El primer telescopio reflector construido por Sir Isaac Newton en 1668 [3] es un hito en la historia de los telescopios , siendo el primer telescopio reflector exitoso conocido . [4] [5] Fue el prototipo de un diseño que más tarde pasó a llamarse telescopio newtoniano . Hubo algunos prototipos iniciales y también réplicas modernas de este diseño.
Isaac Newton construyó su telescopio reflector como prueba de su teoría de que la luz blanca se compone de un espectro de colores. [6] Había llegado a la conclusión de que la lente de cualquier telescopio refractor sufriría la dispersión de la luz en colores ( aberración cromática ). El telescopio que construyó utilizó espejos como objetivo que evitan ese problema. Para crear el espejo primario, Newton utilizó una composición personalizada de metal que consistía en seis partes de cobre y dos partes de estaño , una de las primeras composiciones de metal de espéculo . [4] Ideó medios para dar forma y pulir el espejo y puede haber sido el primero en utilizar un lapeado de paso [7] para pulir la superficie óptica. Eligió para su espejo una forma esférica en lugar de una parábola para simplificar la construcción: estaba convencido de que la aberración cromática, y no la esférica, constituía el principal defecto de los telescopios refractores . Añadió a su reflector lo que es el sello distintivo del diseño de un "telescopio newtoniano" , un espejo secundario "diagonal" cerca del foco del espejo primario para reflejar la imagen en un ángulo de 90° hacia un ocular montado en el costado del telescopio. Esta adición única permitió ver la imagen con una obstrucción mínima del espejo objetivo. También hizo todos los tubos, soportes y accesorios.
Newton describió su invento como:
"El diámetro de la esfera en la que se pulió cóncavamente el metal era de unas 25 pulgadas inglesas y, en consecuencia, la longitud del instrumento era de unas seis pulgadas y cuarto. El anteojo era planoconvexo y el diámetro de la esfera era de aproximadamente seis pulgadas y cuarto. El lado convexo que estaba rectificado era aproximadamente 1/5 de pulgada, o un poco menos, y por consecuencia se magnificaba entre 30 y 40 veces. Por otra manera de medir encontré que se magnificaba 35 veces. El metal cóncavo tenía una abertura de una pulgada y una tercera parte, pero la apertura no estaba limitada por un círculo opaco, que cubría la extremidad del metal alrededor, sino por un círculo opaco, colocado entre el anteojo y el ojo, y perforado en el medio con una pequeña ronda. agujero para que los Rayos pasen al Ojo. Porque este Círculo colocado aquí, detuvo gran parte de la Luz errónea, que de otro modo habría perturbado la Visión. Al compararlo con una perspectiva bastante buena de cuatro pies de largo, hecho con un Anteojo cóncavo, podía leer a mayor distancia con mi propio Instrumento que con el Anteojo. Sin embargo, los Objetos parecían mucho más oscuros en él que en el Vidrio, y eso en parte porque se perdió más Luz por Reflexión en el Metal que por Refracción en el Vidrio, y en parte porque mi Instrumento estaba sobrecargado. Si se hubiera magnificado sólo 30 o 25 veces, habría hecho que el Objeto pareciera más enérgico y agradable"... "El objeto metálico tenía dos pulgadas de ancho y aproximadamente un tercio de pulgada de espesor, para evitar que se doblara. . Tenía dos de estos metales, y cuando los hube pulido a ambos probé cuál era mejor; y volví a moler el otro, para ver si podía hacerlo mejor que el que guardaba.
Newton describe un telescopio con un objetivo de espejo primario cóncavo con un diámetro de 2 pulgadas (50 mm) y 0,3 pulgadas de espesor, rectificado para encajar en una esfera de 25 pulgadas de diámetro, lo que le da un radio de 12,5 pulgadas y una distancia focal de 6,25 pulgadas ( 158 milímetros). La apertura del espejo se redujo a una apertura efectiva de 1,3 pulgadas colocando un disco con un agujero entre el ojo del observador y el ocular. El telescopio tenía un espejo secundario plano diagonal que hacía rebotar la luz en un ángulo de 90° hacia un ocular planoconvexo con una distancia focal probable de 4,5 mm, lo que daba como resultado un aumento de 35 veces. Newton dijo que el telescopio medía 6,25 pulgadas de largo; esto coincide con la longitud del instrumento que se muestra en su monografía "Opticks". Parece que el segundo telescopio, presentado a la Royal Society, tiene una distancia focal más larga, ya que es significativamente más largo que el primero que se muestra en su ilustración y se describe en "Opticks". [8] Newton completó su primer telescopio reflector a finales de 1668 y escribió por primera vez sobre él en una carta del 23 de febrero de 1669 a Henry Oldenburg (Secretario de la Royal Society ).". [9]
Newton descubrió que podía ver las cuatro lunas galileanas de Júpiter y la fase creciente del planeta Venus con su nuevo pequeño telescopio. [8] Isaac Barrow, amigo de Newton, mostró el telescopio a un pequeño grupo de la Royal Society de Londres a finales de 1671. Quedaron tan impresionados con él que se lo demostraron a Carlos II en enero de 1672. [10] Este telescopio permaneció en el depósito de la Royal Society hasta que se desintegró y luego desapareció de sus registros. La última referencia al mismo fue en 1731 diciendo que de él sólo quedaban dos espejos. [2]
El potencial práctico del primer telescopio de Newton quedó más claro a finales del siglo XVIII, cuando el reflector más grande había crecido hasta casi 50 pulgadas de apertura (126 cm) [11] , mientras que el objetivo de lente acromática más grande no tenía más de aproximadamente 5 pulgadas. (13 centímetros). [12]
Ha habido cierta falta de claridad sobre los primeros telescopios que construyó Newton, pero ahora está claro que su primer telescopio fue un prototipo que construyó en 1668. Este fue visto sólo por unos pocos amigos en Cambridge y se sabe muy poco de él. . Este prototipo tenía un espejo de poco más de una pulgada de diámetro, probablemente 1,3 pulgadas, y alrededor de 6 pulgadas de largo. [13] Newton rara vez se refirió a este prototipo en años posteriores, por lo que su segundo alcance a menudo se llama el primero.
El segundo telescopio de Newton se construyó en 1671; Tenía un espejo de 2 pulgadas de diámetro y una distancia focal de entre 6,25" y 6,3". Hizo dos espejos y eligió el mejor para el telescopio. No conservó este telescopio por mucho tiempo, sino que lo presentó a la Royal Society para su examen. Un relato de este telescopio justo después de su presentación en diciembre de 1671 lo describió como de aproximadamente 7 pulgadas de largo y aproximadamente 2,25 pulgadas de diámetro. La imagen se vio a través de un agujero en el costado del tubo "del tamaño de la cabeza de un gran alfiler". El tubo era de una sola pieza y el espejo se movía hacia arriba desde abajo para enfocarlo. Estaba montado sobre un soporte de rótula. [14] Este segundo telescopio permaneció en la sociedad y en 1731 se había desintegrado hasta el punto de que sólo quedaban dos espejos de metal. Posteriormente desapareció. Es seguro que este no es el telescopio que la Royal Society ahora tiene en su poder, ya que este espejo contenía plata y el tercer espejo del telescopio no contiene plata pero tiene arsénico añadido. Esto fue algo que Newton propuso como una mejora en su segundo espejo telescópico, ya que descubrió que el metal era demasiado blando debido a la plata.
El tercer telescopio de Newton fue construido en 1671-1672 por Newton y su "compañero de cámara" en el Trinity College John Wickins. Informó que Wickins hizo un mejor trabajo al calcular el espejo que con su segundo telescopio. Este es el telescopio que tenía cuando escribía Opticks. El telescopio apareció algún tiempo después en el taller de los fabricantes de instrumentos de Heath and Wing junto con un instrumento de Newton perteneciente a Edmond Halley. Lo más probable es que el telescopio hubiera pasado a Halley y luego a Heath y Wing. Este tercer telescopio tuvo el espejo dañado en 1694 por Newton mientras intentaba limpiarlo. Se cree que los restauradores refiguraron posteriormente el espejo teniendo en cuenta el orificio del ocular tapado a una distancia adecuada para un espejo de distancia focal de 6,25 pulgadas y la nueva posición del ocular para la longitud focal del espejo actual de 8,5 pulgadas. El ocular de latón actual no es original y se añadió posteriormente. Este telescopio fue restaurado por Heath y Wing y presentado a la Royal Society en 1766 como el telescopio que había fabricado Newton. Posteriormente se añadió una placa a este telescopio con la inscripción incorrecta afirmando que fue su primer telescopio y fabricado en 1671. Este telescopio probablemente incluye los espejos originales, rectificados, parte de la base original, la barra de soporte original y posiblemente el tubo original o partes del mismo. [2]
En 1924, FL Agate fabricó una réplica del telescopio de Newton de 1668 para el Museo de Ciencias de Londres . [15] En la década de 1960 se hicieron dos réplicas del original, una para la Reina y otra para el Observatorio Europeo del Norte en La Palma. [16] En 1984 se hizo otra réplica para el diseñador jefe del Telescopio William Herschel. [16] La réplica de 1984 terminó en la colección del Museo Marítimo Nacional a principios del siglo XXI. [dieciséis]