Как удалось построить гигантский телескоп Левиафан Парсонстауна в XIX веке

Приблизительно 200 лет назад среди астрономов возник спор. Их коллега Шарль Мессье не поленился составить список из ста с лишним объектов, которые выглядели нечеткими в его телескопе. Что получилось в результате? Лучший на тот момент времени каталог туманностей.

Ученые принялись возбужденно обсуждать предельно простой вопрос: «Что это вообще такое? Скопления тысяч звезд, которые невозможно рассмотреть по отдельности или облака газа?». Единственный способ поставить точку в дискуссии был очевиден — построить очень большой телескоп и разглядеть объекты получше. И таковой появился — «Левиафан Парсонстауна». Это был настоящий гигант, напоминавший со стороны крепость.

1.

Как удалось построить гигантский телескоп Левиафан Парсонстауна в XIX веке
Парсонстаунский Левиафан. Источник изображения: Королевские музеи Гринвича.

Телескоп был возведен на территории замка Бирр в Ирландии, по месту жительства Уильяма Парсонса. По образованию этот человек был математиком, но почти всю жизнь занимался политикой. Бросив это занятие в тридцатых годах XIX века, он вернулся в родовое поместье, где посвятил себя постройке средств наблюдения за космическим пространством.

В 1841-м году Парсонс унаследовал от отца титул графа Росса, а вместе с ним приличное состояние. Это позволило замахнуться на строительство невиданного телескопа, который помог бы разрешить спор о природе туманностей Мессье. Другое дело, что реализовать задуманное было невероятно трудно.

В ту эпоху диаметр зеркала самого крупного телескопа составлял всего 1,2 метра. Парсонс же намеревался увеличить этот параметр сразу на 60 см — это позволило бы улавливать в два раза больше света. В наше время эти элементы конструкции изготовляются из стекла, покрытого с одной стороны тонким слоем алюминия, но в 19 веке для этой цели использовался бронзовый сплав. У него была отличная отражающая способность, и он хорошо поддавался обработке. Однако чтобы сделать зеркало задуманного диаметра, нужно было расплавить 4 тонны металла, а затем охладить полученную заготовку. Второй процесс, в зависимости от различных условий, занимал от нескольких недель до четырех месяцев.

2.

Как удалось построить гигантский телескоп Левиафан Парсонстауна в XIX веке
Парсонстаунский Левиафан

Чтобы зеркало нужным образом фокусировало свет, ему требовалось придать форму идеальной параболической кривой. Традиционно это делалось вручную, но Парсонс, вдохновленный достижениями Промышленной революции, привлек к работе паровую машину, которая раскручивала заготовку под железным шлифовальным инструментом.

Даже с этой инновацией полировка огромного зеркала заняла два месяца и потребовала пяти попыток. После чего все началось заново, так как телескопу нужны были две отражающие рабочие поверхности. Дело в том, что бронза быстро тускнела, и, чтобы обеспечить непрерывность наблюдений за космосом, зеркала нужно было чередовать.

Но это была лишь первая часть грандиозного проекта. Парсонсу и нанятым им инженерам пришлось строить деревянную трубу длиной 18 метров. С одного конца она крепилась к земле и перемещалась по вертикальной оси с помощью сложной системы шкивов, весившей ни много ни мало 150 тонн. По бокам громоздкую конструкцию пришлось поддерживать двумя толстыми каменными стенами. Не удивительно, что этот монстр стал именоваться «Левиафаном».

Прочная внешняя «оболочка» превосходно справлялась со своей прямой задачей, но она же являлась самым серьезным конструктивным недостатком телескопа. Труба двигалась вверх и вниз практически под любым углом, однако стены мешали ей поворачиваться влево или вправо. Чтобы рассмотреть нужную часть небосвода, приходилось ждать, пока в требующемся направлении повернется Земля.

Когда это все же происходило, в дело вступали пять человек обслуживающего персонала — манипулируя шкивами, они пытались удержать объект в поле зрения Левиафана, пока наша вечно вращающаяся планета не повернула ещё дальше.

Наблюдение за космосом также было не самым легким занятием. Фотография пребывала тогда в зачаточном состоянии, поэтому астрономам приходилось рассматривать все собственными глазами, стоя в небольшой клетке на верхнем конце трубы телескопа. Результаты наблюдений зарисовывались на бумагу — эту работу немного облегчал специально установленный мольберт.

3.

Как удалось построить гигантский телескоп Левиафан Парсонстауна в XIX веке
Рисунок галактики М51, сделанный Ульмом Парсонсом в 1845 году на основе наблюдений с помощью Левиафана.

По описанию все это выглядит предельно примитивно, однако и Парсонс, и другие ученые, которым повезло поработать с гигантским телескопом, видимо, оказались весьма неплохими художниками. Их эскизы помогли ответить на мучивший всех вопрос о туманностях и произвели революцию в астрономии.

В 1845-м году, уже через месяц после начала наблюдений, Парсонс представил набросок туманности «Мессье 51»: спираль, внутри которой угадывались отдельные звезды. Ученый был убежден, что эти светила движутся вместе, как единое целое. Он оказался совершенно прав, ведь его эскиз представлял собой не что иное, как изображение другой галактики.

Со временем Парсонс, его сын и их помощники идентифицировали 57 «спиральных туманностей», из которых 48 оказались галактиками. Но этим людям удалось также окончательно доказать, что другие объекты, обнаруженные Мессье, образованы не звездами, а ярко светящимся газом. То есть, в этом случае произошло крайне редкое для науки событие, когда две группы специалистов, кардинально расходившихся во мнениях, оказались одинаково правы.

Сегодня Левиафан является музейным экспонатом. Время его активной службы во благо науки давно закончилось в 80-х годах XIX века. В 1917-м году в калифорнийской обсерватории Маунт-Вилсон, побив рекорд своего предшественника, ввели в эксплуатацию телескоп с зеркалом диаметром 2.5 метра. Однако инженерное творение графа Росса навсегда вписало себя в историю астрономии. «Левиафан Парсонстауна» помог разрешить фундаментальный научный спор и показал, что Вселенная намного больше и интереснее, чем казалось ранее.

Поделиться этим:

Наука и технологии 19 декабря, 2022 517 просмотров