ما هي آلية عمل التلسكوب؟

ركزت التلسكوبات المبكرة الضوء باستخدام قطع من الزجاج المنحني الشفاف تسمى العدسات؛ إلا أن معظم التلسكوبات في الوقت الحاضر تستخدم مرايا منحنية لتجميع الضوء من سماء الليل؛ كما يركز شكل المرآة أو العدسة في التلسكوب الضوء، ويكون هذا الضوء هو ما نراه عندما ننظر إلى التلسكوب.^[١]

آلية عمل التلسكوب

فيما يلي توضيح لطريقة عمل التلسكوب:^[١]

• تعمل معظم التلسكوبات وجميع التلسكوبات الكبيرة باستخدام المرايا المنحنية لتجميع الضوء من سماء الليل وتركيزه.
• ركزت التلسكوبات الأولى الضوء باستخدام قطع من الزجاج المنحني الشفاف تسمى العدسات؛ أما في الوقت فتستخدم المرايا، لأن المرايا أخف وزنًا، وهي أسهل من صنعها على نحو سلس تمامًا.
• تسمى المرايا أو العدسات الموجودة في التلسكوب "البصريات"؛ إذ يمكن للتلسكوبات القوية حقًا رؤية الأشياء الخافتة والأشياء البعيدة؛ وللقيام بذلك، يجب أن تكون البصريات -سواء كانت مرايا أو عدسات- كبيرة.
• كلما كبرت المرايا أو العدسات، زاد الضوء الذي يمكن أن يجمعه التلسكوب؛ ثم يتركز الضوء على شكل البصريات؛ هذا الضوء هو ما نراه عندما ننظر إلى التلسكوب.
• يجب أن تكون بصريات التلسكوب مثالية تقريبًا؛ هذا يعني أن المرايا والعدسات يجب أن تكون بالشكل الصحيح لتركيز الضوء، كما يجب ألا تتواجد أي بقع أو خدوش؛ فإذا تواجدت هذه الأمور، فإن الصورة تصبح مشوشة أو ضبابية وتصعب رؤيتها.

أنواع التلسكوبات

فيما يلي بعض أنواع التلسكوبات:^[٢][٣]

• تلسكوب نيوتن العاكس: في عام 1667م، ابتكر إسحاق نيوتن نوعًا جديدًا من التلسكوب يعتمد على الخصائص الانعكاسية للسطح المنحني؛ إذ تسقط أشعة الضوء الموازية من مصدر بعيد على المرآة الموجودة في قاعدة الجهاز، ونظرًا لأن سطح المرآة منحني، فإن الأشعة تتقارب نحو البؤرة؛ وقبل الوصول إلى النقطة المحورية، يتم اعتراض الأشعة بواسطة مرآة صغيرة مسطحة تحول الأشعة المتقاربة إلى عينية خارج التلسكوب؛ من أجل إحضار الأشعة إلى التركيز المناسب في التلسكوب العاكس، يجب أن تكون المرآة الرئيسية على شكل مكافئ، وهو عبارة عن سطح ناتج عن تدوير القطع المكافئ حول محوره، يكون السطح الكروي مناسبًا إذا كانت المرآة صغيرة نسبيًا، وليست مصممة للعمل بدقة أكبر.
• التلسكوب السوفيتي: يبلغ طوله 6 أمتار، وهو أكبر أداة ذات مرآة واحدة تم اختراعها على الإطلاق، ويستخدم بكثرة من قبل علماء الفلك السوفييت "الروس"، لا سيما في جبال القوقاز، وتكون هذه التلسكوبات مجهزة للعمل الفوتوغرافي، ويتم استخدام عدد من المخططات المختلفة، بالإضافة إلى عاكس المرآة النيوتونية، لتوجيه الحزمة المركزة إلى مواضع مختلفة للملاحظات البصرية أو الفوتوغرافية.
• التلسكوب الكاسر: المنكسرات هي نوع من التلسكوبات المبنية بعدسات تنكسر الضوء، وترسله على طول مسار بؤري داخل أنبوب التلسكوب؛ إذ تلتقط العدسة الضوء عند النقطة المحورية، لتخلق الصورة التي تراها داخلها.
• التلسكوبات اللونية: يجمع التلسكوب المنكسر الضوء عند كل طول موجي، ولكن ليس كل الأطوال الموجية لها نفس الطول البؤري داخل أنبوب التلسكوب؛ فيخلق هذا النوع من التلسكوب انحرافًا لونيًا، وهو نوع من الضبابية حول الجزء الخارجي من الشيء الذي نشاهده، بينما تنتشر موجات الضوء باتجاه الحواف، كما يستخدم التلسكوب اللوني عدسة خاصة مصنوعة من خلال الجمع بين زجاج الصوان وزجاج التاج لتحقيق تشتت مختلف للضوء، وتصحيح هذه الانحرافات.
• التلسكوبات أحادية اللون: يشبه التلسكوب اللوني تقريبًا، إذ يستخدم النوع أحادي اللون من التلسكوب عدسة خاصة لتصحيح الانحراف اللوني، وتختلف العدسة أحادية اللون في أنها تشتت ثلاثة أطوال موجية في المرة الواحدة بدلاً من اثنين، بينما يحتوي أحادي اللون على نفس زجاج العدسة اللونية، كما تحتوي عادةً أيضًا على سائل بين العدسات لإحداث المزيد من التشتت.

أهمية التلسكوب

فيما يلي مجموعة من النقاط حول أهمية التلسكوب:^[٤]

• ساهمت التلسكوبات على مساعدتنا في رؤية الكون بشكل أفضل؛ إذ أظهرت التلسكوبات المبكرة أن الأرض لم تكن مركز الكون، كما كان يعتقد سابقًا.
• أظهرت التلسكوبات الجبال والحفر على القمر، كما كشفت التلسكوبات اللاحقة عن الجغرافيا والطقس على الكواكب في نظامنا الشمسي.
• كشفت التلسكوبات عن كواكب وكويكبات جديدة.
• ساعدت التلسكوبات في إجراء أول قياس صحيح لسرعة الضوء.
• ساعدت التلسكوبات على فهم الجاذبية والقوانين الأساسية الأخرى للعالم المادي.
• ساعدت التلسكوبات على فهم الضوء الذي يشع من الشمس والنجوم الأخرى.

معلومات أخرى حول اختراع التلسكوب

فيما يلي بعض المعلومات عن تطوير التلسكوب عبر الزمن:^[٥]

• منذ أن تم اختراعه وتدوينه، تطور التلسكوب كأداة علمية رئيسية غيرت تصورنا للعالم والكون من حولنا؛ ففي علم الفلك، على وجه الخصوص، كان للتلسكوب تأثير هائل، بالإضافة إلى اكتشافات جاليليو جاليلي الذي بدأ عمله في تغيير فهمنا للكون.
• استمر العمل الذي بدأه جاليليو من قبل المراصد مثل المرصد الملكي في غرينيتش في القرون التي تلت ذلك.
• وجدت التلسكوبات بشكل طبيعي منزلاً في المراصد في جميع أنحاء العالم، على الرغم من أن معظم التلسكوبات صُنعت للاستخدام اليومي في البحر وعلى اليابسة.