망원경은 무엇인가

망원경은 렌즈나 거울 등 광학기기를 이용해서 가시광선,적외선,자외선,엑스선,전파 등 전자기파를 모아 멀리 있는 물체를 보고 별을 포함한 천체를 관측하는 장치이며 멀리와 본다를 합친 뜻이며 그리스어에서 유래 됐다. 1611년 그리스 수학자인 갈릴레오 갈릴레이가 시연한 관측하는 기기이다. 갈릴레오 갈릴레이에 의해 천문 관측에 이용 되고 있고 지금까지도 수 미터 이상의 지름인 대형 망원경들이 다수 제작돼 천문 관측에 널리 이용되고 있다.

1608년 네덜란드에서 한스 리퍼세이등이 발명한 굴절 망원경이 최초의 망원경이고 빛을 모으는 역할을 하는 대물렌즈를 거울로 바꿔 반사 망원경이 등장하였고 굴절 망원경이 가진 구면수차와 색수차를 줄일 수 있는 포물면 반사경의 장점이 알려지면서 여러 디자인인 반사망원경들이 등장하였다.

1668년에 아이작 뉴턴이 뉴턴식 망원경으로 알려진 첫 실용적인 반사망원경을 발명을 했다. 1733년 이후에는 일반렌즈의 색수차를 줄일 수 있는 색지움 렌즈 발명이 되어 굴절망원경의 성능이 아주 많이 개선 됐다. 반사망원경 초기에는 반사경의 도금물질이 쉽게 산화해버려서 많은 문제점들이 있었지만 1857년과 1932년에 각각 망원경 반사경을 은이나 알루미늄으로 도금하는 기술을 도입하면서 조금씩 발전을 하게 됐다. 깎을 수 있는 유리렌즈의 최대 크기는 약 1미터정도에 불과하지만 20세기에 만들어진 대부분의 대형 망원경들은 모두 반사망원경으로 만들었다.

가장 큰 광학 망원경의 크기는 10미터가 넘는다. 20세기에 들어와서 비로소 가시광선뿐만 아니라 다른 파장의 전파부터 감마선까지 관측할 수 있는 일반적인 전자기파 관측 기기인 망원경이 개발 됐다. 최초의 전파망원경은 1931년 칼 잰스키에 의해 발명 됐고 적외선 관측기술은 1960년대에 들어 크게 발전 했다. 이후에 망원경은 파장 대역, 분해능, 집광력면에서 엄청난 기술적 발전을 거듭 거듭 했다.

망원경의 파장, 위치, 이용 목적등 여러가지 기준에 따라 분류 되며 관측하는 파장에 따라 전자기파를 모으는 방식과 기술이 크게 달라지기에 주로 관측하는 파장으로 분류 시킨다. 위치에 따라서 지상 망원경, 우주 망원경, 항공 망원경으로 나뉘고 어떤 목적으로 사용하느냐에 따라 천문학자들의 연구용 망원경,아마추어 천문가의 망원경으로도 나눈다.

갈릴레오 갈릴레이

 

원리

망원경은 대물렌즈나 반사경을 이용해 물체로부터 나오는 빛을 모아 상을 만들고 이 상을 접안렌즈로 확대해서 실제보다 크게 보이도록 하는 기구다.

대물렌즈가 크면 클수록 물체로부터 나오는 빛을 많이 받게 돼 상의 밝기가 증가한다.

밤하늘의 대상들은 그 거리가 무한대로 볼 수 있어 상은 항상 대물렌즈의 초점상에 맺히게 된다.대물렌즈에 의한 상의 크기가 크고 접안렌즈의 초점거리가 짧을수록 물체를 크게 확대시켜 볼 수 있다.

피사체와 동일한 모양의 상을 다른 위치에 만들 수 있으며 렌즈나 곡면 거울의 두께와 곡률 등 조절해 피사체보다 더 큰 상을 만들게 되면 실물보다 더 크게 물체를 볼 수 있다.가장 중요한 요소는 집광능과 분해능이다.

집광능은 사람의 동공보다 훨씬 더 넓은 면적의 렌즈나 곡면 거울을 이용해 빛을 모아 육안으로 볼 수 있는 것보다도 더 어두운 피사체를 볼 수 있다.

망원경의 광학계 렌즈와 거울의 지름이 클수록 분해능이 높아져 피사체를 세밀하고 뚜렷하게 볼 수 있다. 집광능과 분해능때문에 망원경은 멀리 떨어져 희미하게 보이는 천체를 관측할 수 있게 만들고 빛을 모아주는 동시에 관측 대상의 상을 더욱 세밀하고 정확하게 맺어주기때문에 천문 관측에 아주 적합한 도구다.

같은 천체를 여러가지 망원경으로 본 모습

폭발한 별의 잔해(초신성)