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TÉLESCOPE n. m. (du grec télé, loin, et skopein, examiner)

Le télescope est un instrument d'optique, fondé sur les propriétés des miroirs et servant à obser­ver les astres du ciel. Avec la lunette astronomique, ils constituent les deux instruments fondamentaux pour l'étude des étoiles.

La lunette se compose de deux lentilles convergentes : l'objectif et l'oculaire. Elle est destinée à obtenir une image agrandie d'un objet situé à une distance infinie. L'objectif fournit de l'objet une image située dans le plan local de cette lentille. L'image ainsi fournie, réel­le et renversée par rapport à l'objet, est observée au moyen de l'oculaire de la même façon que dans le mi­croscope (voir ce mot).

Le télescope diffère de la lunette astronomique et de la lunette terrestre en ce que l'image primitive se pro­duit par réflexion sur un miroir sphérique concave au lieu de se reproduire par réfraction au travers d'un objectif. Il se compose donc du miroir concave qui joue le rôle d'objectif et d'une lentille convergente jouant le rôle d'oculaire. Le miroir concave fournit d'un objet quelconque se trouvant à l'infini, une image réelle se trouvant dans le plan local du miroir, réelle et renver­sée par rapport à l'objet. Mais on ne laisse pas cette image se former, on intercepte les rayons réfléchis qui concourent à sa formation au moyen d'un autre petit miroir plan incliné à 45 degrés sur l’axe principal du miroir. Ce miroir-plan reporte l'image de l'objet dans une direction perpendiculaire à la première, le foyer se trouvant lui-même rejeté. On observe l'image réelle en se servant d'une lentille convergente fonctionnant comme loupe et on obtient ainsi de l'objet observé, une image virtuelle renversée par rapport à l'objet.

Cet appareil est donc, à tout point de vue comparable à la lunette astronomique et son éclairement obser­ve la mène loi que pour la lunette. Le grossissement est égal au rapport de la distance locale du miroir con­cave objectif à la distance locale de l'instrument. Dans les grands télescopes modernes, l'oculaire n'est pas une simple loupe, mais un oculaire composé fonctionnant comme un véritable microscope.

Comme l'oculaire des télescopes peut être différem­ment placé par rapport au réflecteur, cette disposition variable de l’oculaire nous donne trois types de téles­copes, à savoir : télescopes de Grégory, de Newton, de Cassegrain.

Dans le modèle le plus usité (télescope de Newton) pour observer l'image observée au foyer du miroir, un petit miroir plan ou un prisme à réflexion totale est disposé en avant de ce point. Il renvoie le rayon lu­mineux à angle droit vers l'oculaire qui est placé sur le côté du tube et monté à crémaillère. Dans les modèles de Grégory, le miroir concave est percé d'un trou au centre, trou par lequel passent les rayons lumineux qui sont alors réfléchis par un second miroir concave placé en avant du foyer. Au lieu d'être incliné comme dans le type précédent, ce miroir est normalement placé afin que l'image locale puisse être reprise par l'oculaire placé comme dans une lunette ordinaire. Le télescope du troisième type (Cassegrain) est disposé de même, mais la seule différence consiste en ce que le petit mi­roir est convexe au lieu d'être concave.

Le professeur Grégory, inventeur du télescope qui porte son nom, s'était borné à en donner la description dans un ouvrage, Optica promota, publié à Londres en 1636. Mais ce ne fut qu'un siècle plus tard, vers 1730, qu'il fut construit.

Newton employait, pour ses télescopes, des miroirs sphériques en bronze, mais ceux-ci s'altéraient vite au contact de l'air ; on était obligé de les repolir. Or, en les repolissant, on risquait fortement de les déformer ; l'opération, de ce fait, devenait assez compliquée et aussi coûteuse que pour l'établissement d'un miroir neuf.

Foucault, le premier, remplaça les miroirs métalli­ques par des miroirs de verre argenté. Actuellement, pour fabriquer un miroir de télescope, on commence par creuser, dans un bloc de cristal, une surface concave parfaitement régulière ; on argente le verre en y dépo­sant, par un procédé chimique, un précipité à base d'ar­gent. Quand celui-ci est altéré, on le dissout par un réactif approprié et on argente à nouveau le verre qui n'a subi aucune altération.

Comme on vient de le voir, il existe des différences profondes entre les lunettes astronomiques ou réfrac­teurs et les télescopes ou réflecteurs. De ces différences proviennent des avantages et des inconvénients inhé­rents à chaque type. Plus maniables et moins encom­brants que les lunettes, permettant l'observation d'une façon plus commode, les télescopes donnent moins de clarté et ne supportent pas d'aussi forts grossissements. Néanmoins, leur usage est très répandu. On les utilise notamment pour certaines recherches de spectroscopie, en particulier pour celles qu'utilisent les radiations ultra-violettes. Tous les grands observatoires en possè­dent et dans le passé, William Herschell, qui posséda longtemps le plus fort instrument du monde, découvrit, grâce à lui, de véritables merveilles célestes, notamment la planète Uranus. Le plus puissant instrument du mon­de se trouve actuellement aux Etats-Unis, à l'observa­toire du Mont-Wilson, à Pasadena (Californie). Son mi­roir a 2 m. 57 de diamètre et pèse 4.500 kilos.

L'époque de l'invention des télescopes est inconnue. Certains indices permettent de conclure que quelques physiciens ont dû connaître, depuis les temps les plus anciens, des instruments de ce genre. Mais la question de savoir si ces instruments étaient de simples tubes ou s'ils étaient munis de verre, reste indécise. On n'a, jusqu’ici, rien trouvé de positif à ce sujet. Les pre­mières nouvelles concernant la construction de télesco­pes et des lu nettes datent de la fin du XVIème siècle et il est probable que le célèbre mathématicien Jacques Me­tius prit une grande part à l'invention du télescope. Ce qu'il y a de certain, c'est qu'en 1608 il remit aux Etats Généraux un écrit contenant la description exac­te de cet instrument, mais en affirmant en même temps qu'un autre avant lui avait dû construire un instrument analogue. Cet autre semble avoir été l'opticien hollan­dais Lippersky. La question de savoir si, à cette époque, on n'inventa pas de télescopes dans d'autres pays n'est pas résolue. Ce qui n’aurait rien d'étonnant étant donné qu'à partir du commencement du XVIIème siècle, les nouveaux instruments se répandirent dans tous les pays et, au bout de peu de temps, beaucoup de savants en possédèrent.

Les premiers télescopes, appelés télescopes hollan­dais, d’après leur pays d'origine, étaient peu propices à l'étude des astres, leur agrandissement étant très fai­ble. Seuls, des perfectionnements ultérieurs permirent la construction des véritables télescopes astronomiques.

Les savants des périodes suivantes surent utiliser ces instruments avec la plus grande précision et, grâce à eux, ils arrivèrent à reconnaître des vérités nouvelles jusqu'alors inconnues. En dehors des connaissances positives que ces instruments nous ont appris, ils ont encore été, par ailleurs, très utiles à l'humanité. Tou­jours la scholastique et l'Eglise s'opposèrent à toute vérité nouvelle. Les hommes qui, les premiers, annoncèrent au monde les faits nouveaux reconnus à l'aide du télescope furent exposés aux dangers qui, à cette époque, menaçaient les chercheurs. Mais, malgré le fanatisme des obscurantistes, la vérité ne s'en fit pas moins jour et, après de longs et durs combats, la scien­ce, par ces conquêtes impérissables, emporta définitive­ment la victoire sur les forces d'ignorance représentées par l'Eglise et ses suppôts. 

- Charles ALEXANDRE.

TELESCOPE

C'est un instrument optique utilisé pour l'examen des objets éloignés. On peut différencier les télescopes en deux classes, suivant la nature de leur objectif :

Les télescopes dioptriques ou lunettes. − Ils ont pour objectif une lentille convergente.

Les télescopes catoptriques ou télescopes proprement dits. - Ils ont comme objectif un miroir concave.

1° LUNETTE. - Principe. - La lunette a pour but de remplacer la vision directe d'un objet par celle d'une image virtuelle, vue sous un plus grand angle, et placée à la distance la plus favorable à la vision.

Généralement, une lunette est constituée par deux systèmes optiques :

a) Un objectif convergent, donnant de l'objet que l'on regarde, généralement éloigné, une image réelle et renversée, située sensiblement dans son plan focal.

b) Un oculaire, transformant cette image réelle ren­versée en une image virtuelle redressée et agrandie.

Pour la mise au point, l’œil se place au cercle ocu­laire, c'est-à-dire à l'image virtuelle de l'objectif donné par l'oculaire. En faisant varier la distance de l'objectif à l'oculaire, on arrive à faire occuper à l'image vir­tuelle de l'objet une place où l'œil de l'observateur la voit sans accommodation. Cette distance varie suivant les caractéristiques de l'œil de l'observateur. La mise au point est réalisée par le déplacement de deux tubes concentriques contenant l'un l'objectif, l'autre l'oculai­re. Par extension, on a donné à ce mouvement de deux tubes l'un dans l'autre le nom de télescopique.

Dans une lunette, il est utile de considérer le grossissement, le pouvoir séparateur, le champ et la clarté.

Le grossissement, c'est le rapport entre les images rétiniennes, d'un même objet, vu à l'œil nu, puis à tra­vers la lunette ; ce qui revient au même d'ailleurs que le rapport entre le diamètre de l'objet vu à l'œil nu et le diamètre apparent de l'image donnée par l'instrument.

Le pouvoir séparateur, c'est la distance angulaire minima perceptible, à travers l'instrument. Théorique­ment, pour des lunettes parfaites au point de vue optique, c'est-à-dire n'ayant ni diffraction ni aberra­tion, le pouvoir séparateur serait proportionnel au gros­sissement. En effet, plus le grossissement est grand, plus on a de chances de distinguer les détails d'un objet. Mais n'oublions pas que par suite des défauts signalés plus haut, commun à tous les instruments d'optique, l'image d'un point est une petite tâche, et on ne pourra séparer visuellement deux points que si la distance des deux tâches est plus grande que leur diamètre commun.

Le champ d'une lunette, c'est l'angle solide ou cône comprenant toute la région de l'espace observée, pour une position fixe de la lunette.

On distingue deux sortes de champs, le champ réel ou de pleine lumière et le champ apparent. Un point lumineux est situé dans le champ de pleine lumière ou dans le champ apparent suivant que le faisceau lumi­neux matérialisé par ce point et par l'objectif de la lunette rencontre en entier ou partiellement les sys­tèmes optiques intérieurs.

Pour étudier la clarté d'une lunette, disons quel­ques mots sur ce qu'on entend par clarté d'un objet. C'est la quantité de lumière qu'il envoie sur la rétine de l'observateur. Elle est donc proportionnelle à l'éclat de l'objet et, inversement proportionnelle à l'ouverture de l'iris, car l'œil accommode toujours pour éviter les changements dans la lumière totale reçue.

On définira la clarté d'une lunette par le rapport entre l'éclairement de l'image rétinienne de l'objet, vu à l'œil nu ou à travers la lunette, l'iris de l'oeil de l'observateur étant dans les deux cas à la même ou­verture. Pour une lunette théorique, ce rapport est évi­demment égal à 1. Dans la pratique, il varie de 0,8 à 0,9.

Ces différentes qualités d'une lunette, qui sont d'ail­leurs les mêmes pour les autres instruments d'optique, sont contradictoires. Par exemple, en augmentant le grossissement, on n'améliore pas le pouvoir séparateur, on diminue sûrement le champ et la clarté. Suivant le but poursuivi, on développera certaines d'entre elles au détriment des autres.

Différentes sortes de lunettes. - La lunette astrono­mique, comme son nom l'indique, sert à l'étude des as­tres. Il est indifférent d'avoir des images renversées, et l'oculaire n'aura pas à redresser l'image donnée par l'objectif.

La lunette terrestre, au contraire, devra donner la même orientation à l'image qu'à l'objet. Ce redres­sement s'obtient :

Par système de lentilles ; on a, alors, la lunette ter­restre proprement dite, ou longue-vue.

Par système de prisme ; on a, alors, la lunette à prisme ; par l'oculaire lui-même, qui est divergent, on a la lunette de Galilée.

2^° Télescope. - Un télescope, c'est une lunette dans laquelle on a remplacé la lentille objectif par un miroir concave. L'image donnée par ce miroir est examinée par un oculaire ordinaire à deux verres, après interpo­sition d'un dispositif qui, par son action sur les fais­ceaux lumineux, permet à l'observateur d'examiner l'image objective sans entraver la propagation des rayons. Souvent, ce dispositif n'a qu'une action orien­tante sur les faisceaux lumineux ; on n'en tient pas compte dans l'étude des qualités optiques du télescope qui se définissent comme celles des lunettes.

Miroirs des télescopes. - Les premiers télescopes comportaient comme objectif un miroir sphérique en bronze poli. Les aberrations de sphéricité de tels mi­roirs étant notables, les images qu'ils donnaient étaient défectueuses et ne permettaient que l'emploi d’oculaires peu puissants ; par suite, les instruments devaient atteindre des dimensions considérables pour avoir des grossissements notables. En outre, le pouvoir réflec­teur du bronze atteignait rarement 0,75 pour les mi­roirs neufs, et ne tardaient pas à baisser par suite du ternissement de la surface polie. Foucault fit faire un grand progrès aux télescopes en introduisant les miroirs paraboliques en verre argenté, et en étudiant les moyens de les tailler et de les vérifier. De tels miroirs sont rigoureusement stigmatiques pour un point à l'in­fini dans la direction de l'axe. Ils le sont sensiblement pour les points à l'infini dans des directions voisines, c'est-à-dire pour tous ceux du champ du télescope.

Outre cet avantage important résultant de leur for­me, les miroirs en verre argenté ont un pouvoir réflec­teur supérieur d'un dixième environ à celui des miroirs métalliques. Lorsque la clarté de l'instrument baisse, par suite de l'altération de l'argenture, il suffit de le dissoudre par l'acide azotique et de réargenter le mi­roir, opération beaucoup moins coûteuse et moins déli­cate que celle du repolissage d'un miroir métallique.

Tous les miroirs de télescopes modernes sont para­boliques et, le plus souvent en verre argenté. Ils ne diffèrent des miroirs de Foucault que par une épais­seur de verre beaucoup plus grande, ce qui en facilite le montage et réduit les déformations.

Equatorial. - Les lunettes astronomiques et les téles­copes sont habituellement employés montés sur équa­torial. On désigne ainsi une monture mobile, qui, à l'ai­de d'un mouvement d'horlogerie, donne à ces instru­ments, un déplacement convenable. Ce déplacement per­met de corriger le mouvement apparent du ciel, et le point observé ne quitte pas le champ de l'appareil sans cette monture équatoriale ; avec les appareils à fort grossissement, on ne pourrait faire aucune observa­tion. Pour les instruments de grande dimension, l'ob­servateur est placé sur un siège faisant corps avec l'ins­trument, et qui participe, lui aussi, au mouvement équatorial. D'autres fois, l'oeil de l'observateur est remplacé par un appareil photographique, ce qui permet de découvrir des astres que l'œil, même appliqué à l'oculaire, n'arrive pas à distinguer.

Un artifice astucieux permet de se passer de la monture équatoriale. Il suffit de regarder la région du ciel à laquelle on s'intéresse non pas directement mais par l'intermédiaire d'un miroir en deux parties dont une moitié est fixe, l'autre suit le mouvement apparent des astres, à vitesse moitié. C'est le cœleostat.

Réticule. - Dans l'astronomie de position, pour les travaux d'arpentage, dans tous les cas où l'on a à me­surer des angles, il est nécessaire de viser exactement un point particulier. On l'observe à travers des lunet­tes où se trouvent disposés deux fils en croix, placés au foyer de l'objectif. C'est le réticule. Les appareils peuvent alors se déplacer par rapport à leur monture, ces déplacements étant mesurés sur des cercles gra­dués en angles. On peut même mesurer ces déplace­ments dans deux plans perpendiculaires. Il faut rattacher à cette famille d'instruments de mesure, le théo­dolite et le sextant des navigateurs.

Galilée étudia le premier télescope et ses études as­tronomiques portèrent d'abord sur la lune.

Du temps de Huygens, Hévelius, Cassini, Bianchini, qui vivaient au XVIIème siècle, on s'évertua à construire des lunettes monstres mesurant plus de 100 pieds. Mais l'imperfection de ces instruments ne permettait guère un grossissement de plus de 2.000. Parmi les té­lescopes les plus célèbres, on cite celui de Lord Rosse, le grand télescope de Lassel, la lunette de l'observatoire de Washington. Des appareils modernes, le plus important est le télescope du Mont-Wilson. Son miroir a deux mètres cinquante de diamètre et il pèse 4 tonnes. Il est abrité dans un bâtiment entièrement en acier et recouvert d'un dôme ou coupole hémisphérique mobile de 17 m. 70 de diamètre. Un volet permet de découvrir dans ce dôme une ouverture de 5 mètres de largeur par laquelle se font les observations.

Parmi les découvertes qui précédèrent l'époque scientifique moderne, celle du télescope fut une des plus fé­condes en résultats.

Au point de vue philosophique, ces appareils ame­nèrent les hommes à réfléchir sur les mondes lointains. Toute la doctrine religieuse, qui faisait de la terre le centre de l'univers, subit un rude assaut. Dans la lutte que se livrent journellement la science et la foi, qu'on le veuille ou non, ce qui est gagné par l'une est forcé­ment perdu par l'autre, et nous pouvons dire du téles­cope qu'il fut un magnifique outil d'émancipation pour la pensée humaine. 

– Alexandre LAURANT.