江戸時代の反射望遠鏡 鏡の精度は現代レベル

江戸時代の反射望遠鏡 鏡の精度は現代レベル
今からおよそ180年前の江戸時代に製作された反射望遠鏡の鏡の精度を調べたところ、現代の市販の鏡とほぼ同じレベルで作られていたことを示すデータが得られました。調査にあたった専門家は「計測機器のない時代にこれだけ精度の高い鏡を製作できるのは非常に驚きだ」と指摘しています。
この望遠鏡は、江戸時代後期に日本で初めて反射望遠鏡を完成させて天体観測を行った国友一貫斎が作った1台で、天保7年=西暦1836年と記されています。

望遠鏡を所蔵する滋賀県長浜市などが、光を集めて像をつくる「主鏡」を取り外して東京・三鷹の国立天文台に持ち込み、鏡面の全体の形状と表面の細かな起伏をなくしていく磨きの精度について、現在市販されている2種類の鏡と比較しました。

その結果、形状の精度を示す数値は2種類の鏡の中間となり、今の市販品とほぼ同じレベルという結果が出ました。

一方、磨きの精度を示す数値は、研磨技術の差や経年劣化が影響して、市販品にはおよびませんでした。

計測を行った国立天文台の都築俊宏さんは、「結果に非常にびっくりしました。現代は加工をする際に計測機器があるので、計測しながら修正することができます。その手段がないなかでこれだけの精度の鏡を作れるというのは、よほどの職人技と情熱があったのではと感じました」と話しています。

鏡のデータは

望遠鏡は筒の長さが33センチあり、調査した主鏡は筒の底の部分に取り付けられています。

鏡は表面がわずかにくぼんだ直径6センチの凹面鏡で、光を集めて像をつくる重要な役割を果たすため、鏡面の精度は天体の見え方に直結します。

鏡面全体の形状の精度は、理想的な放物面とのズレを計測して調べました。

その結果、一貫斎の鏡は0.67ラムダで、市販の鏡は1つは0.88ラムダ、もう1つは0.30ラムダでした。

数値が低いほど精度が高いことを表していて、一貫斎の鏡は2つの市販品の間という結果になりました。

また、表面の磨きの精度は、ほこりやちりが入らないクリーンルーム内で細かい起伏を計測する装置で調べました。

こちらも数値が低いほど起伏が少ないことを表していて、市販品の1つが0.6ナノメートル、もう1つは0.5ナノメートル、一貫斎のものは3.7ナノメートルでした。

国友一貫斎とは

国友一貫斎は、江戸時代後期の安永7年=西暦1778年に現在の滋賀県長浜市にあった鉄砲鍛冶の家に生まれました。

職人として若いうちから才能を見せ、鉄砲以外にも、空気銃や照明器具、現在の万年筆にあたる携帯用の筆などを作ってきました。

そうしたなかで最も有名なのが、日本初の「反射望遠鏡」です。

江戸で外国製の望遠鏡を見たことをきっかけに製作に取り組み、試行錯誤を繰り返しながら50代の半ばで最初の1台を完成させました。

一貫斎が作った望遠鏡は現在、4台が残されていて、今回調査したのはこのうち2番目に古いものです。

一貫斎は自作の望遠鏡でみずから天体観測を行い、月のクレーターの大小を描き分けた月面の観測図や、太陽の黒点を1年余り連続観測した図面を残しています。

図面は非常に正確で、日本の天文学史において貴重な資料とされています。

完成から180年 全く曇りなし

一貫斎の望遠鏡の研究を続けてきた京都大学大学院の冨田良雄元助教によりますと、鏡として使われている金属は銅とすずを混ぜた青銅で、完成から180年近くたった今でも、曇りが全くないということです。

金属でできた鏡は、年月がたつと通常、さびてしまいますが、一貫斎は銅とすずを最適な比率で混ぜ合わせ、さびにくく、高い反射率を誇る鏡を作り上げました。

その比率をどうやって突き止めたのか、詳しいことはわかっていないということです。

冨田元助教は「180年近く全く曇りがない状態にあるというのはすごいことで、材料学的にも今でも謎が残っている。性能がすごいので、例えば木星の衛星は理論的な計算と一貫斎が残したスケッチがぴったり一致している。今の天文学から見てもこの時期にこれだけやっていたのはすばらしく、評価できる」と話しています。

専門家「西洋理解しながら明治・近代へ」

江戸時代後期には、オランダを通して最先端の知識がもたらされ、国友一貫斎より早い時期に、杉田玄白や前野良沢がオランダ語の解剖書「ターヘル・アナトミア」を日本語に訳した「解体新書」を出版したほか、平賀源内が摩擦で電気を起こす「エレキテル」を作っています。

江戸時代の科学史に詳しい国立科学博物館産業技術史資料情報センターの鈴木一義センター長は、「日本の科学技術が少しずつ西洋のレベルに近づいていった」と、この時期の特徴を指摘したうえで、今回の実験結果について「明治になって初めて西洋の科学技術を導入したのではなくて、いろんな人たちが少しずつ西洋を理解しながら明治・近代に向けて歩んで行ったということが実証できた」と話していました。

また、国立天文台での調査を見守った長浜市の太田浩司学芸専門監は「一貫斎がすばらしい技術力を持っていたことはわかっていましたが、科学的な調査ではっきりしたのでうれしく思います。自分で考えてやったというのはすごい技術力で、探究心とか知識欲に計り知れないものがあったんだなと思いました」と話していました。