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Technique : Microscopes et télescopes : les instruments pour voir de près les deux infinis

Lunettes astronomiques et télescopes :

Ce sont des instruments qui permettent de former une image agrandie et plus lumineuse d'objets lointains. Comment voir de mieux en mieux, des objets célestes de plus en plus lointains ?

Pour en savoir plus
 
La lunette astronomique
 

Le principe des lunettes astronomiques est basé sur celui de la loupe : l'objet céleste est observé directement, sans miroir, à travers un système sophistiqué de lentilles grossissantes.

Depuis Galilée et ses fameuses observations des reliefs à la surface de la lune, des taches à la surface du soleil, ou des phases de la planète Vénus, les lunettes astronomiques furent améliorées jusqu'à la fin du XIXe siècle, les plus grandes atteignant un mètre (observatoire de Yerkes, 1897). Il devint alors techniquement impossible d'augmenter leurs performances, d'où le recours aux télescopes.

crédit : IMSS, Florence
 
Renaissance : les téléscopes
 
Un télescope utilise un miroir pour concentrer la lumière provenant de l'objet observé. C'est la clé de sa supériorité par rapport à la lunette. Les premiers télescopes furent construits au XVIIe siècle en particulier par Newton. Le plus grand télescope terrestre comportant un miroir unique est celui du Mont Palomar (miroir de 5 mètres de diamètre). Pour résoudre le problème du poids du miroir, sont apparus les miroirs segmentés, constitués d'une mosaïque de petits miroirs (miroir de 10 m de diamètre des télescopes du Keck observatory à Hawaï), puis les miroirs amincis et actifs (leurs déformations sont corrigées en temps réel).

L'observation astronomique depuis le sol se heurte au problème de la turbulence atmosphérique (c'est elle qui fait scintiller les étoiles) qui limite la qualité des images. Deux solutions ont été trouvées :

- mettre un télescope en orbite, donc au-delà de l'atmosphère : c'est le fameux télescope spatial Hubble lancé par la Nasa.

- corriger en temps réel grâce à un laser, les fluctuations de l'image (optique adaptative).

Autre problème : pour augmenter le grossissement, il faut augmenter le diamètre du télescope et donc du miroir. Mission impossible : les limites technologiques sont atteintes.

La solution ? Combiner la lumière reçue par plusieurs télescopes fonctionnant de façon
couplée : un procédé appelé "interférométrie".

C'est le principe du VLT (Very Large Telescope), construit par l'European Southern Observatory (ESO) au Chili : ses 4 télescopes de 8 mètres de diamètre sont équivalents à un télescope de 200 m de diamètre. Résolution attendue : un millième de seconde d'arc - traduction : cette résolution permettrait de distinguer un homme à la surface de la lune.


Le "Very Large Telescope" - 4 télescopes géants en construction au nord du Chili - © European Southern Observatory (ESO)
Le "Very Large Telescope"
4 télescopes géants en construction au nord du Chili
© European Southern Observatory (ESO)
 
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