改变人类宇宙视野的十大望远镜

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简介

望远镜是人类望向太空的眼睛。四百多年来，望远镜让人类的视野拓宽，同时也带来了更多的谜题。



伽利略的望远镜：

这是个很简易的折射望远镜，两个透镜放在两根管子的末端，一根管子套在另一根管子里面，可以互相滑动。1609年夏天，伽利略曾第一次用它观察了月球，之后他还观察到了木星的卫星和太阳黑子。借助望远镜，伽利略还断定模糊的星云斑块由恒星组成。1610年三月，伽利略出版了具有里程碑意义的著作《星际信使》（Sidereus Nuncius，英文译为Starry Messenger），书中记录了他观察到的现象及他对这些现象的解释。伽利略推断出月球上也存在山脉和平原，以及木星的卫星在其行星轨道上运行。他提到，这部望远镜能够看到的星星是裸眼观察时的十倍。



牛顿的望远镜：

英国数学家和物理学家伊萨克·牛顿在1670年制作了一台望远镜。与伽利略的望远镜不同，牛顿是利用一个反射镜来收集和聚焦入射光。这种类型的望远镜称为反射望远镜，比折射望远镜更具有优势，后者需要用到两个透镜，而且会受到光学畸变效应的影响。反射望远镜能够做得很大，远大于折射望远镜。今天使用的各种巨型望远镜都是反射望远镜，牛顿的设计为它们的发展铺平了道路。





赫歇耳的40英尺望远镜

天王星的发现者威廉·赫歇尔，曾在英格兰的斯劳（Slough）建造了一台长达40英尺（12米）的反射望远镜。这台望远镜从1785年建到1789年，耗资4000英镑，不过这笔钱是由国王乔治三世掏的腰包。这是当时世界上最大的望远镜，而且纪录一直保持了50年。1789年8月28日夜里，望远镜第一次使用，赫歇尔将它对准土星，发现了土星的一颗卫星。后来，赫歇尔发现了另一颗土星的卫星，以及天王星的两颗卫星。



威尔逊山天文台和2.5米胡克望远镜

到了19世纪和20世纪初，随着玻璃制造技术的发展，以及透镜研磨和抛光技术日益成熟，人们开始建造越来越大型的望远镜。这些望远镜常常矗立在适宜天文观测的山顶上，那里空气更稀薄，天空更清澈。在美国，应用最早的天文台有加利福尼亚州圣荷西市的利克天文台，威斯康辛州威廉斯湾的叶凯士天文台。美国天文学家乔治·埃勒理·海耳建造了多台伟大的望远镜，其中就包括坐落于洛杉矶市外威尔逊山上的2.5米胡克望远镜。这台望远镜于1917年开始工作，天文学家埃德温·哈勃曾利用它收集到遥远星系光谱的红移，支持了宇宙膨胀的理论，从而推翻了当时普遍认为的宇宙不变的观点。



卡尔·詹斯基的无线电天线

物理学家卡尔·詹斯基任职于新泽西州霍姆德尔的AT&T贝尔实验室，他建造了一座大约100英尺长，20英尺高的无线电天线，用以监测短波的无线电信号，以确定这些信号是否干扰了跨大西洋的电话通讯。经过几个月的观测之后，他注意到一个来自人马座方向的无法识别，但一直持续不断的噪声源。詹斯基认识到，这是来自银河系中央的无线电波。其时是1933年，射电天文学由此诞生。



帕洛马天文台和海耳200英寸望远镜

200英寸（5.1米）海耳望远镜坐落在帕洛马山上，自洛杉矶向南3个小时车程。这台望远镜同样是乔治·埃勒理·海耳主持建造的，可惜他没能等到望远镜建成的那一天。望远镜的建造耗时20年，直到1949年才第一次投入使用。在1993年10米的凯克望远镜建成之前，海耳望远镜一直是世界上分辨能力最强的望远镜。在恒星起源等重要谜题上，这架望远镜发挥着重要作用。



哈勃太空望远镜

美国国家航空航天局第一个重要的天文观测平台。1990年，哈勃望远镜由宇宙飞船运送至地球轨道。哈勃望远镜的最初设计是只能观察光谱中的可见光和紫外线部分，后来在1997年增加了红外观测能力。因为运行轨道距离地面数百英里，使得哈勃没有和地面上的天文台一样，受到大气折射的困扰，成为人类望向太空的最清晰的眼睛，大大拓展了人类对宇宙本身及其起源的认识。



W. M. 凯克天文台

凯克望远镜位于莫纳克亚山上，世界上最好的天文观测点之一。两台巨大的望远镜凯克1号和凯克2号，都装有直径达10米的主镜，相继在1993年和1996年投入使用。凯克望远镜是世界上最大的光学望远镜，先进的光学系能够抵消掉部分地球大气层的影响。凯克1号具有灵敏的红外摄像能力，据说在月球上放根蜡烛它也能探测到。近十几年来，人类开始探测到其他恒星周围的行星，在探测太阳系以外行星的过程中，凯克望远镜具有不可估量的的价值。



钱德拉X射线空间望远镜

美国国家航空航天局的另一个大型天文观测平台。1999年，钱德拉X射线空间望远镜由宇宙飞船发送升空，其目的主要是探测微弱的X射线。在地面上，由于大气层吸收了大部分的X射线，很难进行探测。在服役的十年时间里，钱德勒望远镜创下了许多第一，包括第一次观察到流向人马座A*的X射线流，以及银河系中央的超大质量黑洞。



斯皮策太空望远镜

斯皮策红外太空望远镜是美国国家航空航天局最新的一个大型观测平台。在太空中，由于没有大气层对红外线的吸收作用，斯皮策望远镜可以更清晰地观察宇宙。望远镜于2003年发射升空，至今仍在不断拓展人类对恒星形成区域、幼年恒星及其他恒星系统的了解。