Os homens têm estudado o
firmamento por milhares de anos, sobretudo Pitágoras na antiguidade que cunhou
o termo cosmos, ou seja, querendo se referir ao firmamento, as estrelas. Alguns
serviam-se das estrelas para navegar ou para predizer o futuro, enquanto outros
estão motivados por uma curiosidade essencialmente científica. Porém, devido à
falta de instrumentos de observação adequados, o progresso nas áreas da
astronomia e cosmologia era muito lento. No século IV antes de Cristo, o filósofo Aristóteles expôs sua teoria do universo, segundo o qual a Terra
achava-se fixa no centro, e no resto do espaço existiam esferas transparentes e
móveis, nas quais estavam fixos os planetas estrelas.
Atrás deste conjunto havia
outra esfera, cujo movimento era controlado diretamente por Deus. Devido à
falta de provas que a refutasse, esta teoria foi aceita até princípios do
século XVII. O advento do telescópio, entretanto, representou papel importante
na destruição desta teoria.
Apesar de Tucho Brahe (1546-1601) haver seguido o movimento de alguns planetas com instrumentos
aperfeiçoados, suas observações estavam limitadas, por não existir, naquela
época, um instrumento de ampliação adequada. As leis de Kepler sobre o
movimento dos planetas basearam-se nas observações de Brahe e, depois da
descoberta do telescópio, verificou-se que o movimento dos outros planetas
estava de acordo com as mesmas.
Há dúvidas sobre quem realmente inventou o
telescópio. O italiano Giambattista Della Porta menciona em seu livro,
publicado em 1589, um instrumento que faz os objetos distantes maiores e mais
claros, por meio de uma série de lentes convenientemente dispostas. Porém não
há mais qualquer outro depoimento de alguém que, pelo menos, tenha visto o
instrumento. Parece provável que a ideia de fazer um telescópio foi construído
em 1608, na Holanda, por Hans Lippershey que era fabricante de óculos em
Middleburg.
A lenda conta que, um dia,
umas crianças estavam em sua oficina jogando com lentes. Uma delas apercebeu-se
que, quando colocava duas lentes determinadas em certa posição. O cata-vento de
uma igreja próxima, aparecia maior.
Lippershey colocou as lentes em tubo e vendeu o invento às autoridades holandesas. A ideia difundiu-se tão rapidamente pela Europa que, em 1609, já se fabricavam telescópios em muitas cidades. Galileu Galilei ouviu falar do invento holandês e fabricou ele mesmo um telescópio, onde colocou uma lente convexa e outra côncava, fixando-as em um tubo de chumbo, de tal modo que seus focos principais coincidiam atrás da lente côncava. Esta disposição das lentes recebe o nome de telescópio de Galileu, e dá imagem ampliada e direta.
Galileu construiu
telescópios cada vez mais potentes. Com um deles (que aumentava 20 vezes os
objetos) observou montanhas na Lua, e foi o primeiro homem que viu um halo ao
redor de Júpiter. Em 1610, poliu cuidadosamente algumas lentes para um
telescópio ainda mais potente, de uns 30 aumentos, e pode observar com ele
quatro satélites, então desconhecidos, de Júpiter, revelando também que a Via
Látea compunha-se milhares de milhares de estrelas. As ideias antigas são
difíceis de erradicar, e muitas pessoas que aferravam ainda às ideias de
Aristóteles negaram-se a acreditar nas descobertas e a olhar pelo telescópio de
Galileu que, até sua morte, foi vigiado pela Inquisição, interessada em
demonstrar a heterodoxia de duas afirmações.
Galileu olhava principalmente, aas propriedades ópticas de seu telescópio, não se preocupando muito com a montagem. Scheiner projetou um instrumento chamando helioscópio, que construiu para si próprio, usando montagem aperfeiçoada. Colocou a estrutura do telescópio no extremo de um eixo polar e, na parte inferior, colocou um limbo graduado com as divisões das 24 horas.
O telescópio era colocado apontando para o Sol e, depois por rotação do eixo polar, seguia automaticamente sua marcha. De fato foi o primeiro telescópio equatorial.
O telescópio de Galileu
tinha dois graves defeitos ópticos, as aberrações cromáticas e esférica. A aberração
cromática é produzida pela decomposição da luz causada pela lente, dando lugar
a que a imagem seja pouco nítida e tenha os bordos coloridos. As partes
externas da lente desviam a luz de modo mais acentuado que o centro, e esta
aberração esférica faz também que a imagem seja imprecisa, a não ser que se use
somente o centro da lente. Isto, porém, faz com que o campo da visão e a luz
que entra no telescópio sejam reduzidos.
Depois descobriu-se que,
fazendo as lentes dos telescópios com distâncias focais muito grandes, em
relação com o tamanho da abertura, reduziam estes defeitos e, consequentemente,
os telescópios cresceram até alcançar tamanhos impossíveis de manejar.
Hevelius, em meados do
século XVII, em Danzig, construiu um telescópio de 45 metros. As lentes estavam
montadas numa estrutura de madeira, e o aparelho era de difícil manejo,
necessitando numerosos ajudantes para elevá-lo e abaixá-lo. Por outro lado, o
menor sopro fazia-o vibrar e tremer. Em 1679, um incêndio destruiu o observatório
aperfeiçoado que estava sendo construído para abrigar seus telescópios grandes.
Por esta ocasião, Christian
Huygens, físico holandês, começou a fabricar telescópios gigantes manejáveis
por uma só pessoa. Eliminou o tubo de madeira e montou a objetiva sobre um
balancim com cremalheira.
Puxando uma corda, podia
subir ou elevar a lente. A ocular estava colocada a certa distância, não
possuindo uma única lente, pois Huygens verificou que a combinação de duas
lentes dava imagem mais nítida, acaba de inventar o par acromático, combinação de lentes que elimina a aberração
cromática.
Deu continuidade à
fabricação de telescópios cada vez maiores. Evidentemente fazia falta um
telescópio mais potente, porém, menor. Em 1663, James Gregory sugeriu que podia
obter-se isto usando um sistema de espelhos, em lugar de lentes, porém, apesar
da ideia ser boa, não foi possível construir um sistema de espelhos adequado. Foi
Isaac Newton, em 1668, o primeiro a construir um telescópio de reflexão eficaz. Os espelhos têm a vantagem sobre as
lentes de evitar totalmente a aberração cromática, já que não há decomposição
de luz na decomposição.
Porém os espelhos
primitivos não eram muito bons. Eram feitos de bronze, e necessitavam de
polimento contínuo. Somente dois séculos mais tarde, Foucault fabricou os
primeiros espelhos de vidro prateado.
Trabalhando na mesma linha do
telescópio de Gregory, o francês Cossegrain conseguiu um modelo muito
aperfeiçoado. Seu telescópio era mais curto que o de Gregory, da mesma
potência, e combinação de espelhos produzia menor aberração esférica. Os modelos
de Gregory, Cossegrain e Isaac Newton eram, bons, porém durante muitos anos, a
qualidade dos espelhos não foi satisfatória apesar do cuidado com que eram
fabricados.
Durante muito tempo, o
telescópio de reflexão foi o mais difundido, enquanto os de refração, como o de
Galileu, ficaram quase esquecidos. Seu ressurgimento começou em 1729, quando
Chester Moor Hall produziu um conjunto acromático composto por um alente
côncava e outra convexa unidas, cada uma de espécie de vidro diferente. A partir
daquele momento, empregou-se muito tempo, energia e dinheiro em produzir peças
volumosas de vidro sem defeitos, apropriados para o fabrico de lentes.
Até meados do século XIX, a
maioria dos telescópios eram de refração. Muitos deles estavam dotados de
mecanismo de relojoaria, que lhe permitia seguir automaticamente a marcha dos
objetos no firmamento.
Quase todos os telescópios
modernos são refletores. Tornaram-se populares quando Foucault, em 1856,
fabricou espelhos astronômicos, depositando fina camada de prata sobre a
superfície vítrea. O método que usou é quase o mesmo aplicado atualmente. Primeiro,
limpava-se a superfície de tal modo que, quando submergida na água ficasse
uniformemente úmida, sem que a água se aglomerasse em “bolhas”. Na superfície
limpa era colocada uma solução de nitrato de prata, especialmente preparada para
ser reduzida a prata metálica. Em seguida, submergia-se o vidro, coberto por
uma fina camada da solução, em xarope de açúcar, para reduzir o nitrato assim
começou a fabricação dos grandes espelhos.
Descobriu-se, mais tarde,
que o alumínio é melhor refletor da luz que a prata. Em 1934, conseguiu-se com
êxito o primeiro banho de alumínio numa peça de vidro. Este espelho refletia 50%
mais de luz do que a prata. Havia outro fator, portanto, a favor dos
telescópios de reflexão. O maior espelho existente, o do telescópio Hale, em Monte Palomar, tem um diâmetro de 5 metros, estando coberto de alumínio.
Diferentes de seus
antecessores, alguns dos telescópios mais modernos, ao contrário, não se
baseiam na luz. Ao mesmo tempo que emitem luz, muitos corpos celestes enviam ao
espaço ondas de rádio. Alguns lançam ondas de rádio somente, e não podem ser
percebidos pelos telescópios ópticos. Isto foi descoberto em 1931, ao iniciar-se
a radioastronomia. A partir de
então, têm sido construídos radiotelescópios
para captar ondas de rádio e produzir radio
imagens, em lugar de imagens visuais.
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