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天文望遠鏡是人類研究宇宙的最重要工具,下面就來簡單介紹一下人類歷史上幾架最重要的天文望遠鏡。
伽利略望遠鏡如果說起天文望遠鏡,首先不得不說到的一個人就是伽利略,他是人類史上第一位把望遠鏡指向夜空的人。在17世紀初,伽利略用自制的一架天文望遠鏡(口徑4.2釐米)首次觀測了月球,並發現了月球環形山。此後,他又發現了木星四顆最大的衛星、土星光環以及太陽黑子等天文現象,並且認識到銀河中包含了大量的恆星。他的一系列發現徹底改變了人們對天文學的認識,並且也給當時飽受爭議的日心說提供了非常有力的證據。從此開始,人類對天文觀測不再依靠肉眼,而是邁入了天文望遠鏡的全新時代。
胡克望遠鏡這架著名的天文望遠鏡位於威爾遜山天文臺,始建於20世紀初,口徑為250釐米,它是當時世界上最為強大的天文望遠鏡。當年,哈勃正是利用胡克望遠鏡發現了河外星系,並發現了星系紅移,證明宇宙正在膨脹。由於哈勃的發現,人類對宇宙的認識拓展到銀河系之外,進入浩瀚無際的宇宙之中。
貝爾實驗室的喇叭天線來自宇宙的電磁波不僅只有可見光,而且還有波長更長的微波、無線電波,這需要射電望遠鏡進行接收。在20世紀60年代,貝爾實驗室的彭齊亞斯和威爾遜利用喇叭天線接收到了來自宇宙誕生之後發出的第一縷光,它們已經衰變為了各向同性的宇宙微波背景輻射。這是宇宙學中最重大的發現之一,它成為了宇宙大爆炸理論的強有力證據之一。
哈勃太空望遠鏡這架望遠鏡以著名天文學家愛哈勃的名字來命名,它是第一架被送入太空的天文望遠鏡。在沒有地球大氣干擾的太空環境中,主鏡為240釐米的哈勃太空望遠鏡拍攝到了史無前例的清晰宇宙圖片,並開始解答宇宙的起源、宇宙的年齡、星系和恆星是如何演化等重大問題。在軌已經28年的哈勃太空望遠鏡,已經成為天文史上的一架里程碑式天文望遠鏡。
阿雷西博天文臺由史丹佛國際研究中心、國家科學基金會與康奈爾大學管理。阿雷西博望遠鏡是固定望遠鏡,不能轉動,只能透過改變天線饋源的位置掃描天空中的一個帶狀區域。1974年,阿雷西博望遠鏡向距離地球25,000光年的球狀星團M13傳送了一串由1,679個二進位制數字組成的訊號,稱為阿雷西博資訊。如果資訊被地外智慧生命所接收並正確解讀,會得到如右圖所示的資訊,從上到下依次為:用二進位制表示的1-10十個數字、DNA所包含的化學元素序號、核苷酸的化學式、DNA的雙螺旋形狀、人的外形、太陽系的組成、望遠鏡的口徑和波長。向球狀星團M13傳送資訊的原因是其中的恆星分佈比較密集,被地外智慧生命接收的可能性較大。甚大天線陣由27臺25米口徑的天線組成的射電望遠鏡陣列,位於美國新墨西哥州的聖阿古斯丁平原上,海拔2124米,是世界上最大的綜合孔徑射電望遠鏡。天文學家使用甚大天線陣做出了一系列重要的發現,例如發現銀河系內的微類星體、遙遠星系周圍的愛因斯坦環、伽瑪射線暴的射電波段對應體等等。天眼FASTFAST位於貴州省平塘縣克度鎮大窩凼窪地,利用喀斯特窪地的地勢而建。其主體工程於2011年開工,2016年落成。FAST是目前世界上最大的單一口徑、填充口徑射電望遠鏡;並且是世界上第二大的單一口徑射電望遠鏡,僅次於俄羅斯的RATAN-600望遠鏡。2017年10月10日,中國科學院宣佈FAST首次新發現兩顆脈衝星,其中一顆編號J1859-0131,自轉週期為1.83秒,據估算距離地球1.6萬光年;一顆編號J1931-01,自轉週期0.59秒,據估算距離地球約4100光年。這兩顆脈衝星分別由FAST於2017年8月22日、25日在南天銀道面透過漂移掃描發現。
以上是比較出名的建造在地球上的射電天文望遠鏡,接下來介紹一下在太空中的空間天文望遠鏡
哈勃空間望遠鏡是以天文學家愛德溫·哈勃為名,在地球軌道的望遠鏡。由於它位於地球大氣層之上,因此獲得了地基望遠鏡所沒有的好處:影像不受大氣湍流的擾動、視相度絕佳,且無大氣散射造成的背景光,還能觀測會被臭氧層吸收的紫外線。於1990年發射之後,已經成為天文史上最重要的儀器。哈勃的成就不要太多,,隨便列幾個創生柱作為天文愛好者這張照片你一定不陌生,這張創生之柱於1995年4月1日由哈勃望遠鏡拍攝,被Space.com評定為哈勃太空望遠鏡拍攝的最佳前十名的照片之一,這張影像是由不同元素髮射的光合成的,在星雲中不同的元素以不同的顏色表示:綠色的是氫、單獨的紅色是電離的硫、藍色是少了兩個電子的氧原子。除了藝術造詣之外,哈勃的天文學貢獻也不少哈勃望遠鏡透過觀測和解析證實了宇宙加速膨脹著一猜想;我們目前使用的宇宙年齡資料137億年是由哈勃望遠鏡觀測所得;哈勃提供的高解析光譜和影像很明確的證實了盛行的黑洞存在於星系核中的學說。費米伽瑪射線空間天文臺是在地球低軌道的伽馬射線天文學空間天文臺。此望遠鏡是用來進行大面積巡天以研究天文物理或宇宙論現象,如活動星系核、脈衝星、其他高能輻射來源和暗物質。另外,該衛星搭載的伽瑪射線爆監視系統可用來研究伽瑪射線暴。伽馬射線爆在2008年9月,在船底座發生的伽瑪射線爆GRB 080916C被記錄到。這次爆炸是以“被量測到最大能量”而著名。這次爆炸能量相當於9000顆超新星爆炸,其相對論性噴射的運動速度至少有光速的99.9999%。總而言之,GRB 080916C有目前所見“最高的總能量,最快的運動,最高能量的初始輻射”擁抱科學,終生受益