人类的第三只眼:“近视眼”哈勃望远镜,戴上眼镜,超长服役30年
天文学史上的两个“哈勃”
如果我们回首20世纪的天文学,就会发现在众多的发现当中,天文学家爱德温·哈勃发现的星系红移是整个人类文明史一次里程碑式的重大发现。
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所谓星系红移,指的就是银河系外的大多数星系都在离我们远去,而且距离我们越远,远离的速度就越快。这个发现不仅让爱因斯坦主动承认自己关于静态宇宙的错误看法,而且还成为了宇宙大爆炸的关键证据,拉开了现代宇宙学发展的序幕。
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除了爱德温·哈勃,在天文学史上,还有另外一个“哈勃”也为人类探索宇宙做出了巨大的贡献,这个“哈勃”就是大名鼎鼎的哈勃空间望远镜。
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1990年4月24号是哈勃空间望远镜服役的日子,今天是哈勃服役30周年的日子。在过去的30年里,哈勃为我们带来许多珍贵的照片,帮助科学家攻克了一个又一个的科学难题。可你知道吗?
哈勃其实是一个近视眼,这30年来,它带着一副眼睛,勤勤恳恳地工作,别人“996”就受不了,可它完全就是“007”,全天无休地在巡天。那具体是咋回事呢?
大型轨道天文台计划
首先,我们要从天文观测说起。早期人类观测宇宙其实是通过肉眼。具体的原理其实是宇宙中的电磁波来到地球,进入到观测员的眼睛当中。电磁波其实有一个很完整的频段,而肉眼只能观测到一部分,这部分也被叫做可见光频段。可见光频段其实只是整个光谱中很小的部分,这就意味着人类看不到很多光,这就有点类似于色盲。
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自从伽利略用望远镜来观测天象,人类的天文学水平就有了突飞猛进的发展。由于人类只能在地球上观测宇宙,地球的环境其实对天文观测是有很大影响的。这些因素主要有地面的振动,其他的电磁波的污染,即便没有这些,大气层本身也对天文观测造成严重的干扰。
由于大气层是冷热不均的,在地球表面上观测时,看到的景象就会发生晃动和模糊,就好像散光了一样。不仅如此,大气层和地磁场还会屏蔽掉许多宇宙射线,导致科学家无法观测到X射线波段,伽马射线。所以,即便是我们有能够接收这些射线的仪器,但由于地球环境,我们还会有部分接收不到。这某种程度上加深了人类的“色盲”问题。
一直以来,科学家就想要攻克这两个问题。1946年,天文学家莱曼·斯皮策就提出一个大胆的想法,把望远镜搬到天空当中,这样就可以避免地球的影响。
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1970年,美国和欧洲的航天局就发起了一个“大型轨道天文台计划”。在这个计划中,有希望解决上述的两个问题,首先把望远镜搬到天空中,解决散光的问题;其次,利用四台空间望远镜覆盖电磁波的全频段,这样就可以解决色盲的问题。这四台空间望远镜分别是:
哈勃空间望远镜:可见光和近紫外波段。康普顿伽玛射线天文台:伽玛射线波段,硬X射线波段。钱德拉X射线天文台:软X射线波段。斯皮策空间望远镜:红外波段。
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“近视眼”哈勃空间望远镜
哈勃望远镜是这四个空间望远镜中,第一个被送往太空的。是迄今为止最长寿的,到现在为止已经完成了100多万次的拍摄,可以说是最成功的空间望远镜。虽然它的业绩十分辉煌,但真的应了中国的那句老话:好事多磨。
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【人类的第三只眼:“近视眼”哈勃望远镜,戴上眼镜,超长服役30年】一开始,美国国会不愿意批准哈勃项目的预算,但是当时的科学家想了很多办法来游说国会,最终得到了一半的计划经费,这导致只能给原计划进行瘦身。
其次,由于哈勃用到的主镜面对于工艺的要求特别高,导致制造商迟迟无法按时交货,前前后后推迟了三次。等到准备好时,又遇到了1986年挑战者号的事故。
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于是,哈勃空间望远镜的发射计划又被推迟了。直到1990年4月24号,哈勃在才正式发射,这距离哈勃完工已经过去了7年的时间。
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