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伽利略与天文望远镜

1609年,意大利人伽利略第一次把望远镜指向星空前,人类一直是用肉眼来直接观测星空的。17世纪的一天,荷兰的眼镜商利珀希像往常一样在他的工作室里制作眼镜,这时他的3个孩子从外面跑了进来,拿起父亲磨制好的眼镜片玩了起来。利珀希担心孩子们打破镜片,忙放下手里的活,想要制止淘气的孩子们。没等利珀希开口,孩子们便兴奋地对他说:“爸爸,2块眼镜片能把远处的房子搬到眼前来。”利珀希拿过孩子手中的镜片一看,孩子们的话果真没错。他感到这是一个新奇的发现,于是又用各种镜片反复做实验,发现:只有远视镜片在前近视镜片在后才能将远处的景物搬到眼前。

利珀希的新发现引起了伽利略的极大兴趣。1609年5月,在意大利大学任教授的伽利略凭借自己扎实的光学知识和勤于动脑思考的习惯,在推导出其中的原理之后,就亲自动手研制探索太空的天文望远镜了。

伽利略最初设计使用的望远镜——世界上第一架折射式望远镜

这是当时最为精确的望远镜,它开阔了人们在太空中的眼界。

1609年,世界上第一架天文望远镜在伽利略的手中诞生了。伽利略的望远镜是一种有效直径只有4.4厘米的折射望远镜。当来自天体的光线射到镜筒前的玻璃透镜上时,被折射的光线都集中于一个点上,即焦点。该天体的像则形成于此焦点上,这个像在镜筒的另一端被称为“目镜”的透镜放大,物镜和焦点之间的距离称为“焦距”。望远镜的放大倍数是望远镜物镜的焦距与目镜的焦距之比。

伽利略

伽利略(1564~1642年),欧洲中世纪的科学巨匠,文艺复兴运动的真正精神代表。他在天文观测、实验科学等诸多领域都取得了骄人的成绩。他提出的关于物质运动的基本原理至今仍在很多科学领域被应用。

伽利略用望远镜观测到月球是一个崎岖多山的星球,不是我们肉眼所见的洁白无瑕的外形。在月球分别处于白昼和黑夜的两个半球之间的边界伽利略看到了灰斑。他认为这些灰斑是受阳光照射的山顶,由于光照,产生明暗两面,于是明暗界限成为凹凸不平的形状。通过望远镜,伽利略看到了处于低洼区域的灰色平原,伽利略不相信那里有水,但这些灰色平原还是被称为“海”。

伽利略注意到,与行星相比,恒星在望远镜里只是一个光点,而不呈现出明显的圆面,不管怎样放大,这些恒星在望远镜中仍然是一个微小的光点。出现这种现象的原因是恒星都距离我们非常遥远。

伽利略于1610年的一天夜里在观测木星时,发现有3颗小星在其淡黄色的圆面附近,其中1颗在木星右边,2颗在左边。接连观察了多日,伽利略发现木星旁边的小星星数目不定,时而3颗,时而2颗,有时4颗。经过几个星期的观测,他断定木星有4颗卫星。到目前为止,人们共发现了16颗木星卫星。人们把伽利略发现的那4颗木星卫星称为“伽利略卫星”。

用望远镜观测太空,使哥白尼的日心说成为“眼见为实”,于是伽利略公开支持哥白尼的日心说,出版了《星际使者》这本被欧洲理论界称为“火山爆发”的书来宣传自己的见解。

伽利略正在向欧洲贵族展示他的望远镜。

当时许多人对伽利略的言论持怀疑态度,更有甚者指控他是一个会施魔法的巫师。1615年,哥白尼日心说被天主教会说成是“错误和荒谬的异端邪说,是公然违背圣经的”。教会局正式警告伽利略,要他端正自己的科学观点。

面对种种压力,伽利略依然坚持自己的主张,于1632年又出版了《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》的伟大著作。第二年,伽利略被罗马教堂判处终身监禁。9年之后,伽利略不幸病逝。这一冤案直到1979年梵蒂冈教皇保罗二世上任后才予以平反。

伽利略的伟大发明不仅让人类具有了观测宇宙星空的“千里眼”,而且他坚持真理的科学精神更值得后人学习和推崇。