تلسکوپ‌ها چگونه کار می‌کنند؟

تلسکوپ ابزاری است که ستاره‌شناسان برای دیدن اجرام دور از آن استفاده می‌کنند. بیشتر تلسکوپ‌ها و از جمله همه تلسکوپ‌های بزرگ با استفاده از آینه‌های خمیده برای جمع‌آوری و تمرکز نور از آسمان شب کار می‌کنند.

اول لنز، بعد آینه
اولین تلسکوپ‌ها، نور را با استفاده از قطعات شیشه‌ای منحنی و شفاف به نام لنز متمرکز می‌کردند. پس چرا امروزه از آینه استفاده می‌شود؟ زیرا آینه‌ها سبک‌تر و راحت‌تر از لنزها هستند. آینه‌ها یا عدسی‌های یک تلسکوپ «اپتیک» نامیده می‌شوند. تلسکوپ‌های واقعا قدرتمند می‌توانند اجسام بسیار کم نور و چیزهایی را ببینند که در دوردست‌ترین نقاط کهکشان هستند. برای انجام این کار، اپتیک - اعم از آینه یا لنز - باید خیلی بزرگ باشد. هرچه آینه‌ها یا عدسی‌ها بزرگ‌تر باشند، تلسکوپ می‌تواند نور بیشتری را جمع‌آوری کند. سپس نور توسط شکل اپتیک متمرکز می‌شود. این نور همان چیزی است که هنگام نگاه کردن به  تلسکوپ می‌بینیم.

لنزها
تلسکوپ ساخته شده با عدسی را تلسکوپ شکستی می‌نامند. یک عدسی، درست مانند عینک، نور عبوری از آن را خم می‌کند. در عینک، این کار باعث می‌شود تا تاری دید کمتر شود. اما در تلسکوپ، چیزهای دور را نزدیک‌تر نشان می‌دهد. افراد با بینایی ضعیف به لنزهای ضخیم در عینک خود نیاز دارند. لنزهای بزرگ و ضخیم قدرتمندتر هستند. همین امر در مورد تلسکوپ‌ها نیز صادق است. اگر می‌خواهید دوردست‌ها را ببینید، به یک لنز قدرتمند و بزرگ نیاز دارید. متأسفانه یک لنز بزرگ بسیار سنگین است. ساختن لنزهای سنگین سخت و نگه داشتن آن در جای مناسب دشوار است. همچنین، با ضخیم‌تر شدن شیشه، عبور نور بیشتر از آنها مسدود می‌شود. از آنجا که نور از لنز عبور می‌کند، سطح لنز باید بسیار صاف باشد. هرگونه نقص در لنز باعث تغییر تصویر می‌شود و مانند نگاه کردن از طریق یک پنجره کثیف است.

چرا آینه‌ها بهتر کار می‌کنند
تلسکوپی که از آینه استفاده می‌کند، تلسکوپ بازتابی نامیده می‌شود. برخلاف عدسی، آینه می‌تواند بسیار نازک باشد. آینه بزرگ‌تر نیز نباید ضخیم‌تر باشد. نور با تابش از آینه متمرکز می‌شود. بنابراین آینه فقط باید شکل منحنی مناسبی داشته باشد. ساختن یک آینه بزرگ و تقریبا کامل بسیار ساده‌تر از ساختن یک لنز بزرگ و تقریبا عالی است. همچنین از آنجا که آینه‌ها یک طرفه هستند، تمیز کردن و جلا‌دادن آنها نسبت به عدسی‌ها راحت‌تر است.
اما آینه‌ها مشکلات خاص خود را دارند. آیا تا به حال به قاشق نگاه کرده‌اید و متوجه شده‌اید که انعکاس شما وارونه است؟ آینه خمیده در تلسکوپ مانند یک قاشق است: تصویر را برعکس می‌کند. خوشبختانه راه‌حل ساده است؛ باید فقط از آینه‌های دیگر برای برگرداندن تصویر استفاده شود.
مزیت اصلی استفاده از آینه این است که سنگین نیستند. از آنجا که آینه‌ها بسیار سبک‌تر از لنزها هستند، برای پرتاب به فضا بسیار گزینه مناسب‌تری هستند. تلسکوپ‌های فضایی مانند تلسکوپ فضایی هابل، اسپیتزر و جیمز وب به ما این امکان را داده‌اند که از کهکشان‌ها و سحابی‌های‌ دور از منظومه شمسی خودمان عکس بگیریم. این تلسکوپ‌ها به دانشمندان این امکان را می‌دهند تا ببینند جهان ما حدود 200میلیون سال پس از انفجار بزرگ چگونه بوده است.


تلسکوپ‌های اولیه، نور را با استفاده از قطعات شیشه‌ای منحنی و شفاف به نام لنز متمرکز می‌کردند. با این حال، امروزه بیشتر تلسکوپ‌ها از آینه‌های منحنی برای جمع‌آوری نور از آسمان شب استفاده می‌کنند. شکل آینه یا عدسی در تلسکوپ نور را متمرکز می‌کند. این نور همان چیزی است که وقتی به تلسکوپ نگاه می‌کنیم می‌بینیم.