哈勃望遠鏡升空30周年,它有哪些故事?哪些成就?

2020-12-21 科學船塢

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著名的哲學家康德曾經說過,世界上有兩件東西能夠震撼人的心靈,一件是人類心中崇高的道德標準,另一件就是頭頂上燦爛的星空。

那片星空不僅是給我們在夜空下消遣時候看的自然美景,更多的是勾起人類的好奇心,鼓舞人類走出地球,踏入更遠的宇宙星空,地球只是我們的家園而已,它在宇宙中渺小如滄海一粟。

哈勃望遠鏡承擔了人類的夢想,它身上背負著人們的期望。1990年4月24日,發現號太空梭攜帶哈勃望遠鏡升空,順利進入575公裡的軌道上。哈勃望遠鏡以美國天文學家哈勃名字來命名,以紀念他對於天文學發展所作出的貢獻。

在哈勃望遠鏡拍回來的首張照片中,科學家發現哈勃望遠鏡存在一個重大問題,那就是主鏡存在球面像差,這樣的缺陷導致拍回來的照片無法達到預期的效果,而造成這一結果的原因是在地面上對主鏡的打磨不到位,有2.2微米的厚度誤差,這麼點的誤差也是致命的,它使得地面上的工作人員不得不設法維修這個問題。

經過緊張的討論之後,確定了三個方案:

第一:派遣太空人上天維修,然而這個方案最後討論無法實施,因為主鏡系統上沒有預留的空間來實施維修操作。

第二:派遣太空梭再入太空,將哈勃望遠鏡從軌道上拽回來,回到地面上重新修正主鏡,最後也沒有通過這個方案,因為這個方案實施周期太久,還需要重新送上太空,太麻煩。

第三:給哈勃望遠鏡裝一套光學改正系統,最後也就是用了這個方案,算是裝了一個矯正系統,當然這個方案也動用了太空梭,7名太空人駕駛太空梭攜帶8噸器材,前往太空給哈勃維修。

經過這次維修,科學家與工程師們說,維修之後的哈勃望遠鏡的解析度比之前預想的還要好,超出了原先設計之初預想的極佳效果,這次維修是極有意義的。

自1993年這次維修之後,哈勃望遠鏡進入到正常的工作中來,三十年來的發現,亮點不斷。

哈勃望遠鏡的主要成果

哈勃望遠鏡的主要科學目標是測量宇宙的大小與年齡,現在所得到的宇宙年齡的結果要比哈勃望遠鏡上天之前要精確地多。

通過對造父變星的觀測以及測定造父變星的距離,改善哈勃常數的測量值,讓誤差更小一些,哈勃常數對於研究宇宙學來說是極為重要的。

在上世紀六十年代初期,天文學界一直有這樣的猜測,「黑洞可能存在於星系核心」,八十年代時,科學家才找到了一批星系中心可能是黑洞的候選者,哈勃望遠鏡的升空,大量的觀測數據表明,「星系的中心是黑洞」這一現象在宇宙中是很普遍的,同時也驗證了之前的猜想。

哈勃的超深空場是一項尤為重要的成就,它所展示的是迄今為止人類看到的最遠的深空星系圖片,對於宇宙學的研究有重要意義,向大家揭示了嬰兒期宇宙的演化圖景。

哈勃望遠鏡找到了暗物質存在的有力證據,根據對超新星的觀測,發現遙遠的超新星亮度比預期的弱很多,這表明宇宙間星體的距離更大,宇宙正在加速膨脹,由此引出了暗能量的概念,宇宙加速膨脹的幕後黑手很可能就是暗能量。

哈勃望遠鏡還為我們帶來了一幅幅精美的星空圖片,喚醒大家對宇宙的好奇。哈勃望遠鏡的成果遠不止這麼點,自哈勃望遠鏡升空以來,在這三十年中,科學家根據哈勃望遠鏡的數據發表了數萬篇科學論文,可以這麼說,哈勃望遠鏡是現代天文學發展過程中最重要的科學儀器。

如今,哈勃望遠鏡已「垂垂老矣」,它的重任將交由它的繼任者來完成。

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