1609 р
Хід променів у трубі Галілея.
Почувши про винахід зорової труби, знаменитий італійський учений Галілео Галілей писав у 1610 р.: «Місяць десять тому дійшов до наших вух слух, що якийсь бельгієць побудував перспективу (так Галілей називав телескоп), за допомогою якої видимі предмети, далеко розташовані від очей , стають чітко помітні, начебто вони були близько». Принципу роботи телескопа Галілей не знав, але добре обізнаний у законах оптики, він незабаром здогадався про його влаштування і сам сконструював зорову трубу. «Спочатку я виготовив свинцеву трубку, - писав він, - на кінцях якої я помістив два очкові стекла, обидва плоскі з одного боку, з іншого боку одне було опукло-сферичним, інше ж увігнутим. Поміщаючи очі у увігнутого скла, я бачив предмети досить великими і близькими. Саме вони здавалися втричі ближче і вдесятеро більше, ніж при розгляді природним оком. Після цього я розробив більш точну трубу, яка представляла предмети збільшеними більш як у шістдесят разів. За цим, не шкодуючи ніякої праці та ніяких коштів, я досяг того, що побудував собі орган настільки чудовий, що речі здавалися через нього при погляді в тисячу разів більшими і більш ніж у тридцять разів наближеними, ніж при розгляді за допомогою природних здібностей». Галілей перший зрозумів, що якість виготовлення лінз для окулярів і для зорових труб має бути зовсім по-різному. З десяти очкових лише одна годилася для використання у зоровій трубі. Він удосконалив технологію виготовлення лінз настільки, якої вона ще ніколи не досягала. Це дозволило йому виготовити трубу з тридцятикратним збільшенням, в той час як зорові труби очкових майстрів збільшували всього втри рази.
Галілеєва зорова труба складалася з двох шибок, з яких звернене до предмета (об'єктив) було опукло, тобто збираючі світлові промені, а звернене до ока (окуляр) – увігнуте скло, що розсіює. Промені, що йдуть від предмета, переломлювалися в об'єктиві, але перш ніж дати зображення, вони падали на окуляр, що їх розсіював. При такому розташуванні стекол промені не робили дійсного зображення, воно складалося вже самим оком, яке складало тут ніби оптичну частину самої труби.
З малюнка видно, що об'єктив О давав у своєму фокусі дійсне зображення ba предмета, що спостерігається (це зображення зворотне, в чому можна було б переконатися, прийнявши його на екран). Однак увігнутий окуляр О1, встановлений між зображенням та об'єктивом, розсіював промені, що йдуть від об'єктива, не давав їм перетнутися і тим перешкоджав утворенню дійсного зображення ba. Лінза, що розсіює, утворювала уявне зображення предмета в точках А1 і В1, яке знаходилося на відстані найкращого зору. В результаті Галілей отримував уявне, збільшене, пряме зображення предмета. Збільшення телескопа дорівнює відношенню фокусних відстаней об'єктива до фокусної відстані окуляра. Виходячи з цього може здатися, що можна отримувати як завгодно великі збільшення. Проте межу сильного збільшення кладуть технічні можливості: дуже важко відшліфувати шибки великого діаметра. Крім того, для занадто великих фокусних відстаней була потрібна надмірно довга труба, з якої було неможливо працювати. Вивчення зорових труб Галілея, які зберігаються у музеї історії науки у Флоренції, показують, що його перший телескоп давав збільшення у 14 разів, другий – у 19,5 раза, а третій – у 34,6 раза.
Незважаючи на те, що Галілея не можна вважативинахідником зорової труби він, безсумнівно, був першим, хто створив її на науковій основі, користуючись тими знаннями, які були відомі оптиці до початку 17 століття, і перетворив її на потужний інструмент для наукових досліджень. Він був першою людиною, що глянула на нічне небо крізь телескоп. Тому він побачив, що до нього ще не бачив ніхто. Насамперед Галілей постарався розглянути Місяць. На її поверхні опинилися гори та долини. Вершини гір і цирків срібляться в сонячних променях, а довгі тіні чорніли в долинах. Вимірювання довжини тіней дозволило Галілею обчислити висоту місячних гір. На нічному небі він виявив безліч нових зірок. Наприклад, у сузір'ї Плеяд виявилося понад 30 зірок, тоді як раніше вважалося всього сім. У сузір'ї Оріона – 80 замість 8. Чумацький Шлях, який розглядали раніше як пари, що світилися, розсипався в телескопі на величезну кількість окремих зірок. На превеликий подив Галілея зірки в телескопі здавались менше за розмірами, ніж при спостереженні простим оком, оскільки вони втратили свої ореоли. Натомість планети представлялися крихітними дисками, подібними до Місяця. Направивши трубу на Юпітер, Галілей помітив чотири невеликі світила, що переміщаються в просторі разом з планетою і змінюють свої положення. Через два місяці спостережень Галілей здогадався, що це супутники Юпітера і припустив, що Юпітер своїми розмірами у багато разів перевершує Землю. Розглядаючи Венеру, Галілей відкрив, що вона має фази, подібні до місячних і тому має обертатися навколо Сонця. Нарешті, спостерігаючи крізь фіолетове скло Сонце, він виявив на його поверхні плями, а по їхньому руху встановив, що сонце обертається навколо своєї осі.
Всі ці разючі відкриття були зроблені Галілеєм за порівняно короткий проміжокчасу завдяки телескопу. На сучасників вони справили приголомшливі враження. Здавалося, що покрив таємниці спав із світобудови і готовий відкрити перед людиною свої потаємні глибини. Наскільки великий був тоді інтерес до астрономії видно з того, що тільки в Італії Галілей відразу отримав замовлення на сто інструментів своєї системи. Одним із перших оцінив відкриття Галілея інший видатний астроном того часу Йоганн Кеплер. У 1610 р. Кеплер придумав принципово нову конструкцію зорової труби, що складалася з двох двоопуклих лінз. У тому ж році він випустив капітальну працю «Діоптрика», де докладно розглядалася теорія зорових труб та взагалі оптичних приладів. Сам Кеплер було зібрати телескоп – цього не мав ні коштів, ні кваліфікованих помічників. Проте 1613 р. за схемою Кеплера побудував свій телескоп інший астроном – Шейнер.