哈勃望远镜过完25岁生日一代传奇英雄或将“退休”

2015-12-09 09:14孙兆辉
科学大众(中学) 2015年12期
关键词:臭氧层哈勃星系

孙兆辉

德国著名哲学家康德曾经说过:世界上有两件东西能震撼人们的心灵,一件是我们心中崇高的道德标准,另一件是我们头顶上灿烂的星空。为了探寻内心的震撼,人们不断将目光投向遥远的宇宙空间,并积极探索着我们头顶星空的模样。望远镜作为一种可以极目千里的设备,被人类广泛的应用在宇宙探寻中。2015年4月,备受瞩目的哈勃望远镜迎来了25周岁生日,同时也代表着这名屡立战功的“将军”将结束它的戎马生涯。

下面就让我们来一起回顾一下这名“将军”是如何为人类探索宇宙空间立下汗马功劳的。

为什么要把哈勃望远镜送入太空?

太空观测的一大目的,是对太空中的星系和空间进行有效的定位。人类生存的地球圈层充满了空气,空气随着我们头顶的云朵一起,处于流动的状态。如果把大气比作水,我们把笔斜着插入水中,就会看到水中的笔似乎被水折断。我们晃动水,笔在水中的部分也将同时晃动。在天文观测中,空气就类似水的特性,因此我们获得的太空图像就发生晃动,同时看到的图像也就不是原来预定观测位置的影像。与此同时,由于地球存在臭氧层,很多紫外线被厚厚的臭氧层吸收或隔离,因此这部分光也无法在地球观测到。

考虑到地球上种种对观测的不利影响,科学家决定把望远镜送入太空,由此影像就不会受到大气湍流的扰动,视相度绝佳又没有大气散射造成的背景光,同时也能观测到被臭氧层吸收的紫外线。

哈勃望远镜究竟为人类做了什么?

当我们仰望星空,总会幻想天外的世界究竟是怎样的,是否在遥远的地方也存在有类似地球一样的生命。因此,带着人类的好奇和期待,哈勃摆脱了地球的束缚,意图用自己的“双眼”去静静凝视着天外灿烂的星河,用自己的观测数据使人类更加了解宇宙、了解自己生存的美丽的地球。

下面就让我们看看,哈勃到底为人类观测宇宙做出了什么样的贡献。

上世纪80年代初期,黑洞是某些星系的核心还只是一种假说,到了80年代中后期,人类才鉴定出一些星系核心可能是黑洞。然而,哈勃借助高解析光谱和影像有力地证明了这一假说的正确性,并使得黑洞是星系核心成为一种普遍和共同的认知。

1994年的一个闷热夏天,在哈勃完成第一次维护、修好光学系统后不久,苏梅克-列维九号彗星撞击木星。使得科学家最为之兴奋的,它可能是自发明望远镜以来,人类第一次观察到大型天体相撞。这一奇观可能上百万年才会出现一次,而哈勃有幸成为了这一奇观骄傲的见证者。为人类了解生命起源提供了千载难逢的机会。

哈勃的功绩远不止如此,它观测了数千个星系及星系团,观测并记录下的数据容量高达100TB,要有100~200个普通个人电脑的硬盘总和才能将其装下。同时,它还为宇宙中所能及的星系勾画了蓝图,将人类的视野在宇宙中放大了300多倍,为人类认识宇宙年龄、大小及组成奠定了坚实的基础。

为什么哈勃望远镜的功能如此强大?

一个好的将军必须拥有好的武器、设备,才能够驰骋疆场。哈勃作为一个优秀的望远镜,要面对一个暗背景为主的宇宙色调,同时需要观察庞大的宇宙空间,必然配备了许许多多强大的观测设备,只有这样才能完成如此多的探测任务。

除此以为,哈勃还搭载了暗天体照相机、暗天体摄谱仪和精确导引系统。这么多强大的设备才最终铸就了哈勃望远镜极目千里、一览无余的本领。

未来宇宙的舞台又会是如何?

当哈勃望远镜喜迎25周岁生日的同时,这位昔日辉煌卓著的英雄也将渐渐退出历史舞台了。英雄迟暮多少会带来些许感伤和不舍。这也不禁让人想起1977年发射升空的旅行者1号探测器。巧的是,它也于2015年停止了数据磁带机的运作。

那么,人类对于宇宙的探索也会随着这些英雄的老去而慢慢放缓脚步吗?答案显然是否定的,甚至可以说是截然相反的。因为,人类真正开始进行宇宙探索才处于刚刚起步状态,宇宙梦才刚刚开始,有理由相信未来的宇宙探索活动将会变得更加频繁。就在哈望远镜勃即将谢幕的同时,据一些国外媒体报道,2018年美国国家航空航天局(NASA)准备将把史上最昂贵的詹姆斯-韦伯空间望远镜送入轨道,来接替哈勃望远镜的工作。而且,人类探索宇宙空间的雄心远远不止如此,目前又有科学家提出了新的、更大规模的望远镜。相信将来,人类会继续开发自己的智慧,不断推出新的方案和设计,为我们头顶那片灿烂的星河勾画出更具体、更美妙的蓝图。

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