望遠鏡の歴史

概要

望遠鏡（Telescope）は、遠方の物体を拡大して観測するための光学機器である。その誕生は1608年、オランダのミデルブルフで眼鏡職人ハンス・リッペルハイ（1570–1619）が「遠くのものを近くに見せる道具」の特許をネーデルラント議会に申請した記録に求められる。

ただし同時期にザカリアス・ヤンセンやヤコブ・メティウスも類似の装置を製作しており、発明者の特定は現在も論争がある。望遠鏡の真の歴史的意義は発明そのものではなく、翌1609年にガリレオ・ガリレイ（1564–1642）が天体へ向けたことで始まった認識の革命にある。

ガリレオが自作した望遠鏡は倍率約9〜30倍の屈折式であった。月面のクレーター、木星の四大衛星（イオ・エウロパ・ガニメデ・カリスト）、金星の満ち欠け——これらの観測は天動説に決定的な打撃を与え、コペルニクス体系の証拠となった。

屈折式は対物レンズと接眼レンズの組み合わせで遠方の像を拡大するが、色収差（波長ごとに焦点距離が異なる現象）が避けられず、高倍率になるほど像が滲んだ。この欠点を補うため17世紀後半には鏡筒の全長が数十メートルに達する「空中望遠鏡」が作られ、実用上の限界が顕在化した。

1668年、アイザック・ニュートン（1643–1727）は放物面鏡を使う反射望遠鏡を製作し、色収差の問題を原理的に解決した。ニュートン式反射望遠鏡はその後200年以上にわたり天文学の主力機材となる。

18世紀末にはウィリアム・ハーシェル（1738–1822）が口径1.2メートルの大型反射望遠鏡を完成させ、天王星を発見（1781年）するとともに天の川が星の集合体であることを確認した。

19世紀に写真乾板が実用化されると、望遠鏡は人間の目の代わりに感光材料で光を積分する装置に変貌した。長時間露光によって肉眼では見えない暗い天体の記録が可能になり、系外銀河や星雲の系統的なカタログ編纂が始まった。

1920年代、エドウィン・ハッブル（1889–1953）はウィルソン山天文台の口径2.5メートル望遠鏡を使って、アンドロメダが独立した銀河であることを確定した。さらに銀河の後退速度が距離に比例するという「ハッブルの法則」（1929年）を導き、宇宙膨張の観測的証拠を提示した。

電磁波観測の多様化も20世紀の特徴である。1930年代に電波天文学が誕生し、可視光では観測できない宇宙の現象——パルサー、クェーサー、宇宙マイクロ波背景放射——が次々と発見された。

地球大気による光の吸収・揺らぎを回避するため、望遠鏡を宇宙空間へ打ち上げる構想が実現したのは20世紀後半である。

1990年に打ち上げられたハッブル宇宙望遠鏡（HST）は、当初の鏡の研磨誤差が発覚し緊急修理ミッション（1993年）で補正される劇的な経緯を経て、その後30年以上にわたり宇宙の深部画像を提供し続けた。超新星観測からダークエネルギーの存在が示唆されたのもHSTの貢献である。

2021年に打ち上げられたジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）は赤外線観測に特化し、宇宙誕生後数億年の初期銀河や系外惑星大気の組成分析を可能にしている。

Galileo Galilei, Sidereus Nuncius (1610)
Albert Van Helden, The Invention of the Telescope, Transactions of the American Philosophical Society, 1977
マーシャ・バトゥーシアク『銀河——宇宙の島を発見した人たち』（吉田三知世訳、早川書房、2011）