Comment fonctionnent les différents types de télescopes ?

télescopes  photoLa plupart de la physique moderne n’existerait pas sans l’invention du télescope. Sans son invention, nous n’aurions pas pu apprendre l’explosion cataclysmique qui a donné naissance à l’Univers, ni comment il a évolué pendant des milliards d’années en subissant une expansion incessante. Nous ne saurions jamais connaître l’existence des objets stellaires qui peuplent cette vaste étendue et dont l’apparence transcende nos perceptions de la beauté et de la signification de l’humanité dans le grand schéma du cosmos.

Un jour, les télescopes pourraient nous permettre de réaliser l’un des plus grands triomphes humains : trouver un monde comme le nôtre, peut-être habité par une espèce intelligente comme nous. Alors, comment cette invention capitale nous permet-elle de faire de telles découvertes ?

Qu’est-ce qu’un télescope à réfraction ?
À la base de cette invention, il y a la curiosité et l’obstination – la curiosité d’observer des distances que nous ne sommes pas naturellement autorisés à voir et l’obstination à trouver un moyen de contourner cette insuffisance. Si la majorité des gens pensent que la cause sous-jacente de notre succès est notre formidable capacité à communiquer des idées complexes par le biais du langage, certains pensent que c’est simplement notre capacité à automatiser – à construire des appareils qui nous permettent de surmonter nos faiblesses.

À l’entrée de notre œil se trouve une sorte de lentille qui fait converger la lumière qui y pénètre vers un point unique de la rétine, l’écran derrière lequel se forment les images. Le phénomène de changement de direction de la lumière lorsqu’elle pénètre dans un autre milieu est connu sous le nom de réfraction, tandis que la lentille qui les fait se courber vers l’intérieur est appelée lentille convexe. Cependant, le cristallin de notre œil est si petit qu’il ne peut absorber qu’une faible quantité de lumière qui lui tombe dessus, ce qui entraîne une mauvaise vision.

La lentille fait converger la lumière de notre environnement sur la rétine, l’écran sur lequel les images sont formées.

La plupart des gens associent les télescopes au grossissement, mais si un télescope permet d’obtenir un grossissement énorme, il est plus approprié de dire qu’il fait apparaître les objets plus clairement ; il améliore simplement notre vision. Contrairement aux idées reçues, ce n’est pas Galilée qui a inventé le premier télescope réfracteur, mais il était très passionné et s’exprimait plus que d’autres sur son travail. Cette auto-commercialisation a gravé son nom dans les livres d’histoire en tant qu’inventeur du premier télescope. Cependant, plus tard, c’est cet enthousiasme qui lui a coûté l’assignation à résidence à vie après qu’il eut défendu la vision de Copernic du modèle du Soleil au centre du système solaire.

Qu’est-ce qu’un télescope à réflexion ?
Newton a simplement remplacé la lentille convexe ou, comme on l’appelle, l’objectif d’un télescope, par un miroir concave très réfléchissant. L’utilisation d’un miroir permettait de prévenir toute aberration. La forme de ce miroir est parabolique, ce qui a été mathématiquement déterminé avec une incitation à provoquer une forte réflexion vers l’intérieur.

Dans la conception originale de Newton, lorsque la lumière émanant d’une étoile lointaine entrait dans le télescope, elle était réfléchie par le miroir concave – le miroir primaire – vers un petit miroir suspendu au milieu – le miroir secondaire – qui est astucieusement installé dans une position permettant de réfléchir les rayons vers l’oculaire situé au-dessus. Le miroir concave réfléchit les rayons de manière convergente, de sorte que les rayons convergents réfléchis par le miroir secondaire sont encore plus convergents pour former une image agrandie. L’oculaire est constitué d’une lentille, mais comme l’aberration est fonction du rayon de la lentille, celle-ci n’est pas très grande.