211service.com
Galileo's geheime telescooptechnologie onthuld
De Renaissance-fysicus, wiskundige, filosoof en astronoom Galileo Galilei is misschien het best bekend om zijn werk over zwaartekracht, relatieve beweging en de ontdekking van talloze astronomische objecten zoals de vier grootste manen van Jupiter, de fasen van Venus enzovoort.
Maar net zo opmerkelijk is het werk van Galileo als optisch ingenieur aan het ontwerp van de telescoop. Galileo heeft de telescoop niet uitgevonden, maar hij heeft het ontwerp van de verrekijker wel aangepast voor astronomische doeleinden.
De verbeteringen van Galileo waren zelfs buitengewoon. Tussen de zomer van 1609 en begin januari 1610 verhoogde Galileo de vergroting van zijn telescoop met een factor 21. Hij voerde ook een aantal wijzigingen door, zoals de mogelijkheid om de opening te regelen, die hielpen optische aberraties te verminderen.
Het waren deze veranderingen die van een gewone verrekijker een revolutionair astronomisch instrument maakten.
Een interessante vraag is dus welke theorie van de optica Galileo gebruikte om deze vooruitgang te boeken. De standaardopvatting is dat de verbeteringen van Galileo een goed onderbouwde extrapolatie waren van de optische ideeën die werden gebruikt om brillen te ontwerpen.
Maar vandaag zeggen Yaakov Zik en Giora Hon van de Universiteit van Haifa in Israël dat Galileo's begrip van optica veel gedetailleerder moet zijn geweest dan dat van een standaard brillenmaker. Ze stellen zelfs dat de verbeteringen die Galileo aan de telescoop heeft aangebracht alleen mogelijk waren geweest met een nieuwe theorie van optica die zo revolutionair was als het apparaat zelf.
Galileo publiceerde zijn astronomische ontdekkingen voor het eerst in maart 1610 in een pamflet genaamd Sterrenposten . Aan het begin van de folder beschreef Galileo de eigenschappen die een goede astronomische telescoop zou moeten hebben en probeerde hij zijn lezers te overtuigen van de betrouwbaarheid van zijn waarnemingen door te beschrijven hoe de optische prestaties ervan konden worden gekalibreerd.
Door dit te doen, onthult Galileo de buitengewone diepte van zijn optische kennis, zeggen Zik en Hon. Hij was bijvoorbeeld in staat om de vergroting van zijn telescoop te berekenen en de opening ervan aan te passen om aberraties te minimaliseren.
Hij had een focusverschuiving die de lengte van de telescoop aanpaste, wat aantoonde dat hij zich bewust was van de optische kracht van lenzen die hij aan hun lengte koppelde.
Hij definieerde en berekende ook het schijnbare gezichtsveld van zijn telescoop en gebruikte dit om hoekafstanden tussen hemellichamen te meten.
Zik en Hon besteden enige tijd aan het bespreken van deze nieuwe functies in de context van de optische technologie van die tijd. Kunnen deze grote prestaties worden bereikt door de [traditionele] optica van de brilmakers uit te breiden in een licht getheoretiseerde praktijk gebaseerd op gesystematiseerde ervaring?, vragen ze zich af.
Hun antwoord is ondubbelzinnig. Wij denken van niet. In plaats daarvan beweren ze dat Galileo een veel dieper begrip van optica moet hebben gehad. We stellen dat Galileo een nieuwe optische theorie had die hij niet wilde onthullen, maar zijn praktijk en de bestaande instrumenten laten het zien, zeggen ze.
Dat is een interessante conclusie die getuigt van de opmerkelijke prestatie van Galileo. Maar we zullen vrijwel zeker nooit weten waaruit Galileo's optische theorie bestond - hij heeft zijn ideeën op dit gebied nooit gepubliceerd.
Het is echter niet ongeloofwaardig dat hij in dit opzicht met kop en schouders boven zijn leeftijdsgenoten uitstak, zoals in vele anderen. Er zijn zeker veel individuen in de geschiedenis die grote stappen hebben gemaakt die verder gaan dan de stand van de techniek van die tijd. Het werk van Zik en Hon laat zien dat Galileo daar duidelijk een van is.
Referentie: arxiv.org/abs/1307.4963 : Galileo's kennis van optica en de werking van de telescoop