El primer telescopio reflector construido por Sir Isaac Newton en 1668 [3] es un hito en la historia de los telescopios , al ser el primer telescopio reflector conocido que tuvo éxito . [4] [5] Fue el prototipo de un diseño que más tarde se denominaría telescopio newtoniano . Hubo algunos prototipos tempranos y también réplicas modernas de este diseño.
Isaac Newton construyó su telescopio reflector como prueba de su teoría de que la luz blanca está compuesta por 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 por dos partes de estaño , una composición temprana de metal de espéculo . [4] Ideó medios para dar forma y pulir el espejo y puede haber sido el primero en usar una pulidora de paso [7] para pulir la superficie óptica. Eligió una forma esférica para su espejo en lugar de una parábola para simplificar la construcción: se había convencido de que la aberración cromática, y no la esférica, formaba los principales defectos 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 lateral del telescopio. Esta adición única permitió que la imagen se viera con una obstrucción mínima del espejo objetivo. También fabricó todo el tubo, la montura y los accesorios.
Newton describió su invención como:
"El diámetro de la esfera a la que se había rectificado el metal cóncavo era de unas 25 pulgadas inglesas y, en consecuencia, la longitud del instrumento era de unas seis pulgadas y cuarto. El anteojo era plano-convexo y el diámetro de la esfera a la que se había rectificado el lado convexo era de aproximadamente 1/5 de pulgada, o un poco menos, y, en consecuencia, aumentaba entre 30 y 40 veces. Mediante otro método de medición, descubrí que aumentaba 35 veces. El metal cóncavo tenía una abertura de una pulgada y un tercio, pero la abertura no estaba limitada por un círculo opaco que cubría el borde del metal en derredor, sino por un círculo opaco colocado entre el anteojo y el ojo, y perforado en el medio con un pequeño orificio redondo para que los rayos pasaran a través de él hasta el ojo. Porque este círculo, al estar colocado aquí, detenía 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 longitud, hecha con un "Con un anteojo cóncavo podía leer a mayor distancia con mi propio instrumento que con el anteojo. Sin embargo, los objetos aparecían mucho más oscuros en él que en el anteojo, y eso en parte porque se perdía más luz por reflexión en el metal que por refracción en el anteojo, y en parte porque mi instrumento estaba sobrecargado. Si hubiera aumentado el tamaño sólo 30 o 25 veces, el objeto habría parecido más vivo y agradable" ... "El metal del objeto 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 ambos, probé cuál era el mejor; y volví a pulir el otro, para ver si podía hacerlo mejor que el que tenía."
Newton describe un telescopio con un espejo primario cóncavo de 50 mm de diámetro y 0,3 pulgadas de espesor, pulido para que quepa en una esfera de 25 pulgadas de diámetro, lo que le da un radio de 12,5 pulgadas y una longitud focal de 6,25 pulgadas. La apertura del espejo se redujo a una apertura efectiva de 1,3 pulgadas colocando un disco con un orificio entre el ojo del observador y el ocular. El telescopio tenía un espejo secundario diagonal plano que rebotaba la luz en un ángulo de 90° hacia un ocular plano-convexo con una longitud focal probable de 4,5 mm, lo que produjo el aumento observado de 35 veces. Newton dijo que el telescopio tenía 6,25 pulgadas de largo; esto coincide con la longitud del instrumento representado en su monografía "Opticks". Parece que el segundo telescopio, que fue presentado a la Royal Society, tiene una longitud 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 sobre él por primera vez 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 telescopio. [8] El amigo de Newton, Isaac Barrow, mostró el telescopio a un pequeño grupo de la Royal Society de Londres a finales de 1671. Quedaron tan impresionados con él que lo mostraron 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 a él fue en 1731, donde se decía que solo quedaban dos espejos. [2]
El potencial práctico del primer telescopio de Newton se hizo más evidente a finales del siglo XVIII, cuando el reflector más grande había crecido hasta una apertura de casi 50 pulgadas (126 cm) [11] mientras que el objetivo acromático más grande no medía más de unas 5 pulgadas (13 cm). [12]
Ha habido cierta falta de claridad sobre los primeros telescopios que Newton construyó, pero ahora está claro que su primer telescopio fue un prototipo que construyó en 1668. Este fue visto solo por unos pocos amigos en Cambridge y muy poco se sabe 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 longitud. [13] Newton rara vez se refirió a este prototipo en años posteriores y por eso su segundo telescopio a menudo se llama su primero.
El segundo telescopio de Newton se fabricó en 1671; tenía un espejo de 2 pulgadas de diámetro y una longitud focal de entre 6,25" y 6,3". Hizo dos espejos y eligió el mejor para el telescopio. No conservó este telescopio durante mucho tiempo, sino que lo presentó a la Royal Society para que lo examinara. Un informe sobre este telescopio, publicado poco después de su presentación en diciembre de 1671, lo describía como de aproximadamente 7 pulgadas de largo y aproximadamente 2,25 pulgadas de diámetro. La imagen se veía a través de un orificio en el costado del tubo "aproximadamente del tamaño de la cabeza de un gran alfiler". El tubo era de una sola pieza y el espejo se movía hacia arriba desde la parte inferior para enfocarlo. Estaba montado sobre una montura esférica. [14] Este segundo telescopio permaneció en la sociedad y en 1731 se había desintegrado hasta el punto de que solo quedaban los dos espejos de metal. Posteriormente desapareció. Es seguro que este no es el telescopio que la Royal Society tiene ahora en su posesión, ya que este espejo contenía plata y el tercer espejo del telescopio no contiene plata, sino que tiene arsénico añadido. Esto fue algo que Newton propuso como una mejora en el espejo de su segundo telescopio, 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 de ajuste del espejo que el que había hecho en su segundo telescopio. Este es el telescopio que tenía a su lado cuando estaba escribiendo Opticks. El telescopio apareció algún tiempo después en la tienda de los fabricantes de instrumentos Heath and Wing junto con un instrumento de Newton que pertenecía a Edmond Halley. Lo más probable es que el telescopio hubiera pasado a manos de Halley y luego de Heath and Wing. Este tercer telescopio tenía el espejo dañado en 1694 por Newton mientras intentaba limpiarlo. Se cree que el espejo fue posteriormente reajustado por restauradores teniendo en cuenta el orificio del ocular tapado a una distancia adecuada para un espejo de longitud focal de 6,25 pulgadas y la nueva posición del ocular para la longitud focal actual del espejo de 8,5 pulgadas. El ocular de latón actual no es original y se añadió más tarde. Este telescopio fue restaurado por Heath y Wing y presentado a la Royal Society en 1766 como el telescopio que Newton había fabricado. En una fecha posterior se añadió una placa a este telescopio con la inscripción incorrecta que afirmaba que era su primer telescopio y que fue 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 de él. [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 fabricaron dos réplicas del original, una para la Reina y otra para el Observatorio Europeo del Norte en La Palma. [16] En 1984 se fabricó otra réplica para el diseñador jefe del telescopio William Herschel. [16] La réplica de 1984 acabó en la colección del Museo Marítimo Nacional a principios del siglo XXI. [16]