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聚焦太空望遠鏡:朝代更替的大幕已然拉開(組圖)

2010年08月24日17:38 | 中國發展門戶網 www.chinagate.cn | 給編輯寫信 字號：T|T
關鍵詞： 太空望遠鏡 太空 望遠鏡 歐洲空間局 NASA

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18世紀赫歇爾制造的望遠鏡。

 


甚大陣射電望遠鏡。

 


斯隆2.5米望遠鏡。

 


威爾金森宇宙微波各向異性探測衛星

    望向遠方即望向歷史，科學家們這樣形容太空望遠鏡。因為光的速度，人類肉眼看過去一片漆黑之地，望遠鏡卻找到了成千上萬的星辰，它們只存在于宇宙歷史的某刻。而借望遠鏡之眼，人們可以回眸這些過往，驚鴻一瞥，已然攝人心魄，見之忘俗。這大概是太空望遠鏡對人類的無價反饋，它讓我們明白，其實并不是人類在對宇宙孜孜以求，而是宇宙的吸引讓我們身不由己。

    開拓者：演繹數百年變遷

    一幅珍貴的圖畫，曾顯示了1609年伽利略正在向當時威尼斯的統治者演示折射望遠鏡的場景。這是一部長約1.2米的簡易光學系統——平凸透鏡為物鏡，凹透鏡為目鏡，焦距很長，但色差也較嚴重。伽利略本人不是望遠鏡的發明者，但伽利略式望遠鏡卻是第一臺瞄向太空的儀器，自此天文學邁進了望遠鏡時代。

    在他之后，牛頓沒有繼續將玻璃透鏡發揚光大，而是自己動手磨了一個彎曲的鏡面，將光線反射到一個焦點之上，其將物體放大的倍數，比使用透鏡要高出數倍，反射代替了折射。牛頓式反射望遠鏡雖然會產生一定的像差，但卻消除了色差。

    而大型反射望遠鏡的建造始祖，是18世紀晚期德國天文學家威廉·赫歇爾。他一生制作望遠鏡無數，其中最大的一臺，鏡面口徑1.2米，非常之笨重，需要四個人合力操作。

    進入19世紀末期后，制造較大口徑的折射望遠鏡也成為可能，世界上現存70厘米以上折射望遠鏡8架，其中7架是在1885年到1897年間建成的。1895年，耶基斯折射望遠鏡的主透鏡建成，這是當時世上最大的望遠鏡，至今坐落于美國威斯康星州耶基斯天文臺。

    但這之后，大型折射望遠鏡顯露出弊端，技術上，人們無法鑄造出大尺寸的完美玻璃透鏡，而它的變形會在重力作用下更加明顯而喪失焦點。1908年，美國天文學家海耳于威爾遜山建成了一臺口徑1.524米的反射望遠鏡，個頭兒、光譜分析、視差測量，一時無兩。但9年后，同樣是威爾遜山，口徑2.54米的胡克望遠鏡問世了，在它身上，光學干涉儀首次得到應用，使望遠鏡能精確測量恒星的大小和距離，亦使人類完成了恒星的分類、認識到銀河系外星系以及宇宙在膨脹的事實。

    胡克望遠鏡稱霸行業三十幾年，直到1948年，海耳5.08米巨型望遠鏡在帕洛馬山天文臺落成。而在美國貝爾電話實驗研究所，研制出了能探測發現宇宙微波背景輻射的喇叭天線，它結構簡單且易于控制，加上校正相位的反射面或透鏡后，具有頻帶寬、效率高等特點。

    在20世紀50年代，國際上開始形成幾個射電天文中心，其中以英國的實力最強。為重奪領先地位，美國1981年終于在新墨西哥州建成了甚大陣射電望遠鏡(VLA)。這是由27臺25米口徑天線組成的陣列，每個天線重230噸且可在鐵軌上移動。科學家借助它發現了水星上的水、銀河系中的微類星體、遙遠星系的愛因斯坦環以及伽馬射線爆。

    哈勃，這架1990年4月升空的望遠鏡，創造了一個無出其右的時代。它最成功的意義，在于取得了之前所有地基望遠鏡從來沒有取得的革命性突破。當時最為清晰的火星星球、土星極光、海王星云層……無數前所未見之圖片紛至沓來。甚至就在今年8月，哈勃還協同美國宇航局(NASA)的另兩張王牌望遠鏡——錢德拉X射線太空望遠鏡與斯皮策紅外太空望遠鏡，合拍出星系對撞后糾纏不休的景觀。它幾乎撰寫了天文學史教科書，但作為一架太空望遠鏡，哈勃的工齡實在夠長了，2009年NASA最后一次維修哈勃，并發回了一批它迄今拍到的最清晰宇宙照片，蕩滌心靈的驚艷之作，讓人們愈發難以割舍這位20年友伴的情誼。

    英國《新科學家》雜志網絡版曾評選出人類歷史上最著名的望遠鏡，以上十臺悉數入榜。其跨度之大，從17世紀直到20世紀90年代，而這些正是望遠鏡技術史上的10次節點。由它們開始，人類逐步觸及宇宙洪荒的狀態、揭開星系誕生的序幕、測算出宇宙的年齡、改寫宇宙膨脹理論、推導出暗能量和暗物質……

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返回頂部文章來源： 科技日報 張夢然 張巍巍