哈勃望遠(yuǎn)鏡過(guò)完25歲生日一代傳奇英雄或?qū)ⅰ巴诵荨?/h1>
2015-12-09 09:14:34孫兆輝
科學(xué)大眾(中學(xué)) 2015年12期 關(guān)鍵詞：人類(lèi)
孫兆輝
德國(guó)著名哲學(xué)家康德曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：世界上有兩件東西能震撼人們的心靈，一件是我們心中崇高的道德標(biāo)準(zhǔn)，另一件是我們頭頂上燦爛的星空。為了探尋內(nèi)心的震撼，人們不斷將目光投向遙遠(yuǎn)的宇宙空間，并積極探索著我們頭頂星空的模樣。望遠(yuǎn)鏡作為一種可以極目千里的設(shè)備，被人類(lèi)廣泛的應(yīng)用在宇宙探尋中。2015年4月，備受矚目的哈勃望遠(yuǎn)鏡迎來(lái)了25周歲生日，同時(shí)也代表著這名屢立戰(zhàn)功的“將軍”將結(jié)束它的戎馬生涯。
下面就讓我們來(lái)一起回顧一下這名“將軍”是如何為人類(lèi)探索宇宙空間立下汗馬功勞的。
為什么要把哈勃望遠(yuǎn)鏡送入太空？
太空觀測(cè)的一大目的，是對(duì)太空中的星系和空間進(jìn)行有效的定位。人類(lèi)生存的地球圈層充滿(mǎn)了空氣，空氣隨著我們頭頂?shù)脑贫湟黄穑幱诹鲃?dòng)的狀態(tài)。如果把大氣比作水，我們把筆斜著插入水中，就會(huì)看到水中的筆似乎被水折斷。我們晃動(dòng)水，筆在水中的部分也將同時(shí)晃動(dòng)。在天文觀測(cè)中，空氣就類(lèi)似水的特性，因此我們獲得的太空?qǐng)D像就發(fā)生晃動(dòng)，同時(shí)看到的圖像也就不是原來(lái)預(yù)定觀測(cè)位置的影像。與此同時(shí)，由于地球存在臭氧層，很多紫外線被厚厚的臭氧層吸收或隔離，因此這部分光也無(wú)法在地球觀測(cè)到。
考慮到地球上種種對(duì)觀測(cè)的不利影響，科學(xué)家決定把望遠(yuǎn)鏡送入太空，由此影像就不會(huì)受到大氣湍流的擾動(dòng)，視相度絕佳又沒(méi)有大氣散射造成的背景光，同時(shí)也能觀測(cè)到被臭氧層吸收的紫外線。
哈勃望遠(yuǎn)鏡究竟為人類(lèi)做了什么？
當(dāng)我們仰望星空，總會(huì)幻想天外的世界究竟是怎樣的，是否在遙遠(yuǎn)的地方也存在有類(lèi)似地球一樣的生命。因此，帶著人類(lèi)的好奇和期待，哈勃擺脫了地球的束縛，意圖用自己的“雙眼”去靜靜凝視著天外燦爛的星河，用自己的觀測(cè)數(shù)據(jù)使人類(lèi)更加了解宇宙、了解自己生存的美麗的地球。
下面就讓我們看看，哈勃到底為人類(lèi)觀測(cè)宇宙做出了什么樣的貢獻(xiàn)。
上世紀(jì)80年代初期，黑洞是某些星系的核心還只是一種假說(shuō)，到了80年代中后期，人類(lèi)才鑒定出一些星系核心可能是黑洞。然而，哈勃借助高解析光譜和影像有力地證明了這一假說(shuō)的正確性，并使得黑洞是星系核心成為一種普遍和共同的認(rèn)知。
1994年的一個(gè)悶熱夏天，在哈勃完成第一次維護(hù)、修好光學(xué)系統(tǒng)后不久，蘇梅克-列維九號(hào)彗星撞擊木星。使得科學(xué)家最為之興奮的，它可能是自發(fā)明望遠(yuǎn)鏡以來(lái)，人類(lèi)第一次觀察到大型天體相撞。這一奇觀可能上百萬(wàn)年才會(huì)出現(xiàn)一次，而哈勃有幸成為了這一奇觀驕傲的見(jiàn)證者。為人類(lèi)了解生命起源提供了千載難逢的機(jī)會(huì)。
哈勃的功績(jī)遠(yuǎn)不止如此，它觀測(cè)了數(shù)千個(gè)星系及星系團(tuán)，觀測(cè)并記錄下的數(shù)據(jù)容量高達(dá)100TB，要有100～200個(gè)普通個(gè)人電腦的硬盤(pán)總和才能將其裝下。同時(shí)，它還為宇宙中所能及的星系勾畫(huà)了藍(lán)圖，將人類(lèi)的視野在宇宙中放大了300多倍，為人類(lèi)認(rèn)識(shí)宇宙年齡、大小及組成奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
為什么哈勃望遠(yuǎn)鏡的功能如此強(qiáng)大？
一個(gè)好的將軍必須擁有好的武器、設(shè)備，才能夠馳騁疆場(chǎng)。哈勃作為一個(gè)優(yōu)秀的望遠(yuǎn)鏡，要面對(duì)一個(gè)暗背景為主的宇宙色調(diào)，同時(shí)需要觀察龐大的宇宙空間，必然配備了許許多多強(qiáng)大的觀測(cè)設(shè)備，只有這樣才能完成如此多的探測(cè)任務(wù)。
除此以為，哈勃還搭載了暗天體照相機(jī)、暗天體攝譜儀和精確導(dǎo)引系統(tǒng)。這么多強(qiáng)大的設(shè)備才最終鑄就了哈勃望遠(yuǎn)鏡極目千里、一覽無(wú)余的本領(lǐng)。
未來(lái)宇宙的舞臺(tái)又會(huì)是如何？
當(dāng)哈勃望遠(yuǎn)鏡喜迎25周歲生日的同時(shí)，這位昔日輝煌卓著的英雄也將漸漸退出歷史舞臺(tái)了。英雄遲暮多少會(huì)帶來(lái)些許感傷和不舍。這也不禁讓人想起1977年發(fā)射升空的旅行者1號(hào)探測(cè)器。巧的是，它也于2015年停止了數(shù)據(jù)磁帶機(jī)的運(yùn)作。
那么，人類(lèi)對(duì)于宇宙的探索也會(huì)隨著這些英雄的老去而慢慢放緩腳步嗎？答案顯然是否定的，甚至可以說(shuō)是截然相反的。因?yàn)?，人?lèi)真正開(kāi)始進(jìn)行宇宙探索才處于剛剛起步狀態(tài)，宇宙夢(mèng)才剛剛開(kāi)始，有理由相信未來(lái)的宇宙探索活動(dòng)將會(huì)變得更加頻繁。就在哈望遠(yuǎn)鏡勃即將謝幕的同時(shí)，據(jù)一些國(guó)外媒體報(bào)道，2018年美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）準(zhǔn)備將把史上最昂貴的詹姆斯-韋伯空間望遠(yuǎn)鏡送入軌道，來(lái)接替哈勃望遠(yuǎn)鏡的工作。而且，人類(lèi)探索宇宙空間的雄心遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止如此，目前又有科學(xué)家提出了新的、更大規(guī)模的望遠(yuǎn)鏡。相信將來(lái)，人類(lèi)會(huì)繼續(xù)開(kāi)發(fā)自己的智慧，不斷推出新的方案和設(shè)計(jì)，為我們頭頂那片燦爛的星河勾畫(huà)出更具體、更美妙的藍(lán)圖。
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下面就讓我們來(lái)一起回顧一下這名“將軍”是如何為人類(lèi)探索宇宙空間立下汗馬功勞的。
為什么要把哈勃望遠(yuǎn)鏡送入太空？
太空觀測(cè)的一大目的，是對(duì)太空中的星系和空間進(jìn)行有效的定位。人類(lèi)生存的地球圈層充滿(mǎn)了空氣，空氣隨著我們頭頂?shù)脑贫湟黄穑幱诹鲃?dòng)的狀態(tài)。如果把大氣比作水，我們把筆斜著插入水中，就會(huì)看到水中的筆似乎被水折斷。我們晃動(dòng)水，筆在水中的部分也將同時(shí)晃動(dòng)。在天文觀測(cè)中，空氣就類(lèi)似水的特性，因此我們獲得的太空?qǐng)D像就發(fā)生晃動(dòng)，同時(shí)看到的圖像也就不是原來(lái)預(yù)定觀測(cè)位置的影像。與此同時(shí)，由于地球存在臭氧層，很多紫外線被厚厚的臭氧層吸收或隔離，因此這部分光也無(wú)法在地球觀測(cè)到。
考慮到地球上種種對(duì)觀測(cè)的不利影響，科學(xué)家決定把望遠(yuǎn)鏡送入太空，由此影像就不會(huì)受到大氣湍流的擾動(dòng)，視相度絕佳又沒(méi)有大氣散射造成的背景光，同時(shí)也能觀測(cè)到被臭氧層吸收的紫外線。
哈勃望遠(yuǎn)鏡究竟為人類(lèi)做了什么？
當(dāng)我們仰望星空，總會(huì)幻想天外的世界究竟是怎樣的，是否在遙遠(yuǎn)的地方也存在有類(lèi)似地球一樣的生命。因此，帶著人類(lèi)的好奇和期待，哈勃擺脫了地球的束縛，意圖用自己的“雙眼”去靜靜凝視著天外燦爛的星河，用自己的觀測(cè)數(shù)據(jù)使人類(lèi)更加了解宇宙、了解自己生存的美麗的地球。
下面就讓我們看看，哈勃到底為人類(lèi)觀測(cè)宇宙做出了什么樣的貢獻(xiàn)。
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哈勃的功績(jī)遠(yuǎn)不止如此，它觀測(cè)了數(shù)千個(gè)星系及星系團(tuán)，觀測(cè)并記錄下的數(shù)據(jù)容量高達(dá)100TB，要有100～200個(gè)普通個(gè)人電腦的硬盤(pán)總和才能將其裝下。同時(shí)，它還為宇宙中所能及的星系勾畫(huà)了藍(lán)圖，將人類(lèi)的視野在宇宙中放大了300多倍，為人類(lèi)認(rèn)識(shí)宇宙年齡、大小及組成奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
為什么哈勃望遠(yuǎn)鏡的功能如此強(qiáng)大？
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當(dāng)哈勃望遠(yuǎn)鏡喜迎25周歲生日的同時(shí)，這位昔日輝煌卓著的英雄也將漸漸退出歷史舞臺(tái)了。英雄遲暮多少會(huì)帶來(lái)些許感傷和不舍。這也不禁讓人想起1977年發(fā)射升空的旅行者1號(hào)探測(cè)器。巧的是，它也于2015年停止了數(shù)據(jù)磁帶機(jī)的運(yùn)作。
那么，人類(lèi)對(duì)于宇宙的探索也會(huì)隨著這些英雄的老去而慢慢放緩腳步嗎？答案顯然是否定的，甚至可以說(shuō)是截然相反的。因?yàn)?，人?lèi)真正開(kāi)始進(jìn)行宇宙探索才處于剛剛起步狀態(tài)，宇宙夢(mèng)才剛剛開(kāi)始，有理由相信未來(lái)的宇宙探索活動(dòng)將會(huì)變得更加頻繁。就在哈望遠(yuǎn)鏡勃即將謝幕的同時(shí)，據(jù)一些國(guó)外媒體報(bào)道，2018年美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）準(zhǔn)備將把史上最昂貴的詹姆斯-韋伯空間望遠(yuǎn)鏡送入軌道，來(lái)接替哈勃望遠(yuǎn)鏡的工作。而且，人類(lèi)探索宇宙空間的雄心遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止如此，目前又有科學(xué)家提出了新的、更大規(guī)模的望遠(yuǎn)鏡。相信將來(lái)，人類(lèi)會(huì)繼續(xù)開(kāi)發(fā)自己的智慧，不斷推出新的方案和設(shè)計(jì)，為我們頭頂那片燦爛的星河勾畫(huà)出更具體、更美妙的藍(lán)圖。
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