Cuando estudias ciencias de la Tierra en la escuela secundaria, descubres que todas las prestaciones de un telescopio están relacionadas con la apertura.
El aumento no es un factor tan importante porque puede cambiarse fácilmente con solo reemplazar los oculares.
Lo más importante es el poder de captación de luz y la resolución.
Sabes que el poder de captación de luz es proporcional al cuadrado de la apertura, ya que cuanto mayor es la superficie que recibe la luz, más luz se recoge.
Entonces, ¿por qué la resolución es mejor cuanto mayor es la apertura?
1. Difracción de la luz
La difracción es el fenómeno por el cual una onda se propaga detrás de un obstáculo cuando lo encuentra.
Debido a la difracción, el camino de la luz cerca del obstáculo cambia. Como la luz es una onda, también experimenta este fenómeno de difracción.
Y cuando la luz pasa por un espacio estrecho, muestra un patrón único debido a la diferencia en los caminos que sigue la luz.
En este caso, el tamaño del patrón causado por la difracción es proporcional a la longitud de onda e inversamente proporcional al tamaño del espacio (ranura) por el que pasa la luz.
El problema es que este fenómeno también ocurre cuando se observan estrellas o planetas con un telescopio.
2. Resolución y ranura única
Al observar estrellas, la apertura del telescopio actúa como una especie de ranura única.
En la imagen de arriba, así como la luz se difracta al pasar por una ranura única, la difracción de la luz ocurre en el borde de la apertura del telescopio, haciendo que la imagen se vea borrosa.
La imagen a continuación muestra cómo un telescopio con diafragma ajusta la apertura mientras captura una fuente puntual separada por 0.5mm.
Cuanto más abierta esté la apertura del telescopio y mayor sea la luz que entra, mejor se puede resolver la luz.
En el caso de (c) en la imagen, los dos objetos parecen estar más juntos, y desde la perspectiva del observador, los objetos que están más cerca que esta distancia se verán como uno solo.
El ángulo entre dos objetos vistos por el observador es la resolución.
Por tanto, cuanto menor es la resolución, más claramente se pueden ver los objetos, y si la resolución es baja, se dice que el rendimiento es bueno.
La imagen de arriba es una foto del cúmulo globular M13 tomada con diferentes aperturas del telescopio.
Cuanto mayor sea la apertura, más nítida será la imagen. Si la apertura es pequeña, por muy bueno que sea el aumento, la imagen se verá borrosa, haciendo imposible ver el objeto con precisión.
3. La resolución es inversamente proporcional a la apertura.
Por eso la fórmula de resolución del telescopio es similar a la de la ranura única.
La difracción en la parte frontal del telescopio es lo que desenfoca la imagen del objeto.
Por lo tanto, cuanto mayor sea la apertura del telescopio y más corta sea la longitud de onda que se desea observar, menor será el valor de la resolución, y el observador podrá obtener una mejor imagen.
Por esta razón, siempre es mejor tener una gran apertura en un telescopio.
No es posible entender las diversas fórmulas que se ven en la ciencia de la Tierra solo estudiando esta disciplina.
Estudiar física y química junto con ciencia de la Tierra puede ser de gran ayuda para entender las fórmulas.
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