哈勃，漸行不漸遠(yuǎn)

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1990年4月， 當(dāng)哈勃空間望遠(yuǎn)鏡抵達(dá)軌道時(shí)，美國(guó)航空航天局以及科學(xué)界都對(duì)其抱有很大的希望。即便如此，哈勃在加深人類對(duì)宇宙的了解上，還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了科學(xué)家的預(yù)期。哈勃的成功并非輕而易舉，而是經(jīng)過了長(zhǎng)期的探索，伴隨著各種挫折、失望。

下面講述的，就是有關(guān)哈勃的歷史和未來的故事，還有哈勃拍攝的精彩絕倫的照片和最重要的發(fā)現(xiàn)。

在20世紀(jì)60年代后期，美國(guó)航空航天將建造軌道望遠(yuǎn)鏡提上日程。而在20世紀(jì)70年代，當(dāng)軌道望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目開始實(shí)施時(shí)，遇到的卻是一連串的失敗，導(dǎo)致項(xiàng)目一度被取消。

后來，這一計(jì)劃精簡(jiǎn)了項(xiàng)目，削減了預(yù)算，總算能再度立項(xiàng)。為了讓空間望遠(yuǎn)鏡成為現(xiàn)實(shí)，美國(guó)航空航天局與歐空局達(dá)成協(xié)議，共同開展空間望遠(yuǎn)鏡工程。

哈勃空間望遠(yuǎn)鏡需要用航天飛機(jī)來運(yùn)送到軌道上，而在當(dāng)時(shí)，航天飛機(jī)也剛剛處于起步階段，哈勃的命運(yùn)因而與航天飛機(jī)牢牢捆綁在一起。

最初，設(shè)計(jì)者計(jì)劃讓哈勃空間望遠(yuǎn)鏡于1983年升空，但是因?yàn)榧夹g(shù)和預(yù)算問題，不得不一再延期。到

1986年，哈勃還是沒有進(jìn)入太空。當(dāng)年發(fā)生的“挑戰(zhàn)者”號(hào)爆炸事件導(dǎo)致美國(guó)航空航天局停掉了所有的航天飛機(jī)升空計(jì)劃。搭載哈勃的航天飛機(jī)直到4年后才得以升空。為了延長(zhǎng)哈勃的工作壽命，工作人員進(jìn)行了專門的設(shè)計(jì)，使得哈勃可以同時(shí)在太空中工作和升級(jí)系統(tǒng)。

“近視眼”哈勃

1990年4月24日，“發(fā)現(xiàn)”號(hào)航天飛機(jī)搭載哈勃空間望遠(yuǎn)鏡進(jìn)入太空。當(dāng)科學(xué)家興致勃勃地等待哈勃傳回他們期待的驚人發(fā)現(xiàn)時(shí)，哈勃的第一批圖像卻讓他們從頭涼到了腳心——哈勃拍攝的圖像遠(yuǎn)沒有預(yù)想的那么清晰。隨后的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，哈勃配備的主鏡片尺寸有問題。

經(jīng)過數(shù)年的政治游說、技術(shù)攻關(guān)以及延遲發(fā)射，終于讓哈勃進(jìn)入太空后，才發(fā)現(xiàn)這架造價(jià)昂貴的望遠(yuǎn)鏡居然不能聚焦。這對(duì)全世界的科學(xué)家來說，都是一件失望至極的事情。這是美國(guó)航空航天局歷史上最低落的階段。

給哈勃“戴眼鏡”

1993年，一架航天飛機(jī)被派出執(zhí)行修理哈勃的任務(wù)。在長(zhǎng)達(dá)5天的時(shí)間里，經(jīng)過一系列漫長(zhǎng)、復(fù)雜的太空作業(yè)，宇航員終于為哈勃安裝上了彌補(bǔ)主鏡片缺陷的部件。通俗一點(diǎn)講，他們給哈勃戴上了眼鏡。

這一任務(wù)取得了兩個(gè)層面的勝利：第一，哈勃終于恢復(fù)了“視力”，第二，美國(guó)航空航天局的聲望得以重建。本次任務(wù)證明了美國(guó)航空航天局有實(shí)力在外太空?qǐng)?zhí)行大型修復(fù)和建設(shè)作業(yè)。美國(guó)航空航天局重建了公眾對(duì)自己的信心，而接下來的工程，比如空間站的建設(shè)，看上去也有能力實(shí)現(xiàn)了。

哈勃拍攝了30000多個(gè)天體的照片，建立了50多萬個(gè)影像檔案。除了在科學(xué)方面的價(jià)值，這些氣勢(shì)恢宏的影像也激發(fā)了全世界觀眾對(duì)宇宙探索的熱情和好奇心。哈勃不僅是20世紀(jì)最成功的科技成就之一，也成為美國(guó)航空航天局乃至整個(gè)太空科學(xué)樹立公眾形象的典范。

不可估量的科技突破

哈勃出名的原因，正是其拍攝的壯觀的宇宙圖片。在地面上，望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)能力受到天氣、大氣湍流、大氣光（大氣自身發(fā)出微弱的背景光的現(xiàn)象）等諸般因素的限制。哈勃不受這些因素影響，因此比地面望遠(yuǎn)鏡看得更遠(yuǎn)、更清晰。哈勃甚至可以“看到”很多非可見光的光，比如紫外線和近紅外線。

可以毫不夸張地說，哈勃重新塑造了我們對(duì)宇宙本質(zhì)的認(rèn)識(shí)。下面就講講哈勃是如何做到這一點(diǎn)的。

哈勃超深空?qǐng)鲇跋窆臻g望遠(yuǎn)鏡曾對(duì)準(zhǔn)太空中微小到簡(jiǎn)直看不到的點(diǎn)，拍攝了一系列超長(zhǎng)曝光的照片。這些圖片包含10000多個(gè)星系，距離地球遠(yuǎn)近不一。這是人類有史以來對(duì)宇宙的最深入的觀測(cè)。目前，科學(xué)家仍在研究這些照片，也許將建立起新的理論來闡釋星系的形成和發(fā)展，以及它們?cè)谟钪骈g的分布。

追溯過去

遙望太空即追溯過去。太陽(yáng)系之外的天體距離我們?nèi)绱诉b遠(yuǎn)，乃至光也要行走100年、1000年。我們看到的、距離我們100光年的天體的圖片， 實(shí)際上不是它現(xiàn)在的樣子，而是100年前的景象。

哈勃觀察過距離地球130億光年的天體，展示給我們宇宙大爆炸發(fā)生大約4億年之后的宇宙的樣子。因此，在追溯宇宙過往時(shí)，哈勃也達(dá)到了前所未及的程度。

哈勃傳回的數(shù)據(jù)資料幫助科學(xué)家精確地推算出星系膨脹的速率，并據(jù)此推算出宇宙的年齡在130億至140億歲之間。

暗能量和暗物質(zhì)

科學(xué)家原本認(rèn)為，宇宙的膨脹速率要么是穩(wěn)定的，要么在逐漸放緩，但哈勃拍攝的結(jié)果顯示，宇宙的膨脹在不斷加速，原因至今不明。部分科學(xué)家推測(cè)，這種加速是由宇宙中普遍存在的不明能量造成的。這

種至今尚未明晰的能量形式被

稱為暗能量。

同時(shí)，天文學(xué)家注意到，大型天體如恒星、星系還有星團(tuán)，經(jīng)常以他們無法解釋的方式在太空中位移。這些天體似乎受到了未知引力的影響。

由于引力與質(zhì)量相關(guān)，一些天文學(xué)家就推測(cè)，也許宇宙中看不到的物質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于可以看到的。這種看不到的物質(zhì)被稱為暗物質(zhì)，可能就是未知引力的源泉。暗物質(zhì)尚未被證實(shí)，但是哈勃傳回來的數(shù)據(jù)支持暗物質(zhì)理論。

超大質(zhì)量黑洞

哈勃協(xié)助證明了超大質(zhì)量黑洞的存在。這些黑洞的質(zhì)量大過太陽(yáng)百萬倍，一般盤踞在星系的中心位置。哈勃還發(fā)現(xiàn)，黑洞的大小和星系的形狀存在直接關(guān)系，這有助于科學(xué)家更好地了解星系的組成和演化。太陽(yáng)系外行星

在太陽(yáng)系外，哈勃不但幫助科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了圍繞其他恒星旋轉(zhuǎn)的行星，還使對(duì)這些行星的大氣進(jìn)行化學(xué)分析成為可能。除此之外，它還拍下了首張?zhí)?yáng)系外行星圍繞恒星運(yùn)轉(zhuǎn)的照片。這一行星叫北落師門b，以其圍繞的恒星北落師門而得名。

哈勃還拍下了塵埃和氣體組成的星盤，這種星盤被認(rèn)為是行星誕生的搖籃。此類星盤遍布銀河系，也暗示著行星的形成沒有多么了不起，其實(shí)是件尋常事兒。

太陽(yáng)系內(nèi)的觀測(cè)

哈勃的新發(fā)現(xiàn)并不都局限于百萬光年之外，它同樣提高了我們對(duì)自己所在天體周邊的認(rèn)識(shí)。比如說，在哈勃的幫助下，天文學(xué)家可以追蹤穿過太陽(yáng)系的彗星的蹤跡。1994年，“蘇梅克- 列維9”號(hào)彗星和木星相撞，哈勃及時(shí)將這些壯觀的場(chǎng)面回傳過來。

哈勃還對(duì)冥王星降級(jí)為矮行星起了作用。在太陽(yáng)系中，作為行星，冥王星的個(gè)頭甚至小過月亮。哈勃發(fā)現(xiàn)，在太陽(yáng)系的邊緣，有很多天體和冥王星差不多大小，或者更大。國(guó)際天文聯(lián)合會(huì)沒有把這些天體都升格為行星，而是改變了對(duì)行星的定義，為小一點(diǎn)的天體創(chuàng)建了新的分類——“矮行星”，冥王星就位列其中。

哈勃的未來

數(shù)年來，哈勃空間望遠(yuǎn)鏡已被維修了5次，一些老化的零件得以更換，使它至今還在工作。在其生命耗盡之時(shí)，哈勃也許會(huì)被回收，或者直接遺棄，不會(huì)重蹈高層大氣研究衛(wèi)星失控之后墜入大氣層的覆轍。

哈勃空間望遠(yuǎn)鏡引領(lǐng)了天文學(xué)領(lǐng)域的革命。當(dāng)它結(jié)束自己的使命后，更新、更先進(jìn)的空間望遠(yuǎn)鏡將取代它的位置。詹姆斯· 韋伯空間望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)開始服役，ATLAST 空間望遠(yuǎn)鏡也正在設(shè)計(jì)和建造中。

正如哈勃曾經(jīng)做到的那樣，這些新的空間望遠(yuǎn)鏡也將改變我們對(duì)宇宙的了解，以我們不曾想到的方式。