望远镜助人类探索宇宙四百年

2025-02-06 11:10世界奇闻

参考消息网7月30日报道美国《大众科学》月刊网站7月20日发表比尔·古尔吉的文章，题为《望远镜400年——认识宇宙的窗口》，全文摘编如下：

最早的望远镜被称为折射望远镜，由荷兰眼镜制造商制造于17世纪初。他们使用一对透镜——一个凸透镜安装在望远镜的末端，另一个凹透镜充当目镜。在大多数情况下，这些望远镜用于测量土地和军事目的。意大利天文学家伽利略是第一批利用这种望远镜观测天空的人之一。

德国天文学家约翰尼斯·开普勒用一对凸透镜改进了望远镜凸凹透镜的设计。这样做的好处是视野更宽，放大倍数提高，但图像看起来是颠倒的。尽管如此，采用开普勒设计的望远镜制造商能够使用长达150英尺(约合45.7米)的望远镜实现100倍的放大率。然而，这种长镜筒的望远镜经不起风吹雨打，恶劣的天气会令其失效。

英国的艾萨克·牛顿爵士提出了一种基于反射光或曲面镜的替代设计。这种设计可以捕捉更多光线，避免光线穿过透镜时发生的扭曲棱镜效应——即色差。

在太空时代之前的两个多世纪的时间里，正如望远镜的尺寸不断增加，镜面的尺寸、材料和质量也不断增加和提高。进入太空时代后，哈勃和詹姆斯·韦布等太空望远镜消除了地球大气层的干扰。借助韦布空间望远镜，我们能够比以往任何时候都更深入地观察宇宙，窥探130多亿年前大爆炸后形成的第一批星系。

如今，美国国家航空航天局(NASA)正在开展多个空间望远镜项目，包括南希·格雷斯·罗曼望远镜和宜居世界天文台。

1609年——折射望远镜

受荷兰和丹麦望远镜制造商的启发，伽利略于1609年制造了自己的望远镜。他的第一架望远镜有着3倍放大率。随着时间的推移，他的设计不断改进。他最终的望远镜可以将物体放大30倍。

幸运的是，伽利略不仅是一位有天赋的天文学家，也是一位技艺精湛的艺术家，这使他能够通过镜头捕捉到他所观察的宇宙天体的详细图像。他的月球素描展示了以往从未见过或想象过的月球山脉和陨石坑。

1672年——牛顿爵士的反射望远镜

当光线穿过玻璃，它会被分成七彩色带，这意味着，折射望远镜存在色差问题，从而影响图像质量。为了克服这种棱镜效应，牛顿建造了一架使用曲面镜的反射望远镜。

1672年，法国神父劳伦特·卡塞格兰改进了牛顿的设计。他使用凹面主镜和凸面副镜将光线通过主镜上的一个孔反射回目镜，从而在小型镜筒中实现长焦距。

1789年——赫歇尔望远镜

英国天文学家威廉·赫歇尔爵士的望远镜采用反射式设计，主镜较大，目镜位于轴外，以避免遮挡光路。这样就可以采用更大的镜面，并具备更大的聚光能力。

赫歇尔用他的一架望远镜发现了一颗新行星，他根据乔治三世国王的名字将其命名为“乔治之星”。这颗行星后来被命名为天王星。

赫歇尔绘制的星云图来自1912年由皇家学会和皇家天文学会在伦敦出版的《威廉·赫歇尔爵士科学论文集》。

1900年——巴黎博览会大望远镜

1900年巴黎博览会，法国科学仪器制造商保罗·戈蒂埃建造了一架57米长的反射望远镜(长度超过半个足球场)，它的镜面直径为1.25米。

1917年——胡克望远镜

威尔逊山天文台的胡克望远镜由美国天文学家乔治·埃勒里·黑尔设计，使用直径为100英寸的镜面，是当时世界上最大的望远镜。它极大地推动了对星系和星云的研究。

20世纪20年代，美国天文学家埃德温·哈勃开始使用胡克望远镜，这为我们理解宇宙远大于我们的星系这个事实和大爆炸理论奠定了基础。

1990年——哈勃空间望远镜

哈勃空间望远镜由NASA和欧洲航天局建造，是基于太空的反射望远镜，镜面直径2.4米。它在大气层上方的地球轨道上运行。当它开始运行时，它在其对宇宙的观测中提供了前所未有的清晰度和细节。

NASA预计该望远镜将持续运行到本世纪20年代末。

2021年——韦布空间望远镜

韦布空间望远镜是NASA、欧洲航天局和加拿大航天局合作的成果。它是一种先进的太空反射望远镜，配备直径6.5米的分节镜面。

它在红外光谱中运作，这使其能够以极高的灵敏度观测遥远的星系、系外行星和其他天文现象。

韦布望远镜在距离地球100万英里的第二个太阳-地球拉格朗日点(L2)附近绕太阳运行。（编译/朱捷）

这百年来我们是如何探索宇宙的？