3 curiosità sul telescopio astronomico

3 curiosità sul telescopio astronomico

3 curiosità sul telescopio astronomico 600 300 Ottica Osiride


Una rassegna di nozioni inconsuete per prendere confidenza con lo strumento indispensabile all’osservazione dell’universo.

Un magnifico strumento per cui ciò che è lontano appare vicino e ciascuno, osservando l’orbita lunare con un occhio chiuso e l’altro attento, potrà accorciare lunghissime distanze grazie a un tubo e due lenti. L’invenzione del telescopio, sconosciuto in quest’epoca, sarà fatta da te, Galileo, un’opera che avvicina agli occhi, benché lontanissimo, l’oggetto, reso di gran lunga più grande.
[cit. G. Marino]

Curiosità n.1: qual’è la differenza tra cannocchiale e telescopio?

La citazione introduttiva riguarda alcuni passi tratti dal X canto dell’Adone di Giambattista Marino, un poema barocco in cui il protagonista, Adone, attraverso gli argomenti affrontati in queste ottave, ci fa capire come a fine ‘500 i termini “cannocchiale” e “telescopio”, in riferimento a Galileo, avessero accezioni di utilizzo sinonimiche. Scopriamone insieme le peculiarità.

Il termine cannocchiale ha una valenza descrittivo-funzionale, se prestiamo attenzione è facile coglierne sia il resoconto delle fattezze dello strumento, quanto il suo uso specifico. Ovvero, nasce dalla fusione delle parole “cannone” e “occhiale”. Con la prima, nell’uso della tecnica militare, si soleva indicare, un generico tubo utilizzato dalle sentinelle per osservare in lontananza e nel dettaglio l’area sorvegliata, mentre, con il secondo si è fatto sempre riferimento a delle lenti, proprio come quelle di un paio di occhiali, poste alle due estremità del tubo. Talvolta, il sostantivo è alternato a quello di una denominazione sostitutiva: il tubo ottico.

L’applicazione dell’innovazione tecnologica e l’evoluzione del design sul cannocchiale, col passare del tempo, hanno influito sia sulle dimensioni, mano mano aumentate rispetto ai primi esemplari, sia sui sistemi ottici, a lungo andare sempre più sofisitcati.

Il perfezionamento dei dettagli nel percorso evolutivo del congegno, nell’arco del tempo, è indicato dal cambio di utilizzo del suo stesso nome. Quindi tra i termini “cannocchiale” e “telescopio” c’è stato un trasferimento semantico, cioè il secondo ha ereditato il senso del primo. Telescopio, infatti, ha un’etimologia data dall’unione delle parole di origine greca tēle (lontano) e skopeo (vedo), termine inventato dal principe Federico Cesi (1585-1630), fondatore dell’Accademia dei Lincei. 

Ulteriori differenze e somiglianze

Tenendo a mente l’evoluzione storica appena raccontata, possiamo dire che tra il cannocchiale e il telescopio esistono somiglianze, quanto differenze. Andiamo a vederne le divergenze e convergenze.

Le principali differenze tra cannocchiale e telescopio

  • Differenza quantitativa
    Con il cannocchiale si vedono meno cose che con un telescopio, con il primo l’osservazione è limitata a scenari terrestri, mentre, con il secondo l’esplorazione visiva si allarga all’intero cosmo con l’osservazione astronomica
  • Differenza qualitativa
    Con il cannocchiale, a distanze più o meno ravvicinate, l’oggetto dell’osservazione è verificabile in modo pratico e tangibile: ciò che si vede è facilmente raggiungibile e osservabile da vicino; con il telescopio, ciò che si guarda nell’universo si limita al solo spettacolo visivo: l’oggetto astronomico osservato, non è sempre e concretamente raggiungibile, nel caso lo sia coincide con delle missioni spaziali.

Cannocchiale e telescopio, punti in comune

  • A cosa serve e come funziona un telescopio o cannocchiale
    Tralasciando gli aspetti propriamente tecnici, dal punto di vista teorico possiamo affermare che il cannocchiale diviene telescopio con il passaggio dall’osservazione di eventi o fenomeni terrestri a eventi o fenomeni astronomici, e viceversa.
  • Com’è fatto un telescopio astronomico o un cannocchiale
    Per entrambi gli strumenti, dal punto di vista ingegneristico-progettuale, lo schema base d’origine è lo stesso: prevedeva due lenti alle estremità di un tubo, una lente obiettivo, posta verso l’oggetto da osservare, e una lente oculare, vicina all’occhio dell’osservatore. 

Curiosità n.2: la scoperta del telescopio


L’inventore del telescopio

Il foglio 25 del manoscritto F è l’inconfutabile prova che il cannocchiale, antesignano dell’odierno telescopio, venne concepito e progettato da Leonardo da Vinci, autore dello scritto citato. In questo progetto Leonardo parla di una lente rettangolare, sorretta da una colonnina, che funge da piedistallo. Queste sono alcune delle interpretazioni, risalenti agli anni ‘30, compiute da Domenico Argentieri, chimico-fisico che dedicò parte dei suoi studi a da Vinci.

Grazie ai vari studi che si sono susseguiti su tale manoscritto, come il resoconto degli anni di ricerca dell’ingegnere e studioso Giuseppe Manisco in collaborazione del Dipartimento dei Beni Culturali dell’Università del Salento, pubblicato sul n 28 dell’Idomeneo, periodico di storia edito dall’ateneo, oggi abbiamo modo di capire meglio la correlazione tra i disegni tecnici presenti nel codice e gli studi di ottica compiuti dal da Vinci

Purtroppo il progetto a cui facciamo riferimento è soltanto una bozza, che però dà questi risultati attendibili: un cannocchiale lungo 7,2 cm, con diametro di 4.8 cm, che ha come oculare (cioè la lente vicina all’occhio) una divergente, sottile al centro e spessa al bordo 4 mm, e come obiettivo (cioè la lente dalla parte dell’oggetto) una convergente adatta a un osservatore dell’età di 50 – 60 anni.

Tali due lenti, vuole il da Vinci, debbono essere realizzate nella medesima stampa, con una distanza interposta tra le due parti a 145 mm. Raccomandazione finale, questo dispositivo lo si dovrà adoperare lontano 1/3 di braccio, sia dall’occhio che osserva che dall’oggetto osservato. Il risultato consiste nell’ingrandimento dell’oggetto osservato.

Possiamo affermare che già agli inizi del XV secolo, grazie alla testimonianza del controverso manoscritto, con Leonardo da Vinci era già viva l’intuizione, quanto l’idea creatrice, riguardante il telescopio.

Chi ha costruito il primo telescopio?

Sebbene si ipotizza che alcuni modelli grezzi di telescopi vengano attribuiti agli assiri, il primo costruttore a cui è attribuito il primo modello di telescopio funzionante è Hans Lippershey, un ottico olandese originario della Germania. Secondo la leggenda, egli sollevando per caso due lenti da occhiali l’una di fronte all’altra, e guardandoci attraverso, notò che faceva sembrare più vicino il campanile di una chiesa distante. 

Si ritiene sia stato il primo a depositare una domanda di brevetto per il suo modello. Ma in realtà, fu anticipato di poche settimane da Jacob Metius, un artigiano olandese. Nonostante ciò, Lippershey riuscì a vendere alcuni dei suoi esemplari al governo olandese. Infatti, il suo modello di telescopio è tuttora noto come “il vetro prospettico olandese”, che aveva un ingrandimento di appena tre volte. 

A seguito di Lippershey e Metius, fu il turno di Johannes Kepler (Keplero), loro contemporaneo, un altro scienziato cimentatosi nel miglioramento dello strumento. Permise, alla luce proveniente dall’obbiettivo, di convergere nel fuoco, servendosi poi di un’altra lente come oculare. L’oculare agiva, così, da lente di ingrandimento per amplificare la grandezza dell’immagine. Keplero elaborò una teoria ottica secondo la quale era possibile individuare la precisa combinazione di lenti da usare per un determinato ingrandimento che si voleva ottenere.   

Nel 1609 accadde che Galileo Galilei uni la teoria scientifica dei sistemi ottici noti all’epoca (Da Vinci e Keplero) alla pratica coeva (quella degli artigiani olandesi). Un approccio, questo, tipico della rivoluzione scientifica, convogliato nello stesso progresso: uno sviluppo tecnologico delle scienze che avviene di pari passo alla creazione di strumenti sempre più precisi. 

Curiosità n.3: i primi telescopi

Il telescopio di Galileo o a rifrazione

Nel 1609 Galileo Galilei costruì da sé un cannocchiale. Uno strumento di piccole dimensioni, ottenuto inserendo una lente da occhiali in ognuna delle due estremità di una canna d’organo, purtroppo aveva una visuale sfocata e ingrandiva soltanto 3 volte.

Ma lavorando, molando e levigando le lenti riuscì presto a ottenere un cannocchiale più potente che ingrandiva 33 volte. Galileo, come abbiamo già visto, non fece altro che seguire l’esempio di chi ci era già riuscito prima di lui, e come fece prima di tutti Leonardo da Vinci con espedienti differenti, mise all’estremità più lontana dall’occhio una lente convessa, chiamata obbiettivo, e come oculare usò una lente concava.

Di preciso, una lente convessa è più spessa al centro che all’orlo, mentre una lente concava è più sottile al centro. In questo modello ottico l’oculare concavo si limitava a trasmettere i raggi convergenti di luce provenienti dalla lente convessa. 

Con questo strumento Galileo, tra il 1609 e il 1610, puntandolo al cielo fece alcune delle prime scoperte astronomiche più emozionanti: le montagne della Luna, le 4 minuscole lune rotanti intorno a Giove, osservando le stelle scopri che la Via Lattea è composta da miriadi di stelle.

Purtroppo questi primi modelli costruiti diedero non pochi difetti, ad esempio quando ne costruirono di più grandi, tecnici e scienziati, si accorsero che le immagini non erano più nitide e che avevano i contorni indistinti, colorati con i colori arcobaleno. Questo succedeva perché la luce bianca è una mescolanza di tutti i colori dell’arcobaleno e i diversi colori non venivano convogliati in un solo fuoco.

A trovare la soluzione al problema fu un matematico scozzese, James Gregory, che nel 1663 elaborò un sistema ottico che modificava il telescopio a rifrazione: la sua versione utilizzava uno specchio concavo come obbiettivo per raccogliere la luce e concentrarla in un fuoco.

I nostri telescopi rifrattori


Il telescopio di Newton o riflettore

Il primo modello ottico di James Gregory venne costruito per la prima volta nel 1671 dal fisico-matematico Isaac Newton. Ne derivò un telescopio piccolissimo che usava uno specchio piuttosto ridotto, di 25 millimetri di diametro, e impiegava un secondo specchio piano per riflettere l’immagine nell’oculare posto di lato, all’estremità superiore del tubo. I telescopi derivati dal filone newtoniano vengono ancora oggi chiamati a riflessione o riflettori.

Mentre, delle migliorie vennero apportate anche ai telescopi a rifrazione o rifrattori, del filone di dei modelli di Newton e Keplero. Infatti, con l’integrazione di queste le immagini risultano più nitide. Per arrivare a questo risultato dovettero creare un obbiettivo che era la combinazione di due lenti fatte di due diversi tipi di vetro.


I nuovi telescopi riflettori

I telescopi di creazione successiva all’età moderna, nascono dal bisogno di assecondare l’esigenza di telescopi con campi di visibilità più grandi, per rendere agli astronomi l’ispezione dei cieli ancora più comoda. Il giusto compromesso, tra comfort e resa ottica, lo individuò nel 1931 Bernard Schmit, un ottico tedesco.

Costui inventò un telescopio riflettore modificato, noto come telescopio di Schmidt. Questo modello ha uno specchio concavo all’estremità inferiore del tubo, ma la luce prima di raggiungere lo specchio deve attraversare una sottilissima lente, chiamata lastra correttrice.

La lastra inclina i raggi di luce in modo che il telescopio abbia una messa a fuoco nitida della regione del cielo osservata sulla lastra fotografica. Quindi non si guarda direttamente attraverso il telescopio, ma si osserva il cielo attraverso un telescopio in miniatura attaccato ad esso, nominato telescopio guida o cannocchiale cercatore. Ausiliari di questo tipo sono presenti anche su telescopi a rifrazione e a riflessione per migliorare la messa a fuoco dell’oggetto osservato.

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