Астрофизичка проучавања небеских тела започета су озбиљно у 18. веку, када су холандски оптичари изумели „лупу“. Први који је ценио улогу овог проналаска у астрономији био је професор Галилео Галилеи са универзитета у Падови. Својом руком направио је три телескопа са увећањем од 3 до 30 пута. Иначе, назив „телескопи“ тада су добили лупе.
У јесен 1609. године, Галилео је започео посматрања, која су касније описана у његовом чувеном астрономском делу „Звездан гласник“. Утисак са слике откривене Галилеју био је изузетан. „Изненађен сам изван себе“, написао је, „пошто сам већ успео да се уверим да је Месец тело слично Земљи“. На месечевој површини Галилео је видео планине и долине. Испоставило се да је Венера била попут малог месеца, а промена у њеним фазама доказала је ротацију Венере око Сунца. Планета Јупитер се зачуђеном Галилеју указала као мајушни диск око којег су се окретале мале звезде - његови сателити. Тако се испоставило да је Јупитер са системом својих месеци смањена сличност Сунчевог система. На Сатурну је Галилео приметио неке чудне додатке - трагове свог чувеног прстена. На површини Сунца јасно су се виделе тамне мрље, које су оповргавале Аристотелово учење о „неповредивој чистоти неба“. Показало се да је физички изглед познатих небеских тела необичан.
Прва ствар која упада у очи било коме кад посматра звездано небо је разлика у привидном сјају звезда, тачније, у њиховом сјају. Сјај звезде схвата се као осветљење које звезда ствара на површини Земље. Што се звезда светлија, већи је перципирани ток њеног зрачења.
Још у давним временима астрономи су „сортирали“ звезде по њиховом привидном сјају (привидном сјају). Најсјајније звезде звале су се звезде 1. магнитуде, звезде 2.5 (тачније 2.512) пута слабије назване су звезде 2. магнитуде итд. Најмање сјајне звезде доступне голим оком су звезде 6. магнитуде. Лако је израчунати да су звезде 6. магнитуде тачно 100 пута слабије од звезда 1. магнитуде.
Израз „величина“ карактерише, наравно, не величину звезда, већ само ток њиховог зрачења. Што је звезда слабија, већа јој је величина.
Касније је за тачнију карактеризацију звезда било потребно увести разломљене величине, а за посебно светле звезде - нулту, па чак и негативну величину.
У видном пољу свог телескопа Галилео је видео многе звезде 7. и 8. магнитуде неприступачне голим оком. Показало се да су неке „маглине.2“ на звезданом небу састављене од многих звезда. Испоставило се да је и Млечни пут велико јато слабих звезда.
Било који телескоп има сочиво и окулар. Сочиво сакупља зраке од светлости и ствара им слику у свом фокусу. Ова слика се гледа кроз јаку лупу која се назива окулар.
У телескопима Галилео објектив је био конвексно конвергирајуће сочиво, а окулар расипајуће, плано-конкавно. По свом оптичком дизајну подсећали су на позоришни двоглед.
Јоханнес Кеплер је 1611. предложио другачију шему, у којој су објектив и окулар биле биконвексне сочива. Ово је проширило видно поље, и стога је Кеплеров телескопски систем убрзо постао доминантан. Предност телескопа је двојака: они сакупљају много више светлости од људског ока и повећавају угао гледања из ког се посматра објекат.
Први телескопи су били крајње несавршени. Њихова сочива су искривила слику, односно, другим речима, створила су одступања. Главне су сферне и хроматске аберације. Прва је да ивице сочива преламају светлост више од њихових централних делова.Из тог разлога, зраци сочива се конвергирају у различитим тачкама (фокусним тачкама) и испада да је слика нејасна, мутна. Хроматична аберација се изражава на другачији начин: сочива различитих боја преламају се сочивима различито - највише љубичаста, најслабије црвена. Као резултат, слике у првим телескопима нису биле само мутне, већ и „дуге“ обојене различитим бојама.
Што је већа жижна даљина сочива (за исти пречник), то је мање аберација. Стога су Галилејеви следбеници изградили телескопе са дугим фокусом који су били необично гломазни и којима је било тешко управљати. Оваква ситуација наставила се скоро век и по, а неки телескопи са сочивима тог доба достигли су дужину од 40 м. Уз помоћ сложеног система блокова, били су учвршћени на високим јарболима. А окулар телескопа је остао на земљи. Понекад су уопште пролазили без цеви (цеви) и користили су „ваздушни“ систем - сочиво је било постављено на високи јарбол, а окулар се држао у рукама.
Упркос свим овим триковима, телескопи са сочивима са дугим фокусом давали су лоше слике и предстојала је потреба за радикалним реструктурирањем њиховог оптичког система. Средином 18. века. Једнособни телескопи су застарели, а решење је пронађено у објективима и окуларима са више сочива.
Замислите сложену сочиву која се састоји од биконвексних и плано-конкавних сочива. Ако изаберемо закривљеност површина сочива и врсту њихових наочара, аберације једног сочива надокнадиће „супротне“ аберације другог, а резултат је сочиво које не даје изобличења. Теоретски, ову могућност је доказао још 1695. године енглески оптичар Ј. Грегори, а 1733. Ц. Халл је пронашао врсте наочара за сложени циљ. Његов наследник Ј. Доллонд 1758. године почео је да прави „ахроматска“ сочива која нису давала дугине слике. У њима, наравно, није било потпуне компензације, а оптичари су обично остављали плави ореол око слике, што није ометало посматрања.
Доллонд је смислио комбинацију са 3 сочива која је дала још боље резултате од двособног акромата. Тако су се појавили „апохромати“, стварајући слике одличног квалитета.
Почетком КСИКС века. Немачки оптичар и астроном Ј. Фраунхофер почео је да гради апохромате, и по величини и по квалитету, супериорне у односу на Доллондове телескопе. 1839. његови студенти Мерз и Махлер произвели су величанствени рефрактор од 15 инча (телескоп сочива) за нову опсерваторију Пулково, која је 8 година остала највећа на свету.
Окулари су такође постали сложенији. Од 18. века. постају двоструке, а понекад и вишеобјективне.
Борба против аберација у рефлекторима настављена је током 19. века. Амерички оптичар Алван Цларк и његови синови постигли су посебан успех у овом питању. По наредби руске владе 1885. године, Цларк је направио 30-инчни рефрактор за опсерваторијум Пулково, који је, на несрећу, изгубљен током Великог отаџбинског рата. Апсолутни рекорд у конкуренцији рефрактора постигнут је 1897. године. На штету милионера Иеркеса, Алван Цларк и синови изградили су гигантски инструмент - рефрактор са објективом од 102 цм (40 инча). 40-инчни рефрактор опсерваторије Иеркес и даље је највећи рефрактор на свету. Нико се не усуђује да прави још веће сочива - потешкоће њиховог стварања су огромне, а ефикасност ниска: апсорпција дебљих сочива негира корист од повећања отвора бленде. Поред тога, огромна тежина сочива доводи до њиховог савијања, што квари слику. У првенству телескопа рефлектори су преузели вођство.
Идеју о огледалном телескопу, или рефлектору, први пут су за Галилеовог живота предложили Н. Тсуки (1616) и М. Мерсен (1638). Нешто касније, сличне шеме рефлектора теоретски су развили Д. Грегори (1663) и Цассеграин (1672). 1664. године, Р. Хооке је чак направио рефлектор према Грегоријевој шеми, али је његов квалитет био толико низак да са њим нису вршена посматрања.
Тек 1668Чувени Исак Њутн направио је први радни рефлектор. То је био врло минијатурни оптички инструмент, бронзано конкавно сферно огледало које је имало пречник од само 2,5 цм, а његова жижна даљина била је 6,5 цм. Зраке из главног огледала одбијало се малим равним огледалом у бочни окулар. Три године касније, Њутн је направио нешто већи рефлектор пречника зрцала 3,4 цм при жижној даљини 16 цм. Дакле, објектив у рефлектору није сочиво, већ огледало.
У Грегоријевом систему главно огледало је имало рупу у центру, где су били усмерени зраци одбијени од удубљеног елипсоидног огледала. Ако заменимо ово елипсоидно огледало хиперболичним, добићемо Цассеграин систем.
Рефлектори се повољно упоређују са рефракторима по томе што немају хроматску аберацију. Ако главно огледало добије параболични облик, оно ће сакупљати све зраке у једном фокусу, а самим тим ће сферна аберација бити елиминисана. Једноставније је направити огледало него сочиво - морате само да брусите једну површину. Ове и друге предности осигурале су брзи напредак рефлектора.
Средином 18. века. Енглески оптичар Д. Схорт организовао је фабричку производњу висококвалитетних рефлектора, од којих је највећи имао пречник огледала 55 цм, а у 18. веку је изградио бројне и понекад врло велике рефлекторе. чувени оснивач звездане астрономије, Вилијам Хершел, који је већи део свог живота радио у Енглеској. Највећи од његових рефлектора имао је метално огледало пречника 122 цм. Тежило је око 10 000 Н и приметно се улегло под сопственом тежином, што је проузроковало погоршање слика. Систем блокова и ужади, уз помоћ којих је алат покренут, отежавао је рад. Ипак, Виллиам Херсцхел је успео да са њим дође до многих открића.
Још већи рефлектор са металним огледалом пречника 2 м саградио је 1845. године ирски аристократа Вилијам Парсонс, који је носио титулу лорда Роса. Његов „левијатан“, како су његови савременици називали рефлектор лорда Роса, остао је највећи до прве четвртине овог века.
1917. године на опсерваторији Моунт Вилсон (САД) постављен је нови рефлектор од 100 инча са главним стакленим огледалом пречника 258 цм и решетком. Дуго је остао највећи телескоп на свету, док га, коначно, после Другог светског рата, није надмашио петметарски рефлектор опсерваторије Моунт Паломар. Занимљиво је да је ово био први телескоп у којем је кабина посматрача била смештена у цеви.
Жеља да се све врсте аберација сведу на минимум водила је у КСКС веку. до стварања комбинованих телескопа који користе и огледала и сочива. Први оптички инструмент ове врсте створио је 1930. године немачки оптичар, пореклом Естонац, Б. Сцхмидт. У његовом телескопу главно рефлектујуће огледало има сферну површину, али корективно танко сочиво које исправља аберацију, постављено у средиште кривине главног огледала, има врло сложен облик. Главна предност Сцхмидтових телескопа је огромно видно поље (до 25 степени).
1941. године познати совјетски оптичар ДД Максутов изумио је нову врсту телескопа са огледалним сочивима, у којем је уместо сложене корективне леће користио сферни менискус - слабу дифузну конвексно-конкавну сочиву која надокнађује сферну аберацију главно огледало. Будући да су у телескопима система Максутов површине зрцала и менискуса сферне, много је лакше направити такве инструменте од Сцхмидтових телескопа. Ова и друге предности објашњавају широку употребу телескопа Максутов у астрономској пракси.
Тренутно је највећи телескоп на свету шестометарски рефлектор Специјалне астрофизичке опсерваторије Академије наука.
Шестметарски телескопски торањ висок је 53 м, пречника 44 м.тежина алуминијумске куполе достиже 10 000 кН. Укупна тежина рефлектора заједно са инсталацијом је 8500 кН, жижна даљина је 24 м. Уз све ове астрономске димензије, специјални уређаји пружају најтачније кретање телескопа по висини и азимуту. Усмеравање телескопа на објекат врши се помоћу електронских рачунарских уређаја смештених у посебну контролну плочу. Невероватно је да грешка у аутоматском циљању на објекат не прелази делић секунде лука. Унутар телескопа, у висини 15-спратне зграде, фиксирана је кабина посматрача.
Највећи телескоп на свету има приступ звездама 24. магнитуде, односно оне су милион пута слабије од оних које је Галилео испитивао својим телескопима.
Иако постоје пројекти за 10м рефлектора, још увек је дуг пут. Теоријска граница, очигледно, може се сматрати рефлектором од 25 метара. Међутим, потешкоће у производњи супер џиновских телескопа су толико велике да пројекти мулти-зрцалних рефлектора изгледају реалније, где се уместо једног џиновског сочива-огледала користе многа много мања огледала, која сакупљају зраке из светиљке у једном заједничком фокусу.
