口徑,是望遠鏡的重要指標。簡單來講,口徑越大,望遠鏡的觀測能力就越強,就能看見越遠、越暗的天體。所以,天文學家就不斷地追求更大的望遠鏡。在歷史上,天文望遠鏡就是在不斷變大。那麼,天文望遠鏡能有多大?
折射式望遠鏡時代1608年,荷蘭的一位眼鏡商漢斯·利伯希偶然中發明瞭望遠鏡。緊接著,1609年,天文學家伽利略首次利用望遠鏡觀測了太空,完成了許多天文發現。那個時候的望遠鏡口徑只有幾釐米,比現代天文愛好者的小型天文望遠鏡還要小。
伽利略的望遠鏡
17世紀和18世紀,望遠鏡快速發展,口徑越來越大,可以達到幾十釐米,甚至一米多。但是,當時的望遠鏡發展遇到了重大的問題:當時的人們只懂得製造折射式望遠鏡。這種望遠鏡不僅成像有一些缺陷,而且鏡筒非常長。這導致當時很多望遠鏡有幾十米長。例如,著名科學家惠更斯的一臺望遠鏡就達到了41米長。
反射式望遠鏡時代後來,反射式望遠鏡的出現使得望遠鏡的口徑能夠在鏡筒不過於長的情況下大大變大。於是,天文望遠鏡的發展進入了嶄新的時代,變得越來越大。1793年,英國的赫歇爾製造出了130釐米的望遠鏡。1845年,帕森製造出了有效口徑182釐米的望遠鏡。1917年,美國胡克望遠鏡建設完成,口徑245釐米。
1950年,美國在帕羅馬爾山上建成了海爾望遠鏡,口徑達到508釐米。1993年,凱克望遠鏡落成,口徑達到10米。這就是現代大型光學望遠鏡的大小。
可是,天文望遠鏡只能這麼大嗎?
不是——我們還有射電天文望遠鏡。
射電天文望遠鏡
大家一定聽說過前幾年建設完成的FAST望遠鏡。它就是一個射電天文望遠鏡,口徑達到500米,是海爾望遠鏡的50倍。實際上,FAST望遠鏡是目前世界上最大的單體射電望遠鏡。
但是,天文學家的需求遠不止步於此。由於射電望遠鏡可以互相通過幹涉技術協作,相隔很遠的多個射電望遠鏡可以共同合作,觀測同一個目標。從解析度的角度,組合成的「虛擬望遠鏡」的口徑,就等於這些射線望遠鏡相隔的距離。
2017年開始,全球多個射電望遠鏡聯合起來,共同組建了EHT望遠鏡(Event Horizon Telescope,事件視界望遠鏡),用來直接觀測黑洞。這個虛擬望遠鏡是目前世界上最大的天文望遠鏡,其解析度上的等效口徑達到了12742000米(地球直徑)。