望遠鏡とは (ボウエンキョウとは) [単語記事]

望遠鏡とは、遠方の物体を観測するための装置である。

概要

身近な望遠鏡と言えば、覗くことで対象を拡大して見ることができる器械だ。

視力を明瞭に補佐し、遠くの風景や事象を事細かに観察したり、異常・障害物・敵といった危険・脅威に対する情報収集を行えるなど汎用性が高く、アウトドアや旅行に持っていくと重宝する。

しかし、広い意味では人間の眼では見えない電磁波など（例として赤外線、X線、電波、さらには電磁波ではない重力波も）を捉える装置も望遠鏡と呼ばれる。またそうした装置は必ずしも「拡大すること」に主眼を置いているとは限らない。強いて言えば「人間の眼ではとらえられない微弱な信号を増幅して検出するための装置」と言ったところか。

かと言ってテレビアンテナは「望遠鏡」と呼ばれないので、そこは観測する対象にもよるだろう。広い意味での望遠鏡と言ったら大抵は天文学で使われるものを指す。

　また、双眼鏡も事実上望遠鏡を2つ組み合わせた装置なので広い意味での「望遠鏡」なのだが、単眼のものだけを望遠鏡（単眼鏡）として双眼鏡と区別することも多い。

やたらに高倍率だけをアピールしている双眼鏡があるが、「倍率が高い＝高性能・高品質ではない」ので要注意。（小口径のレンズでは、一定以上の倍率は昼間でも像が暗くなり、手振れまで倍増し実用に適さなくなる）　→ 双眼鏡 の項目も参照。

望遠鏡の種類（目的別）

天体観測（可視光）: 望遠鏡と言えば大抵はこれ。肉眼で直接覗くこともあれば、カメラを取り付けて撮影することもある。一般には「遠くの天体を拡大すること」が目的のようにとらえられることが多いが、それよりも大事なのは口径が大きくてより多くの光を集められることだ。さもなくばいくら拡大率を上げても像が暗すぎたり解像度が低すぎたりして意味がない。
天体観測（可視光以外）: この場合は信号を集める装置に専用のカメラや検出器を取り付けて撮影する事になる。近赤外線なら可視光望遠鏡とほぼ同じ構造だが、それ以外の電磁波や重力波だと独自の工夫が必要になる。詳しくは Wikipedia など他のサイトで調べられたし。
地上での観察: 鳥や動物など、昼間に屋外で使うことを想定した望遠鏡はフィールドスコープとも呼ばれる。夜間に屋内へ望遠鏡を向けるのは犯罪以外の何者でもないのでやめとけ。
測量: よく道端などで一人の作業員が棒のような物を持ち別の作業員が何かの装置でそれを覗いている光景を見かけるが、この装置も広い意味では望遠鏡だ。正式には測量器だとかトランシットなどと呼ばれる。
軍事用: 偵察による捜索で遠くの敵や施設の存在・行動・状態を把握する、砲兵や狙撃の着弾観測のために望遠鏡は欠かせない。; というか、望遠鏡が発明されたときに真っ先に想定されたのは天体観測ではなく軍事目的である。ついでに言えば銃のスコープ^[1]だって立派な望遠鏡だ。

望遠鏡の種類（構造）

ここでは一般的な天体観測に使われる望遠鏡の種類について解説しよう。

屈折式望遠鏡: 細長い筒の両端にレンズをはめたもの。多くの人が望遠鏡と聞いて思い浮かべるのはこちらだろう。観測したい方向に向ける側のレンズ（対物レンズ）で光を屈折させることで集める。集めた光を接眼レンズによって像を結ばせて観察するようになっている。小型の物は比較的安価でメンテナンスもしやすいが、対物レンズを大きくすると途端にコストが上がって筒も長くなるのが難点。

反射式望遠鏡: 光を巨大な凹面鏡で反射させて集めるタイプの望遠鏡。集めた光は小さな鏡で垂直に反射させ、筒の横から覗く方式（ニュートン式）のものが多い。屈折式に比べて筒が短くて済み、またレンズよりも鏡の方が大型化が容易なことから、研究で使われるような大型望遠鏡はほぼ全てが反射式望遠鏡となっている。

屈折反射式望遠鏡（カタディオプトリック）: 反射式望遠鏡のように凹面鏡を使いつつ、さらに補正板（対物レンズの一種）を備えたタイプ。補正板によって筒をさらに短くしたり、像の歪みを抑えたりすることができる。いくつかの形式があるが、シュミット・カセグレン式が特に有名。

望遠鏡の歴史

レンズや反射鏡に関する研究は古代・中世から存在し、レンズを応用した眼鏡を作る職人は中世ヨーロッパに多数いた。彼らの間で、16世紀末から17世紀初頭にかけて、複数のレンズを組み合わせるという発想が生まれたらしい。従って（屈折式）望遠鏡の発明者を特定するのは難しいのだが、1608年に特許を出願した（内の一人）オランダの眼鏡職人リッペルスハイの名前が挙げられることが多い。

発明された望遠鏡は真っ先に軍事用のものとして注目を集めた。しかし、中にはこれを天体観測に使うことを思い付いた者もいた。その最初の一人がイギリスのトーマス・ハリオットで、1609年7月に月を観察してスケッチを残している。イタリアのガリレオ・ガリレイが自作の望遠鏡を空に向けるのは、それに少し遅れて1609年11月のことだった。

それなのにガリレオが最初に望遠鏡で天体観測を行った人物、さらには望遠鏡の発明者だと誤解されてしまうのは、彼の声がデカかったからということに尽きる。ハリオットは生前論文や本を出版さえしなかったのに対し、ガリレオは最初の観測から半年もしないうちに自分のスケッチなどを載せた『星界の報告』を出版しているのだ。天体観測で得た知見を元に地動説を唱え、他の学者や果てには時のローマ教皇にさえ喧嘩を売っていく炎上上等のスタイルだったため、望遠鏡はガリレオの名と共に学者たちの間に広まった。

軍需もあって望遠鏡は瞬く間に世界中に広がり、1613年には駿府城（静岡）でイギリスからの使者が大御所・徳川家康に鉄砲などとともに「千里鏡」を献上したという記録が残っている。

以上は屈折式望遠鏡の話だが、凹面鏡をレンズ代わりに使おうという発想は屈折式望遠鏡の登場からすぐに生まれたらしく、17世紀前半には試作品を作ったという記録が色々残っているのだが、最初に実用的な物を作ったのは万有引力の法則で有名なイギリスのアイザック・ニュートンだったと言われる。反射式望遠鏡のタイプに「ニュートン式」という名前がついているのはそのためだ。