Телескоп можно использовать и на Земле. Здесь реальное изображение, формируемое линзой, перевернуто, а видеть удаленную перспективу, где небо внизу, а земля вверху, было бы несколько странно, поэтому для создания изображения используются две линзы, и вторая переворачивает изображение, перевернутое первой, обратно. Вот это дважды перевернутое изображение уже увеличивается, и мы получаем подзорную трубу. Две маленьких подзорных трубы, составленные вместе для двух глаз, дают нам бинокль.

В астрономических телескопах не используют дополнительную линзу, поскольку каждая линза вносит искажения, и чем меньше линз используется, тем лучше. Перевернутое изображение звезды или Луны не смущает астронома, и он не против того, чтобы видеть их такими.

Телескоп, кажется, был изобретен подмастерьем голландского изготовителя очков Ганса Липперши примерно в 1608 году. На следующий год слух о новом приборе дошел до итальянского ученого Галилео Галилея (1564–1642), о котором я уже имел случай упоминать в I части книги, и он стал экспериментировать с линзами, пока не получил телескоп. Его инструмент был плохоньким по сравнению с современными; он увеличивал примерно раз в тридцать. Однако, повернув телескоп к небу, Галилей обнаружил там девственную территорию, и, куда бы он ни смотрел, он видел то, что не видел больше никто и никогда.

Большее количество деталей, увиденных им на Луне, позволило ему различить лунные горы и кратеры. Он видел пятна на Солнце, а Венера и Юпитер предстали перед ним размерами с глобус. Он смог разглядеть, что Венера проходит те же фазы, что и Луна (как то и предсказывала теория Коперника), и что Юпитер окружен четырьмя спутниками.

Линзы телескопа служили также и для собирания света. Весь свет, падающий на линзу, собирается в изображение. Если линза больше, чем зрачок глаза (а у телескопа она все-таки больше), то в изображении, создаваемом телескопом, концентрируется больше света, чем в изображении, создаваемом глазом. Когда Галилео направил свой телескоп в звездное небо, он увидел множество звезд, которые были ясно видны в телескоп и которые исчезали, когда он отнимал инструмент от глаза.

Естественно, чем больше линза, тем больше света она может собрать и тем более тусклые звезды она может показать. Современный телескоп в Иерксе (дальний потомок телескопа Галилея) имеет собирающую линзу 40 дюймов в диаметре; сравните с диаметром зрачка — он всего ¹/₃ дюйма! Отношение диаметров — 120 к 1. Количество собираемого света зависит от площади линзы, которая пропорциональна квадрату диаметра. Следовательно, сила собирания света у телескопа в Иерксе в 14 400 раз больше, чем у человеческого глаза, и он показывает звезды, которые во столько же раз тусклее.

Более того, если свет из телескопа сфокусировать на фотопленке, а не на сетчатке, проявляется еще одно преимущество. Свет, попадающий на пленку, производит эффект накапливания (которого он не производит, попадая на глаз). Звезда, которая слишком тускла, чтобы ее можно было увидеть даже в телескоп, будет медленно воздействовать на химикалии на пленке и после соответствующего времени выдержки может быть сфотографирована, даже не будучи увиденной.

Теоретически линзы можно делать все больше и больше, и Вселенная будет исследована все глубже и глубже. Но тут вмешиваются практические соображения. Чем больше линза, тем труднее и сложнее гладко отшлифовать ее и тем труднее не давать ей прогибаться под собственным весом (поскольку держаться она может только на оправе). Вдобавок чем больше линза, тем толще она должна быть, а поскольку ни одна линза не имеет стопроцентной прозрачности, то чем она толще, тем больше света она поглощает. Начиная с определенных размеров делать большие линзы становится невыгодно. Телескоп в Иерксской обсерватории в Висконсине имеет 40-дюймовую линзу и является самым большим телескопом подобного рода в мире. Он был построен в 1897 году, и с тех пор ничего большего не строили.