Sinds de oudheid hebben mensen met verwondering naar de sterren aan de nachtelijke hemel gekeken. Astronomie, de studie van sterren, vertegenwoordigt een van de oudste wetenschappen. In de loop van de tijd hebben mensen instrumenten ontwikkeld om de sterren te volgen, te vergroten en hun gedrag en inhoud te bestuderen. Door te proberen het universum te begrijpen, hebben mensen meer geleerd over hun plaats daarin.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
De instrumenten die worden gebruikt om sterren te bestuderen, zijn in de loop van millennia ontwikkeld. Oude instrumenten omvatten kwadranten, astrolabia, sterrenkaarten en zelfs piramides. Optische telescopen varieerden van brekend tot reflecterend. Radiotelescopen, telescopen die infraroodstraling, gammastralen en röntgenstralen detecteren en telescopen in de ruimte zijn essentieel in de moderne astronomie.
Instrumenten in de Oudheid
Oude mensen gebruikten de sterren om door oceanen te navigeren, de tijd te bepalen en seizoenen te bepalen. In het oude Egypte werden piramides gebouwd om de ster Sirius te volgen om de overstroming van de Nijl te voorspellen. Een oud instrument, een kwadrant genaamd, gebruikte sferische trigonometrie om de hoogte van een ster ten opzichte van de horizon te meten. De armillairbol, bestaande uit metalen ringen en met behulp van de dierenriem, maakte observatie van de lucht mogelijk en demonstreerde de beweging van de sterren. Het astrolabium vertegenwoordigde een multifunctioneel apparaat dat de posities van de zon en heldere sterren berekende, en ook werkte als een soort klok om de tijd aan te geven. Door de eeuwen heen hebben verschillende culturen sterrenkaarten gemaakt om sterrengroepen te categoriseren of om de grootte van sterren te catalogiseren. Astronomen maakten ook bladen, vellen papier die mensen informeerden over verduisteringen en andere hemelverschijnselen.
De evolutie van optische telescopen
Optische telescopen werden later de instrumenten bij uitstek voor het observeren van verre sterren. Brekingstelescopen gebruikten twee lenzen, waarbij de voorste lenzen het licht buigen of breken, en een oculair voor vergroting. Dergelijke telescopen werden echter onpraktisch bij grote afmetingen. Sir Isaac Newton vond een reflecterende telescoop uit die een holle spiegel gebruikte om licht te focussen. Hierdoor konden astronomen veel verder verwijderde sterren waarnemen dan voorheen. Telescopen werden in de loop van de tijd groter en geavanceerder. Telescoopspiegels bereikten hun bovengrens in grootte met één primaire spiegel. Nu kunnen primaire spiegels worden gesegmenteerd om te helpen bij het probleem van het glasgewicht.
Radiotelescopen
Astronomen breidden hun repertoire uit door radiotelescopen te gebruiken om de door sterren uitgezonden radiogolven te detecteren, wat de astronomen informatie geeft over de golflengte van stellair licht. De metalen constructie van de telescopen zorgt voor grotere afmetingen. Grotere antennes in arrays zorgen voor een veel hogere resolutie van radiogolven.
Ruimtetelescopen
Telescopen die in de ruimte worden gelanceerd, vertegenwoordigen de volgende fase van het bestuderen van sterren. Ruimtetelescopen draaien om de aarde, maar zijn geprogrammeerd om sterren op verschillende manieren te bestuderen. Infraroodstraling, microgolf- en gammastraling moeten buiten de atmosfeer worden gedetecteerd, dus telescopen zoals de Hubble-ruimtetelescoop hebben een zeer hoge resolutie. De Kepler Space Telescope, oorspronkelijk ontworpen voor detectie van exoplaneten, schonk nieuw leven in supernova-onderzoek (sterexplosie). Kepler en de daaropvolgende missie K2 kunnen zich gedurende een bepaalde periode continu concentreren op één stukje ruimte. Hierdoor kunnen astronomen de voortgang van exploderende sterren volgen.
De Fermi Gamma-ray Space Telescope vergemakkelijkte de detectie van fusies van neutronensterren, waardoor zwaartekrachtsgolven in de kosmos werden onthuld. Coöperatieve observatoria op de grond over de hele wereld reageerden snel om meerdere vormen van waarnemingen uit te proberen, waaronder het zoeken naar neutronendeeltjes. Andere telescopen detecteren röntgenstralen die worden afgegeven wanneer neutronensterren materiaal in hun zwaartekracht trekken. Een relatief nieuw gebied van stellaire astronomie omvat zwaartekrachtlensing, waarbij ruimtetelescopen zoals omdat Hubble ongelooflijk verre sterren kan observeren door het natuurlijke vergrotende effect van de voorgrond sterrenstelsels.
De invloed van astronomische instrumenten
Door de zon te bestuderen, helpen astronomen weersvoorspellers en waterbeheerders. Door andere sterren te bestuderen, verwerven mensen kennis van de elementen van het universum en hoe mensen daarin passen. Bovendien helpt de technologie die is afgeleid van moderne astronomische instrumenten mensen in het dagelijks leven, zoals in Wi-Fi, mobiele telefoons, digitale camera's, waarschuwingssystemen voor defensie en GPS-apparaten.