太空“巨眼”

李建云

茫茫宇宙，遼闊星空，究竟是如何形成的，又是如何演變的?千古之謎牽動著人類的心弦。人類是用肉眼來觀察事物的，可面對浩瀚無邊的宇宙，人類是那么的渺小，僅靠肉眼來探索神秘的宇宙就顯得遠遠不夠了。于是天文學家們便制造了一只“巨眼”——天文望遠鏡。

天文望遠鏡是人們為觀測遙遠的天體而專門設計的一種望遠鏡，它是人類觀測天體，認識和了解宇宙的重要工具。天文望遠鏡比一般的望遠鏡要大得多，也精良得多。目前常用的有折射望遠鏡、反射望遠鏡和折反射望遠鏡三大類。

天文望遠鏡一般都有較大的孔徑，具有很好的聚光能力，可以比人的肉眼看到遠得多的東西，它還可以“看”到包括X射線、γ射線、紫外線、可見光、紅外線、無線電波在內的幾乎所有波段的“光”。

我們的眼睛是通過瞳孔和晶狀體將外界發出的光線聚在視網膜上而看見物體的。同樣，天文望遠鏡也是通過透射鏡或反射鏡將光線聚焦而看見遠處物體的。

天文學家們借助這只“巨眼”，可以看到比肉眼所能看到的遠得多的物體，甚至可以觀測到幾億、幾十億、上百億光年遠處的宇宙天體。

與此同時，天文望遠鏡還有人眼所無法比擬的優點——它能“看到”幾乎所有波段的“光”和電磁輻射，而人的眼睛只能看到可見光。所以天文學家們根據不同望遠鏡看到的不同波段，又將天文望遠鏡分為光學望遠鏡、射電望遠鏡、紅外望遠鏡 、X射線望遠鏡 、γ射線望遠鏡和紫外線望遠鏡。

1609年，伽利略制造了最古老的折射望遠鏡。從此開辟了應用望遠鏡觀測宇宙的時代。目前世界上最大的光學望遠鏡口徑已達10米，美國擁有最大的射電望遠鏡口徑達300米。

用光學望遠鏡進行天文觀測，光有一只“巨眼”是不行的，還必須要有好的天氣。包裹著地球的濃密的大氣層是天文觀測的一大障礙。在地面觀測星空是很費勁的，就像是從湖底去看飛鳥一樣困難。因而世界上許多大型光學望遠鏡都安裝在高山上，以減少不利天氣和大氣的影響。

但即便是在高山上，仍難免受天氣條件的影響，觀測的清晰度和靈敏度仍受很大限制。因此科學家們便將望遠鏡運送到太空中去，避開了地球大氣的影響。

太空“巨眼”在離地面500千米左右的太空，可24小時觀測宇宙，它所提供的圖像之清晰、分辨率之高是地面觀測所望塵莫及的。它在太空能觀測到從紫外到紅外整個光譜區不同波長的輻射，這在地面觀測中是根本無法達到的。

哈勃空間望遠鏡是目前在太空運行的性能最先進、“看”得最遠的望遠鏡。它能洞察50億光年～120億光年遠的正在誕生或剛剛誕生的宇宙，是太空望遠鏡中的“大哥大”，被稱為“太空千里眼”。它重約12噸，長13.3米，寬4.3米，主要用于天文觀測。

由于它制造時存在一些誤差，發射上天后聚焦效果不佳，成像有些模湖，但仍有許多重大發現。1993年12月，7名宇航員乘航天飛機進入太空，將它收入貨艙進行修理，然后再送回原軌道。修復后的哈勃太空望遠鏡，可以觀測到140億光年遠處的星體，分辨率和圖像清晰度要比地面高得多，通過它可望對揭示宇宙的起源和演變發揮巨大的作用。

哈勃望遠鏡價值20億美元，它于1990年4月24日由“發現”號航天飛機送入580千米高度軌道，已運行了10年，向地面發回了大量的十分寶貴的探測信息和圖像。1999年12月19日，“發現”號航天飛機又一次升空，7名宇航員再次對哈勃望遠鏡進行了整修。設計壽命為20年的哈勃望遠鏡，目前正值“中年”，正是創業的黃金時期。

據最新消息，哈勃望遠鏡新拍攝到了星體爆發時的照片，對于加深了解恒星的形成、演化和衰亡過程意義重大。同時哈勃望遠鏡發現宇宙黑洞周圍有塵埃圓盤環繞，直徑達3700光年。哈勃望遠鏡還首次拍攝到形態各異的絢麗星云和極光，引起天文學家和天文愛好者的極大興趣。

射電望遠鏡又稱無線電望遠鏡，它是模仿雷達接收無線電波的原理來制造的。它通過接收天體發射出來的無線電波來進行天文觀測。射電望遠鏡與光學望遠鏡相比有它的獨到之外，一是它不受天氣好壞的影響；二是白天晚上都能進行觀測。單個的射電望遠鏡的外形像一口朝天的“大鍋”，類似于現在隨處可見的衛星電視接收天線，只不過個頭要大得多。目前世界上最大的射電望遠鏡是美國1963年在波多黎各的阿雷西博天文臺建造的，口徑達300米，因為口徑太大，只好依山就勢建在山凹中，真是名副其實的“坐地觀天”。

紅外望遠鏡，顧名思義這種望遠鏡可用于探測波長從0.7微米～1000微米的紅光以外的紅外線。任何物體只要有溫度，就會發射一定波長和一定溫度的紅外線。因此，紅外望遠鏡在探測光學望遠鏡“看”不到的天體時，有其獨到之處。

為更深入地探測宇宙奧秘，美國已計劃于2007年發射新一代空間望遠鏡(NGST)，用于取代哈勃空間望遠鏡，其分辨率是哈勃的10倍。美國的空間干涉望遠鏡(SIM)也計劃在2015年升空，其空間分辨率是哈勃的1000倍。這將使人類探索認知宇宙的能力邁上新的臺階。