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洞察宇宙的“天眼”

yuyu30072020年07月23日 12:34天文361

据外媒报道,哈勃空间望远镜目前正缓缓地向地球坠落,慢慢走向“生命”的终点。哈勃望远镜是有史以来最重要的望远镜之一,1990年4月升空,在地面之上约640公里的轨道上环绕地球,巡视宇宙。

哈勃望远镜口径为2.4米,长度约16米,带有多种观测暗弱天体的仪器。由于它位于大气层之上,不像地面望远镜饱受大气湍流扰动的影响,极大地拓展了人们对宇宙的了解。它发回的图片中,有当时最为清晰的火星极冠、尘暴等,并拍摄到正在星云中诞生的恒星以及距今130多亿光年的暗弱星系照片……由此,人们开始揭开星系诞生的秘密,进而开始测算宇宙的年龄、研究宇宙的暗物质和暗能量等。

天文望远镜的起源,可以追溯到17世纪初。意大利科学家伽利略在荷兰人的启发下,发明了天文望远镜,引领天文学进入了望远镜时代。

天文望远镜的观测能力并不取决于它能看到多远,而在于它看得有多么清楚。人的眼睛其实也是一台光学仪器,能看到几百万光年以外的星云,却看不清其中的细节。因此,天文望远镜的观测能力取决于它的聚光能力和分辨能力:聚光能力取决于望远镜的接收面积,越大越好;分辨率在很大程度上受制于观测环境,必须空气稀薄、干燥、无任何污染。这也是为什么世界顶级天文台都选择高海拔地区的原因。

目前,世界上口径最大的地面望远镜是美国的大型双筒望远镜,于2008年架设完成。其两个凹镜直径分别达8.4米,总面积加起来可达110平方米。它们安装在一个整体上,因此被称为世界最大的单个望远镜。目前在建的全世界最大的光学望远镜名为“欧洲特大”(E—ELT),2014年正式在智利开建,其主镜直径为39.3米,由798个六角形小镜片拼接而成,每个单独的镜片都可以被抛光到7.5纳米的平滑度,因此,成像特别清晰,被称为“带来科学革命的新设施”。

我国的光学望远镜近年来进步很大,自行研制的两米级光学望远镜于1989年投入使用,2015年1月观测到了迄今为止爆发最剧烈、爆发方式最奇特的超新星iPTF14hls。此外,我国南极巡天望远镜AST3—2于去年8月追踪到一次重要的引力波事件,是人类首次观测到双中子星合并产生的引力波及伴随其产生的电磁现象,意味着中国天文设备正加入国际关键天文事件的直接观测。

去年9月,我国建成并启用世界最大单口径射电望远镜——500米口径球面射电望远镜(FAST),被誉为“中国天眼”,是世界上单口径最大、最灵敏的射电望远镜,与原来口径100米的世界“最大”相比,“中国天眼”的观测能力提高了10倍。或许未来某一天,我们可以借此发现外星人,更好地探寻宇宙之谜。

(作者为中国科普作家演讲团专业委员)

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