Kính viễn vọng là một công cụ được các nhà thiên văn học sử dụng để quan sát các vật thể ở xa.

Hầu hết các kính viễn vọng hiện đại, đặc biệt là những loại lớn, sử dụng gương cong để thu thập và tập trung ánh sáng từ bầu trời đêm.

Sự phát triển của quang học trong kính viễn vọng

Thời kỳ đầu: Thấu kính

Những kính viễn vọng đầu tiên sử dụng thấu kính, là các mảnh kính cong và trong suốt, để tập trung ánh sáng.

Tại sao ngày nay người ta sử dụng gương

Gương được ưa chuộng hơn thấu kính vì chúng nhẹ hơn và dễ chế tạo bề mặt hoàn hảo hơn. Điều này khiến chúng trở nên lý tưởng cho việc tạo ra các kính viễn vọng mạnh mẽ có khả năng quan sát những vật thể rất mờ hoặc rất xa.

Tầm quan trọng của quang học

Thấu kính hoặc gương trong kính viễn vọng được gọi là "quang học". Để thu thập được nhiều ánh sáng và tạo ra hình ảnh rõ nét, quang học cần phải lớn và gần như hoàn hảo. Những khuyết điểm như vết trầy xước hoặc đốm bẩn có thể làm méo hoặc mờ hình ảnh, gây khó khăn trong việc quan sát các vật thể thiên văn.

Thấu kính trong kính viễn vọng

Kính viễn vọng khúc xạ

Kính viễn vọng sử dụng thấu kính được gọi là kính viễn vọng khúc xạ. Thấu kính bẻ cong ánh sáng khi nó đi qua, giúp các vật thể ở xa trông như gần hơn.

Thách thức khi sử dụng thấu kính

Để quan sát các vật thể ở xa, kính viễn vọng cần thấu kính lớn và dày. Tuy nhiên, thấu kính dày lại nặng và có thể chặn một phần ánh sáng. Thêm vào đó, bề mặt của thấu kính phải cực kỳ mịn; bất kỳ khuyết điểm nào cũng có thể làm méo hình ảnh, giống như nhìn qua một cửa sổ bẩn.

Tại sao gương tốt hơn

Kính viễn vọng sử dụng gương được gọi là kính viễn vọng phản xạ. Gương tập trung ánh sáng bằng cách phản chiếu nó trên bề mặt cong của chúng.

Ưu điểm của gương

Gương có thể rất mỏng, ngay cả khi kích thước lớn, làm cho chúng nhẹ hơn so với thấu kính.

Dễ chế tạo gương lớn và gần như hoàn hảo hơn so với thấu kính.

Gương dễ vệ sinh và đánh bóng hơn vì chúng chỉ có một mặt sử dụng.

Thách thức khi sử dụng gương

Gương cong, giống như bề mặt của một chiếc thìa, sẽ làm lật ngược hình ảnh. Vấn đề này được khắc phục bằng cách sử dụng thêm các gương khác để điều chỉnh lại hướng của hình ảnh.

Kính viễn vọng không gian và những thành tựu

Thiết kế nhẹ cho không gian

Thiết kế nhẹ của gương khiến chúng trở nên lý tưởng cho kính viễn vọng không gian, những thiết bị cần được phóng vào vũ trụ.

Những kính viễn vọng không gian nổi bật

Kính viễn vọng không gian Hubble và kính viễn vọng Spitzer đã chụp được những hình ảnh ngoạn mục về các thiên hà và tinh vân ngoài Hệ Mặt Trời.

Kính viễn vọng James Webb, được phóng vào tháng 12 năm 2021, là kính viễn vọng không gian lớn nhất và mạnh nhất từng được chế tạo. Nó cho phép các nhà khoa học nghiên cứu vũ trụ ở thời điểm khoảng 200 triệu năm sau Vụ Nổ Lớn (Big Bang).