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太空望远镜:朝代更替的大幕已然拉开
来源:
科技日报
更新时间:2010-8-25 23:46:06
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本报记者 张梦然 张巍巍
甚大阵射电望远镜。
18世纪赫歇尔制造的望远镜。
斯隆2.5米望远镜。
威尔金森宇宙微波各向异性探测卫星
望向远方即望向历史,科学家们这样形容太空望远镜。因为光的速度,人类肉眼看过去一片漆黑之地,望远镜却找到了成千上万的星辰,它们只存在于宇宙历史的某刻。而借望远镜之眼,人们可以回眸这些过往,惊鸿一瞥,已然摄人心魄,见之忘俗。这大概是太空望远镜对人类的无价反馈,它让我们明白,其实并不是人类在对宇宙孜孜以求,而是宇宙的吸引让我们身不由己。
开拓者:演绎数百年变迁
一幅珍贵的图画,曾显示了1609年伽利略正在向当时威尼斯的统治者演示折射望远镜的场景。这是一部长约1.2米的简易光学系统——平凸透镜为物镜,凹透镜为目镜,焦距很长,但色差也较严重。伽利略本人不是望远镜的发明者,但伽利略式望远镜却是第一台瞄向太空的仪器,自此天文学迈进了望远镜时代。
在他之后,牛顿没有继续将玻璃透镜发扬光大,而是自己动手磨了一个弯曲的镜面,将光线反射到一个焦点之上,其将物体放大的倍数,比使用透镜要高出数倍,反射代替了折射。牛顿式反射望远镜虽然会产生一定的像差,但却消除了色差。
而大型反射望远镜的建造始祖,是18世纪晚期德国天文学家威廉·赫歇尔。他一生制作望远镜无数,其中最大的一台,镜面口径1.2米,非常之笨重,需要四个人合力操作。
进入19世纪末期后,制造较大口径的折射望远镜也成为可能,世界上现存70厘米以上折射望远镜8架,其中7架是在1885年到1897年间建成的。1895年,耶基斯折射望远镜的主透镜建成,这是当时世上最大的望远镜,至今坐落于美国威斯康星州耶基斯天文台。
但这之后,大型折射望远镜显露出弊端,技术上,人们无法铸造出大尺寸的完美玻璃透镜,而它的变形会在重力作用下更加明显而丧失焦点。1908年,美国天文学家海耳于威尔逊山建成了一台口径1.524米的反射望远镜,个头儿、光谱分析、视差测量,一时无两。但9年后,同样是威尔逊山,口径2.54米的胡克望远镜问世了,在它身上,光学干涉仪首次得到应用,使望远镜能精确测量恒星的大小和距离,亦使人类完成了恒星的分类、认识到银河系外星系以及宇宙在膨胀的事实。
胡克望远镜称霸行业三十几年,直到1948年,海耳5.08米巨型望远镜在帕洛马山天文台落成。而在美国贝尔电话实验研究所,研制出了能探测发现宇宙微波背景辐射的喇叭天线,它结构简单且易于控制,加上校正相位的反射面或透镜后,具有频带宽、效率高等特点。
在20世纪50年
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