19世纪天文奇迹：“利维坦”望远镜的诞生与帕森思的设计

天文学家威廉·帕森思

1845年，爱尔兰天文学家威廉·帕森思在他位于比尔尔的家族庄园里，设计建造了一台光学望远镜，高18米，物镜直径182厘米。

望远镜镜面

望远镜的建造历时三年。用于望远镜的青铜镜面于1842年春铸成。镜重4吨，其精磨加工以及18米高望远镜结构的安装一直持续到1845年2月，这时天文仪器才准备好投入使用。

帕森思一家在望远镜筒内：建造期间

这台望远镜成为了一个如此巨大的结构，尤其对当地居民来说，他们以前从未见过类似的东西，因此将这台巨型望远镜称为“利维坦”。当时，“利维坦”一词用来指代巨大的海洋怪物。

望远镜“利维坦”

借助这台望远镜，天文学家威廉·帕森思观测夜空中的星系和宇宙星云。在观测过程中，他发现一些宇宙天体并非气态，而是包含大量小恒星的星团。以前的望远镜无法观测到这些细节。凭借这台望远镜，威廉·帕森斯首次发现了星系的螺旋结构（M51），后来由于其波浪状的形态，这个星系被称为“漩涡星系”。

威廉·帕森思绘制的漩涡星系图，1845年

这幅漩涡星系的速写是威廉·帕森思在遥远的1845年，用粉笔在木板上绘制的，当时他正透过“利维坦”望远镜观察。如今，这幅星系速写已成为公共财产。螺旋星系“漩涡星系”位于猎犬座，距离地球大约为2400万至2800万光年。

与现代望远镜照片的对比

直观对比：左侧为威廉·帕森思绘制的星系图，右侧为2019年由现代空间望远镜“斯皮策”拍摄的漩涡星系照片。

“利维坦”望远镜拥有如此强大的性能，即便与现代大型望远镜相比，其观测图像也毫不逊色，这一点从与帕森斯速写的对比中可清楚看出。直到1917年，“利维坦”一直是19世纪世界上最强大的望远镜。

这台望远镜的历史如下：1914年第一次世界大战爆发时，“利维坦”被拆解，几乎所有零件和组件都被熔毁。

伦敦科学博物馆的镜面

望远镜的一块镜面遗失，而另一块保存至今的镜面现收藏于伦敦科学博物馆。

“利维坦”望远镜结构复制品

1997年，在爱尔兰的比尔镇（Birr），在同名的大城堡内，安装了一台“利维坦”望远镜的复制品，但没有主要的工作镜面。原因在于原始结构的设计图已未保存，复制工作只能依靠现有的描述和图像来完成。

维多利亚时期的“利维坦”望远镜图片

这是一幅彩色棉质墙挂，展示位于爱尔兰伯尔城堡（Birr Castle）的所谓“帕森思镇利维坦”（Leviathan of Parsonstown），这是一台大型反射望远镜。墙挂的每个角落都有一个黄铜吊环，用于悬挂作品，左下角印有编号“109”，下方还有一个位于伦敦特拉法加广场威廉国王街的工人教育联盟（Working Men's Educational Union）的印章。这是国家海事博物馆（NMM）现存九幅以天文为主题的墙挂之一，这些作品均由工人教育联盟制作。它们采用石版印刷在棉布上制作，可能是为了避开纸张税。

这些墙挂曾被用于在不同地点举办的讲座中，展示最新的知识进展。工人教育联盟是一个慈善组织，旨在为工人阶级提供教育。该联盟第一份年度报告（1853年）将墙挂编号109列为“爱尔兰帕森思镇的罗斯伯爵大反射望远镜”。对于订阅者，价格为1先令6便士；对于非订阅者，则为2先令0便士。这是描绘望远镜及其光学原理的一系列墙挂之一。国家海事博物馆还收藏有一张伯尔城堡望远镜的印刷品（PAJ3506）。“帕森思镇利维坦”（Leviathan of Parsonstown）是该望远镜的昵称，因其巨大的尺寸和当时的技术突破而得名。