レンズはこの望遠鏡より大きくなれない 研究用に造られた史上最大の屈折望遠鏡は1897年に完成し、口径はおよそ1メートル(40インチ)——これより大きなレンズは二度と作られなかった。レンズは縁でしか支えられないため、これ以上大きくすると自重でたわんで像がにじむ。耐えられるほど厚くすれば、今度は光を吸い込んでしまう。背面全体で支えられる鏡が主役となり、巨大レンズ望遠鏡は永遠の限界にぶつかった。
回る水銀の池が完璧な鏡になる 磨いたガラス鏡をいっさい使わず、液体水銀の浅い皿を回す望遠鏡もある。回転と重力が金属の表面を完璧な放物面——鏡に必要なまさにその形——に引き伸ばし、ガラスを鋳造して磨く費用のごくわずかで済む。難点は、皿を水平に保たねばならず、真上しか向けないこと。だから頭上を流れていく空の帯だけを見つめる。ヒマラヤの高地に造られた一台は、口径4メートルにもなる。
アイルランド貴族の巨大望遠鏡が、銀河は渦巻きだと見抜いた 1845年、ロス卿は自らの城に怪物のような望遠鏡を完成させた。鏡筒は二つの石壁のあいだに吊られていた。その鏡——口径72インチ、銅とスズの合金「スペキュラム」でできた3〜4トンの円盤——は現場で鋳造されたが、あまりに早く曇るため絶えず磨き直さねばならなかった。それでも彼はこの鏡を通して、淡い星雲のいくつかが渦巻き状であることを初めて見抜いた。この望遠鏡は70年以上にわたり、地上最大であり続けた。
ガリレオは望遠鏡を発明していない 望遠鏡の記録が残る最初は1608年。オランダの眼鏡職人ハンス・リッペルハイが、遠くのものを近くにあるように見る装置の特許を申請した。だが、すでに他の者にも作れたため、独占的な特許は認められなかった。ガリレオがオランダの望遠鏡を耳にしたのは翌年のこと——彼は自前で作って改良し、夜空に向けた最初の人物となったが、装置そのものは彼の発明ではなかった。
望遠鏡はレーザーを放って偽の星を描く 星をまたたかせ、大型望遠鏡の像をにじませる正体は、大気の揺らぎだ。これに打ち勝つため、観測所は強力な黄色いレーザーを空へ放ち、上空およそ90キロメートルのナトリウム原子の層を励起して、人工の星のように光らせる。センサーがその点を大気がどうにじませているかを読み取り、望遠鏡の奥にある柔らかい鏡が自らの形を変えてぼやけを打ち消す——その面を毎秒およそ千回も調整しながら。
この金の鏡は、打ち上げのためテーブルのように畳まれた 巨大な赤外線宇宙望遠鏡の鏡は6.5メートル、18枚の六角形のセグメントからなる。各セグメントは軽量なベリリウムの板で、厚さわずか100ナノメートル——紙一枚のおよそ千分の一——の金で覆われている。金は赤外線をみごとに反射するからだ。全体はどんなロケットにも収まらないほど大きく、そこで折りたたみ式テーブルの天板のように蝶番でたためるようにし、宇宙に出てから広げた。
この鏡は、冷めるだけで何年もかかった パロマー望遠鏡の口径200インチの鏡は、1934年に低膨張のホウケイ酸ガラスで鋳造された。背面はハチの巣状のリブ構造になっており、これで重量がおよそ半分になり、形を保ちやすくなった。鋳造された円盤はきわめてゆっくり冷ます必要があり、一年近くかけて徐冷された。完璧な曲面を削り出す工程で数千キログラムのガラスが削られ、山上での最終研磨にはさらに2年ほどを要した。
薄いガラスの板が、ぼやけた縁の問題を解決した 単純な曲面の鏡は像の中心を結ぶが、外側へいくほどにじませてしまう。だから初期の広視野写真は縁がぼやけた。1930年、光学技師ベルンハルト・シュミットは、前面にわずかにゆがませた薄いガラス板を置いてこれを解決した。入ってくる光を、鏡が狂わせるのとちょうど正反対の分だけ曲げ、広大な空を一度にくっきりさせるのだ。彼の補正板のおかげで、望遠鏡は星座まるごとを鮮明な一枚に収められるようになった。
