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ガリレオ・ガリレイという男の生き様(8)

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そっくり、そっくりw

Chapter3「Spice Islands」まで
あと6日


 前回のお話。
 ガリレオ・ガリレイという男の生き様(7)

Chapter1:生まれてから、栄光の時代まで

― ガリレオ、発見する(4) ―


~ガリレオ、宙へ  Ⅰ~


 1608年、オランダのあるレンズ職人が、2枚のレンズを組み合わせると、遠くのものが近くに見えることに気がつきました。これが、『望遠鏡(屈折式望遠鏡)』の始まりとされています。

 オランダで、『望遠鏡』なるものが創られたと聞いたガリレオ先生、すぐにつてを頼って、この新発明品を手に入れます。なるほど、これは確かに遠くのものが良く見える。このとき、ガリレオが手に入れた望遠鏡は、倍率が10倍程度のものであったと考えられています。

ところが、それだけで飽き足らなかったガリレオは、自分で望遠鏡を作ることにしました。

 口径4.4cmの、大きな『凸(とつ)レンズ』から入った光は、目の前にある小さな『凹(おう)レンズ』(接眼レンズ)で、その像を拡大します。後に改良を施されて、凹レンズが凸レンズに換えられたこの望遠鏡は、倍率が33倍あったと考えられています。この望遠鏡は、のちに『ガリレオ式望遠鏡』として知られることになります。
ガリレオ式望遠鏡(1610年ごろ製作)


 そもそも、なぜレンズを通すとモノが大きく見えるのでしょうか。これには、『光の屈折』という現象が関係しています。

 光、光線は、基本的にまっすぐ進みます。
ところが、ある媒質から別の媒質に進むとき(たとえば「水から空気」、「水から油」、「空気からガラス」など)には、そうはなりません。

 身近な例で、考えて見ましょう。
水を入れたコップに、ストローを一本さします。ところが、ストローは、水面の位置で曲がっているように見えます。これは、直進した光が水面でねじ曲げられてしまうため。これが、『光の屈折』という現象なのです。光が屈折する角度は、媒質と入射角によって決まります。入射角というのは、境界面に直角な線と光の交わる角度のことをいいます。

 では、本題。
『凸レンズ』というのは、その名前のとおり、中央が湾曲して球の表面のようになっています。中央部から入る光の入射角は直角ですから、まっすぐ進みます。ところが、両端に近づけば近づくほど、入射角は大きくなりますよね。つまり、レンズの両端にいくほど、屈折も大きくなるわけです。屈折した光は、ある一点(焦点という)に集まり、像を描くというわけ。この性質を利用したのが、『屈折式 望遠鏡』なのです。
 のちに「ケプラーの法則」や、「ケプラー予想」で歴史に名を残すヨハネス・ケプラーも、この『屈折式 望遠鏡』を改良します。ところが、この『屈折式 望遠鏡』には、その原理ゆえに大きな問題点が3つありました。
 まず一つ目、望遠鏡の性能がレンズの大きさ・精度に左右されること。精密なレンズを作る技術がなければ、像はぶれてしまい、正確な姿を見ることはできません。ましてや、レンズ作りは手作業。職人の技術の差で左右されてしまうのです。

 2つ目は、性能を上げるためには焦点の位置、つまり鏡筒が長くなってしまうという点でした。これは、使い勝手が悪くなる。

 そして、3つ目の点は『色収差』の問題
プリズムを太陽光に当てると、虹色になります。これは、色の違う光(もうちょっと格好いい言い方をすると「波長が違う光」)は、屈折率が異なるため。これを光の『色収差』というのです。
そのため、ガリレオやケプラーの作った望遠鏡には、像の縁に色がつき、ゆがみが生じるという欠点があったのです。
 この欠点を改良するために作られたのが、『反射式 望遠鏡』でした。
これは、レンズの代わりに反射鏡を使うことによって、像を拡大するシステムです。ところが、この方式にもゆがみや揺らぎの問題がおきてしまいます。そのため、両方の特色をあわせた『反射屈折式 望遠鏡』などが開発されました。

 もうちょっと、望遠鏡の話を続けたいと思います。
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