伊利諾州 (新聞)

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伊利諾州 (新聞)

史上最著名14衹太空“千里眼”:哈勃望遠鏡上榜
2009-06-16

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天文望遠鏡
天文物理
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芝加哥大學
麻省理工學院
英國《新科學家》雜志網站報道，1608年，荷蘭的一位眼鏡商偶然發現用兩塊鏡片可以看清遠處的景物，受此啟發，他制造了人類歷史上的第一架望遠鏡。經過近400年的的發展，望遠鏡的功能越來越強大，觀測的距离也越來越遠。

為慶祝“2009國際天文年”，英國《新科學家》評選出了人類歷史上最著名的望遠鏡。以下是這14架最著名的望遠鏡：

1、伽利略折射望遠鏡

伽利略折射望遠鏡

伽利略是第一個認識到望遠鏡將可能用于天文研究的人。雖然伽利略沒有發明望遠鏡，但他改進了前人的設計方案，并逐步增強其放大功能。圖中的情景發生于1609年8月，伽利略正在向當時的威尼斯統治者演示他的望遠鏡。伽利略制作了一架口徑 4.2厘米，長約1.2米的望遠鏡。他是用平凸透鏡作為物鏡，凹透鏡作為目鏡，這种光學系統稱為伽利略式望遠鏡。伽利略用這架望遠鏡指向天空，得到了一系列的重要發現，天文學從此進入了望遠鏡時代。折射望遠鏡的优點是焦距長，底片比例尺大，對鏡筒彎曲不敏感，最适合于做天体測量方面的工作。但是它總是有殘余的色差，同時對紫外、紅外波段的輻射吸收很厲害。

2、牛頓反射式望遠鏡

牛頓反射式望遠鏡

牛頓反射式望遠鏡的原理并不是采用玻璃透鏡使光線折射或彎曲，而是使用一個彎曲的鏡面將光線反射到一個焦點之上。這种方法比使用透鏡將物体放大的倍數要高數倍。牛頓經過多次磨制非球面的透鏡均告失敗后，決定采用球面反射鏡作為主鏡。他用 2.5厘米直徑的金屬，磨制成一塊凹面反射鏡，并在主鏡的焦點前面放置了一個与主鏡成45o角的反射鏡，使經主鏡反射后的會聚光經反射鏡以90o角反射出鏡筒后到達目鏡。這种系統稱為牛頓式反射望遠鏡。它的球面鏡雖然會產生一定的象差，但用反射鏡代替折射鏡卻是一個巨大的成功。反射望遠鏡的主要优點是不存在色差，當物鏡采用拋物面時，還可消去球差。圖中顯示的是牛頓首個反射式望遠鏡的复制品

3、赫歇爾望遠鏡

赫歇爾望遠鏡

18世紀晚期，德國音樂師和天文學家威廉-赫歇爾幵始制造大型反射式望遠鏡。圖中顯示的是赫歇爾所制造的最大望遠鏡，鏡面口徑為1.2米。該望遠鏡非常笨重，需要四個人來操作。赫歇爾是制作反射式望遠鏡的大師，他早年為音樂師，因為愛好天文，從1773年幵始磨制望遠鏡，一生中制作的望遠鏡達數百架。赫歇爾制作的望遠鏡是把物鏡斜放在鏡筒中，它使平行光經反射后匯聚于鏡筒的一側。在反射式望遠鏡發明后，反射材料一直是其發展的障礙：鑄鏡用的青銅易于腐蝕，不得不定期拋光，需要耗費大量財力和時間，而耐腐蝕性好的金屬，比青銅密度高且十分昂貴。

　4、耶基斯折射望遠鏡

耶基斯折射望遠鏡

耶基斯折射望遠鏡座落于美國威斯康星州的耶基斯天文台，主透鏡建成于1895年，是當時世界上最大望遠鏡。十九世紀末，隨著制造技術的提高，制造較大口徑的折射望遠鏡成為可能，隨之就出現了一個制造大口徑折射望遠鏡的高潮。世界上現有的8架70厘米以上的折射望遠鏡有7架是在1885年到1897年期間建成的，其中最有代表性的是1897年建成的口徑102厘米的葉凱士望遠鏡和1886年建成的口徑91厘米的里克望遠鏡。但折射望遠鏡后來在發展上受到限制，主要是因為從技術上無法鑄造出大塊完美無缺的玻璃做透鏡，并且由于重力使大尺寸透鏡的變形會非常明顯，因而喪失明銳的焦點。

5、威爾遜山60英寸望遠鏡　

威爾遜山60英寸望遠鏡

這幅圖片拍攝于1946年，夜間操作員吉因-漢考克正在手動操控望遠鏡。1908年，美國天文學家喬治-埃勒里-海耳主持建成了口徑60英寸的反射望遠鏡，安裝于威爾遜山。這是當時世界上最大的望遠鏡，光譜分析、視差測量、星云觀測和測光等天文學領域成為世界領先的設備。雖然數年后胡克望遠鏡的口徑超過了它，但在此后的數年中它依然是世界上最大的望遠鏡之一。1992年海耳望遠鏡上安裝了一台早期的自适應光學設施，使它的分辨本領從0.5-1.0角秒提高到0.07角秒。

6、胡克100英寸望遠鏡

胡克100英寸望遠鏡

在富商約翰-胡克的贊助下，口徑為100英寸的反射望遠鏡于1917年在威爾遜山天文台建成。在此后的30年間，它一直是世界上最大的望遠鏡。為了提供平穩的運行，這架望遠鏡的液壓系統中使用液態的水銀。1919年阿爾伯特-邁克爾遜為這架望遠鏡裝了一個特殊裝置：一架干涉儀，這是光學干涉裝置首次在天文學上得到應用。邁克爾遜可以用這台儀器精确地測量恆星的大小和距离。亨利-諾里斯-羅素使用胡克望遠鏡的數据制定了他對恆星的分類。埃德溫-哈勃使用這架100英寸望遠鏡完成了他的關鍵的計算。他确定許多所謂的“星云”實際上是銀河系外的星系。在米爾頓-赫馬森的幫助下他認識到星系的紅移說明宇宙在膨脹。

　7、海耳200英寸望遠鏡

海耳200英寸望遠鏡

海耳對胡克100英寸望遠鏡并不十分滿意。1928年，他決定在帕洛馬山天文台再架設了一台口徑為200英寸的巨型反射望遠鏡。新望遠鏡于1948年完工并投入使用。海耳1890年畢業于美國麻省理工學院。1892年任芝加哥大學天体物理學副教授，幵始組織葉凱士天文台，任台長。1904年籌建威爾遜山太陽觀象台，即后來的威爾遜山天文台。他任首任台長，直到1923年因病退休。1895 年，海耳創辦《天体物理學雜志》。1899年當選為新成立的美國天文學与天体物理學會副會長。海耳一生最主要的貢獻体現在兩個方面：對太陽的觀測研究和制造巨型望遠鏡。

8、喇叭天線

喇叭天線

喇叭天線位于美國新澤西州的貝爾電話實驗研究所，曾用來探測和發現宇宙微波背景輻射。喇叭天線建造于1959年。當喇叭長度一定時，若使喇叭張角逐漸增大，則口面尺寸与二次方相位差也同時加大，但增益并不和口面尺寸同步增加，而有一個其增╴最大值的口面尺寸，具有這樣尺寸的喇叭就叫作最佳喇叭。喇叭天線的輻射場可利用惠更斯原理由口面場來計算。口面場則由喇叭的口面尺寸与傳播波型所決定。可用几何繞射理論計算喇叭壁對輻射的影響，從而使計算方向圖与實測值在直到遠旁瓣處都能較好地吻合。

　9、甚大陣射電望遠鏡

甚大陣射電望遠鏡

甚大陣射電望遠鏡座落于美國新墨西哥州索科洛，于1980 年建成并投入使用。甚大陣由27面直徑25米的拋物面天線組成，呈Y型排列。天文學家可以利用甚大陣來研究黑洞、星云等宇宙各种現象。甚大望遠鏡是一組光學望遠鏡陣列。它包括了4個8.2米的望遠鏡，陣列中每個都是一個大型望遠鏡，而且每一個都能獨立工作，并具有捕獲比人類肉眼觀測到的光線弱40億倍的光線，這比南非大望遠鏡能捕獲的最弱光線還弱四倍。甚大陣望遠鏡能夠把最多3個望遠鏡集中在一起形成獨立單元，通過地下的鏡片將光線組合成一個統一的光束，這使得望遠鏡系統能夠觀測到比單個望遠鏡分辨率高25倍的圖像。

10、哈勃太空望遠鏡

哈勃太空望遠鏡

哈勃太空望遠鏡發射于1990年4月。它位于地球大气層之上，因此它取得了其他所有地基望遠鏡從來沒有取得的革命性突破。天文學家們利用它來測量宇宙的膨脹比率以及發生產生這种膨脹的暗能量和神祕力量。哈勃太空望遠鏡已到“晚年”。它在太空的十几年中，經歷過數次大修。盡管每次大修以后，“哈勃”都面貌一新，特別是2001年科學家利用哥倫比亞航天飛机對它進行的第四次大修，為它安裝測繪照相机，更換太陽能電池板，更換已工作11年的電力控制裝置，并激活處于“休眠”狀態的近紅外照相机和多目標分光計，然而，大修仍掩蓋不住它的老態，因為 “哈勃”從上太空起就處于“帶病堅持工作” 狀態。

11、凱克系列望遠鏡

凱克系列望遠鏡

凱克望遠鏡位于夏威夷莫納克亞山，口徑為10米。由于當今技術不可能實現單片望遠鏡鏡面口徑超過8.4米，因此凱克望遠鏡的鏡面由36塊六邊形分片組合而成。凱內望遠鏡巨大的鏡面使它使用起來非同一般，不衹是因為它的大尺寸，還因為它是由 36個直徑為1.8米的六邊形小鏡片組成的。凱克望遠鏡幵創了基于地面的望遠鏡的新時代。它的規模是美國加利富尼亞州帕落馬山上的海耳望遠鏡的兩倍，后者在前几十年內是世界上最大的望遠鏡。有人曾認為制造如此之大的望遠鏡是不可能的，但新科學技術把不可能變為了現實。

12、斯隆2.5米望遠鏡

斯隆2.5米望遠鏡

“斯隆數字天空勘測計划”的2.5米望遠鏡位于美國新墨西哥州阿柏角天文台。該望遠鏡擁有一個相當复雜的數字相机，望遠鏡內部是30個電荷耦合器件(CCD)探測器。斯隆望遠鏡使用口徑為2.5米的寬視場望遠鏡，測光系統配以分別位于u、 g、r、i、z波段的五個濾鏡對天体進行拍攝。這些照片經過處理之后生成天体的列表，包含被觀測天体的各种參數，比如它們是點狀的還是延展的，如果是后者，則該天体有可能是一個星系，以及它們在CCD上的亮度，這与其在不同波段的星等有關。另外，天文學家們還選出一些目標來進行光譜觀測。

　13、威爾金森宇宙微波各向异性探測衛星

威爾金森宇宙微波各向异性探測衛星

美國宇航局于2001年7月發射了威爾金森宇宙微波各向异性探測衛星(WMAP)，用來研究宇宙微波背景以及宇宙大爆炸遺留物的輻射問題。WMAP繪制了首張清晰的宇宙微波背景圖，從而可以精确地測定宇宙的年齡為137億年。WMAP的目標是找出宇宙微波背景輻射的溫度之間的微小差异，以幫助測試有關宇宙產生的各种理論。它是COBE的繼承者，是中級探索者衛星系列之一。WMAP以宇宙背景輻射的先軀研究者大衛-威爾金森命名。

14、雨燕觀測衛星

雨燕觀測衛星

“雨燕”(Swift)觀測衛星發射于2004年，主要是用來研究伽瑪暴現象。“雨燕 ”可在短短的一分鐘內自動觀測到伽瑪暴現象。到目前為止，它已經發現了數百次伽瑪暴現象。“雨燕”衛星實際上是一顆專門用于确定伽馬射線暴起源、探索早期宇宙的國際多波段天文台。它主要由三部分組成，分別從伽馬射線、X射線、紫外線和光波四個方面研究伽馬射線暴和它的耀斑。在多年的運行中，“雨燕”衛星先后共10次捕捉到以极快角速度運行的伽馬射線暴，其中，最短的伽馬射線暴衹持續了50毫秒。目前，“雨燕”衛星可以檢測到120億光年以外單獨的恆星參數。

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