天文臺和望遠鏡

與月亮和行星不同的是，恒星距離我們很遠，以致我們無法親自或者通過太空探測器去拜訪它們。為了了解恒星、星云和星系，我們只能研究從這些遙遠天體上發出來的光線。從1609 年尤其是伽利略的第一次發現之后，天文學家已開始使用望遠鏡來探索恒星。數個世紀以來，天文學家們制造了更大的望遠鏡來獲取更多光線，以觀察更遙遠更暗淡的天體。更大的望遠鏡還能夠提供更清晰的視野。天文學家如今在計劃建造一種望遠鏡，其使用的反光鏡是現在所有望遠鏡所用反光鏡的4 倍到5 倍大。

誰是第一臺望遠鏡的使用者

第一臺望遠鏡于1608 年發明于荷蘭。在1609 年7月之前，英國人托馬斯·哈里奧特第一次使用望遠鏡觀察了月球。但是伽利略是第一個發表用望遠鏡觀察所獲發現的人，并因此而出名。伽利略的小望遠鏡使用了一枚直徑僅為37 毫米的小鏡片，放大倍率只有實際尺寸的20 倍。如今大部分入門級望遠鏡都要比他用的這架好得多。

意大利望遠鏡 伽利略的第一臺天文望遠鏡至今仍然存世，現存于意大利佛羅倫薩的一家博物館內。

甚大望遠鏡

巨大的光學望遠鏡，例如歐洲的4 臺甚大望遠鏡，都被建造在能夠打開和旋轉的天文臺中，以便能夠觀測天空中的每個角落。

山頂望遠鏡

大型天文臺都建造在高山上，目的是能夠透過云層和避開大氣層的模糊效應。冒納凱阿是夏威夷的一座高聳的火山，世界上一些最大的望遠鏡都安置于此，比如圖片前景中的雙子望遠鏡。

雙子望遠鏡

現今所有的大型光學望遠鏡都使用反射鏡收集、匯聚光線。例如這臺雙子望遠鏡最大的單體反射鏡，其直徑可達8米—和一棟小房子差不多寬。更大的望遠鏡則使用由許多小型單元組合成的反射鏡。

阿雷西博射電望遠鏡

世界上最大的射電望遠鏡位于美國波多黎各，其碟形天線直徑為300 米—足以裝下3個足球場。固定的碟形天線永遠朝上指向天空。碟形天線上方有一個可移動天線，協助望遠鏡追蹤天體。

可移動的碟形天線

天文學家可以利用巨大的碟形天線來記錄來自太空的無線電波，比如使用位于美國新墨西哥州荒原的甚大天線陣（VLA）。這里的碟形天線和大部分射電望遠鏡的一樣，能夠對準天空的任何位置接收無線電波。27 架天線還可以沿著軌道（見下圖）移動，構建了一個直徑達數千米的巨大天文望遠鏡。

信號放大器

接受來自恒星的信號

射電望遠鏡使用金屬碟形天線來接收無線電波，并將電波導至位于碟盤焦點處的接收天線。天線將電波轉換為信號，信號在被放大和記錄后，作為波譜或“電波”圖像被顯示出來。