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三章　望遠鏡の歴史�U　ジョージ・エラリー・ヘイル

　1  ヘイル登場 top

　アメリカ第二の大都市、つまり一つの大きな中心であった、シカゴにあるシカゴ大学でもその動きにもれず、学長ハーバーのもとに、大拡張計画を進めていました。
　天文学関係を拡張して、世界最大の天文台をもとうという構想もその一部としてあったわけです。
　この大きな仕事をするため、新しくできたシカゴ大学の天文学教室に招かれたのが、ヘイルでした。私の話はそこからはじまります。
　二四歳の若さで助教授になったヘイルの最初の仕事は、なんと大天文台建設のための資金集めでした。彼の熱意と説得によって、シカゴの富豪ヤーキスは、口径四〇インチの対物レンズをもった、世界最大の屈折望遠鏡を寄付することに同意しました。
　現在でも、世界で指折りの天文台として研究がさかんに行われているこの天文台は、彼の名前をとってヤーキス天文台とよばれています。
　富豪が望遠鏡を寄付し、それによって世界一の天文台の基礎がかたまる。
　現在からみれば少し筋が違うようでもあるし、時代も違うようにも思われますが、いかにもアメリカの資本主義が育ちつつあった時代をあらわしているようで、おもしろいではありませんか。
　金もうけの都シカゴの、金もうけの王様相手に、ヘイルはさぞ大変な苦労をして、天文学というお金と縁のないものの重要さを説得したことでしょう。
　こうして、天文台の基礎がかたまると、優秀な人材は多く集まり、また、他のいろいろな人からも望遠鏡や観測設備などの寄付があり、観測や研究もおおいに進み、名実ともに世界一の天文台となっていきます。
　この屈折望遠鏡全盛時代に、世界最大の屈折望遠鏡と優秀な人材を集めて、研究おおいにふるい、ヘイルはさぞ満足であったでしょう。
　実はそうではなかったのです。
　ヘイルは三つのことを考えていました。
　大望遠鏡は将来、反射望遠鏡に、太陽観測は塔（とう）望遠鏡で、そして天文台は空気のよいところに、の三つです。

　2  反射望遠鏡の登場――ヘイルの三つの考え top

　ここでヘイルの考えをかりて、前にお約束をした「屈折」対「反射の議論を展開することにしましょう。」
　屈折望遠鏡には大きな対物レンズが必要です。
　これを何枚か（たいていは二枚）合わせて、色消しレンズにするのです。
　大きなレンズは大きなガラスからつくります。
　この大きなガラスのかたまりが、場所によって屈折率などにちがいがあったらどうなるでしょう。
　「光は屈折率の違うところに入ると進路かまけられる」というのが、光の屈折の現象ですね。
　ガラスの中で屈折率の不均一があると、ガラスの中で光が不規則に曲げられることになります。
　これではメチャクチヤです。もちろんレンズなんかには使えません。
　ガラスは、石英の砂とナントカとナントカをまぜてとかしてつくりますが、そのまざり方が均一でないと、場所によって屈折率のちがいがでてしまいます。
　とかすときに鉄のるつぼを使うと、鉄がとけて窓ガラスのように少し青みがかってしまいますが、そのようなるつぼからの不純物のまざり方が、ガラス塊の場所によってちがってもいけません。
　よほどよくまぜても、とけたものがかたまるときがまた問題です。
　塩水が凍るときに氷の方は塩が薄く、のこった水の方は塩分が多いのをごぞんじでしょう。
　ガラスをとかしてからかためるときにも、ずいぷんと慎重にゆっくり時間をかけてやらわげなりません。
　大きなレンズをつくる場合には、これが非常に困難な仕事になってくるのです。
　と書いてくれば、反射望遠鏡の利点がおわかりになったでしょう。
　反射望遠鏡では、光は表面で反射されて中まで入ってきません。ですから、ガラス材の屈折率がどうの、不均一性がどうの、といった心配は一切ないわけです。
　それどころか不透明でもよいわげですね。

　これが反射望遠鏡時代の幕明けとなり以後数十年、歴史はヘイルと共に歩を進めます。
　この話は少しあとにして、以下ヘイルの第二、第三の考えをお話ししましょう。
　ヘイルはもともと太陽の研究に興味をもっていたとお話ししました。
　太陽の観測には長さが一〇メートル以上もある、大きな分光器を使って、くわしいスペクトルをとることがどうしても必要です。
　世界最大のヤーキス天文台の四〇インチ（一メートル）屈折望遠鏡といえども、こんな分光器をおしりにつけて振りまわされたら、とてもたまらないでしょう。
　世界最大の巨人望遠鏡は、この点でもヘイルにとっては小さすぎたのです。
　そこで、ヘイルは望遠鏡と分光器を地上に固定し、鏡を使って太陽の光を望遠鏡に導き、スペクトルを調べる方式をとりました。
　鏡を二枚使うシーロスタットというやり方です。
　太陽の光を図のように、鏡で反射させて導くので、分光器を動かす必要はありません。
　これによって、どんな大きな分光器でも使えるようになりました。
　もう一つは太陽を観測するときの気流のみだれです。
　太陽の観測は、あたりまえの話ですが、ひるま天気のよいときにやります。
　望遠鏡のまわりは太陽があたって熱せられ、暖かい空気や冷たい空気が入りみだれて動きます。
　空気の屈折率は温度によって違うので、当然像のみだれがおこります。
　この像のみだれを解決するには、熱せられてみだれる気流の上まででればよいというわけで、ヘイルは塔をたて、その上から光をとって地上の望遠鏡に導きました（実際には崖のふちから真横につきだしました）。
　分光器の方は大形、精密なので、地下室におきました。当時はエア・コソデイショニングなどというものはありませんでしたから、温度の変化をきらう精密器械は、地下においたのです。

　晴天日数、透明度などは気象データや土地の人の印象などを集めれば、ある程度はわかります。
　ヘイルは天気のよいカリフォルニアの土地に目をつけ、ここに大反射望遠鏡と太陽塔望遠鏡のある天文台をつくろうと決意するのです。
　このような仕事が、ヘイルのシカゴ大学天文学主任教授とヤーキス天文台長としての仕事と両立するとは思われません。
　また、ヘイルのような人材を、シカゴ大学が容易に手ばなそうとしなかったであろうことも想像にかたくありません。

　3  ウィルソン山天文台 top

　話は少しばかりさかのぼって、ヘイルがリッチーにつくらせた口径二四インチ（六〇センチ）反射望遠鋺に戻りましょう。
　ヘイルの着眼点、リッチーの腕などがよかったのでしょう。この望遠鏡は非常によくできました。
　それならというので、ただちに次のステップが計画されたことはもちろんです。
　次に計画されたのは口径六〇インチ（一・五メートル）の反射望遠鏡です。
　第二歩ですでに、四〇インチ（一メートル）屈折望遠鏡の王座を大きく破るのですから、大きな計画です。
　ヘイルは、実業家であった父からこの反射望遠鏡のガラス材を寄付させますが、あまりにも革命的なこの計画には、なかなか適切な支持が得られませんでした。
　そして、建設費用の調達できないまま、新しい巨人望遠鏡の芽（六〇インチのガラス材）はヤーキス天文台の大望遠鏡のドームの下のガラクタ置場にねむり、天文学の次のステップも、ヘイルとともに停滞することになるのです。
　ヘイルが新しい天文台をカリフォルニアにつくろうと決意したのは、ちょうどその頃のことです。
　彼は、ヤーキス天文台を有能な協力者にまかせて、天文台の適地をさがしてカリフォルニアの土地を歩きまわったのです。
　このような仕事ですから、財政的な面でも、他の面でも、シカゴ大学からの援助はあまりなかったのでしょう。それどころか、ヘイズが台長としての仕事をおろそかにする結果になるので、多少嫌な顔ぐらいはされたかもしれません。
　ヘイルにとってはずいぶん苦しい時期だったのではないでしょうか。

　これらの人たちは、世界第一のヤーキス天文台にあって、それぞれ重要な地位にあり、将来を約束されている人たちです。
　それを放りだして、徒手空拳のヘイルのもとに馳せ参じるというのは、やっぱり並大抵のことではなかったでしょう。
　これらの人たちをこのようにひきつけたのは、もちろんヘイルの人柄もあるでしょう。
　しかし、一番重要なことだと私か思うのは、ヘイルの強い意志と行動力、それを裏付ける天文学の将来に対するすぐれた見通し――ヘイルの三つの考えとしてさきにお話ししました――であったのでしょう。
　これが、上記の若い人材の開拓者魂にふれたのではないでしょうか。
　ヘイルがこのような苦しい時期に、これらの人材を得られたということが、ヘイルの仕事を成功に導いた原動力になるのでしょう。
　さて、ヘイルがそうやってとびこんだウィルソン山というのは、どんなにすばらしいところだったのでしょうか。
　のちにウィルソン山天文台長になったアダムズが、次のように書いています。
　「ウィルソン山天文台建設の仕事がはしまった当時の南カリフォルニアが、どんなにひらけていなかったかを、今から想像するのはむずかしい。」
　これをアダムズが書いたのは、今から二五年以上も前の一九四七年で、ウィルソン山天文台の仕事が始まったのは、そのまた四五年も前なのです。
　しばらくアダムズの文章をひろい読みしてみましょう。
　「ウィルソン山への道や山の上の状況も、不便というよりは未開というような状態であった。
　山頂に通じる道は二つあったが、一つはシェラマドレからリトルサンタアニクの渓流にそって、谷をさかのぼる道で、もう一つはパサデナ〜ウイルソソ山有料道路会社のつくった道である。
　この道には有料道路という分不相応な名前がつけられていたが、幅は平均して二フィート（六〇センチくらい）で、一九〇七年に六〇インチの望遠鏡をはこぶために、天文台自身の手でひろげるまでは、道ともよべないような代物であった。」
　山の上で、ヘイルたちは、はんぶん屋根の落ちてしまった小屋を直して住みつくのです。
　あとになってもヘイルは、破れ屋根を通して星をみながら寝た、ウィルソン山のはじめての晩のことをよく話したそうです。
　星の運動の研究で有名なバーナードがきて観測をしていたころ、
　「どうもゆうべは望遠鏡が妙な音がした」というので調べたところ、真暗闇でそばにやってきたバーナードにおどろいたガラガラヘビの音だった、とわかり一同がひやりとしました。
　けれども、バーナードは翌晩も何もなかったように、観測をつづけたという話も伝わっています。

　4  反射望遠鏡の時代 top

　この望遠鏡を使ってヘイルは、太陽黒点に磁界があるという大発見をし、スノー嬢の好意にこたえたのでした。
　太陽の黒点といえば、みなさんごぞんじですね。
　太陽面上に小さな黒い点のようにみえるので、黒点とよばれています。
　まわりより温度が低くなっているので、少し暗くみえるのです。
　黒点が太陽の「活動」のおおもとで、地球上の磁気嵐などに大いに関係があることは、すでにわかっていました。
　さらに、あとでお話しするように、太陽の上空の大気の嵐や爆発をおこし、太陽と地球の間の空間、地球の上層大気などにも影響がある太陽活動のおおもとがこの「黒点」です。
　我々の生活にも関係のある黒点の本質が、はじめてヘイルの手によって明らかにされたのです。
　もう一つのよい知らせ、ウィルソン山を本当に世界一の天文台にするよい知らせも、その頃この大発見と相前後してもたらされました。

　六〇インチ望遠鏡建設資金の見通しがついたのです。
　当時、海洋開発に力を入れていたカーネギー財団が、方針をかえて、ウィルソン山天文台の建設に援助の手をさしのべることになったのです。
　六〇インチの望遠鏡はこうして一九〇八年に完成します。
　鏡の材料は、山のふもとのパサデナの町でリッチーの手によってみがかれ、前にお話ししたせまい道をロバに引かれて山頂までやってきます。　アダムズの回顧はさらにとめどもなくつづきますが、その中で、この重い鏡材運搬の苦心談に、少しつき合ってみましょう。

　六〇インチ望遠鏡が完成すると、星のスペクトル観測などに偉力を発揮し、さらに万能なスタッフが集まってきます。
　のちに星のスペクトルから磁界の存在を発見したり、太陽の磁界に関しても重要な研究をしたバブコックが加わったのも、この頃です。
　その頃は星のスペクトルを観測して、温度や状態を知るということが、ある程度行われるようになり、さらに暗い星、遠くの星まで調べようということが行われるようになっていました。
　空にみえる「うずまき」の形をした銀河が我々の銀河系の外にあることがわかってきて、これをもっとくわしく調べようということになってきたのも、この頃のことです。
　こういったことのために、さらにもっともっと大きな望遠鏡が必要になってくるのです。
　六〇インチ望遠鏡の成功と、それから得られる成果は、さらにヘイルを次のステップ、口径一〇〇インチ（二・五メートル）反射望遠鏡へとかりたてるのです。
　歴史はいかにもヘイルとともに停滞し、ヘイルとともに歩くようです。
　一〇〇インチ望遠鏡も、六〇インチから約一〇年たった一九一ヒ年に完成し、歴史はまた一歩を進めるのです。
　これらの望遠鏡を駆使して、ボウエンは星雲にあらわれるふしぎなスペクトル線の正体を明らかにしますし、ハップルは遠方の銀河ほど大きな速度で我々から遠ざかっていることをみつけて、我々の宇宙が爆発的に膨張していることを発見します。
　これらの巨大望遠鏡によって、天文学は新しい一ページを開いたのです。
　屈折望遠鏡から反射望遠鏡への時代の転換はいちおう終ったようにみえます。しかし実はそうではないのです。
　日本では、一九二九年に二六インチ（六五センチ）の屈折望遠鏡が東京天文台につくられています。
　それより二〇年も前に、もっと大きい望遠鏡をつくりながら、さらにもっと先をみていたヘイルと、すでに歴史の巨歩は一歩ならず二歩までもふみだされているのに、（一〇〇インチ完成のなんと一二年後です）、まだ屈折望遠鏡という過去のものにかじりついていた人たちとのちがいはなんだったのでしょうか。
　なにはともあれ、世界が反射望遠鏡の時代になったのは、やっと一九三〇年代になってからのことです。
　ガラスの代りに、石英をとかしてつくった鏡材を使うことによって熱による膨張・収縮から解放されます。
　鏡面も、薬品を使って銀をメッキするのではなくて、真空中でアルミを蒸気にしてガラス面につけること（真空蒸着とか、スパッターとか言われています）によって丈夫になりました。第二次世界大戦前夜の一九四〇年には、六〇インチ以上の望遠鏡は世界で八台にもなりました。
　しかし、もちろん一〇〇インチ望遠鏡の王座はゆるぐべくもありません。
　ハップルの宇宙膨張、バブコックによる星の磁界の発見など、ウィルソン山天文台は世界をリードしつづけるのです。

　5  ヘイルの死――二〇〇インチ望遠鏡 top

　ヘイルはこの頃、つまり一九三八年になくなります。波乱の一生と言えるかもしれません。
　しかしその波乱は自分のおこした波乱というべきでしょう。しかし、私の話もそしてヘイルの伝記もまだ終わりません。
　世界中で反射望遠鏡がつくられはじめた一九三〇年代の中頃、ヘイルのまわりでは、すでに次のステップがささやかれはじめていたのです。
　一〇〇インチ（二・五メートル）望遠鏡でハップルがみたものは何か、限りなく膨張する宇宙でした。
　そのまたはてには何があるか、もっと大きな望遠鏡が必要である。
　一〇〇インチ望遠鏡でアダムスがみたものは何か、……といった議論が、際限なくつづけられたことでしょう。
　宇宙を調べる最前線にいた、これらの人たちは、人類がさらに大きい望遠鏡を要求していることを知っていた、唯一の人たちだったでしょう。
　これが口径二〇〇インチ（五メートル）反射望遠鏡をつくろうという計画として、形をもったものになってきたのは、ヘイルのイニシャチブでした。　ヘイルのもとに計画を具体化する委員会がつくられ、ヘイルは資金調達にとびまわる、といったことが行われたことでしょう。

　この望遠鏡によって、我々の認識できる宇宙というものが、大きくひろげられたのです。
　そこには全く新しい世界がひらけていました。
　第二次世界大戦後、電波で宇宙を観測するようになり、ここで新しい天体が発見されると、ただちに二〇〇インチ望遠鏡がその方向に向けられます。
　二〇〇インチ望遠鏡のみたものは、二つの銀河の衝突というおどろくべき現象であったのです。
　非常に遠方にあって、かすかにしかみえない天体には、他の望遠鏡では全く手がでないのです。
　我々人類の到達できる宇宙のはては、この二〇〇インチ望遠鏡によって、きめられているといってよいでしょう。
　最近になって、ソ連に、直径六メートル（約二四〇インチ）の望遠鏡がつくられています。
　すでにほとんど完成していると聞きます。
　アメリカやオーストラリア、ヨーロッパ各国でも、三・五〜四メートルの望遠鏡の建設が進められていて、そのうちいくつかは完成間近です。
　これらの望遠鏡は最近の技術の進歩をとり入れ、能率よくなっています。
　とくに、光電管やテレビの技術を使った観測装置を取付けて能率を数倍に向上できるように考えられ、仕事によっては一五〇インチでも二〇〇インチ望遠鏡におとらない力を発揮することができるはずです。
　ヘイルがなくなって三十数年、二〇〇インチ望遠鏡ができあがってから二十数年、望遠鏡の世界にも曲り角がきたといえるでしょう。
　アメリカの天文学界をリードしていたアダムズ、ハップル、バブコックらのヘイルの息のかかった人たちも、もう第一線から退いています。
　今度は、どんな時代がどんな具合に花開いてくることでしょうか。