘイルが設計したウィルソン山天文台のフッカー望遠鏡は、直径 100 インチの鏡を使用し、当時世界最大の望遠鏡でした。この望遠鏡により、銀河や星雲の研究が大きく進歩しました。

エドウィン・ハッブルは 1920 年代以降にフッカー望遠鏡を使用し、宇宙は銀河系よりもはるかに大きいという理解とビッグバン理論への道を開きました。

1990年: ハッブル宇宙望遠鏡

NASA と欧州宇宙機関 (ESA) によって建造されたハッブル宇宙望遠鏡は、直径 2.4 メートルの鏡を備えた宇宙ベースの反射望遠鏡です。この望遠鏡は、大気圏上の地球軌道上で運用されます。運用開始当初、この望遠鏡は宇宙の観測において前例のない鮮明さと詳細さを提供しました。

NASAは、この望遠鏡が2020年代末まで運用され続けると予想している。

2021年: ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡

NASA、ESA、カナダ宇宙庁 (CSA) の共同プロジェクトであるジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡は、直径 6.5 メートルの分割鏡を備えた先進的な宇宙反射望遠鏡です。

赤外線スペクトルで動作し、遠くの銀河、太陽系外惑星、その他の天体現象を非常に高い感度で観測できます。

ウェッブ望遠鏡は、地球から100万マイル離れた太陽-地球間の第2ラグランジュ点（L2）付近の太陽を周回します。