Capítulo 145: Burro: &%￥#@!

Dois dias depois.

Continuava sendo o pátio onde ficava o antigo escritório do Velho Su.

Neste exato momento.

Os ornamentos do pátio já haviam sido completamente removidos e esvaziados.

Em todo o pátio, restavam apenas um espaço aberto, uma mesa de pedra e poucas árvores.

Xu Yun, juntamente com o Velho Su, o Velho Jia, o Pequeno Li e cerca de sete ou oito pessoas, estava parado bem no centro do pátio.

E ao redor deles, havia uma grande quantidade de itens, uns expostos e outros encaixotados, bem como...

Um burro.

Assim que todos se reuniram.

Um brilho de expectativa cintilou nos olhos do Velho Su, que deu um leve tapinha na caixa contendo os suprimentos e disse a Xu Yun:

— Pequeno Wang, as coisas que você pediu estão todas aqui.

Ouvindo isso, Xu Yun abriu uma das caixas e retirou de dentro um pedaço de vidro bruto.

Ele colocou o vidro diante dos olhos para inspecioná-lo, assentiu satisfeito e disse:

— Sem problemas, a qualidade da matéria-prima está excelente.

Como um veterano experiente no círculo de bricolage das gerações futuras, Xu Yun já havia fabricado à mão mais de trezentas lentes ao longo de suas duas vidas.

Julgar a qualidade do vidro através do tato já se tornara um instinto gravado em sua alma.

Em seguida, o Velho Su retirou cuidadosamente uma caixa das mãos do Velho Intendente Xie, entregou-a com cautela a Xu Yun e recomendou:

— Pequeno Wang, este item é um tanto perigoso, segure-o bem.

Xu Yun pegou a caixa com cuidado e colocou-a firmemente sobre a mesa de pedra.

O Pequeno Li, que estava ao lado, não pôde deixar de perguntar com curiosidade:

— Wang Lin, o que há dentro da caixa?

Xu Yun olhou para ela e, sem fazer mistério, disse de maneira direta:

— Mercúrio.

O Pequeno Li pestanejou e recuou um passo por reflexo:

— Mercúrio? Isso é veneno! O que você pretende fazer com ele?

Ao ver isso, Xu Yun sorriu levemente. Esse veneno, de grande fama na Dinastia Song, era um item indispensável e crucial para a etapa atual de fabricação de espelhos.

Ele ergueu a cabeça, olhou para o céu e soltou um longo suspiro:

— Naturalmente, para fazer... uma superfície parabólica.

Como mencionado anteriormente.

No campo da bricolage das gerações futuras, o telescópio refletor newtoniano pertence basicamente ao tipo mais comum.

Isso ocorre porque, em comparação com os telescópios refratores, o sistema óptico do newtoniano é mais simples e fácil de dominar.

Ao mesmo tempo, os refletores newtonianos não apresentam aberração cromática e são superiores aos refratores em termos de conveniência.

E a chamada conveniência refere-se ao fato de que o newtoniano possui apenas uma superfície refletora côncava que participa verdadeiramente da formação da imagem.

No entanto, por mais conveniente que seja algo, ao envolver a ótica, geralmente também se torna complexo.

Por exemplo, nas gerações futuras.

A escolha dessa única superfície côncava sempre gerou muitos debates.

Para ser exato.

Deveria ser a controvérsia sobre escolher uma superfície esférica ou uma superfície parabólica.

As gerações futuras podem provar, através do Princípio de Fermat, que a superfície parabólica atende perfeitamente à condição de caminho óptico igual para o caso de incidência de luz paralela, permitindo assim a formação perfeita de imagens para a luz paralela.

Mas, por outro lado.

A superfície parabólica possui apenas um eixo de simetria e não satisfaz a condição de seno de Abbe.

Portanto, a superfície parabólica apresenta uma coma muito evidente.

Ela não consegue formar imagens perfeitas para raios de luz paralelos que não incidam ao longo do eixo de simetria.

Mesmo que o ângulo de incidência seja muito pequeno, a qualidade da imagem cairá rapidamente.

Por outro lado, embora a superfície esférica tenha aberração esférica, em contrapartida, ela possui uma vantagem incomparável: possui incontáveis eixos de simetria.

Para uma esfera isolada, não existe o conceito de raios de luz fora do eixo.

No cenário de um telescópio.

Embora a esfera não consiga formar imagens perfeitas de pontos estelares, a qualidade da imagem em todo o campo de visão pode ser garantida como uniforme.

Além disso, devido a questões de custo, muitas pessoas não podem arcar com o preço de uma superfície parabólica.

Portanto, nas gerações futuras, uma proporção considerável de pessoas escolheu a superfície esférica para a superfície convexa individual.

Mas não se esqueça.

A premissa dessa escolha é... nas gerações futuras.

A linha do tempo em que Xu Yun se encontrava agora, porém, era a antiga Dinastia Song.

Portanto, ao esculpir manualmente lentes esféricas, havia um problema inevitável:

Xu Yun não conseguia fabricar um testador de faca nem um interferômetro.

Na verdade, o testador de faca ainda era um pouco mais viável; se fosse realmente para esculpir à mão, ainda seria possível criar cerca de vinte a trinta protótipos simples.

Mas o interferômetro era extremamente difícil, pois essa coisa exigia laser...

E esses dois instrumentos eram justamente uma parte extremamente crucial, pode-se até dizer central, na fabricação manual de espelhos esféricos:

Por que se dizia que os espelhos esféricos de bricolage feitos por artesãos habilidosos nas gerações futuras podiam superar completamente as máquinas?

Era precisamente porque essas duas máquinas forneciam detecções extremamente precisas.

Assim que se detectava onde havia um erro, bastava esfregar algumas vezes com betume macio embebido em pó de polimento.

Por exemplo, as lentes da Canon — especialmente as lentes L de alta qualidade — ainda hoje possuem muitas lentes polidas à mão.

Quanto ao restante, como os relógios astronômicos, eram relativamente mais fáceis de resolver:

A Torre Astronômica Acionada a Água que o Velho Su estava construindo era, na verdade, o relógio astronômico mais antigo, equivalendo a avançar diretamente para o tempo dos ancestrais......

Considerando que este é um livro documental... ahm, rigoroso.

Portanto, desde o início, Xu Yun preparou um plano com antecedência:

Usar mercúrio em rotação para realizar a superfície parabólica e, ao mesmo tempo, lixar manualmente um espelho esférico que não exigisse precisão excessiva para servir de suporte crítico de razão focal para o limite de aberração, ou seja, uma estrutura do tipo RC. (Isso já havia sido insinuado na época do termômetro de mercúrio, mas ninguém percebeu, que decepção.....)

Na realidade.

A ideia de aplicar líquidos em dispositivos ópticos pode ser rastreada até a época do Pequeno Newton... ou melhor, do Velho Newton.

No entanto, devido a inúmeras dificuldades de engenharia e técnicas, foi apenas no século XIX que surgiram as primeiras tentativas de desenvolvimento de dispositivos ópticos refletores líquidos.

O chamado espelho parabólico líquido refletor refere-se a um espelho líquido feito de mercúrio com alta reflectividade como material da lente.

Ao colocá-lo em um recipiente estável que gira a uma velocidade constante de 8,5 rpm, é possível formar uma superfície parabólica.

Como não requer o processo de fundição, esmerilhamento e polimento de lentes de vidro, seu custo de fabricação sempre foi muito baixo.

O exemplo doméstico mais famoso das gerações futuras

foi o grande telescópio LZT da Universidade da Colúmbia Britânica:

Ele possui uma lente líquida superdimensionada com 6 metros de diâmetro, sendo também a maior lente líquida do mundo atualmente.

Antes de Xu Yun descer do barco para escrever códigos em sua vida passada, ele também havia participado do projeto de um certo espelho parabólico líquido nacional, que na época pertencia a um projeto de segundo nível nacional.

Uma lente com vários metros de diâmetro custava menos de quinhentos mil dólares americanos.

No entanto, em comparação com os telescópios,

a lente líquida mais famosa das gerações futuras deveria ser a propaganda feita por uma certa marca de celulares, que chegou a dominar as buscas populares.

Mas aquilo era, na verdade, uma lente líquida refratora, apresentando uma diferença considerável em relação aos refletores.

Retornando o olhar ao ponto original.

Depois de preparar os diversos itens, Xu Yun começou a distribuir as tarefas:

— Senhor, a volatilização do mercúrio é tóxica e, além disso, por precisar ser combinada com o relógio astronômico, deve ser supervisionada por profissionais.

Portanto, a superfície parabólica líquida ficará sob a responsabilidade deste humilde servo, o senhor acha isso bom?

Durante os dias anteriores.

A relação entre Xu Yun e o Velho Su havia evoluído para algo semelhante à de mestre e amigo, deixando há muito tempo de ser a natureza de um senhor e servo comum.

Portanto, a solicitação de Xu Yun era basicamente apenas uma formalidade, e o Velho Su naturalmente não daria ordens aleatórias:

— Que seja conforme o que você disse. Pequeno Wang, de quais outros ajudantes você precisa?

Xu Yun pensou por um momento, apontando para Wang Bing e outro homem:

— Apenas o Senhor Capitão e o Inspetor Zhang serão suficientes.

O Velho Wang era um oficial militar do exército e também havia assumido a tarefa de transportar grãos, portanto, sua experiência em supervisão e seu rigor não precisavam ser questionados.

Quanto ao outro Inspetor Zhang, tratava-se de um inspetor de oitava classe inferior do Departamento de Fabricação de Armamentos.

O nome completo dessa pessoa era Zhang Jiabao, sendo aproximadamente equivalente ao tipo de chefe de oficina promovido da linha de frente nas gerações futuras.

Zhang Jiabao havia sido emprestado à mansão do Velho Su para prestar serviços uma semana antes, e Xu Yun já havia visto sua técnica algumas vezes, cujo nível era bastante confiável.

Com a assistência de dois inspetores, a superfície parabólica líquida provavelmente não apresentaria grandes falhas.

O Velho Su silenciou por um momento, concordou com o pedido de Xu Yun e virou-se para dizer a Wang Bing e ao outro:

— Zhengchen, Inspetor Zhang, vós dois ireis ajudar sob o comando do Pequeno Wang.

Wang Bing e Zhang Jiabao aceitaram a ordem em uníssono.

Em seguida, Xu Yun pensou um pouco e continuou:

— Quanto ao espelho secundário... receio que o senhor tenha de liderar a equipe pessoalmente.

No plano de fabricação de espelhos desta vez, Xu Yun projetou para o telescópio uma estrutura do tipo RC.

Ou seja, uma versão avançada do newtoniano otimizada com base no sistema clássico de Cassegrain, de acordo com a teoria de aberração primária.

Os telescópios das gerações futuras, como o Telescópio Keck e o Telescópio Gemini, utilizam essa estrutura.

No entanto, os espelhos secundários desses telescópios adotam lentes convexas com custos de esmerilhamento e detecção extremamente altos; devido à capacidade industrial, Xu Yun obviamente não conseguia alcançar tal grau.

Portanto, ele só pôde recuar um passo e escolher um espelho esférico semelhante ao sistema Dall-Kirkham.

Ou seja, uma estrutura combinada consistindo principalmente de um espelho parabólico líquido de mercúrio, complementada por um espelho esférico.

A julgar pelos dados de observação.

O ângulo de visão efetivo projetado por Xu Yun desta vez era de cerca de 1,3°, ou seja, um meio ângulo de campo de visão de 0,65°.

Quanto ao elemento fotossensível, Xu Yun utilizou fluorita, com um comprimento de diagonal de aproximadamente 74 mm.

Dessa forma, ao observar Júpiter, assumindo que o diâmetro visual de Júpiter seja de 40 segundos de arco.

Seu tamanho no plano focal seria: 40 * 1800 / 206264 = 0,776 mm.

Após ser ampliado pela ocular, a uma distância de visão nítida de 250 milímetros, o tamanho seria de cerca de 27,4 mm.

Assim.

Seria possível garantir que em Júpiter se pudessem ver as faixas de nuvens claras e escuras, em Saturno os anéis de Saturno e em Vênus as fases.

Um efeito de imagem desse nível deveria ser suficiente para satisfazer as necessidades do Velho Su.

Isso mesmo.

27,4 milímetros.

Ao ver isso.

Alguns colegas decerto já haviam percebido:

De acordo com o cálculo do ângulo de campo de visão efetivo, o que Xu Yun pretendia construir desta vez era um canhão gigante com uma distância focal de 4000 mm! (Vide nota)

Uma distância focal de 4000 mm, que conceito era esse?

Para falar da maneira mais direta.

Seu diâmetro se aproximava de um metro, sendo quase equivalente à altura de Pandora sem a cabeça.

Quanto ao comprimento...

Não seria inferior a dez metros.

Ou seja, algo semelhante àquele telescópio refletor de William Herschel que definiu a Via Láctea.

Diante de um monstro tão colossal, mesmo que o espelho secundário auxiliar não exigisse dados excessivamente refinados, forjá-lo ainda seria extremamente trabalhoso.

Primeiro havia a questão da curvatura do espelho secundário, assunto em que Xu Yun só podia agir pessoalmente.

Não havia jeito.

A aberração esférica é uma aberração de terceira ordem, impossível de ser expressa dentro do escopo da ótica gaussiana, sem mencionar o Velho Jia, que agora nem sequer havia entrado em contato com muita ótica gaussiana.

O plano de cálculo de Xu Yun era o seguinte:

De acordo com a parte da aberração esférica no polinômio de aberração de Seidel, podia-se escrever o coeficiente de aberração esférica de uma lente delgada única:

s = ((c1 - c2)^2 * n^3 * s + 2 * (c1 - 1/s)^2 - (c1 - c2)^2 * n^2 * (2c1 - 3/s) + n * (c1 - 1/s) * (c2 - 3/s)) + (y^3 * (1 - n) / n)

Aqui, c1 e c2 são as curvaturas das duas superfícies da lente delgada, s é a distância do objeto e y é a altura do raio de luz.

Para o grupo de espelhos secundários de Xu Yun.

Devido à adoção da hipótese de lente delgada, a altura dos raios de luz nas duas lentes esféricas era a mesma.

Portanto, essa altura podia ser eliminada no resultado final.

E o objeto do primeiro espelho esférico a estava situado no infinito, enquanto o objeto do segundo espelho esférico b era a imagem da primeira lente.

Portanto, tinha-se s_a = ∞, s_b = s'_a.

Xu Yun havia procurado o Velho Su anteriormente para coletar vidro sílico-chumbo (vide capítulo 125); através do tratamento em cuba eletrolítica para a preparação de alicina, era possível obter vidro padrão com índice de refração n igual a 1,51680.

Sim.

Quando Xu Yun se preparava para fabricar alicina anteriormente, ele já havia considerado esta etapa do telescópio, e até mesmo passos futuros.

Em seguida, substituindo os parâmetros reais para a resolução, podiam-se obter duas séries de soluções viáveis.

Um grupo era c1 = 0,000494801 mm^-1, c2 = -0,00173844 mm^-1

O outro grupo era c1 = 0,00107834 mm^-1, c2 = -0,0011155 mm^-1 (espero não ter errado o cálculo; caso haja algum erro, correções são bem-vindas)

Isso significava.

Havia dois tipos de curvatura de vidro adequados.

Em seguida, os registros desses dois conjuntos de dados foram transferidos e aplicados àquela fórmula próxima a 1,3 que o Velho Jia e os outros haviam calculado anteriormente.

Dessa forma, podia-se deduzir teoricamente o modelo de curva ideal que podia ser determinado sem a necessidade de um interferômetro.

Posteriormente, Xu Yun pensou um pouco e continuou a dizer ao Velho Su:

— Senhor, de acordo com a nossa estimativa, o polimento do espelho secundário pode levar cerca de um mês.

Portanto, nos próximos dias, o senhor e o Mestre Qi e os outros talvez precisem se esforçar um pouco mais.

Ouvindo isso, o Velho Su soltou um riso cheio de emoção:

— Apenas algumas semanas! Se for possível ver claramente as estrelas, que se dane um mês, o velho homem aguenta até um ano!

Em seguida, ele se virou, arqueando as mãos em direção a um velhinho de cinquenta ou sessenta anos:

— Por outro lado, Mestre Qi, receio que desta vez tenhamos de dar trabalho ao senhor.

O velhinho retribuiu a cortesia prontamente:

— Ousa dizer tal coisa, não ouso. Se não fosse pelo socorro do benfeitor naquela época, este humilde velho e toda a sua família provavelmente já teriam se tornado ossos secos à beira da estrada, como poderiam desfrutar das bênçãos de hoje?

Por favor, benfeitor, peço que não diga mais nada, caso contrário, isto realmente envergonhará este humilde velho.

Ouvindo isso, o Velho Su não falou mais nada, limitando-se a dar um tapinha afetuoso no ombro do velhinho.

Este velhinho também era um grande mestre do Departamento de Fabricação de Armamentos, chamado Siegfried, sendo dito ser o artesão com a melhor técnica de forja da Dinastia Song do Norte no momento.

Naquela época, quando o Velho Su viajou para Ludong para inventariar as contas, encontrou acidentalmente na beira da estrada Siegfried, que fugia de casa devido a uma escassez de grãos.

Vendo-o com pena na ocasião, o Velho Su o levou consigo movido por um bom coração.

Assim como fizera com Xu Yun no início, pretendia arrumar-lhe um cargo de criado após o retorno à capital.

No entanto, por uma feliz coincidência, o Velho Su descobriu inesperadamente que Siegfried possuía uma excelente habilidade artesanal, sendo até melhor do que muitos artesãos da capital.

Assim, o Velho Su mudou de ideia, apresentou-o para trabalhar no Departamento de Fabricação de Armamentos e dispensou-lhe muitos cuidados durante o período.

Mais tarde, Siegfried casou-se e teve filhos na capital, passando toda a sua família a tratar o Velho Su como um benfeitor.

Sempre que o Velho Su precisava de algo que estivesse ao seu alcance, Siegfried nunca recusava, esforçando-se ao máximo para realizá-lo.

Por exemplo, a mola de balanço da bomba autoescorbante do Velho Su havia sido fabricada por essa pessoa.

Além disso, o capilar do termômetro de mercúrio de Xu Yun também era obra dele.

A julgar pelo julgamento a olho nu de Xu Yun.

O nível de precisão deste Mestre Qi provavelmente podia se comparar ao de um artesão de oitavo nível das lendas das gerações futuras, pertencendo ao tipo de máquina de precisão autopropulsada em forma humana.

É claro.

Lixar lentes, além de exigir mão de obra, necessitava naturalmente de equipamentos de polimento.

Em 1671.

Huygens criara outrora uma máquina-ferramenta capaz de processar lentes, com uma dificuldade de montagem muito baixa, e Xu Yun simplesmente a replicou.

Naquela época, a força motriz utilizada por Huygens era a mão de obra, ou seja, pagar a alguém para impulsionar a operação do equipamento.

Mas agora.......

Xu Yun ergueu a cabeça e olhou para...

O burro no pátio.

..............

Nota:

Na verdade, falar apenas sobre a distância focal de um telescópio astronômico não é muito adequado, mas, para que leitores comuns tenham um conceito intuitivo, fiz uma correspondência forçada. Leitores especializados em ótica não precisam se aprofundar muito nisso~