볼 수 없던 것을 볼 수 있게 해주는 망원경

망원경

망원경은 렌즈 또는 반사경을 여러 개 조립하여 가시광선, 적외선, 엑스선, 전파 등의 전자기파를 모아 멀리 있는 물체를 확대하여 더욱 선명하게 보는 광학기기로 광학적 특성에 따라 광학망원경, 전파망원경 등으로 분류합니다.

 

망원경은 1611년에 그리스 수학자였던 갈릴레이가 시연한 관측기기에 이름을 붙여 사용한 기록이 최초입니다. 실제 최초의 망원경은 1608년에 네덜란드의 안경 장인인 한스 리퍼세이가 2장의 렌즈를 조합한 망원경으로 알려져 있으며, 리퍼세이는 쌍안 망원경 또한 만든 것으로 알려져 있습니다.

 

일반적인 망원경의 원리는 카메라 구조와 비슷한데, 대물렌즈나 반사경 즉, 거울을 이용하여 물체로부터 나오는 빛을 모아 상을 만들고 이 상을 접안렌즈로 확대해서 실제보다 크게 보이도록 하는 원리입니다. 대물렌즈의 크기가 크면 클수록 물체로부터 나오는 빛을 많이 받게 되어 상의 밝기가 증가합니다.

 

광학망원경과 전파망원경

광학망원경의 종류에는 굴절망원경, 반사망원경, 반사-굴절 망원경이 있는데, 굴절망원경은 렌즈를, 반사망원경은 반사경인 거울을, 반사-굴절 망원경은 렌즈와 거울을 둘 다 접목한 망원경입니다. 굴절 망원경에도 여러 가지 종류가 있는데, 대표적으로 볼록렌즈와 오목렌즈를 접목한 갈릴레오식 망원경과 대물렌즈, 접안렌즈 모두에 볼록렌즈를 사용한 케플러식 망원경이 있습니다. 거울을 접목한 반사 망원경에는 오목거울 두 개를 결합한 원리를 가진 그레고리식 망원경과 대각선으로 배치된 평면거울을 반사해 접안렌즈로 확대하는 뉴턴식 망원경 등 여러 종류의 망원경이 개발되어왔습니다.

 

전파망원경은 안테나를 이용한 망원경으로 가시광선을 집광하여 천체를 관측하며 광학식 천체망원경에 전파를 접목한 망원경입니다. 주로 광학 망원경으로 관측할 수 없는 파장의 전자파를 넓게 관측할 수 있으며 가시광선을 방사하지 않는 성간 가스 같은 것을 관측하는 데에 유리합니다. 전파는 수렴할 수 있을 정도로 굴절하기가 어렵기 때문에, 전파 망원경에서는 반사에 의한 방법만 이용되고 있습니다. 모든 금속은 전파를 반사하므로, 어떠한 금속이라도 반사경의 소재가 될 수 있으며, 전파망원경은 직경이 수십 m에 이르는 대형의 것이 많기 때문에, 그 자신의 무게로 형태가 왜곡되는 것을 무시할 수 없습니다. 따라서 반사경에는 주로 왜곡을 줄이기 위해 알루미늄과 같은 가벼운 금속이 사용됩니다.

 

망원경은 자세 변화나 온도변화, 풍향, 풍속의 변화 등의 많은 외부적 변화가 일어나도 렌즈나 반사경 등에 진동이나 변형에 의한 영향을 주지 않는 것이 중요합니다. 대표적으로 천체를 관찰하는 경우에는 천체의 빛이 매우 약하며 상세한 분석을 위해 대 망원경으로도 몇 시간의 노출이 필요한 경우가 흔하게 있기 때문입니다.